KR20190104751A - 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치 - Google Patents

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Abstract

다단적재 구조를 가지는 무인운반장치가 제공된다. 무인운반장치는 차체; 및 상기 차체 내에 위치하여 적재화물들을 다단으로 적재하는 적재부; 를 포함하며, 상기 적재부는 다단으로 적재된 적재화물들 사이에 위치하여 각 적재화물들을 구분하여 적재할 수 있는 적재유닛을 포함하고, 상기 적재유닛은 상하로 이동할 수 있다.

Description

다단적재 구조를 가지는 무인운반장치{Automated guided vehicle with multi-stage loading structure}
본 발명은 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 크기의 적재화물을 구분하여 적재하면서도 차체의 부피를 줄일 수 있는 무인운반장치에 관한 것이다.
정보통신 기술의 발전으로 인해 반도체에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 이러한 막대한 수요에 대응하기 위해서는 공장의 제조 라인 증설 및 생산 시간 단축이 필수적이다.
제조 라인을 증설하기 위한 간단한 방법은 넓은 면적의 공장을 확보하는 것인데, 이는 곧 비용 상승으로 이어질 수 있어 경제적으로 부담이 된다. 따라서 한정된 공간에 최대한 많은 라인을 배치하는 방법이 필요하다.
한정된 공간에 많은 제조 라인을 구비하기 위해서는 각 라인 사이의 공간을 최소화하여 효율적인 배치를 추구해야 한다. 그러나 각 라인 사이에는 라인 간 물품을 옮길 수 있는 통로를 마련해야 하므로 한계가 있었다.
생산 시간 단축을 위해서는 각 공정에 소요되는 작업을 신속하게 진행하여야 한다. 제조 라인 간 물품을 옮기는 과정도 신속하게 진행될 필요가 있다.
제조 라인 간 물품을 신속하게 옮기기 위하여 다양한 자동화 시스템이 사용될 수 있다. 대표적인 것으로, 천장에 선형레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 반송차 시스템(OHT, Overhead Hoist Transport)과, 자동안내차량(AGV, Automated Guided Vehicle)이 많이 사용되고 있다. 이 밖에 다른 자동화 시스템에 대한 연구도 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다양한 크기의 적재화물을 구분하여 적재하면서도 차체의 부피를 줄여 제조 라인의 경제적인 배치가 가능한 무인운반장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차체의 회전 없이도 적재화물을 다양한 방향으로 상/하차시킬 수 있는 무인운반장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 무인운반장치가 적재화물을 상/하차시킬 때 발생할 수 있는 진동 또는 오차 등을 방지하여 안정적인 작업이 가능한 무인운반장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치는 차체; 및 상기 차체 내에 위치하여 적재화물들을 다단으로 적재하는 적재부; 를 포함하며, 상기 적재부는 다단으로 적재된 적재화물들 사이에 위치하여 각 적재화물들을 구분하여 적재할 수 있는 적재유닛을 포함하고, 상기 적재유닛은 상하로 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 해결하고자 하는 다른 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치는 차체; 상기 차체에 위치하여 적재화물을 다단으로 적재하는 적재부; 및 상기 적재부를 차체에 대하여 회전시키는 회전유닛; 을 포함하며, 상기 회전유닛은 적재부를 차체 위에서 차체와는 별도로 회전시키는 것을 특징으로 한다.
상기 해결하고자 하는 다른 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치는 차체; 및 상기 차체에 위치하여 적재화물을 다단으로 적재하는 적재부; 를 포함하고, 상기 적재부는 위치설정수단을 포함하며, 상기 위치설정수단은 트레이의 상/하차 작업 시 상/하차가 필요한 위치 부근에 존재하는 위치대응수단에 결합되는 것을 특징으로 한다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치에 따르면, 적재화물을 다단으로 적재하여 무인운반장치의 부피를 줄이면서도 다양한 크기의 적재화물을 구분하여 적재할 수 있다.
본 발명의 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치에 따르면, 차체의 회전 없이도 적재화물을 회전시켜 다양한 방향으로 적재화물을 상/하차할 수 있다.
본 발명의 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치에 따르면, 적재화물의 상/하차 시 발생할 수 있는 진동 또는 오차 등을 방지하여 안정적인 작업이 가능하다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치와 제조 라인의 배치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치를 나타낸 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치의 내부하우징을 나타낸 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치의 적재부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치의 조절장치를 나타낸 사시도이다.
도 5 내지 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치의 수용장치가 적재화물을 다단으로 적재하는 과정을 나타낸 정면도이다.
도 9 내지 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치의 회전유닛에 의해 수용장치가 회전하는 과정을 나타낸 평면도이다.
도 11 내지 14는 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치가 수용장치의 이동에 의해 라인 위에 위치한 적재화물을 적재하는 과정을 나타내기 위해 도 2의 A-A'을 따라 절단한 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명한다. 명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다수 개의 무인운반장치(1)와, 다수 개의 제조설비(8)의 배치를 나타낸 평면도이다.
