KR20200048475A - 갠트리용 빔 - Google Patents

Abstract

본 개시는 단순한 구조를 갖되 강성이 보강되어 휨 발생이 없으면서 고속주행 및 저소음이 가능하고, 또한, 제작을 위한 공정의 단순화를 통한 제조원가 절감으로 가격 경쟁력을 가지며, 필요에 의한 연장 결합이 쉽고, 연장시 수평도를 쉽게 맞출수 있는 장점을 갖는 갠트리용 빔에 관한 것이다.
본 개시의 실시예에 따른 갠트리용 빔은, 갠트리 스테이지의 직선운동을 위해 설치하는 고정빔에 있어서, 내부가 중공인 봉상으로 구비되며, 일측면이 상기 갠트리 스테이지의 가로 방향 또는 세로 방향의 직선운동을 위해 설치된 직선모듈에 결합되고, 타측면이 상기 직선모듈을 따라 축 이동하는 상기 갠트리 스테이지 주행체의 가이드 롤러와 결합되어 상기 주행체의 이동을 가이드 하는 빔으로 이루어지고, 상기 빔은 길이방향 휨에 대한 강도가 보강되도록 내측면에 다수의 보강단을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

갠트리용 빔{BEAM FOR GANTRY}

본 명세서에 개시된 내용은 갠트리용 빔에 관한 것으로, 특히, 갠트리 로봇의 직선모듈구성인 고정빔에 사용되는 기존의 각관을 대체함으로써 단순한 구조, 고속주행 용이, 저소음 및 고강성 구동의 잠점을 갖는 갠트리용 빔에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로, 공작기계나 반도체의 제조장비 또는 LCD, PDP 등의 디스플레이의 부품결함검사나 얼라인먼트, 조립 또는 본딩, 디스펜싱, 표면증착 등 소정의 작업을 일련의 자동공정으로 수행하도록 하는 자동화 시스템은 고속과 저소음 실현, 위치결정이나 반송 등 정밀제어를 위해 리니어 서보모터를 이용한 갠트리 스테이지가 주로 많이 사용된다.

갠트리 스테이지는 소정의 작업 수행을 위한 장비 또는 작업대상물을 갠트리를 이용해 이동시키면서 작업을 수행하는 것으로, 근래들어 제품들의 대형화 추세에 따라 스테이지는 그 갠트리의 길이가 길어지면서 고속 및 고정밀화 되고 있다.

여기서, 갠트리 스테이지의 고정빔(7)은 제품의 결함검사 또는 얼라인먼트를 위한 장비 또는 소정의 작업수행을 위한 장비들을 X축 또는 Y축 방향으로 소정의 행정거리를 가지고 이동을 안내하는 수평거더로서, 도 1에 도시된 바와 같은 예로서 직선모듈(1)에 결합되어 주행체(2)가 이송되도록 가이드 역할을 한다.

이때, Y축 방향을 담당하는 레일 등이 일측면에 결합되어 X축 방향으로 주행되는 주행체(2)의 주행캐리지(3)는 타측면에 상하로 구비된 2개의 가이드 롤러가 고정빔(7) 상측에 구비된 랙 가이드(6)의 상부측 및 고정빔(7) 하측에 구비된 플레인 가이드(5)의 하부측에 접촉하며 구비된다.

이때, 주행캐리지(3)에 구비된 피니언 기어(4)가 고정빔(7) 상측의 랙 가이드(6)의 하부측에 기어 물림하여 회전 운동을 수평 운동으로 바꾸어줌으로써 주행체(2)는 고정빔(7)의 길이방향을 따라 주행하게 된다.

그런데, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 고정빔(7)은 소정의 행정 거리 전장 길이를 가지는 사각 절단면을 갖는 시중의 중공 단일의 각관의 것을 주로 사용하는데, 이는 고정빔(7)의 길이방향에서 휨 현상과 진동이 발생하게 되어 고속, 및 고정밀 제어에 치명적인 결함의 요인이 된다.

