KR20190142605A

KR20190142605A - 다축 스테이지 장치

Info

Publication number: KR20190142605A
Application number: KR1020180069758A
Authority: KR
Inventors: 이재득
Original assignee: 이재득
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2019-12-27

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치는 지지판 및 상기 지지판의 둘레에 결합되어 내측에 수용공간을 형성하는 커버를 구비하는 하우징부; 상기 지지판에 대향 배치되어 상기 커버의 내측에 수용되고, 상기 지지판 상에 회전 가능한 상태로 배치되는 회전 스테이지부; 상기 지지판에 설치되어 상기 수용공간에 배치되고, 상기 회전 스테이지부를 승강 또는 하강시키는 승·하강부; 및 상기 지지판에 설치되어 상기 수용공간에 배치되고, 상기 회전 스테이지부를 시계 또는 반시계 방향으로 회전시키는 회전부;를 포함하고, 상기 승·하강부 및 상기 회전부는 동시에 구동되거나, 개별 구동된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 지지판상에 회전 스테이지부를 승ㅇ하강 및 회전시키는 복수개의 구동부를 구비함으로써, 전체적인 스테이지 장치의 높이 및 무게중심을 낮출 수 있고, 이를 통해 회전 스테이지부에 안착되는 대상물의 높이 변화가 없으며, 나아가 수직 백래시를 최소화 하고 가속도를 향상시켜 신속하고 정확한 위치조절이 가능할 수 있다.

Description

다축 스테이지 장치{MULTI AXIS STAGE APPARATUS}

본 발명은 다축 스테이지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직이동 및 회전이동을 수행할 수 있는 다축 스테이지 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 공작기계, 이송설비, 반도체 장비 등에는 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향으로의 직선운동 및 θ축 방향으로의 회전운동이 가능한 다축 스테이지 장치가 사용되고 있다.

이러한 다축 스테이지 장치는 X축 방향 및 Y축 방향으로 선형이동 가능한 직선왕복운동장치, Z축 방향으로 선형이동 가능한 수직왕복운동장치 및 θ축 방향으로 회전이동 가능한 회전왕복운동장치로 구성된다.

그러나, 상기한 종래의 다축 스테이지 장치는 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향으로의 직선운동 및 θ축 방향으로의 회전운동을 복합적으로 수행하기 위하여, 각 왕복운동장치를 수직방향으로 적층시켜 사용함에 따라, 무게중심이 높아져 구조적으로 불안정한 상태를 유지하고, 수직방향으로 가해지는 힘의 크기가 증가하여 기동력이 저하됨은 물론, 수직 백래시가 증가하여 정밀한 이동이 불가능한 문제점이 있었다.

또한, 종래의 다축 스테이지 장치는 구조적으로 불안정한 상태를 보완하기 위하여 각 왕복운동장치의 외측에 각 왕복운동장치를 지지하는 지지구조를 추가적으로 설치함에 따라, 장치가 매우 비대해져 설치에 큰 제약이 따르며, 구조가 복잡해져 제조 시 비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 다축 스테이지 장치는 각 왕복운동장치에 적용되는 모터가 외부공간으로 노출된 구조로 형성됨에 따라, 작업 시 작업자 또는 다축 스테이지 장치에 안착되는 대상물에 간섭될 여지가 있고, 나아가 간섭으로 인해 모터에 외력이 전달될 경우, 모터가 파손되거나, 왕복운동장치의 설정위치가 변경되는 문제점이 있었다.

등록실용신안공보 제20-01174156호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스테이지 장치의 높이 및 무게중심을 낮출 수 있고, 이를 통해 수직 백래시를 최소화 하여 신속하고 정확한 위치조절을 수행할 수 있는 다축 스테이지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치는 지지판 및 상기 지지판의 둘레에 결합되어 내측에 수용공간을 형성하는 커버를 구비하는 하우징부; 상기 지지판에 대향 배치되어 상기 커버의 내측에 수용되고, 상기 지지판 상에 회전 가능한 상태로 배치되는 회전 스테이지부; 상기 지지판에 설치되어 상기 수용공간에 배치되고, 상기 회전 스테이지부를 승강 또는 하강시키는 승·하강부; 및 상기 지지판에 설치되어 상기 수용공간에 배치되고, 상기 회전 스테이지부를 시계 또는 반시계 방향으로 회전시키는 회전부;를 포함하고, 상기 승·하강부 및 상기 회전부는 동시에 구동되거나, 개별 구동된다.

상기 승·하강부는, 상기 지지판에 설치되어 X축 방향을 따라 직선이동 가능한 제1 구동부; 및 상기 회전 스테이지부의 하측에 결합되어 상기 제1 구동부에 지지되고, 상기 제1 구동부의 이동 시 상기 Z축 방향을 따라 직선이동 하여 상기 회전 스테이지부를 승강 또는 하강시키는 제2 구동부;를 포함할 수 있다.

상기 제1 구동부는, 상기 지지판에 설치되고, 일 측에 회전력을 발생시키는 회전축을 구비하는 제1 동력발생부; 상기 지지판에 설치되는 제1 가이드레일; 상기 회전축에 결합되어 상기 제1 가이드레일에 안착되고, 상기 회전축의 회전 시 상기 회전축 및 상기 제1 가이드레일을 따라 상기 X축 방향으로 직선이동 가능한 제1 이동부; 및 상기 제1 이동부에 연결되어 상기 제1 이동부의 이동 시 상기 제1 이동부를 통해 상기 제1 가이드레일을 따라 상기 X축 방향으로 직선이동 가능하고, 상측에 상기 제2 구동부를 지지하는 제1 경사면이 형성되어 일 방향을 향하여 단면의 폭이 점차 좁아지는 웨지(wedge)형 구조로 형성되며, 상기 X축 방향으로 이동 시 상기 제2 구동부의 저면을 따라 슬라이드 이동되어 상기 제2 구동부를 상기 Z축 방향으로 이동시키는 제2 이동부;를 포함할 수 있다.