이하에서, 도 1의 우측을 향하는 방향을 제1방향(D1)이라 칭하고, 도 1의 위를 향하는 방향을 제2방향(D2)이라 칭할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 각 제조설비(8)는 적재화물(91, 도 2 참고)을 이송/보관하거나, 조립, 검사, 테스트(test) 등의 작업을 할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 각 제조설비(8)는 적재화물(91)을 상/하차시키거나 적재화물(91)이 대기하는 장소인 포트(port, 81)를 하나 이상 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 제조설비(8)는 포트(81)를 포함하지 않을 수 있다. 무인운반장치(1)는 제조설비(8)에 적재화물(91)을 상/하차시킬 수 있다. 이에 대한 상세한 구성은 후술하도록 한다.
제1방향(D1)으로 배열된 다수 개의 제조설비(8)는 하나의 제조 라인이라 칭할 수 있다. 하나의 제조 라인을 기준으로, 제2방향(D2)에는 다른 제조 라인이 위치할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 상기 적재화물(91)은 반도체 웨이퍼(wafer)일 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, 상기 적재화물(91)은 칩(chip, 911, 도 2 참고) 형태의 반도체가 안착된 트레이(tray)일 수 있다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치(1)가 이송하는 적재화물은 이들에 한정되지 않는다. 상기 적재화물은 운송 또는 작업이 필요한 다른 물체가 될 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 무인운반장치(1)는 제조 라인 사이를 이동하며 제조설비(8)의 포트(81)에 적재화물(91)을 상/하차시킬 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 무인운반장치(1)는 제조 라인 사이를 이동하며 제조설비(8)에 적재화물(91)을 상/하차시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인운반장치를 나타낸 사시도이다.
이하에서, 도 2의 D1 방향을 제1방향, D2방향을 제2방향, D3방향을 제3방향이라 칭할 수 있다.
예시적인 실시 예를 도시한 도 2를 참고하면, 무인운반장치(1)는 차체(3), 상기 차체(3)의 일측에 위치하며 적재화물(91)을 수용하는 수용장치(5) 및 차체(3)에 대한 수용장치(5)의 상대적 위치를 조절하는 조절장치(7)를 포함할 수 있다.
실시 예에서, 상기 차체(3)는 무인운반장치(1)를 이동시키는 주행부(33) 및 상기 주행부(33)의 일측에 위치하며 수용장치(5)의 일부 또는 전부를 감싸는 외부하우징(31)을 포함할 수 있다.
상기 주행부(33)는 무인운반장치(1)를 이동시킬 수 있는 이동수단과, 상기 이동수단에 동력을 공급하는 동력제공수단을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 상기 이동수단은 바퀴, 캐터필러 등이 될 수 있다. 실시 예에서, 상기 동력제공수단은 모터, 엔진 등이 될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 상기 주행부(33)는 외부하우징(31)의 하측에 위치하여 바닥과 접하며 이동할 수 있다.
다른 예시적인 실시 예에서, 상기 주행부(33)는 외부하우징(31)의 측면에 위치하여 제조설비(8)과 접하는 상태로 제조 라인을 따라 이동할 수 있다.
다른 예시적인 실시 예에서, 상기 주행부(33)는 외부하우징(31)의 상측에 위치하여 천장을 따라 이동할 수 있다. 이 밖에 다른 형태의 실시 예도 가능하다.
상기 외부하우징(31)은 주행부(33)의 일측에 결합되며 수용장치(5)의 일부 또는 전부를 감싸 보호할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 외부하우징(31)은 직육면체 형상일 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 외부하우징(31)은 상측에 위치한 덮개(311) 및 상기 덮개(311)의 일측에서 밑으로 연장되는 측면부재(313)를 포함할 수 있다.
상기 덮개(311)는 무인운반장치(1)의 일부 또는 전부를 덮어 보호할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 상기 측면부재(313)는 일정거리 이격된 상태로 두 개가 제공될 수 있다. 두 개의 측면부재(313) 사이에는 빈 공간이 형성되어 그 안에 수용장치(5)를 수용할 수 있다. 상기 빈 공간은 제2방향(D2)과 그 반대방향으로 뚫려있어 외부와 연통될 수 있다. 수용장치(5)는 무인운반장치(1) 전체의 회전 없이도 제2방향(D2) 또는 그 반대방향으로 적재화물(91)을 상/하차시킬 수 있다.
다른 예시적인 실시 예에서, 상기 측면부재(313)는 덮개(311)의 네 꼭지점 부근에서 각각 밑으로 연장되는 네 개의 기둥일 수 있다. 수용장치(5)는 무인운반장치(1)의 회전 없이도 제1방향(D1), 제1방향(D1)의 반대 방향, 제2방향(D2), 또는 제2방향(D2)의 반대방향으로 적재화물(91)을 상/하차시킬 수 있다.
상기 수용장치(5)는 적재화물(91)이 적재되는 적재부(51), 상기 적재부(51)를 보호하는 내부하우징(53) 및 내부하우징(53)에 대한 적재부(51)의 상대적 높이를 조절하는 높이조절부(55, 도 3a 참고)를 포함할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 내부하우징(53) 및 높이조절부(55)를 나타낸 사시도이다. 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 적재부(51)를 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3a를 참고하면, 상기 내부하우징(53)은 적재부(51)를 감쌀 수 있다. 상기 내부하우징(53)은 상측에 위치한 상판(533), 하측에 위치하는 하판(535) 및 상판(533)과 하판(535) 사이를 연결하는 지지프레임(531)을 포함할 수 있다.
