KR20210079058A - Modulized sample stage - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모듈화 샘플 스테이지에 대한 것으로, 보다 상세하게는 각 부품별로 모듈화되어 있어서 제품의 양산성을 향상시킬 수 있고, 해당 모듈들이 각각 연구되고 개발될 수 있으며, 용이하게 설계되고 디자인될 수 있는 모듈화 샘플 스테이지에 관한 것이다. The present invention relates to a modular sample stage, and in more detail, it is modularized for each part, so that the mass productivity of the product can be improved, the modules can be researched and developed, respectively, and modularization can be easily designed and designed It is about the sample stage.
기존 샘플스테이지의 경우, X-Y축 이동, 회전 이동, 및 기울임 조절을 위해 필요한 부품들을 넣어서 여러 운동이 가능하게 설계되어 있지만 모든 스테이지들이 여러 기능을 포함하도록 조립하여 스테이지의 총 높이가 높다. In the case of the existing sample stage, various movements are possible by putting the parts necessary for X-Y axis movement, rotation movement, and tilt adjustment, but all stages are assembled to include several functions, so the total height of the stage is high.
예를 들면 회전 기능만 필요할 시 X-Y 이동 기능과 기울임 조절 기능들을 위한 부품들은 필요하지 않지만 이 부품들의 부피와 높이로 인해 실험 및 관측에 불편함이 발생하고 현미경에 내입하는 설계도 까다롭다. For example, when only rotation function is required, parts for X-Y movement function and tilt control function are not needed, but due to the volume and height of these parts, it is inconvenient to experiment and observe, and it is difficult to design a microscope.
또한, 한 기능에 이상이 생길 경우 스테이지의 부품과 조립이 복잡하게 구성되어 있어 사용자가 부품을 직접 교환하는데 어려움이 있으며, 업체에게 수리를 부탁할 때, 수리기간 동안 스테이지의 모든 기능을 사용할 수 없는 상황이 일어난다. In addition, if there is an abnormality in one function, the parts and assembly of the stage are complicated, so it is difficult for the user to directly exchange the parts, and when asking a company for repair, all the functions of the stage cannot be used during the repair period. Things happen.
특히 공장과 같은 곳에서 사용하는 스테이지의 경우 이와 같은 문제가 발생시 수리 시간 동안 제품생산에 차질을 발생시켜 막대한 손해가 발생하고, 능률이 하락되고 있다. 즉, 기존의 샘플 스테이지는 부품들이 내장되어 나오기 때문에 고장 시 수리 및 분해가 매우 불편하고 어렵고, 불필요한 기능도 분리할 수 없고, 필요한 기능이 있으면 그 기능이 탑재된 새로운 제품을 구매해야 한다. In particular, in the case of a stage used in a factory, when such a problem occurs, product production is disrupted during the repair time, causing enormous damage and lowering efficiency. In other words, since the existing sample stage has built-in parts, it is very inconvenient and difficult to repair and disassemble in case of failure, and unnecessary functions cannot be separated.
위에서 언급된 배경기술에 기재된 내용들은 단지 본 발명의 배경기술을 이해시키기 위해서 작성된 것이므로, 이 기술의 당업자에게 이미 알려진 공지기술 외의 내용을 포함할 수 있다. Since the contents described in the above-mentioned background technology are prepared only to understand the background technology of the present invention, it may include contents other than those already known to those skilled in the art.
본 발명의 실시예들은 종래의 기술의 한계를 극복하여 보다 범용성을 증가시키고, 이용, 수리, 결합, 및 분해 등의 포괄적인 작업을 효율적이고 쉽게 할 수 있도록 하는 모듈화 샘플 스테이지를 제공하는 것이다. SUMMARY Embodiments of the present invention provide a modular sample stage that overcomes the limitations of the prior art to increase versatility, and to efficiently and easily perform comprehensive operations such as use, repair, assembly, and disassembly.