상기 제2 구동부는, 상측에 상기 지지판의 일면에 대하여 평행한 지지면이 형성되어 상기 회전 스테이지부를 지지하고, 하측에 상기 제1 경사면에 대응되고 상기 제1 경사면에 안착되는 제2 경사면이 형성되어 타 방향을 향하여 단면의 폭이 점차 좁아지는 웨지형 구조로 형성되며, 상기 제2 이동부의 이동 시 상기 제2 이동부에 가압되어 상기 Z축 방향을 따라 상측으로 이동되거나, 자중에 의해 상기 Z축 방향을 따라 하측으로 이동되는 수직이동부; 및 상기 지지판에 설치되어 상기 수직이동부를 상기 X축 방향으로 지지하고, 상기 수직이동부의 이동 시 상기 수직이동부를 상기 Z축 방향으로 안내하는 수직안내부;를 포함할 수 있다.

상기 회전부는, 상기 지지판에 설치되어 상기 제1 구동부와 동시 또는 개별적으로 상기 X축 방향을 따라 직선이동 가능한 제3 구동부; 및 상기 제3 구동부에 설치되어 상기 회전 스테이지부와 연결되고, 상기 제3 구동부의 이동 시 상기 X축 방향 및 Y축 방향으로 직선이동 됨과 동시에, 상기 제3 구동부 상에서 회전이동 되어, 상기 회전 스테이지부를 회전시키는 제4 구동부;를 포함할 수 있다.

상기 제3 구동부는, 상기 지지판에 설치되고, 일 측에 회전력을 발생시키는 회전축을 구비하는 제2 동력발생부; 상기 지지판에 설치되는 제2 가이드레일; 및 상기 회전축에 결합되어 상기 제2 가이드레일에 안착되고, 상기 회전축의 회전 시 상기 회전축 및 상기 제2 가이드레일을 따라 상기 X축 방향으로 직선이동 가능한 제3 이동부;를 포함할 수 있다.

상기 제4 구동부는, 상기 회전 스테이지부에 결합되어 상기 제2 구동부의 이동 시 상기 회전 스테이지부와 함께 Z축 방향으로 이동 가능하고, 상기 제3 구동부의 이동 시 상기 회전 스테이지부에 외력을 전달하여 상기 회전 스테이지부를 회전시킴과 동시에, 상기 회전 스테이지부에 의해 상기 회전 스테이지부의 회전방향으로 이동되는 회전지지부; 상기 제3 구동부에 설치되는 제3 가이드레일; 및 상기 제3 가이드레일에 설치되어 상기 회전지지부를 상기 제3 구동부 상에 회전 가능하게 지지하고, 상기 제3 구동부의 이동 시 상기 회전지지부에 외력을 전달함과 동시에, 상기 회전 스테이지부의 회전방향으로 이동되는 상기 회전지지부에 가압되어 상기 제3 가이드레일을 따라 상기 Y축 방향으로 이동되는 회전가이드부;를 포함할 수 있다.

상기 회전 스테이지부는, 상기 승·하강부에 설치되는 축부재; 상기 축부재의 둘레에 회전 가능하게 설치되는 회전부; 및 상기 회전부에 결합되어 상기 회전부의 상측에 배치되고, 상기 회전부와 함께 회전 가능한 회전이동 스테이지;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 지지판상에 회전 스테이지부를 승ㅇ하강 및 회전시키는 복수개의 구동부를 구비함으로써, 전체적인 스테이지 장치의 높이 및 무게중심을 낮출 수 있고, 이를 통해 회전 스테이지부에 안착되는 대상물의 높이 변화가 없으며, 나아가 수직 백래시를 최소화 하고 가속도를 향상시켜 신속하고 정확한 위치조절이 가능할 수 있다.

또한, 복수의 스테이지 장치를 적층시켜 Z축 방향의 이동 및 회전이동을 구현하는 종래의 스테이지 장치에 비하여, 구조를 단순화 하고, 이를 통해 제조비용을 절감할 수 있음은 물론, 설치 시 공간적 제약을 최소화 하여 사용성을 극대화 할 수 있다.

또한, 하우징부의 내부에 동력발생부가 내장되도록 함으로써, 작업자 또는 타 구조물에 동력발생부가 간섭되는 것을 방지하고, 이를 통해 동력발생부의 파손 및 고장을 예방할 수 있음은 물론, 동력발생부에 가해진 외력에 의해 스테이지 장치의 설치위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치의 커버가 분리된 상태를 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치의 지지판, 커버 및 회전 스테이지부가 분리된 상태를 나타낸 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치의 커버 및 회전이동 스테이지가 제거된 상태를 우측에서 바라본 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치의 커버가 제거된 상태의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치의 커버 및 회전이동 스테이지가 제거된 상태의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치의 제2 이동부 및 제2 구동부가 지지판에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치의 커버 및 회전이동 스테이지가 제거된 상태를 좌측에서 바라본 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치의 제2 슬라이더 몸체를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치의 제4 구동부 및 회전이동 스테이지가 제거된 회전 스테이지부가 지지판에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치의 회전 스테이지부를 나타낸 분해사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)의 커버(12)가 분리된 상태를 나타낸 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)(이하 '다축 스테이지 장치(1)'라 함)는 스테이지 장치의 높이 및 무게중심을 낮출 수 있고, 이를 통해 수직 백래시(back lash)를 최소화 하여 신속하고 정확한 위치조절을 수행할 수 있는 다축 스테이지 장치(1)로서, 하우징부(10)를 포함한다.

하우징부(10)는 지지판(11) 및 지지판(11)의 둘레에 결합되어 내측에 수용공간을 형성하는 커버(12)를 구비한다.

지지판(11)은 X축 및 Y축 방향으로 선형이동 가능한 타 구조물(미도시)에 설치되어 고정된 상태로 배치되고, 일면에 후술할 복수의 구동부가 설치될 수 있다. 예컨대, 지지판(11)은 미리 설정된 두께의 평판형상으로 형성되고, 복수의 구동부가 수평상태로 배치될 수 있도록 일면이 소정의 평탄도를 갖도록 형성될 수 있다. 그리고, 지지판(11)은 둘레에 후술할 커버(12)가 결합 가능한 다면체 구조로 형성될 수 있다. 참고로, 도면에는 지지판(11)을 육면체 구조로 도시하였으나, 지지판(11)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 다면체 구조로 변경되어 적용될 수 있다.

또한, 지지판(11)의 일면에는 복수개의 구동부를 지지하는 지지구조가 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)의 지지판(11), 커버(12) 및 회전 스테이지부(40)가 분리된 상태를 나타낸 분해사시도이다.