상기 상판(533)은 적재부(51)의 일부 또는 전부를 덮을 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 상판(533)은 직사각형 형상일 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 형태의 상판(533)도 가능하다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상판(533)의 중심(C, 도 10 참고)을 기준으로 하는 회전반경(r1)은 덮개(311, 도 3 및 도 10 참고)의 모서리 길이 중 짧은 것의 절반(r2)보다 작을 수 있다. 수용장치(5)는 회전하더라도 차체(3)의 외측으로 돌출되지 않을 수 있다. 실시 예에 따르면, 무인운반장치(1)의 이동 중에 수용장치(5)가 회전해도 주변의 다른 장치와 충돌을 피할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 구성과 원리는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상판(533)은 적재부(51)와 분리 가능한 형식으로 결합될 수 있다. 이에 대한 자세한 구성과 원리는 후술하도록 한다.
상기 하판(535)은 수용장치(5)를 받칠 수 있다. 실시 예에 따르면, 하판(535)은 상판(533)과 비슷한 면적을 가질 수 있다. 상기 하판(535)은 그 중심을 기준으로 회전할 때 회전반경(r1)이 덮개(311, 도 3 및 도 10 참고)의 모서리 길이 중 짧은 것의 절반(r2)보다 작을 수 있다. 수용장치(5)는 회전하더라도 차체(3)의 외측으로 돌출되지 않을 수 있다. 실시 예에 따르면, 무인운반장치(1)의 이동 중에 수용장치(5)가 회전해도 주변의 다른 장치와 충돌을 피할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 구성과 원리는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.
상기 하판(535)은 조절장치(7)와 가동적으로 결합될 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 하판(535)은 조절장치(7)의 회전유닛(71, 도 2 및 도 4 참고)과 탈착 가능하게 결합하여 회전될 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 하판(535)은 조절장치(7)의 이동유닛(73, 도 4 참고)과 탈착 가능하게 결합하여 전후로 평행 이동될 수 있다. 이에 대한 자세한 원리와 과정은 후술하도록 한다.
상기 지지프레임(531)은 상기 상판(533)에서 하판(535)을 향해 연장될 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 지지프레임(531)은 한 쌍이 제공될 수 있다. 두 지지프레임(531)은 제1방향(D1)으로 일정 간격 이격되어 그 사이에 적재부(51)를 수용할 수 있다. 두 지지프레임(531) 사이에 형성된 공간은 제2방향(D2) 및/또는 제2방향(D2)의 반대방향으로 뚫려 있어 외부와 연통될 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 수용장치(5)는 차체(3)의 회전 없이도 제2방향(D2) 또는 제2방향(D2)의 반대방향으로 적재화물(91)을 상/하차시킬 수 있다.
다른 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 지지프레임(531)은 상기 상판(533)의 네 꼭지점 부근에 각각 제공될 수 있다. 각 지지프레임(531)은 일정 간격 이격되어 그 사이에 적재부(51)를 수용할 수 있다. 상기 지지프레임(531) 사이에 형성된 공간은 제1방향(D1), 제1방향(D1)의 반대방향, 제2방향(D2), 제2방향(D2)의 반대방향으로 뚫려 있어 외부와 연통될 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 수용장치(5)는 차체(3)의 회전 없이도 제1방향(D1), 제1방향(D1)의 반대반향, 제2방향(D2) 및/또는 제2방향(D2)의 반대방향으로 적재화물(91)을 상/하차할 수 있다.
도 3b를 참고하면, 상기 적재부(51)는 그 내부에 적재화물(91)을 적재할 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 적재부(51)는 골격을 이루는 적재프레임, 적재화물(91)을 구분하여 수용하는 적재유닛(513), 상기 적재유닛(513)을 이동시키는 승하강유닛(515), 적재화물(91)을 무인운반장치(1)로부터 상/하차시키는 유출입유닛(517) 및 적재유닛(513)에 적재된 적재화물(91)을 가압하여 고정하는 가압유닛(519)을 포함할 수 있다.
상기 적재프레임은 적재부(51)를 지지할 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 적재프레임은 상측에 위치하는 상측프레임(5113), 하측에 위치하는 하측프레임(5115) 및 그들 사이에서 제3방향(D3)으로 전개되는 세로프레임(5111)을 포함할 수 있다.
상기 상측프레임(5113)은 내부하우징(53)의 상판(533)과 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 상측프레임(5113)은 직사각형 모양의 판일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 다른 형태의 상측프레임(5113)도 가능하다.
상기 상측프레임(5113)은 적재부(51)가 내부하우징(53)에 결합될 때 그 위치를 고정해주는 고정수단(5113a)을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 상기 고정수단(5113a)은 상측프레임(5113)의 상면에서 제3방향(D3)으로 일정 길이 연장될 수 있다. 고정수단(5113a)은 적재부(51)가 위로 이동할 때 내부하우징(53)에 결합되어 적재부(51)의 위치를 고정할 수 있다. 적재부(51)의 상판(533)에는 고정수단(5113a)을 수용할 수 있는 구멍이 제공될 수 있다.
예시적인 실시 예를 도시한 도 3을 참고하면 고정수단(5113a)은 세 개 제공될 수 있다. 그러나 이러한 개수에 한정되는 것은 아니며, 다른 개수도 가능하다.