또한, 전술된 바와 같은 종래의 고정빔(7)은 단순 사각 절단면을 갖는 시중의 단일 형강을 사용하기 때문에 랙 가이드(6)와 플레인 가이드(5) 및 가이드 롤러측의 모서리와 인접된 측면 부분에서 간섭이 발생되는 구조를 가져 도 1에 도시된 바와 같이 모서리와 측면부를 별도로 가공한 상태로 사용해야 하는 문제점이 있다.

자세하게는, 기존의 각관을 갠트리의 고정빔(7)으로 적용하기 위해서는 용접제관공정, 응력제거 열처리, 정밀기계가공, 분체도장 후처리 및 전술된 공정간 이동에 대한 물류의 여러 공정을 거쳐야 하는 어려움이 있고, 이는 원가상승의 문제로 이어지는 주요 원인이 된다.

따라서, 구조가 간단하면서 강성이 고려된 최적설계로 제조되며 가격 경쟁력도 우수한 갠트리의 빔 개발이 필요하다.

1. 한국 등록특허 제10-0817791호(2008.03.24.) 2. 한국 공개특허 제10-2008-0086093호(2008.09.25.)

단순한 구조를 갖되 강성이 보강되어 휨 발생이 없으면서 고속주행 및 저소음이 가능한 갠트리용 빔을 제공하고자 한다.

제작을 위한 공정의 단순화를 통한 제조원가 절감으로 가격 경쟁력을 갖는 갠트리용 빔을 제공하고자 한다.

필요에 의한 연장 결합이 쉽고, 연장시 수평도를 쉽게 맞출수 있는 갠트리용 빔을 제공하고자 한다.

실시예에 의한 갠트리용 빔은, 갠트리 스테이지의 직선운동을 위해 설치하는 고정빔에 있어서, 내부가 중공인 봉상으로 구비되며, 일측면이 상기 갠트리 스테이지의 가로 방향 또는 세로 방향의 직선운동을 위해 설치된 직선모듈에 결합되고, 타측면이 상기 직선모듈을 따라 축 이동하는 상기 갠트리 스테이지 주행체의 가이드 롤러와 결합되어 상기 주행체의 이동을 가이드 하는 빔으로 이루어지고, 상기 빔은 길이방향 휨에 대한 강도가 보강되도록 내측면에 다수의 보강단을 구비한 것을 특징으로 하는 갠트리용 빔이 제공된다.

실시예에 의하면, 상기 빔은 상기 직선모듈이 결합되는 일측면에 상기 직선모듈에 스크류 체결되기 위한 적어도 하나 이상의 모듈결합홈이 형성된다.

실시예에 의하면, 상기 빔은 상기 주행체가 결합되는 타측면에 상기 주행체에 스크류 체결되기 위한 적어도 하나 이상의 주행체결합홈이 형성된다.

실시예에 의하면, 상기 빔의 재질은 알루미늄계열이다.

실시예에 의하면, 상기 빔은 상기 주행체가 결합되는 타측면의 모서리측에 상기 가이드 롤러와의 간섭을 방지하기 위한 경사면이 형성된다.

실시예에 의하면, 상기 보강단은 내부가 중공인 사각형 절단면 형태를 갖고 상기 빔의 길이방향을 따라 구비되어 길이방향에 대한 휨 보강이 가능하다.

이상에서와 같은 갠트리용 빔은, 단순한 구조를 갖되 강성이 보강되어 휨 발생이 없으면서 고속주행 및 저소음이 가능한 장점을 갖는다.

또한, 제작을 위한 공정의 단순화를 통한 제조원가 절감으로 가격 경쟁력을 갖는다.