또한, 본 발명의 실시예들은 샘플 스테이지의 각 기능을 모듈화 하여 필요에 맞게 조립 및 분리를 가능하게 설계된 모듈화 샘플 스테이지를 제공하는 것이다. In addition, embodiments of the present invention provide a modular sample stage designed to enable assembly and disassembly according to needs by modularizing each function of the sample stage.
또한, 본 발명의 실시예들은 X 좌표 이동, Y 좌표 이동, 회전, 및 틸트 제어 등의 기능을 하나의 제품 안에 한번에 담은 것이 아니라 각각의 기능이 서로 조립될 수 있는 모듈화 샘플 스테이지를 제공하는 것이다. In addition, embodiments of the present invention provide a modular sample stage in which functions such as X coordinate movement, Y coordinate movement, rotation, and tilt control are not included in one product at once, but each function can be assembled with each other.
또한, 본 발명의 실시예들은 필요한 기능의 모듈만 구매한 후 조립해서 사용할 수 있고 추후에 다른 기능이 필요하게 되어도 새로운 제품이 아닌 필요한 기능의 모듈만 구매하여 조립할 수 있다. In addition, in the embodiments of the present invention, only modules of necessary functions can be purchased and assembled for use, and even if other functions are required later, only modules of necessary functions can be purchased and assembled, not new products.
뿐만 아니라, 본 발명의 실시예들은 고장이 생기더라도 기존의 제품들처럼 전문가가 와서 수리해주거나 제품 전체를 교체할 필요 없이 고장이 난 부분만 분리한 뒤 수리를 맡기거나 심할 경우 해당 부분만 구매하여 재조립하여 사용할 수 있는 모듈화 샘플 스테이지를 제공하는 것이다. In addition, in the embodiments of the present invention, even if a failure occurs, experts come to repair or replace the entire product, just like the existing products, after separating only the defective part and entrusting the repair or, in severe cases, purchasing only the corresponding part. To provide a modular sample stage that can be reassembled and used.
본 발명의 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지는 고정 베이스에 설치된 X축 액추에이터에 의해서 X축을 따라서 왕복하여 이동 가능하게 상기 고정 베이스 상에 분리 가능하게 결합되는 X축 이동 모듈; Y축 액추에이터에 의해서 Y축을 따라서 왕복하여 이동 가능하게 상기 X축 이동 모듈 상에 분리 가능하게 결합되는 Y축 이동 모듈; 제1 회전 액추에이터에 의해서 양방향으로 회전 가능하게 상기 Y축 이동 모듈 상에 분리 가능하게 결합되는 회전 모듈; 틸트 액추에이터에 의해서 양방향으로 틸팅 가능하게 상기 회전 모듈 상에 분리 가능하게 결합되는 틸트 모듈; 및 제2 회전 액추에이터에 의해서 양방향으로 회전 가능하게 상기 틸트 모듈 상에 분리 가능하게 결합되고, 상기 제2 회전 액추에이터 및 상기 틸트 액추에이터에 의해서 회전 및 틸팅이 독립적으로 가능한 틸트 회전 모듈을 포함하되, 상기 X축 이동 모듈, 상기 Y축 이동 모듈, 상기 회전 모듈, 상기 틸트 모듈, 및 상기 틸트 회전 모듈이 독립적으로 분리되고 재조립되도록 구성될 수 있다. The modular sample stage according to an embodiment of the present invention includes: an X-axis movement module detachably coupled on the fixed base to be reciprocally movable along the X-axis by an X-axis actuator installed on the fixed base; a Y-axis movement module separably coupled on the X-axis movement module to reciprocate along the Y-axis by a Y-axis actuator; a rotation module detachably coupled to the Y-axis movement module to be rotatable in both directions by a first rotation actuator; a tilt module detachably coupled to the rotation module to be tiltable in both directions by a tilt actuator; and a tilt rotation module detachably coupled to the tilt module to be rotatably rotatable in both directions by a second rotation actuator, and independently capable of rotation and tilting by the second rotation actuator and the tilt actuator, wherein the X The axis movement module, the Y-axis movement module, the rotation module, the tilt module, and the tilt rotation module may be independently separated and reassembled.