고정수단(5113a)은 상측으로 갈수록 좁아지는 모양일 수 있다. 실시 예에 따르면, 고정수단(5113a)은 적재부(51)가 상승하여 내부하우징(53)에 결합될 때 그 위치에 다소 오차가 있더라도 정확한 위치로 안내할 수 있다. 그러나 반드시 이러한 형상에 한하는 것은 아니며, 위아래의 횡단면적이 동일한 형태일 수도 있다.
예시적인 실시 예에서, 상기 하측프레임(5115)은 상측프레임(5113)과 비슷한 모양일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 실시 예에 따르면, 하측프레임(5115)은 일측에 위치설정수단(5115a)을 포함할 수 있다. 상기 위치설정수단(5115a)은 적재부(51)가 적재화물(91)을 상/하차하기 위해 제조설비(8, 도 11 내지 도 14 참고)에 접근할 때, 적재부(51)의 위치를 안내할 수 있다. 실시 예에 따르면, 하측프레임(5115)은 적재부(51)를 제조설비(9) 위의 일정 위치에 고정할 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 위치설정수단(5115a)은 제3방향(D3)으로 연장되는 구멍일 수 있다. 상기 구멍은 위로 올라갈수록 좁아지는 모양일 수 있다. 위치설정수단(5115a)은 적재부(51)가 하강하여 제조설비(8)에 고정될 때, 그 초기 위치에 다소 오차가 있더라도 정확한 위치로 안내할 수 있다. 적재부(51)는 정밀한 위치에서 제조설비(8)과 결합할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 이에 대한 보다 상세한 원리와 과정은 후술하도록 한다.
예시적인 실시 예에서, 위치설정수단(5115a)은 적재부(51)의 앞쪽에 두 개가 제공될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 위치설정수단(5115a)의 기능을 실시하기 위한 다른 형태의 실시 예도 가능하다.
상기 세로프레임(5111)은 상측프레임(5113)의 일측에서 하측프레임(5115)을 향해 연장될 수 있다. 예시적인 실시 예를 도시한 도 3b를 참고하면, 세로프레임(5111)은 일정간격으로 이격된 4개의 막대 형상일 수 있다. 하지만 이러한 형상과 개수에 한정되는 것은 아니다.
실시 예에 따르면, 세로프레임(5111)에는 적재유닛(513)이 위아래로 이동 가능한 슬라이드 형식으로 결합될 수 있다. 적재유닛(513)은 세로프레임(5111)을 따라 상하로 이동하며 적재화물(91)을 적재할 수 있다.
상기 적재유닛(513)은 적재화물(91)을 구분하여 수용할 수 있다. 실시 예에 따르면, 적재유닛(513)의 일측은 승하강유닛(515)에 결합되며, 타측은 세로프레임(5111)에 가동적으로 결합될 수 있다. 상기 적재유닛(5130은 상하로 이동할 수 있다. 적재유닛(513)은 적재화물(91)과 접하는 적재수단(5131)과, 적재수단(5131)과 승하강유닛(515)을 연결하는 연결수단(5133)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 적재수단(5131)은 적재화물(91)을 그 위에 안착시킬 수 있도록 수평방향으로 전개되는 판 형상일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 적재수단(5131)은 적재화물(91)을 안정적으로 안착시키는 기능을 하는 어떠한 형태도 가능하다.
실시 예에 따르면, 적재수단(5131)은 연결수단(5133)의 제2방향(D2) 및 제2방향(D2)의 반대방향에 하나씩 제공될 수 있다. 적재수단(5131)은 적재화물(91)을 견고하게 떠받칠 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 적재화물(91)의 균형을 유지할 수 있는 개수와 위치면 다른 실시 예도 가능하다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 연결수단(5133)은 제2방향(D2) 및 제2방향(D2)의 반대방향으로 일정길이 연장된다. 연결수단(5133)의 일측은 승하강유닛(515)의 승하강밴드(5153, 후술함)에 고정될 수 있다. 연결수단(5133)의 타측은 세로프레임(5111)에 슬라이드 형식으로 결합될 수 있다. 승하강밴드(5153)가 상하로 움직이면, 연결수단(5133)은 세로프레임(5111)을 따라 상하로 이동할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 적재유닛(513)은 제1방향(D1) 및 제1방향(D1)의 반대방향에 하나씩 제공될 수 있다. 적재유닛(513)은 적재화물(91)을 제1방향(D1) 및 제1방향(D1)의 반대방향에서 각각 안정적으로 떠받칠 수 있다. 제1방향(D1) 및 제1방향(D1)의 반대방향에 하나씩 제공된 각 적재유닛(513)의 높이는 같을 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 제1방향(D1) 및 제1방향(D1)의 반대방향에 하나씩 제공된 한 쌍의 적재유닛(513) 세트는 두 개 이상 제공될 수 있다. 여러 쌍의 적재유닛(513) 세트는 세로프레임(5111)을 따라 제3방향(D3)으로 배열될 수 있다. 적재부(51)는 세 개 이상의 적재화물(91) 묶음을 구별하여 수용할 수 있다. 그러나 이러한 개수에 한정하는 것은 아니다. 이에 대한 보다 상세한 원리는 도 5 내지 도 8을 참고하여 후술하도록 하겠다.