도 3을 참조하면, 지지구조(A)는 Y축 방향을 따라 지지판(11)의 일면에 복수개로 형성되고, 복수개의 구동부의 외면을 지지하여 X축 및 Y축 방향으로 복수개의 구동부의 이동을 제한할 수 있다. 예컨대, 지지구조는 구동부의 외형에 대응되는 형상으로 형성되되, 지지판(11)의 일면으로부터 Z축 방향으로 미리 설정된 깊이로 함몰된 홈 형태로 형성되거나, 지지판(11)의 일면으로부터 Z축 방향으로 미리 설정된 길이로 돌출된 돌출구조물의 형태로 형성될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 커버(12)는 지지판(11)의 둘레에 결합되어 내측에 수용공간을 형성할 수 있다.

더 자세하게는, 커버(12)는 지지판(11)의 둘레에 결합되는 복수개의 측면패널(121)과, 복수개의 측면패널(121)에 결합되어 복수개의 측면패널(121)의 내측에 배치되는 전면패널(122)을 포함할 수 있다.

복수개의 측면패널(121)은 지지판(11)의 각 변에 대응되는 길이 및 미리 설정된 두께로 형성될 수 있다. 그리고, 복수개의 측면패널(121) 중 서로 대향 배치되는 두 개의 측면패널(121)에는 타 구조물과의 결합, 혹은 수용공간의 확인, 또는 수용공간에서 발생되는 열기를 외부로 배출할 수 있도록 복수개의 관통공(121a)이 형성될 수 있다. 또한, 복수개의 측면패널(121)의 Z축 방향의 길이는 지지판(11)의 X축 또는 Y축 방향의 길이에 비해 더 짧게 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 다축 스테이지 장치(1)의 외형을 형성하는 하우징부(10)는 종래의 스테이지 장치에 비하여 상대적으로 낮은 높이를 유지하여, 타 구조물에 안정적으로 설치될 수 있다.

전면패널(122)은 지지판(11)과 동일한 외형의 크기로 형성되고, 복수개의 측면패널(121)과 결합되어 Z축 방향으로 지지판(11)에 대향 배치될 수 있다. 그리고, 전면패널(122)의 내측 중앙부에는 후술할 회전 스테이지부(40)가 수용되는 수용공(122a)이 형성될 수 있다.

한편, 복수개의 측면패널(121)과 전면패널(122)은 본 다축 스테이지 장치(1)의 경량화를 위하여 지지판(11)에 비하여 상대적으로 얇은 두께로 형성될 수 있다. 그리고, 복수개의 측면패널(121)과 전면패널(122)은 본 다축 스테이지 장치(1)의 경량화를 극대화 할 수 있도록 지지판(11)에 비하여 가벼운 소재로 제작되거나, 내측에 공기층이 형성된 더블월(double wall) 구조로 형성될 수 있다.

또한, 본 다축 스테이지 장치(1)는 승·하강부(20)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 승·하강부(20)는 지지판(11)에 설치되어 수용공간에 배치되고, 구동 시 상측에 설치된 회전 스테이지부(40)를 승강 또는 하강시킨다.

승·하강부(20)는 제1 구동부(21) 및 제2 구동부(22)를 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)의 커버(12) 및 회전이동 스테이지(43)가 제거된 상태를 우측에서 바라본 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)의 커버(12)가 제거된 상태의 정면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)의 커버(12) 및 회전이동 스테이지(43)가 제거된 상태의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)의 제2 이동부(214) 및 제2 구동부(22)가 지지판(11)에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 4를 참조하면, 제1 구동부(21)는 지지판(11)에 설치되어 X축 방향을 따라 직선이동 가능하며, 제1 동력발생부(211), 제1 가이드레일(212), 제1 이동부(213) 및 제2 이동부(214)를 포함할 수 있다.

제1 동력발생부(211)는 지지판(11)에 설치되고, 일 측에 회전력을 발생시키는 회전축(211b)을 구비할 수 있다.

더 자세하게는, 제1 동력발생부(211)는 외부로부터 전원을 공급받아 온/오프 제어 가능한 구동장치(211a)와, 구동장치(211a)에 구비되어 구동장치(211a)의 구동 시 회전력을 발생시키고, 축방향을 따라 나선형의 홈이 형성되는 회전축(211b)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 동력발생부(211)는 외부로부터 전원을 공급받아 온/오프 제어되고, 회전력을 발생시키는 회전축(211b)의 회전속도를 조절 가능한 스테핑 모터로 적용될 수 있다.

한편, 제1 구동부(21)는 지지판(11)에 설치되어 제1 동력발생부(211)를 지지하는 복수개의 지지브래킷(215)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 지지브래킷(215)은 지지판(11)에 설치되는 하부체, 및 제1 동력발생부(211)를 내측에 수용하여 제1 동력발생부(211)를 지지하는 상부체를 포함할 수 있다. 여기서, 하부체는 상부체에 비하여 더 넓은 폭으로 형성되고, 상부체에는 제1 동력발생부(211)의 외면에 대응되는 형상으로 형성되어 제1 동력발생부(211)가 삽입 가능한 지지공이 형성될 수 있다. 이를 통해, 지지브래킷(215)은 지지공으로 삽입된 제1 동력발생부(211)를 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 하부체는 수직방향을 따라 조립 및 분해 가능한 다층구조로 형성될 수 있다. 이를 통해, Z축 방향으로 제1 동력발생부(211)의 위치를 선택적으로 조절할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 가이드레일(212)은 Y축 방향을 따라 지지판(11)의 일면에 복수개로 설치되어 후술할 제1 이동부(213) 및 제2 이동부(214)를 지지하고, 제1 이동부(213) 및 제2 이동부(214)의 이동 시 제1 이동부(213) 및 제2 이동부(214)를 X축 방향으로 안내할 수 있다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 제1 이동부(213)는 회전축(211b)에 결합되어 제1 가이드레일(212)에 안착되고, 회전축(211b)의 회전 시 회전축(211b) 및 제1 가이드레일(212)을 따라 X축 방향으로 직선이동 가능할 수 있다.