또한, 필요에 의한 연장 결합이 쉽고, 연장시 수평도를 쉽게 맞출수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 종래 갠트리 시스템에 사용된 빔을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 갠트리용 빔을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 본 개시의 갠트리용 빔의 설치예.
도 4와 도 5는 도 2에 도시된 본 개시의 갠트리용 빔의 변형예.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 갠트리용 빔을 연결하기 위한 결합핀의 예.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

한편, 본 개시의 실시예에 따른 갠트리용 빔은, 갠트리 로봇의 직선모듈구성인 고정빔에 사용되는 기존의 각관을 대체함으로써 단순한 구조, 고속주행 용이, 저소음 및 고강성 구동의 잠점을 갖는 갠트리용 빔에 관한 것으로, 갠트리, 각관, 빔, 프로파일 등 본 개시가 속한 관련기술에서 통상적으로 사용되는 구성요소에 대해서는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 개시의 실시예에 따른 갠트리용 빔을 설명하기 위한 도면, 도 3은 도 2에 도시된 본 개시의 갠트리용 빔의 설치예, 도 4와 도 5는 도 2에 도시된 본 개시의 갠트리용 빔의 변형예이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 갠트리용 빔은, 갠트리 스테이지의 직선운동을 위해 설치하는 고정빔에 있어서, 내부가 중공인 대략 사각형 단면을 갖는 봉상으로 구비되며, 일측면이 갠트리 스테이지의 가로 방향 또는 세로 방향의 직선운동을 위해 설치된 직선모듈(1)에 결합되고, 타측면이 직선모듈(1)을 따라 축 이동하는 갠트리 스테이지 주행체(2)의 가이드 롤러와 결합되어 주행체(2)의 이동을 가이드 하는 빔(10)이다.

이러한, 본 개시의 빔(10)은 직선모듈(1)이 결합되는 일측면에 직선모듈(1)에 스크류 체결되기 위한 적어도 하나 이상의 모듈결합홈(13)이 형성된다.

모듈결합홈(13)은 도 2에 도시된 바와 같이, 빔(10)의 측면에 "ㅏ"자 형태인 T자형 홈부를 형성함으로써 볼트 등을 통한 체결뿐만 아니라 T-볼트와 T-너트로 이루어지는 고정용 부품을 모듈결합홈(13)에 삽입 후, 90도 회전시켜 고정용 부품의 목이 T자형 모듈결합홈(13)에 걸려 고정용 부품의 회전을 막아주도록 하여 너트 혹은 볼트로 조립할 수 있도록 할 수 있다.

전술된 바와 같은 본 개시의 빔(10)은 모듈결합홈(13)이 형성된 측면과 상대되는 곳인 주행체(2)가 결합되는 타측면에 주행체(2)에 스크류 체결되기 위한 적어도 하나 이상의 주행체결합홈(12)이 형성된다.

이러한, 주행체결합홈(12)은 도 2에 도시된 바와 같이 모듈결합홈(13)과 대략 수평적으로 대응되는 위치의 빔(10)의 타측면 상측과 하측에 각각 구비되어, 도 3에 도시된 바와 같이 주행체(2)의 주행캐리지(3)에 상하로 구비된 2개의 가이드 롤러가 빔(10) 상측에 구비된 랙 가이드(6)의 상부측 및 빔(10) 하측에 구비된 플레인 가이드(5)의 하부측에 각각 접촉할 수 있도록 랙 가이드(6)와 플레인 가이드(5)를 볼트 등을 통해 스크류 체결되게 한다.

여기서, 전술된 바에 따른 주행체결합홈(12)도 모듈결합홈(13)과 같이 T-볼트와 T-너트로 이루어지는 고정용 부품이 주행체결합홈(12)에 삽입되도록 "ㅏ"자 형태인 T자형 홈부를 형성하도록 구비될 수 있음은 물론이다.

전술된 바에 따른 주행체(2)가 결합되는 타측면의 모서리측에 가이드 롤러와의 간섭을 방지하기 위한 경사면(14)이 형성된다.

경사면(14)은 도 2에 도시된 바와 같이 빔(10)의 상하측 모서리 각각에 대략 45도 정도의 경사로서 형성되며, 이를 통해 도 3에 도시된 바와 같이 주행체(2)에 구비된 가이드 롤러가 랙 가이드(6)와 플레인 가이드(5)를 따라 구름될 때 가이드 롤러의 단부가 접촉되지 않아 간섭없이 원활한 구름이 가능하도록 한다.