상기 승하강유닛(515)은 적재유닛(513)을 상하로 이동시킬 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 승하강유닛(515)은 승하강구동수단(5155), 승하강구동수단(5155)에 결합된 승하강밴드(5153) 및 승하강밴드(5153)에 연결된 승하강프레임(5151)을 포함할 수 있다.
상기 승하강구동수단(5155)은 승하강밴드(5153)가 상하로 순환할 수 있도록 동력을 제공할 수 있다. 예시적인 실시 예를 도시한 도 3을 참고하면, 승하강구동수단(5155)은 적재부(51)의 밑에 모터 형태로 제공될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 승하강구동수단(5155)의 위치는 적재부(51)의 어느 위치에 제공되어도 무방하다. 승하강구동수단(5155)은 모터 외에도 동력을 제공하는 다양한 구성일 수 있다.
상기 승하강밴드(5153)는 연결수단(5133)과 결합되어 적재유닛(513)을 상하로 이동시킬 수 있다. 승하강밴드(5153)는 승하강구동수단(5155)에 연결되어 동력을 제공받을 수 있다. 승하강밴드(5153)는 승하강프레임(5151)에 의해 진행 방향이 전환될 수 있다. 승하강밴드(5153)를 사용하게 되면 공간을 절약하여 적재부(51)의 부피를 줄일 수 있다. 승하강밴드(5153)를 사용하게 되면 전체적인 무게를 경량화하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 승하강프레임(5151)은 적재프레임의 상측에 위치하여 승하강밴드(5153)의 이동방향을 전환할 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 승하강프레임(5151)은 고정도르래와 같은 모양일 수 있다.
다른 예시적인 실시 예에 따르면, 승하강유닛(515)은 락(rack)과 피니언(pinion)을 사용하여 승하강구동수단(5155)의 회전운동을 상하로 이동하는 직선운동으로 바꿀 수 있다. 혹은 이 밖에 적재유닛(513)을 상하로 이동시킬 수 있는 다른 모양일 수 있다.
상기 유출입유닛(517)은 적재화물(91)을 무인운반장치(1) 외부로 상/하차시킬 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 유출입유닛(517)은 하측프레임(5115)의 위에 위치할 수 있다. 유출입유닛(517)은 로봇 암(5171, 도 14 참고)을 포함할 수 있다.
상기 로봇 암(5171)은 2단으로 제공될 수 있다. 이에 대한 상세한 작동 구성과 작동 방식은 도 14를 참고하여 후술하도록 한다.
상기 가압유닛(519)은 적재유닛(513)에 적재된 적재화물(91)을 가압하여 적재화물(91)을 일정 위치에 견고하게 고정시킬 수 있다. 예시적인 실시 예를 도시한 도 5 내지 도 8을 참고하면, 가압유닛(519)은 상측프레임(5113)의 밑면에 제공될 수 있다. 그러나 이러한 위치에 한정하는 것은 아니다.
도 5 내지 도 8을 참고하면, 가압유닛(519)은 적재화물(91)과 접하는 가압판(5191) 및 가압판(5191)을 상하로 이동시키는 가압수단(5193)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 가압판(5191)은 수평으로 전개되는 넓은 판 모양일 수 있다. 가압판(5191)은 적재화물(91)을 고르게 눌러 고정할 수 있다. 가압판(5191)은 적재될 적재화물(91) 중 가장 큰 적재화물(91)의 면적보다 넓을 수 있다. 가압판(5191)은 다양한 크기의 적재화물(91)을 안정적으로 가압할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 상기 가압수단(5193)은 가압판(5191)과 상측프레임(5113)을 연결할 수 있다. 가압수단(5193)은 가압판(5191)이 적재화물(91)을 가압할 수 있도록 힘을 제공할 수 있다. 도 5 내지 도 9를 참고하면, 가압수단(5193)은 가압판(5191)이 적재화물(91) 높이까지 하강할 수 있도록 위아래로 길이가 늘어날 수 있다. 가압수단(5193)은 가압판(5191)이 적재화물(91)에 접한 상태에서 밑으로 힘을 가할 수 있도록 힘을 제공할 수 있다.
다시 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참고하면, 상기 높이조절부(55)는 내부하우징(53)에 대한 적재부(51)의 상대적인 높이를 조절할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 높이조절부(55)는 내부하우징(53)의 상판(533)과 적재부(51)의 상측프레임(5113)에 연결될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다.
실시 예에서, 높이조절부(55)는 유연한 와이어 재질로 형성될 수 있다. 높이조절부(55)는 적재부(51)가 하강하여 위치설정수단(5115a)과 위치대응수단(811, 도 11 내지 도 14 참고)이 결합되는 과정에서 그 위치에 다소 오차가 있더라도 이에 유연하게 대응하며 보정할 수 있다. 그러나 높이조절부(55)는 와이어에 한정하는 것은 아니다. 즉, 높이조절부(55)는 적재부(51)와 높이조절부(55) 간의 상대적 높이를 조절할 수 있는 다른 모양도 가능하다.
도 2 및 도 4를 참고하면, 상기 조절장치(7)는 수용장치(5)를 회전시키는 회전유닛(71) 및 수용장치(5)를 평행 이동시키는 이동유닛(73)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 상기 회전유닛(71)은 주행부(33)와 하판(535) 사이에 위치할 수 있다. 회전유닛(71)은 회전의 동력을 제공하는 회전구동수단(717), 수용장치(5)와 결합하는 대기어(711), 회전구동수단(717)과 결합하는 소기어(713), 대기어(711)와 소기어(713)를 연결하는 회전밴드(715) 및 이들을 덮어 보호하는 기어덮개(719)를 포함할 수 있다.