본 발명의 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지는, 상기 X축 이동 모듈의 일측에 분리 가능하게 결합되는 제1 볼스크류 가이드; 및 상기 볼스크류 가이드 안으로 분리 가능하게 스크류 결합되는 제1 볼스크류를 포함하고, 상기 X축 이동모터는 상기 제1 볼스크류를 회전시켜 상기 제1 볼스크류 가이드와 상기 X축 이동 모듈을 이동시키도록 상기 고정 베이스에 분리 가능하게 결합되되, 상기 제1 볼스크류 가이드와 상기 X축 이동 모듈, 또는 상기 X축 이동모터와 상기 고정 베이스 중 적어도 하나는 각각 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 분리 가능하게 결합될 수 있다. A modular sample stage according to an embodiment of the present invention includes: a first ball screw guide detachably coupled to one side of the X-axis movement module; and a first ball screw removably screwed into the ball screw guide, wherein the X-axis movement motor rotates the first ball screw to move the first ball screw guide and the X-axis movement module. Doedoe detachably coupled to the fixed base, at least one of the first ball screw guide and the X-axis movement module, or the X-axis movement motor and the fixed base is detachably coupled through a coupling structure of a protrusion and a groove, respectively can be
본 발명의 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지는, 상기 X축 이동 모듈의 일측에 분리 가능하게 결합되고, 상기 Y축 이동모터가 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 분리 가능하게 결합되는 받침대; 상기 Y축 이동 모듈의 타측에 분리 가능하게 결합되는 제2 볼스크류 가이드; 및 상기 제2 볼스크류 가이드 안으로 분리 가능하게 스크류 결합되는 제2 볼스크류를 포함하고, 상기 Y축 이동모터는 상기 제2 볼스크류를 회전시켜 상기 제2 볼스크류 가이드와 상기 Y축 이동 모듈을 이동시키도록 상기 X축 이동 모듈에 결합되되, 상기 X축 이동 모듈과 상기 받침대, 상기 Y축 이동모터와 상기 받침대, 상기 제2 볼스크류 가이드와 상기 Y축 이동 모듈, 및 상기 Y축 이동모터와 상기 X축 이동 모듈 중 적어도 하나는 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 분리 가능하게 결합될 수 있다. The modular sample stage according to an embodiment of the present invention includes: a pedestal that is detachably coupled to one side of the X-axis movement module, and to which the Y-axis movement motor is detachably coupled through a coupling structure of a protrusion and a groove; a second ball screw guide detachably coupled to the other side of the Y-axis movement module; and a second ball screw separably screwed into the second ball screw guide, wherein the Y-axis movement motor rotates the second ball screw to move the second ball screw guide and the Y-axis movement module. Doedoe coupled to the X-axis movement module to make it move, the X-axis movement module and the pedestal, the Y-axis movement motor and the pedestal, the second ball screw guide and the Y-axis movement module, and the Y-axis movement motor and the At least one of the X-axis movement modules may be detachably coupled through a coupling structure of the protrusion and the groove.
본 발명의 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지는, 상기 Y축 이동 모듈에 분리 가능하게 결합되는 회전 모듈 베이스; 및 제1 롤러링을 통해서 상기 회전 모듈 베이스에서 분리 및 회전 가능하게 결합되고, 하면에 회전방향을 따라서 제1 랙기어가 형성된 회전 모듈을 포함하고, 상기 제1 회전 액추에이터는 상기 제1 랙기어에 치합된 제1 피니언기어를 회전시켜 상기 회전 모듈을 회전시키도록 상기 Y축 이동 모듈에 조립되되, 상기 Y축 이동 모듈과 상기 회전 모듈 베이스, 및 상기 제1 회전 액추에이터와 상기 Y축 이동 모듈 중 적어도 하나는 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 분리 가능하게 결합될 수 있다. The modular sample stage according to an embodiment of the present invention comprises: a rotation module base detachably coupled to the Y-axis movement module; and a rotation module that is detachably and rotatably coupled to the rotation module base through a first roller ring and has a first rack gear formed on a lower surface thereof along a rotation direction, wherein the first rotation actuator is attached to the first rack gear. At least one of the Y-axis movement module, the rotation module base, and the first rotation actuator and the Y-axis movement module assembled to the Y-axis movement module so as to rotate the meshed first pinion gear to rotate the rotation module. One may be detachably coupled through a coupling structure of the protrusion and the groove.