더 자세하게는, 제1 이동부(213)는 회전축(211b)에 결합되어 회전축(211b)의 회전 시 회전축(211b)을 따라 X축 방향으로 선형이동 가능한 제1 서포트 유닛(2131)과, 제1 서포트 유닛(2131)의 하측에 결합되어 제1 서포트 유닛(2131)을 지지하고, 제1 가이드레일(212)에 설치되어 제1 서포트 유닛(2131)의 이동 시 제1 가이드레일(212)을 따라 이동 가능한 제1 슬라이더 유닛(2132)을 포함할 수 있다.

제1 서포트 유닛(2131)은 하우징(2131a)과, 하우징(2131a)의 내측에 설치되어 회전축(211b)의 나선형 홈에 안착되고, 회전축(211b)의 회전 시 나선형 홈을 따라 구름운동을 수행하여 하우징(2131a)과 함께 회전축(211b)을 따라 이동 가능한 베어링(2131b)을 포함할 수 있다.

제1 슬라이더 유닛(2132)은 제1 서포트 유닛(2131)의 하측에 결합되어 제1 서포트 유닛(2131)을 지지하고, 제1 서포트 유닛(2131)에 의해 이동되는 제1 슬라이더 몸체(2132a), 제1 슬라이더 몸체(2132a)의 하측에 결합되어 제1 슬라이더 몸체(2132a)를 지지하고, 제1 가이드레일(212)에 설치되는 제1 이송블록(2132b), 및 제1 슬라이더 몸체(2132a)와 후술할 제2 이동부(214)를 연결하는 연결부재(2132c)를 포함할 수 있다.

도 4 및 도 7을 참조하면, 제2 이동부(214)는 Y축 방향을 따라 제1 이동부(213)로부터 미리 설정된 거리만큼 이격 배치되어 제1 가이드레일(212)에 안착될 수 있다. 그리고, 제2 이동부(214)는 제1 이동부(213)에 연결되어 제1 이동부(213)의 이동 시, 제1 이동부(213)를 통해 제1 가이드레일(212)을 따라 X축 방향으로 직선이동 가능할 수 있다. 또한, 제2 이동부(214)는 상측에 후술할 제2 구동부(22)를 지지하는 제1 경사면(2141a)이 형성되어 일 방향을 향하여 단면의 폭이 점차 좁아지는 웨지(wedge)형 구조로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 이동부(214)는 X축 방향으로 이동 시 제2 구동부(22)의 저면을 따라 슬라이드 이동되어 제2 구동부(22)를 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다.

더 자세하게는, 제2 이동부(214)는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 슬라이더 유닛(2132)의 연결부재(2132c)에 연결되고, 상측에 제1 경사면(2141a)이 형성되어 일 방향을 향하여 단면의 폭이 점차 좁아지는 웨지형 구조로 형성되는 수평이송지그(2141)와, 수평이송지그(2141)의 하측에 결합되어 제1 가이드레일(212)에 설치되고 수평이송지그(2141)의 이동 시 수평이송지그(2141)를 X축 방향으로 안내하는 제2 이송블록(2142)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 이동부(214)는 제1 경사면(2141a)에 설치되어 제1 경사면(2141a)과 평행한 상태로 배치되고, 제2 구동부(22)의 저면을 지지하여 수평이송지그(2141)의 이동 시 제2 구동부(22)의 저면을 따라 슬라이드 이동되어 제2 구동부(22)를 승강 또는 하강 시키는 리프팅레일(2143)을 포함할 수 있다.

또한, 제1 구동부(21)는 센서부(216)를 더 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 센서부(216)는 지지판(11)에 설치되어 X축 방향으로 이동되는 제1 이동부(213)의 위치를 감지하고, 감지된 신호를 제어부(미도시)에 전달하여 제1 이동부(213)의 이동을 제한할 수 있다. 이를 통해, 반복 정밀도를 향상시킬 수 있다.

예컨대, 센서부(216)는 제1 이동부(213)에 설치되어 제1 이동부(213)와 함께 이동되는 이동부재(2161)와, 지지판(11)에 설치되어 제1 이동부(213)의 이동방향을 따라 서로 대향 배치되고, 이동부재(2161)의 위치를 감지하는 감지장치(2162)를 포함할 수 있다.

도 4 및 도 7을 참조하면, 제2 구동부(22)는 회전 스테이지부(40)의 하측에 결합되어 제1 구동부(21)에 지지되고, 제1 구동부(21)의 이동 시 Z축 방향을 따라 직선이동 하여 회전 스테이지부(40)를 승강 또는 하강시킬 수 있다.

또한, 제2 구동부(22)는 수직이동부(221) 및 수직안내부(222)를 포함할 수 있다.

수직이동부(221)는 상측에 지지판(11)의 일면에 대하여 평행한 지지면(2211a)이 형성되어 회전 스테이지부(40)를 지지하고, 하측에 제1 경사면(2141a)에 대응되고 제1 경사면(2141a)에 안착되는 제2 경사면(2211b)이 형성되어 타 방향을 향하여 단면의 폭이 점차 좁아지는 웨지형 구조로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 구동부(22)는 제2 이동부(214)의 이동 시 제2 이동부(214)에 가압되어 Z축 방향을 따라 상측으로 이동되거나, 자중에 의해 Z축 방향을 따라 하측으로 이동될 수 있다.

더 자세하게는, 수직이동부(221)는, 상측에 지지판(11)의 일면에 대하여 평행한 지지면(2211a)이 형성되고, 하측에 제1 경사면(2141a)에 대응되는 제2 경사면(2211b)이 형성되어, 타 방향을 향하여 단면의 폭이 점차 좁아지는 웨지형 구조로 형성되는 수직이송지그(2211)와, 수직이송지그(2211)의 하측에 결합되고, 리프팅레일(2143)에 설치되어 제2 이동부(214)의 이동 시 리프팅레일(2143)의 이동을 안내하는 제1 가이드블록(2212)을 포함할 수 있다. 또한, 수직이동부(221)는 수직이송지그(2211)의 일 측에 결합되어 X축 방향을 따라 소정의 길이만큼 연장되는 연장부(2213)와, 연장부(2213)에 설치되고, 후술할 수직안내부(222)에 수용되어 수직이송지그(2211)의 이동 시 수직안내부(222)의 내면을 따라 Z축 방향으로 슬라이드 이동 가능한 제1 수직이송레일(2214)을 포함할 수 있다.