상기 회전구동수단(717)은 모터 등의 엑츄에이터로 구성될 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 회전구동수단(717)은 수용장치(5)의 회전중심으로부터 일정 거리 이격된 곳에 위치할 수 있다. 이 경우 수용장치(5)의 밑에 위치한 주행부(33)는 동력제공수단, 이동수단 등의 구성이 위치할 공간을 확보할 수 있다. 또한 다른 크기의 기어를 매개로 수용장치(5)와 결합됨에 따라 힘의 이익을 볼 수 있다.
상기 대기어(711)는 수용장치(5)의 하판(535) 밑에 위치할 수 있다. 실시 예에 따르면, 대기어(711)는 체인 형태의 회전밴드(715)와 연동될 수 있도록 그 둘레에 톱니바퀴가 형성된 기어(gear)일 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 대기어(711)는 평평한 회전밴드(715)와 결합하기 위해 평평한 외면을 가지는 바퀴 형상일 수 있다.
상기 소기어(713)는 회전구동수단(717)에 결합될 수 있다. 소기어(713)는 대기어(711)보다 그 반경이 작을 수 있다. 실시 예에 따르면, 소기어(713)는 체인 형태의 회전밴드(715)와 연동될 수 있도록 그 둘레에 톱니바퀴가 형성된 기어(gear)일 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 소기어(713)는 평평한 회전밴드(715)와 결합하기 위해 평평한 외면을 가지는 바퀴 형상일 수 있다.
상기 회전밴드(715)는 대기어(711)와 소기어(713)를 연결할 수 있다. 실시 예에서, 회전밴드(715)는 체인 형태일 수 있다. 다른 실시 예에서, 회전밴드(715)는 평평한 고무 밴드 형태일 수 있다.
상기 기어덮개(719)는 회전유닛(71)의 일부 또는 전부를 덮을 수 있다. 기어덮개(719)는 수용장치(5)가 이동유닛(73)에 의해 전후로 이동할 때 회전유닛(71)을 보호할 수 있다.
상기 이동유닛(73)은 수용장치(5)를 전후로 이동시킬 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 이동유닛(73)은 주행부(33)의 상측에 위치할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 이동유닛(73)은 외부하우징(31)의 내측면 혹은 덮개(311, 도 2 참고)의 하면에 위치할 수도 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 이동유닛(73)은 레일 형태일 수 있다. 일 예로, 수용장치(5)에는 레일을 따라 이동할 수 있는 바퀴 등의 수단이 제공될 수 있다.
도 5 내지 도 8은 적재부(51)가 적재화물(91)을 다단적재하는 과정을 나타낸 정면도이다.
예시적인 실시 예를 도시한 도 5를 참고하면, 적재부(51)는 적재유닛(513)을 두 개 제공할 수 있다. 두 적재유닛(513)은 제3방향(D3)으로 배열될 수 있다. 각 적재유닛(513)은 적재수단(5131)을 두 세트씩 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상측에 위치한 적재유닛(513)의 적재수단(5131)에는 적재화물(91)이 안착되어 있을 수 있다. 하측의 적재유닛(513)은 밑부분에 대기하고 있을 수 있다. 새로운 적재화물(91')이 유출입유닛(519) 위에서 대기하고 있을 수 있다.
도 6을 참고하면, 하측의 적재유닛(513)은 제3방향(D3)으로 이동할 수 있다. 유출입유닛(517) 위에서 대기하던 새로운 적재화물(91')도 하측의 적재유닛(513)을 따라 제3방향(D3)으로 이동할 수 있다.
실시 예인 도 6을 참고하면, 일측의 적재수단(5131)은 적재판(5131a)과, 감지기(5131b)을 포함할 수 있다. 타측의 적재수단(5131)은 반사판(5131c)을 포함할 수 있다. 감지기(5131b)는 광, 초음파 등을 반사판(5131c)을 향해 방출할 수 있다. 반사판(5131c)은 감지기(5131b)로 광, 초음파 등을 반사시킬 수 있다. 하측의 적재수단(5131)에 적재된 새로운 적재화물(91')이 감지기(5131b)와 반사판(5131c) 사이에 끼어들면, 이들 사이에 오가던 광, 초음파 등은 차단될 수 있다. 광, 초음파 등이 차단되면, 하측의 적재수단(5131)은 더 이상 상승하지 않고 멈출 수 있다. 실시 예에 따르면, 새로운 적재화물(91')과 상측의 적재수단(5131)과의 충돌을 방지할 수 있다.
도 7을 참고하면, 유출입유닛(517) 위에는 또 다른 적재화물(91'')이 새로 들어와 유출입유닛(517) 위에서 대기할 수 있다. 남아 있는 적재유닛(513)이 있으면, 그 적재유닛(513)이 상승하여 도 5 및 도 6에 도시된 과정을 반복할 수 있다. 반대로 도 7에 도시된 바와 같이 남아 있는 적재유닛(513)이 없으면, 새로운 적재화물(91'')은 유출입유닛(517) 위에 그대로 적재될 수 있다.