본 발명의 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지는, 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 상기 회전 모듈에 분리 가능하게 결합된 장착 브라켓을 통해서 틸팅 가능하게 배치되는 틸트 모듈; 및 상기 회전 모듈의 일면에 분리 가능하게 결합되는 웜휠기어를 포함하고, 상기 틸트 액추에이터는 상기 웜휠기어에 치합된 웜기어를 회전시켜 상기 틸트 모듈을 틸팅시키도록 상기 회전모듈에 결합되되, 상기 회전 모듈과 상기 장착 브라켓, 및 상기 틸트 액추에이터와 상기 회전 모듈 중 적어도 하나는 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 분리 가능하게 결합될 수 있다. A modular sample stage according to an embodiment of the present invention includes: a tilt module that is arranged to be tiltable through a mounting bracket detachably coupled to the rotation module through a coupling structure of a protrusion and a groove; and a worm wheel gear detachably coupled to one surface of the rotation module, wherein the tilt actuator is coupled to the rotation module to tilt the tilt module by rotating the worm gear meshed with the worm wheel gear, the rotation module and At least one of the mounting bracket, the tilt actuator, and the rotation module may be detachably coupled through a coupling structure of a protrusion and a groove.
본 발명의 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지에서, 상기 틸트 회전 모듈은 제2 롤러링을 통해서 상기 틸트 모듈 상에서 회전 가능하게 결합되고, 일면에 회전방향을 따라서 제2 랙기어가 형성되며, 상기 제2 회전 액추에이터는 상기 제2 랙기어에 치합된 제2 피니언기어를 회전시켜 상기 틸트 회전 모듈을 회전시키며, 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 상기 틸트 모듈에 분리 가능하게 결합될 수 있다. In the modular sample stage according to an embodiment of the present invention, the tilt rotation module is rotatably coupled on the tilt module through a second roller ring, and a second rack gear is formed on one surface along the rotation direction, and the second The rotation actuator rotates the second pinion gear meshed with the second rack gear to rotate the tilt rotation module, and may be detachably coupled to the tilt module through a coupling structure of a protrusion and a groove.
본 발명의 실시예들에 따르면, 범용성을 증가시키고 샘플 스테이지의 이용, 수리, 결합, 분해 등의 포괄적인 작업을 효율적이고 쉽게 할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to increase versatility and to efficiently and easily perform comprehensive operations such as use, repair, assembly, and disassembly of a sample stage.
또한, 본 발명의 실시예에서 샘플 스테이지의 각 기능을 모듈화 하여 사용자의 요구에 맞게 조립 및 분리를 가능하게 하고, X 좌표 이동, Y 좌표 이동, 회전, 및 틸트 등의 기능을 갖는 모듈들을 각각 조립하여, 필요한 기능을 갖는 모듈만 구매 후 조립해서 사용할 수 있고, 다른 기능이 필요한 경우에, 필요한 기능의 모듈만 구매하여 조립할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, each function of the sample stage is modularized to enable assembly and separation according to the user's needs, and modules having functions such as X coordinate movement, Y coordinate movement, rotation, and tilt are assembled respectively. Therefore, only modules with necessary functions can be purchased and assembled for use, and when other functions are required, only modules with necessary functions can be purchased and assembled.
또한, 본 발명의 실시예에서 고장이 난 모듈만 분리한 뒤 수리하거나, 심할 경우 해당 부분만 구매한 후 사용할 수 있으며, 각각의 기능별로 완벽한 조립과 분해가 가능하다. In addition, in an embodiment of the present invention, only the defective module can be separated and repaired, or, in severe cases, only the corresponding part can be purchased and used, and perfect assembly and disassembly for each function is possible.