따라서, 제2 이동부(214)에 지지된 수직이동부(221) 및 회전 스테이지부(40)는, 제2 이동부(214)가 제1 가이드레일(212)을 따라 일 측 방향으로 이동될 경우, 제2 이동부(214)에 가압되어 Z축 방향을 따라 상측으로 이동되고, 반대로 제2 이동부(214)가 제1 가이드레일(212)을 따라 타 측 방향으로 이동될 경우 자중에 의해 Z축 방향을 따라 하측으로 이동되어 높이 조절이 가능할 수 있다.

수직안내부(222)는 지지판(11)에 설치되어 수직이동부(221)를 X축 방향으로 지지하고, 수직이동부(221)의 이동 시 수직이동부(221)를 Z축 방향으로 안내할 수 있다.

더 자세하게는, 수직안내부(222)는 지지판(11)에 설치되는 고정 지지블록(2221), 및 고정 지지블록(2221)에 설치되고, 제1 수직이송레일(2214)을 내측에 수용하여 수직이동부(221)의 이동 시 제1 수직이송레일(2214)을 Z축 방향으로 안내하는 제2 가이드블록(2222)을 포함할 수 있다.

또한, 본 다축 스테이지 장치(1)는 회전부(30)를 포함한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)의 커버(12) 및 회전이동 스테이지(43)가 제거된 상태를 좌측에서 바라본 사시도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)의 제2 슬라이더 몸체(3132a)를 나타낸 사시도이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)의 제4 구동부(32) 및 회전이동 스테이지(43)가 제거된 회전 스테이지부(40)가 지지판(11)에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 8을 참조하면, 회전부(30)는 지지판(11)에 설치되어 수용공간에 배치되고, 구동 시 회전 스테이지부(40)를 시계 또는 반시계 방향으로 회전시킨다.

회전부(30)는 제3 구동부(31) 및 제4 구동부(32)를 포함할 수 있다.

제3 구동부(31)는 지지판(11)에 설치되어 Y축 방향을 따라 제1 구동부(21)에 대향 배치되고 제1 구동부(21)와 동시 또는 개별적으로 X축 방향을 따라 직선이동 가능할 수 있다. 그리고, 제3 구동부(31)는 제2 동력발생부(311), 제2 가이드레일(312) 및 제3 이동부(313)를 포함할 수 있다.

제2 동력발생부(311)는 지지판(11)에 설치되고, 일 측에 회전력을 발생시키는 회전축(311b)을 구비할 수 있다.

더 자세하게는, 제2 동력발생부(311)는 외부로부터 전원을 공급받아 온/오프 제어 가능한 구동장치(311a)와, 구동장치(311a)에 구비되어 구동장치(311a)의 구동 시 회전력을 발생시키고, 축방향을 따라 나선형의 홈이 형성되는 회전축(311b)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 동력발생부(311)는 외부로부터 전원을 공급받아 온/오프 제어되고, 회전력을 발생시키는 회전축(311b)의 회전속도를 조절 가능한 스테핑 모터 등으로 적용될 수 있다.

한편, 제3 구동부(31)는 지지판(11)에 설치되어 제2 동력발생부(311)를 지지하는 복수개의 지지브래킷(314)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 지지브래킷(314)은 지지판(11)에 설치되는 하부체, 및 제2 동력발생부(311)를 내측에 수용하여 제2 동력발생부(311)를 지지하는 상부체를 포함할 수 있다. 여기서, 하부체는 상부체에 비하여 더 넓은 폭으로 형성되고, 상부체에는 제2 동력발생부(311)의 외면에 대응되는 형상으로 형성되어 제2 동력발생부(311)가 삽입 가능한 지지공이 형성될 수 있다. 이를 통해, 지지브래킷(314)은 지지공으로 삽입된 제2 동력발생부(311)를 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 하부체는 수직방향을 따라 조립 및 분해 가능한 다층구조로 형성될 수 있다. 이를 통해, Z축 방향으로 제2 동력발생부(311)의 위치를 선택적으로 조절할 수 있다.

도 5 및 도 8을 참조하면, 제2 가이드레일(312)은 Y축 방향을 따라 지지판(11)의 일면에 복수개로 설치되어 후술할 제3 이동부(313)를 지지하고, 제3 이동부(313)의 이동 시 제3 이동부(313)를 X축 방향으로 안내할 수 있다.

제3 이동부(313)는 회전축(311b)에 결합되어 제2 가이드레일(312)에 안착되고, 회전축(311b)의 회전 시 회전축(311b) 및 제2 가이드레일(312)을 따라 X축 방향으로 직선이동 가능할 수 있다.

더 자세하게는, 제3 이동부(313)는 회전축(311b)에 결합되어 회전축(311b)의 회전 시 회전축(311b)을 따라 X축 방향으로 선형이동 가능한 제2 서포트 유닛(3131)과, 제2 서포트 유닛(3131)의 하측에 결합되어 제2 서포트 유닛(3131)을 지지하고, 제2 가이드레일(312)에 설치되어 제2 서포트 유닛(3131)의 이동 시 제2 가이드레일(312)을 따라 이동 가능한 제2 슬라이더 유닛(3132)을 포함할 수 있다.

제2 서포트 유닛(3131)은 하우징(3131a)과, 하우징(3131a)의 내측에 설치되어 회전축(311b)의 나선형 홈에 안착되고, 회전축(311b)의 회전 시 나선형 홈을 따라 구름운동을 수행하여 하우징(3131a)과 함께 회전축(311b)을 따라 이동 가능한 베어링(3131b)을 포함할 수 있다.

제2 슬라이더 유닛(3132)은 제2 서포트 유닛(3131)의 하측에 결합되어 제2 서포트 유닛(3131) 및 후술할 제4 구동부(32)를 지지하고, 제2 서포트 유닛(3131)에 의해 이동되는 제2 슬라이더 몸체(3132a)와, 제2 슬라이더 몸체(3132a)의 하측에 결합되어 제2 슬라이더 몸체(3132a)를 지지하고, 제2 가이드레일(312)에 설치되는 제3 이송블록(3132b)을 포함할 수 있다.