도 8을 참고하면, 상측의 적재유닛(513)과 하측의 적재유닛(513)이 모두 적정 높이까지 하강할 수 있다. 상측의 적재유닛(513)은 하측의 적재유닛(513)에 적재된 적재화물(91')을 압박하여 고정할 수 있다. 하측의 적재유닛(513)은 유출입유닛(517) 위에 적재된 새로운 적재화물(91'')을 압박하여 고정할 수 있다.
실시 예에 따르면, 가압수단(5193)이 연장되어 가압판(5191)이 하강할 수 있다. 가압판(5191)은 상측의 적재수단(5131)에 적재된 초기 적재화물(91)을 가압할 수 있다.
적재화물(91, 91', 91'')은 적재수단(5131), 가압판(5191) 등에 의해 상하로 압박될 수 있다. 각 적재화물(91, 91', 91'')은 일정 위치에 견고하게 고정될 수 있다. 실시 예에 따르면, 무인운반장치(1)의 이동 시 진동, 약한 충돌 등이 발생하여도 적재화물(91, 91', 91'')의 이탈 및/또는 손상을 방지할 수 있다.
도 9 내지 도 10은 무인운반장치를 나타낸 평면도이다.
도 9를 참고하면, 차체(3)의 하측에 수용장치(5)가 점선으로 표시되어 있다. 수용장치(5)는 회전하지 않은 정렬상태이다.
도 10을 참고하면, 수용장치(5)가 약 45도 회전되어 있다. 수용장치(5)의 회전반경(r1)은, 차체(3)의 모서리 길이 중 짧은 것의 절반(r2)보다 작을 수 있다. 실시 예에 따르면, 수용장치(5)는 차체(3) 위에서 회전하여도 차체(3)의 외부로 돌출되지 않을 수 있다. 무인운반장치(1)의 이동 도중에 수용장치(5)가 회전해도 주변의 다른 물체와 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 실시 예에 따르면, 적재화물(91)의 파손을 방지할 수 있다. 실시 예에 따르면, 무인운반장치(1) 부피를 줄여 라인을 경제적으로 배치할 수 있다.
도 11 내지 도 14는 수용장치(5)가 차체(3)에 대하여 외측으로 돌출이동 후 제조설비(8) 위에 위치한 적재화물(91)을 상/하차시키는 과정을 나타낸 측단면도이다.
도 11 내지 도 14를 참고하면, 상기 제조설비(8)는 적재화물(91)이 대기하는 포트(81)를 포함할 수 있다. 실시 예에 따르면, 각 포트(81)의 일측에는 위치설정수단(5115a)과 결합되는 위치대응수단(811)이 제공될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 제조설비(8)의 일측에 위치설정수단(5115a)과 결합되는 위치대응수단(811)이 제공될 수 있다.
도 11을 참고하면, 무인운반장치(1)는 제조설비(8) 앞에서 대기 중일 수 있다. 실시 예에 따르면, 적재부(51)에는 적재화물(91)이 적재되어 있을 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 도 11에 도시된 바와 같이 적재화물(91)이 적재되어 있지 아니할 수 있다.
도 12를 참고하면, 수용장치(5)는 이동유닛(73)의 레일을 따라 제2방향(D2)으로 이동할 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 수용장치(5)는 차체(3) 외측으로 돌출될 수 있다.
도 13을 참고하면, 적재부(51)는 높이조절부(55)에 의해 제3방향(D3)의 반대방향으로 이동할 수 있다. 실시 예에 따르면, 고정수단(5113a)은 내부하우징(53)으로부터 결합이 해제될 수 있다.
적재부(51)는 하측프레임(5115)에 형성된 위치설정수단(5115a)에 위치대응수단(811)이 삽입될 때까지 하강할 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 위치설정수단(5115a)은 위로 갈수록 좁아지는 모양일 수 있다. 초기에 위치설정수단(5115a)이 정확하게 위치대응수단(811) 위에 위치하지 못하더라도 하강 과정에서 정확한 위치로 안내되어 정밀한 결합이 가능할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 높이조절부(55)는 유연한 와이어일 수 있다. 유연한 와이어는 초기에 위치설정수단(5115a)이 정확하게 위치대응수단(811) 위에 위치하지 못하여 하강 과정에서 정확한 위치로 안내되는 과정에서, 그 위치 조절에 유연하게 대응할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다.
도 14를 참고하면, 위치설정수단(5115a)과 위치대응수단(811)의 정확한 결합 이후, 유출입유닛(517)에서 로봇 암(5171)이 나올 수 있다. 로봇 암(5171)은 포트(81) 위에 대기 중인 적재화물(91) 밑으로 삽입될 수 있다.
실시 예에서, 상기 로봇 암(5171)은 2단으로 제공될 수 있다. 각각의 암은 제1암(5171a)과, 제2암(5171b)이라고 명명될 수 있다.
이후의 과정은 도 11 내지 도 14에서 서술한 과정의 역순으로 진행될 수 있다.
적재화물(91)을 탑재한 로봇 암(5171)을 다시 적재부(51) 쪽으로 끌어올 수 있다. 로봇 암(5171)은 유출입유닛(517) 위에 적재화물(91)을 적재시킬 수 있다. 그 다음 도 5 내지 도 8에서 서술한 바와 같이 적재화물(91)을 견고하게 고정할 수 있다.