또한, 본 발명의 실시예에서 샘플 스테이지의 각 기능별로 똑같이 생긴 모듈을 제작하는 라인을 갖추면 훨씬 효율적으로 제작이 가능하고, 각각이 같은 모양의 기능별 모듈을 양산하는 것이 시간적 및 경제적으로 큰 효과를 볼 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, it is possible to manufacture much more efficiently if a line for manufacturing modules having the same shape for each function of the sample stage is provided, and mass-producing modules for each function of the same shape can have a great effect in time and economy. can
뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에 따른 분야에서 사용 용도에 따라 다르게 제작할 필요 없이, 사용자가 필요에 따라 동일한 모듈을 조립해서 사용하기 때문에 응용 가능한 분야도 종래 기술에 비해 훨씬 넓다. In addition, the field of application according to the embodiment of the present invention is much wider than that of the prior art because the same module is assembled and used by the user as needed without the need to manufacture it differently depending on the intended use.
위에서 언급된 본 발명의 실시예에 따른 효과는 기재된 내용에만 한정되지 않고, 명세서 및 도면으로부터 예측 가능한 모든 효과를 더 포함할 수 있다. The above-mentioned effects according to the embodiments of the present invention are not limited to the described contents, and may further include all effects predictable from the specification and drawings.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지의 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지의 전체 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지의 전체 분해 측면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 X축 이동 모듈의 분해 사사도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 Y축 이동 모듈의 분해 사사도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 회전 모듈의 하면 사시도 및 상면 사시도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 틸트 모듈 및 틸트 회전 모듈의 하면 사시도 및 상면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 틸트 모듈 및 틸트 회전 모듈의 측면도이다. 1 is an overall perspective view of a modular sample stage according to an embodiment of the present invention;
2 is an overall exploded perspective view of a modular sample stage according to an embodiment of the present invention.
3 is an overall exploded side view of a modular sample stage according to an embodiment of the present invention;
4 is an exploded perspective view of the X-axis movement module according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view of the Y-axis movement module according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are a bottom perspective view and a top perspective view of a rotation module according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are a bottom perspective view and a top perspective view of a tilt module and a tilt rotation module according to an embodiment of the present invention.
10 is a side view of a tilt module and a tilt rotation module according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 이하에서 설명되는 특정 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변형, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. It should be understood that the present invention is not limited to the specific embodiments described below, and includes all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 명세서에서 사용한 용어는 특정 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함할 수 있다. The terms used herein are used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. A singular expression may include a plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 구성이나 작용 등 외에도 다른 구성이나 작용 등을 더 포함할 가능성이 있음을 의미한다. 제1, 제2 등의 용어는 구성요소들을 한정하기 위한 것이 아니며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적이다. Terms such as “include” or “have” mean that there is a possibility to further include other components or actions in addition to the components or actions described in the specification. Terms such as first, second, etc. are not intended to limit the components, and are for the purpose of distinguishing one component from other components.