예컨대, 제2 슬라이더 몸체(3132a)는 도 9에 도시된 바와 같이 서로 다른 위치에 배치되는 제2 서포트 유닛(3131) 및 제4 구동부(32)를 동일 평면상에서 연결 및 지지할 수 있도록, 평면상에서 소정의 각도로 절곡된 패널(panel)형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 슬라이더 몸체(3132a)는 '┘'형상과 같이 90도의 각도로 절곡된 패널 형태로 형성될 수 있다.

또한, 제3 구동부(31)는 센서부(315)를 더 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 센서부(315)는 지지판(11)에 설치되어 X축 방향으로 이동되는 제3 이동부(313)의 위치를 감지하고, 감지된 신호를 제어부(미도시)에 전달하여 제3 이동부(313)의 이동을 제한할 수 있다. 이를 통해, 반복 정밀도를 향상시킬 수 있다.

예컨대, 센서부(315)는 제3 이동부(313)에 설치되어 제3 이동부(313)와 함께 이동되는 이동부재(3151)와, 지지판(11)에 설치되어 제3 이동부(313)의 이동방향을 따라 서로 대향 배치되고, 이동부재(3151)의 위치를 감지하는 감지장치(3152)를 포함할 수 있다.

도 8 및 도 10을 참조하면, 제4 구동부(32)는 제3 구동부(31)에 설치되어 회전 스테이지부(40)와 연결되고, 제3 구동부(31)의 이동 시 X축 방향 및 Y축 방향으로 직선이동 됨과 동시에, Z축 방향으로 배치된 제2 회전중심축(RA2)을 기준으로 제3 구동부(31) 상에서 회전이동 되어, 회전 스테이지부(40)를 회전시킬 수 있다.

또한, 제4 구동부(32)는 회전지지부(321), 제3 가이드레일(322) 및 회전가이드부(323)를 포함할 수 있다.

회전지지부(321)는 회전 스테이지부(40)에 결합되어 제2 구동부(22)의 이동 시 회전 스테이지부(40)와 함께 Z축 방향으로 이동 가능할 수 있다. 그리고, 회전지지부(321)는 제3 구동부(31)의 이동 시 회전 스테이지부(40)에 외력을 전달하여 회전 스테이지부(40)를 회전시킴과 동시에, 회전중인 회전 스테이지부(40)에 의해 회전 스테이지부(40)의 회전방향(회전 스테이지부(40)의 원주방향)으로 이동될 수 있다.

더 자세하게는, 회전지지부(321)는 회전 스테이지부(40)에 결합되는 제1 회전바(3211) 및 제1 회전바(3211)와 후술할 회전가이드부(323)에 지지되어 제1 회전바(3211)를 지지하는 제2 회전바(3212)를 포함할 수 있다.

제1 회전바(3211)는 회전 스테이지부(40)에 결합되어 회전 스테이지부(40)와 함께 Z축 방향으로 이동 가능하고, 제3 구동부(31)의 이동 시 회전 스테이지부(40)에 직접적으로 외력을 전달하여 회전 스테이지부(40)를 회전시킬 수 있다. 그리고, 제2 회전바(3212)와 연결되는 제1 회전바(3211)의 일 측에는 제2 회전바(3212)에 Z축 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 제2 수직이송레일(3211a) 및 제2 수직이송레일(3211a)을 지지하는 지지편(3211b)이 구비될 수 있다.

제2 회전바(3212)는 일 측에 제2 수직이송레일(3211a)을 Z축 방향으로 안내하는 제3 가이드블록(3212a)을 구비하여 제1 회전바(3211)와 연결될 수 있다. 이를 통해, 제2 회전바(3212)는 회전 스테이지부(40)의 승강 또는 하강 시에는 제2 수직이송레일(3211a)을 Z축 방향으로 안내하고, 회전 스테이지부(40)의 회전 시에는 제1 회전바(3211)와 함께 회전 스테이지부(40)의 회전방향(회전스테이지부의 원주방향)으로 이동될 수 있다. 또한, 제2 회전바(3212)는 타 측에 회전가이드부(323)의 내측에 삽입되어 회전가이드부(323)에 회전 가능하게 지지되는 축부재(3212b)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 제2 회전바(3212)는 회전가이드부(323)와 연결됨은 물론, 회전 스테이지부(40)의 회전방향으로 이동될 경우, 축부재(3212b)의 중심축(제2 회전중심축)을 기준으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.

제3 가이드레일(322)은 제3 구동부(31)의 일면에 설치되어 회전가이드부(323)를 지지하고, 제1 가이드레일(212) 및 제2 가이드레일(312)에 대하여 교차되는 방향으로 배치되어 회전 스테이지부(40)의 회전 시 회전가이드부(323)를 Y축 방향으로 안내할 수 있다.

회전가이드부(323)는 제3 가이드레일(322)에 설치되어 회전지지부(321)를 제3 구동부(31) 상에 회전 가능하게 지지할 수 있다. 그리고, 회전가이드부(323)는 제3 구동부(31)의 이동 시 회전지지부(321)에 외력을 전달함과 동시에, 회전 스테이지부(40)의 회전방향으로 이동되는 회전지지부(321)에 가압되어 제3 가이드레일(322)을 따라 Y축 방향으로 이동될 수 있다.

더 자세하게는, 회전가이드부(323)는 제2 회전바(3212)의 축부재(3212b)를 내측에 수용하여 축부재(3212b)의 둘레를 감싸고, 제2 회전바(3212)의 회전 시 회전운동을 통하여 축부재(3212b)를 통해 전달되는 축방향 하중을 지지하는 베어링부(3231), 및 제3 가이드레일(322)에 설치되어 베어링부(3231)를 지지하고, 제3 가이드레일(322)을 따라 슬라이드 이동하여 베어링부(3231)를 Y축 방향으로 이동시키는 제4 이송블록(3232)을 포함할 수 있다.

한편, 승·하강부(20) 및 회전부(30)는 동시에 구동되거나, 개별 구동된다.

즉, 본 다축 스테이지 장치(1)는 승·하강부(20) 및 회전부(30) 중 적어도 하나를 구동시킴으로써, 회전 스테이지부(40)를 Z축 방향으로 선형이동 시키거나, 회전 스테이지부(40)의 중심축(제1 회전중심축(RA1))을 기준으로 승·하강부(20) 상에서 회전이동 시킬 수 있으며, 또한 Z축 방향으로 선형이동 시킴과 동시에, 중심축을 기준으로 회전이동 시킬 수 있다.