전술된 바에 따른 본 개시의 빔(10)은 길이방향 휨에 대한 강도가 보강되도록 내측면에 다수의 보강단(15)을 구비한다.

이러한, 보강단(15)은 내부가 중공인 사각형 절단면 형태를 갖고 빔(10)의 길이방향을 따라 구비되어 길이방향에 대한 휨 보강이 가능하도록 한 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 모듈결합홈(13)과 주행체결합홈(12) 및 경사면(14)이 구비된 빔(10)의 상대적으로 취약 부분에 위치 되어져 빔(10)에 강도를 보강한다.

이때, 보강단(15)은 사각형 절단면과 같은 다각형 형태를 가져 가로 방향과 세로 방향을 포함한 수평 방향으로의 외력에 대하여 입체적으로 지지될 수 있다.

더하여, 보강단(15)은 내부 중공의 형상이, 중심측은 원 형상을 갖고, 이 원의 둘레를 따라 상호간이 일정 간격으로 이격된 작은 홈이 중심측 원과 연통된 형태를 가져 수평방향의 어느 방향으로 외력이 가해지더라도 이에 대한 유동적인 대처가 가능한 구조를 갖게 된다.

한편, 전술된 바와 같은 본 개시의 빔(10)의 재질은 알루미늄계열로 구비되는게 바람직 한데, 이를 통해 빔(10)의 제작시 인발 및 압출을 통해 도 2와 같은 알루미늄 프로파일 형태의 최종적인 형상으로 제조할 수 있다. 이는 도 1에 도시된 바와 같은 기존의 각관을 용접제관공정, 응력제거 열처리, 정밀기계가공, 분체도장 후처리 및 전술된 공정간 이동에 대한 물류의 여러 공정을 거쳐서 제조되는 다수의 공정중 용접제관, 열처리, 가공, 후처리의 공정을 없앨 수 있도록 함으로써 원가절감이 가능하게 한다.

상기된 바와 같은 본 개시의 빔(10)은 내부에 보강프레임(16)을 더 구비하는 것도 가능하다.

보강프레임(16)은 도 4에 도시된 바와 같이 빔(10)에 형성된 다수의 보강단(15) 중에서 상대적으로 취약한 부분인 빔(10)의 중심측에 위치된 마주보는 보강단(15)의 각각에 일단과 타단이 연결되어 빔(10)의 내부에 위치된다. 이를 통해 빔(10)의 측면 강도를 보강함으로써 휨에 대한 보다 강한 구조적인 형태를 가지게 된다.

보강프레임(16)은 도 5에 도시된 바와 같이 빔(10)의 크기가 커지는 경우 하나 이상 구비될 수 있으며, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같은 가로 방향뿐만 아니라 세로 방향 및 가로와 세로가 연결되어 직교된 형태로서 빔(10)의 내부에 구비될 수 있음은 물론이며, 도 5에 도시된 바와 같이 빔(10) 내측의 최상단면과 최하측면은 빔(10)과 일체로 형성된 일자 형태로서 구비될 수 있음은 물론이다.

한편, 전술된 바에 따른 본 개시의 빔(10)은 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 빔(10)의 측면에 구비된 모듈결합홈(13)과 주행체결합홈(12) 이외에 모듈결합홈(13)이나 주행체결합홈(12)에 유사한 형태를 갖는 결합홈(도면부호 미기재)이 상부면과 하부면에 다수로 구비되어 상하부면에 대한 강도 보강은 물론 갠트리에 필요한 별도의 장치 설치를 위한 체결용이나 빔(10)의 연결을 위한 이음도구를 삽입하는 용도로 사용할 수 있다.

도 6은 본 개시의 실시예에 따른 갠트리용 빔을 연결하기 위한 결합핀의 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이 본 개시의 실시예에 따른 갠트리용 빔은 결합핀(20)을 더 구비하는 것도 가능하다.

결합핀(20)은 끼움단(21)과 걸림단(22)으로 구비된다.

끼움단(21)은 도 6에 도시된 바와 같이 대략 사다리꼴 단면의 봉상으로 구비되어 빔(10)의 상부면과 하부면에 구비된 결합홈에 선택 삽입된다.