다음으로 적재부(51)는 높이조절부(55)에 의해 제3방향(D3)으로 이동할 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 적재부(51) 상측에 위치한 고정수단(5113a)은 내부하우징(53)의 상판(533)에 삽입될 수 있다. 상기 적재부(51)는 내부하우징(53)의 일측에 견고히 고정될 수 있다.
다음으로 수용장치(5)가 이동유닛(73)을 따라 제2방향(D2)의 반대방향으로 이동할 수 있다. 상기 수용장치(5)는 차체(3) 내부로 돌아올 수 있다. 여기까지 이루어지면 무인운반장치(1)는 다른 포트(81) 앞으로 이동할 준비를 마친다.
실시 예에서, 위치설정수단(5115a) 및 위치대응수단(811)은 적재화물(91)을 수용장치(5)에 적재하는 과정에서 적재부(51)를 특정위치에 신속하고 용이하게 위치시킬 수 있다. 실시 예에서, 위치설정수단(5115a) 및 위치대응수단(811)은 적재부(51)를 특정위치에 견고하게 고정할 수 있다. 수용장치(5)가 적재화물(91)을 상/하차시킬 때 발생할 수 있는 진동이나 오차 등은 미연에 방지될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 위치설정수단(5115a)을 구비한 무인운반장치(1)는 반도체 공정에 사용될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 위치설정수단(5115a)을 구비한 무인운반장치(1)는 패키징 공정 사용될 수 있다. 패키징 공정에서는 웨이퍼 형태의 반도체가 작은 여러 개의 반도체 칩(chip, 911, 도 2 참고)으로 분할될 수 있다. 상기 칩(911)들은 트레이 형태의 적재화물(91) 위에 다수 개가 안착되어 이동할 수 있다. 트레이 위의 칩(911)들은 작은 진동이나 충격에도 정렬이 흐트러지고 파손될 수 있다. 위치설정수단(5115a) 등의 구성을 이용한다면, 안정적인 작업이 가능하여 칩(911)들의 정렬을 유지하고 파손을 방지할 수 있다. 이로 인해 작업 속도가 증가하게 되고, 공정 수율도 향상될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 무인운반장치
3: 차체
31: 외부하우징
311: 덮개 313: 측면부재
33: 주행부
5: 수용장치
51: 적재부
5111: 세로프레임
5113: 상측프레임 5113a: 고정수단
5115: 하측프레임 5115a: 위치설정수단
513: 적재유닛 5131: 적재수단
5131a: 적재판 5131b: 감지기
5131c: 반사판
5133: 연결수단
515: 승하강유닛
5153: 승하강밴드 5155: 승하강구동수단
517: 유출입유닛 5171: 로봇 암
5171a: 제1암 5171b: 제2암
519: 가압유닛
5191: 가압판 5193: 가압수단
53: 내부하우징 531: 지지프레임
533: 상판 535: 하판
55: 높이조절부
7: 조절장치
71: 회전유닛
711: 대기어 713: 소기어
715: 회전밴드 717: 회전구동수단
719: 기어덮개
73: 이동유닛
8: 제조설비
81: 포트 811: 위치대응수단
91: 적재화물 911: 반도체 칩

Claims (10)

  1. 차체; 및
    상기 차체 내에 위치하여 적재화물들을 다단으로 적재하는 적재부를 포함하며,
    상기 적재부는 다단으로 적재된 적재화물들 사이에 위치하여 각 적재화물들을 구분하여 적재할 수 있는 적재유닛을 포함하고,
    상기 적재유닛은 상하로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적재유닛은 상기 적재부의 세로프레임 일측에 위치하여 상기 세로프레임의 전개 방향을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적재유닛은 두 개 이상 제공되고,
    상기 두 개 이상의 적재유닛들은 세로프레임의 전개방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적재부는 일측에 적재화물을 가압하는 가압유닛을 포함하며,
    상기 가압유닛은 적재화물을 가압하여 고정하는 것을 특징으로 하는 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압유닛은 적재화물과 접하여 힘을 가하는 가압판을 포함하며,
    상기 가압판은 상하로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치.
  6. 차체;
    상기 차체에 위치하여 적재화물을 다단으로 적재하는 적재부; 및
    상기 적재부를 차체에 대하여 회전시키는 회전유닛; 을 포함하며,
    상기 회전유닛은 상기 적재부를 차체 위에서 차체와는 별도로 회전시키는 것을 특징으로 하는 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적재부의 회전지름은 차체의 횡단면 중 짧은 모서리의 길이보다 작아 회전 시 상기 적재부가 차체 외측으로 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 다단적재 구조를 가지는 무인운반장치.
  8. 차체; 및
    상기 차체에 위치하여 적재화물을 다단으로 적재하는 적재부; 를 포함하고,
    상기 적재부는 위치설정수단을 포함하며,
    상기 위치설정수단은 트레이의 상/하차 작업 시 상/하차가 필요한 위치 부근에 존재하는 위치대응수단에 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 트레이용 무인운반장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 무인운반장치는 상기 적재부를 차체에 대해 상대적으로 이동시키는 이동유닛; 을 포함하여 트레이의 상/하차 시 상기 적재부를 차체에 대하여 외측으로 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 트레이용 무인운반장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적재부는 차체에 대해 그 높이조절이 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 칩 트레이용 무인운반장치.
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