또한, 본 다축 스테이지 장치(1)는 회전 스테이지부(40)를 포함한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 회전 스테이지부(40)는 지지판(11)에 대향 배치되어 커버(12)의 내측에 수용되고, Z축 방향으로 배치된 제1 회전중심축(RA1)을 기준으로 지지판(11) 상에 회전 가능한 상태로 배치된다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다축 스테이지 장치(1)의 회전 스테이지부(40)를 나타낸 분해사시도이다.

도 3 및 도 11을 참조하면, 회전 스테이지부(40)는 축부재(41), 회전부(42) 및 회전이동 스테이지(43)를 포함할 수 있다.

축부재(41)는 승·하강부(20)의 제2 구동부(22)의 상측에 설치되고, 길이방향을 따라 내부가 중공된 원통형 구조로 형성될 수 있다.

더 자세하게는, 축부재(41)는 후술할 회전부(42)가 둘레에 설치되는 상부체(411), 및 제2 구동부(22)에 안착되고 상부체(411)에 비하여 더 큰 외경의 크기로 형성되는 하부체(412)를 포함할 수 있다. 예컨대, 축부재(41)는 제2 구동부(22)에 지지되는 하부체(412)를 상부체(411)에 비해 더 넓은 구조로 형성함으로써, 지2 구동부와 접촉되는 면적을 증대시켜 보다 안정적으로 제2 구동부(22)의 상면에 지지될 수 있다.

회전부(42)는 축부재(41)의 둘레에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

더 자세하게는, 회전부(42)는 축부의 둘레에 회전 가능하게 설치되는 베어링(421) 및 베어링(421)에 결합되어 베어링(421)을 통해 원주방향으로 회전 가능한 회전링(422)을 포함할 수 있다.

도면에는 도시되지 않았지만, 베어링(421)은 축부재(41)의 둘레면에 설치되는 내륜, 내륜으로부터 반경방향으로 소정간격 이격되어 외주면에 회전링(422)이 결합되는 외륜, 내륜과 외륜 사이에 배치되고 구름운동을 수행하여 외륜의 회전을 가능하게 하고, 외륜의 회전 시 내측으로 작용하는 하중을 분산시키는 복수개의 볼, 및 내륜과 외륜 사이에 배치되어 복수개의 볼을 지지하는 케이지를 포함할 수 있다.

회전링(422)은 베어링(421)의 둘레에 설치되고 제4 구동부(32)와 결합될 수 있다. 이에 따라, 제4 구동부(32)로부터 외력이 전달될 경우, 회전링(422)은 베어링(421)을 통해 축부재(41)의 중심축을 기준으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전되어 후술할 회전이동 스테이지(43)를 회전시킴과 동시에, 일 측에 결합된 제4 구동부(32)를 원주방향으로 이동시킬 수 있다.

회전이동 스테이지(43)는 회전부(42)에 결합되어 회전부(42)의 상측에 배치되고, 회전부(42)의 회전 시 회전부(42)와 함께 축부재(41)의 중심축을 기준으로 원주방향으로 회전 가능할 수 있다. 예컨대, 회전이동 스테이지(43)는 원판형상으로 형성될 수 있다.

또한, 회전이동 스테이지(43)부는 보호캡(44)을 더 포함할 수 있다.

보호캡(44)은 축부재(41)에 결합되어 축부재(41)의 상면에 배치될 수 있다. 이를 통해 축부재(41)의 내측으로 이물질이 유입되는 것을 차단하고, 회전이동 스테이지(43)에 대상물(미도시)이 안착될 경우, 대상물에 의해 축부재(41)가 파손되는 것을 예방할 수 있다.

이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 지지판(11)상에 회전 스테이지부(40)를 승ㅇ하강 및 회전시키는 복수개의 구동부를 구비함으로써, 전체적인 스테이지 장치의 높이 및 무게중심을 낮출 수 있고, 이를 통해 회전 스테이지부(40)에 안착되는 대상물의 높이 변화가 없으며, 나아가 수직 백래시를 최소화 하고 가속도를 향상시켜 신속하고 정확한 위치조절이 가능할 수 있다.

또한, 하우징부(10)의 내부에 동력발생부가 내장되도록 함으로써, 작업자 또는 타 구조물에 동력발생부가 간섭되는 것을 방지하고, 이를 통해 동력발생부의 파손 및 고장을 예방할 수 있음은 물론, 동력발생부에 가해진 외력에 의해 스테이지 장치의 설치위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

1. 다축 스테이지 장치
10. 하우징부
11. 지지판
12. 커버
121. 복수개의 측면패널 121a. 관통공
122. 전면패널 122a. 수용공
20. 승·하강부
21. 제1 구동부
211. 제1 동력발생부
211a. 구동장치 211b. 회전축
212. 제1 가이드레일
213. 제1 이동부
2131. 제1 서포트 유닛
2131a. 하우징 2131b. 베어링
2132. 제1 슬라이더 유닛
2132a. 제1 슬라이더 몸체
2132b. 제1 이송블록
2132c. 연결부재
214. 제2 이동부
2141. 수평이송지그 2141a. 제1 경사면
2142. 제2 이송블록
2143. 리프팅레일
215. 지지브래킷
216. 센서부
2161. 이동부재
2162. 감지장치
22. 제2 구동부
221. 수직이동부
2211. 수직이송지그
2211a. 지지면 2211b. 제2 경사면
2212. 제1 가이드블록
2213. 연장부
2214. 제1 수직이송레일
222. 수직안내부
2221. 고정 지지블록
2222. 제2 가이드블록
30. 회전부
31. 제3 구동부
311. 제2 동력발생부
311a. 구동장치 311b. 회전축
312. 제2 가이드레일
313. 제3 이동부
3131. 제2 서포트 유닛
3131a. 하우징 3131b. 베어링
3132. 제2 슬라이더 유닛
3132a. 제2 슬라이더 몸체 3132b. 제3 이송블록
314. 지지브래킷
315. 센서부
3151. 이동부재 3152. 감지장치
32. 제4 구동부
321. 회전지지부
3211. 제1 회전바
3211a. 제2 수직이송레일 3211b. 지지편
3212. 제2 회전바
3212a. 제3 가이드블록 3212b. 축부재
322. 제3 가이드레일
323. 회전가이드부
3231. 베어링부 3232. 제4 이송블록
40. 회전 스테이지부
41. 축부재
411. 상부체
412. 하부체
42. 회전부
421. 베어링
422. 회전링
43. 회전이동 스테이지
44. 보호캡