이러한, 끼움단(21)은 사다리꼴의 마주보는 평행한 변에서 긴 변이 빔(10)의 외측을 향하도록 삽입됨으로써 외측방향으로 이탈되지 않는다.

결합핀(20)은 끼움단(21)의 사다리꼴 형태인 끼움단(21)의 긴 변에 해당하는 측면에 "T"자 형태의 단면을 갖고 결합되어 끼움단(21)이 결합홈에 끼워진 경우 양단이 빔(10)의 상부면에 밀착된다. 이를 통해 끼움단(21)이 결합홈에 빠지지 않도록 마찰력을 제공하면서 내외측 방향으로 유동이 발생되지 않도록 지지되게 한다.

전술된 바와 같은 결합핀(20)은, 길이방향의 일단이 어느 하나의 빔(10)의 단부측에 삽입되고, 길이방향의 타단이 다른 하나의 빔(10)의 단부측에 삽입됨으로써 빔(10)을 서로 연장되며 이어지도록 한다. 이를 통해 부득이 빔(10)의 연장이 필요한 경우 연장 결합이 쉽고, 연장시 수평도를 쉽게 맞출 수 있게 된다.

여기서, 전술된 결합핀(20)은 본 개시의 빔(10)의 상부면과 하부면의 결합홈에 삽입되는 것으로 기재되어 있으나, 모듈결합홈(13) 또는 주행체결합홈(12) 및 보강단(15)의 중공에 대응되는 형상으로 구비되어 각각에 선택적인 결합을 할 수 있음은 물론이다.

이상에서와 같은 갠트리용 빔은, 단순한 구조를 갖되 강성이 보강되어 휨 발생이 없으면서 고속주행 및 저소음이 가능하고, 또한, 제작을 위한 공정의 단순화를 통한 제조원가 절감으로 가격 경쟁력을 가지며, 필요에 의한 연장 결합이 쉽고, 연장시 수평도를 쉽게 맞출수 있는 장점을 갖는다.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

1 : 직선모듈 2 : 주행체
3 : 주행캐리지 4 : 피니언 기어
5 : 플레인 가이드 6 : 랙 가이드
7 : 고정빔 10 : 빔
11 : 몸체 12 : 주행체결합홈
13 : 모듈결합홈 14 : 경사면
15 : 보강단 16 : 보강프레임
20 : 결합핀 21 : 끼움단
22 : 걸림단

Claims (6)

1. 갠트리 스테이지의 직선운동을 위해 설치하는 고정빔에 있어서,
   내부가 중공인 봉상으로 구비되며, 일측면이 상기 갠트리 스테이지의 가로 방향 또는 세로 방향의 직선운동을 위해 설치된 직선모듈에 결합되고, 타측면이 상기 직선모듈을 따라 축 이동하는 상기 갠트리 스테이지 주행체의 가이드 롤러와 결합되어 상기 주행체의 이동을 가이드 하는 빔;으로 이루어지고,
   상기 빔은 길이방향 휨에 대한 강도가 보강되도록 내측면에 다수의 보강단을 구비한 것을 특징으로 하는 갠트리용 빔.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 빔은 상기 직선모듈이 결합되는 일측면에 상기 직선모듈에 스크류 체결되기 위한 적어도 하나 이상의 모듈결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 갠트리용 빔.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 빔은 상기 주행체가 결합되는 타측면에 상기 주행체에 스크류 체결되기 위한 적어도 하나 이상의 주행체결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 갠트리용 빔.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 빔의 재질은 알루미늄계열인 것을 특징으로 하는 갠트리용 빔.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 빔은 상기 주행체가 결합되는 타측면의 모서리측에 상기 가이드 롤러와의 간섭을 방지하기 위한 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 갠트리용 빔.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 보강단은 내부가 중공인 사각형 절단면 형태를 갖고 상기 빔의 길이방향을 따라 구비되어 길이방향에 대한 휨 보강이 가능한 것을 특징으로 하는 갠트리용 빔.

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