Claims

지지판 및 상기 지지판의 둘레에 결합되어 내측에 수용공간을 형성하는 커버를 구비하는 하우징부;
상기 지지판에 대향 배치되어 상기 커버의 내측에 수용되고, 상기 지지판 상에 회전 가능한 상태로 배치되는 회전 스테이지부;
상기 지지판에 설치되어 상기 수용공간에 배치되고, 상기 회전 스테이지부를 승강 또는 하강시키는 승·하강부; 및
상기 지지판에 설치되어 상기 수용공간에 배치되고, 상기 회전 스테이지부를 시계 또는 반시계 방향으로 회전시키는 회전부;
를 포함하고,
상기 승·하강부 및 상기 회전부는 동시에 구동되거나, 개별 구동되는 다축 스테이지 장치.
제1항에 있어서,
상기 승·하강부는,
상기 지지판에 설치되어 X축 방향을 따라 직선이동 가능한 제1 구동부; 및
상기 회전 스테이지부의 하측에 결합되어 상기 제1 구동부에 지지되고, 상기 제1 구동부의 이동 시 상기 Z축 방향을 따라 직선이동 하여 상기 회전 스테이지부를 승강 또는 하강시키는 제2 구동부;
를 포함하는 다축 스테이지 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 구동부는,
상기 지지판에 설치되고, 일 측에 회전력을 발생시키는 회전축을 구비하는 제1 동력발생부;
상기 지지판에 설치되는 제1 가이드레일;
상기 회전축에 결합되어 상기 제1 가이드레일에 안착되고, 상기 회전축의 회전 시 상기 회전축 및 상기 제1 가이드레일을 따라 상기 X축 방향으로 직선이동 가능한 제1 이동부; 및
상기 제1 이동부에 연결되어 상기 제1 이동부의 이동 시 상기 제1 이동부를 통해 상기 제1 가이드레일을 따라 상기 X축 방향으로 직선이동 가능하고, 상측에 상기 제2 구동부를 지지하는 제1 경사면이 형성되어 일 방향을 향하여 단면의 폭이 점차 좁아지는 웨지(wedge)형 구조로 형성되며, 상기 X축 방향으로 이동 시 상기 제2 구동부의 저면을 따라 슬라이드 이동되어 상기 제2 구동부를 상기 Z축 방향으로 이동시키는 제2 이동부;
를 포함하는 다축 스테이지 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 구동부는,
상측에 상기 지지판의 일면에 대하여 평행한 지지면이 형성되어 상기 회전 스테이지부를 지지하고, 하측에 상기 제1 경사면에 대응되고 상기 제1 경사면에 안착되는 제2 경사면이 형성되어 타 방향을 향하여 단면의 폭이 점차 좁아지는 웨지형 구조로 형성되며, 상기 제2 이동부의 이동 시 상기 제2 이동부에 가압되어 상기 Z축 방향을 따라 상측으로 이동되거나, 자중에 의해 상기 Z축 방향을 따라 하측으로 이동되는 수직이동부; 및
상기 지지판에 설치되어 상기 수직이동부를 상기 X축 방향으로 지지하고, 상기 수직이동부의 이동 시 상기 수직이동부를 상기 Z축 방향으로 안내하는 수직안내부;
를 포함하는 다축 스테이지 장치.
제2항에 있어서,
상기 회전부는,
상기 지지판에 설치되어 상기 제1 구동부와 동시 또는 개별적으로 상기 X축 방향을 따라 직선이동 가능한 제3 구동부; 및
상기 제3 구동부에 설치되어 상기 회전 스테이지부와 연결되고, 상기 제3 구동부의 이동 시 상기 X축 방향 및 Y축 방향으로 직선이동 됨과 동시에, 상기 제3 구동부 상에서 회전이동 되어, 상기 회전 스테이지부를 회전시키는 제4 구동부;
를 포함하는 다축 스테이지 장치.
제5항에 있어서,
상기 제3 구동부는,
상기 지지판에 설치되고, 일 측에 회전력을 발생시키는 회전축을 구비하는 제2 동력발생부;
상기 지지판에 설치되는 제2 가이드레일; 및
상기 회전축에 결합되어 상기 제2 가이드레일에 안착되고, 상기 회전축의 회전 시 상기 회전축 및 상기 제2 가이드레일을 따라 상기 X축 방향으로 직선이동 가능한 제3 이동부;
를 포함하는 다축 스테이지 장치.
제5항에 있어서,
상기 제4 구동부는,
상기 회전 스테이지부에 결합되어 상기 제2 구동부의 이동 시 상기 회전 스테이지부와 함께 Z축 방향으로 이동 가능하고, 상기 제3 구동부의 이동 시 상기 회전 스테이지부에 외력을 전달하여 상기 회전 스테이지부를 회전시킴과 동시에, 상기 회전 스테이지부에 의해 상기 회전 스테이지부의 회전방향으로 이동되는 회전지지부;
상기 제3 구동부에 설치되는 제3 가이드레일; 및
상기 제3 가이드레일에 설치되어 상기 회전지지부를 상기 제3 구동부 상에 회전 가능하게 지지하고, 상기 제3 구동부의 이동 시 상기 회전지지부에 외력을 전달함과 동시에, 상기 회전 스테이지부의 회전방향으로 이동되는 상기 회전지지부에 가압되어 상기 제3 가이드레일을 따라 상기 Y축 방향으로 이동되는 회전가이드부;
를 포함하는 다축 스테이지 장치.
제1항에 있어서,
상기 회전 스테이지부는,
상기 승·하강부에 설치되는 축부재;
상기 축부재의 둘레에 회전 가능하게 설치되는 회전부; 및
상기 회전부에 결합되어 상기 회전부의 상측에 배치되고, 상기 회전부와 함께 회전 가능한 회전이동 스테이지;
를 포함하는 다축 스테이지 장치.