이하, 본 발명에 따른 모듈화 샘플 스테이지의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a modular sample stage according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지의 전체 사시도이다. 1 is an overall perspective view of a modular sample stage according to an embodiment of the present invention;
도 1을 참조하면, 모듈화 샘플 스테이지는 고정 베이스(200), 틸트 회전 모듈(100), X축 이동 모듈(120), Y축 이동 모듈(140), X축 액추에이터(122), 및 Y축 액추에이터(142)를 포함하고, 상기 X축 액추에이터(122)는 상기 고정 베이스(200)상에서 상기 X축 이동 모듈(120)을 X축을 따라서 당기거나 밀도록 배치되고, 상기 Y축 액추에이터(142)는 상기 Y축 이동 모듈(140)을 Y축을 따라서 당기거나 밀도록 배치된다. Referring to FIG. 1 , the modular sample stage includes a
본 발명의 실시예에 따라서, 상기 틸트 회전 모듈(100)은 회전과 동시에 틸팅되는 구조를 가지며, 이들의 구조에 대해서 도 2 내지 도 10을 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다. According to an embodiment of the present invention, the
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지의 전체 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 모듈화 샘플 스테이지의 전체 분해 측면도이다. 2 is an overall exploded perspective view of the modular sample stage according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an overall exploded side view of the modular sample stage according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 모듈화 샘플 스테이지는 제1 커플링(205), 제1 볼스크류 가이드(210), 제1 볼스크류(215), 제1 볼 베어링(220), 제1 회전 액추에이터(240), 틸트 액추에이터(245), 틸트 모듈(250), 제2 회전 액추에이터(260), 제2 롤러링(266), 장착 브라켓(255), 제1 롤러링(265), 회전 모듈(235), 회전 모듈 베이스(230), 제2 볼스크류(216), 제2 볼스크류 가이드(211), 제2 볼 베어링(221), 제2 커플링(206), 결합구조(300), 및 받침대(400)를 더 포함한다. 2 and 3 , the modularized sample stage includes a
본 발명의 실시예에서, 상기 X축 이동 모듈(120)은 상기 X축 액추에이터(122)에 의해서 X축을 따라서 왕복하여 이동되고, 상기 Y축 이동 모듈(140)은 상기 Y축 액추에이터(142)에 의해서 Y축을 따라서 왕복하여 이동된다. In an embodiment of the present invention, the
상기 회전 모듈(235)은 상기 제1 회전 액추에이터(240)에 의해서 일방향 또는 타방향으로 회전되고, 상기 틸트 모듈(250)은 상기 틸트 액추에이터(245)에 의해서 양방향으로 틸팅된다. The
또한, 상기 틸트 회전 모듈(100)는 상기 제2 회전 액추에이터(260)에 의해서 회전되고, 동시에 상기 틸트 액추에이터(245)에 의해서 틸팅되는 구조를 가지며, 상기 틸트 회전 모듈(100) 위에 놓여진 샘플 등의 위치와 틸팅 각도를 자유롭게 제어할 수 있다. In addition, the
본 발명의 실시예에서, 상기 X축 액추에이터(122)와 상기 고정 베이스(200) 사이, 상기 Y축 액추에이터(142)와 상기 X축 이동 모듈(120) 사이, 상기 틸트 액추에이터(245)와 상기 회전 모듈(235) 사이, 상기 장착 브라켓(255)과 상기 회전 모듈(235) 사이에는 개선된 구조로써 돌기와 홈의 결합구조(300)를 통해서 분리와 조립이 용이하고, 독립적으로 교체 및 유지보수가 가능하다. In an embodiment of the present invention, between the
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 X축 이동 모듈의 분해 사사도이다. 4 is an exploded perspective view of the X-axis movement module according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 고정 베이스(200) 위에 상기 X축 이동 모듈(120), 및 상기 X축 액추에이터(122)가 배치되고, 상기 제1 볼스크류 가이드(210)가 상기 X축 이동 모듈(120)의 일측면에 장착된다. 4, the
여기서, 상기 X축 액추에이터(122)는 돌출부와 홈구조의 결합구조(300)를 통해서 상기 고정 베이스(200)에 체결되며, 상기 제1 볼스크류 가이드(210)도 돌출부와 홈구조의 결합구조(300)를 통해서 상기 X축 이동 모듈(120)에 결합된다. Here, the
또한, 상기 받침대(400)도 돌출부와 홈의 결합구조(300)를 통해서 상기 X축 이동 모듈(120)의 타측면에 결합되며, 상기 X축 이동 모듈(120)은 하면에 X축방향으로 배치되는 제1 롤러 가이드(410)를 통해서 상기 고정 베이스(200) 상에서 슬라이딩될 수 있다. In addition, the
상기 제1 볼스크류(215)의 일단은 제1 커플링(205)을 통해서 모터구조인 상기 X축 액추에이터(122)에 연결되고, 타단은 상기 제1 볼스크류 가이드(210)에 스크류 결합되고, 상기 제1 볼스크류(215)의 중간에는 제1 볼 베어링(220)이 배치되고, 상기 제1 볼 베어링(220)은 상기 제1 볼스크류(215)를 회전 가능하게 지지한다. One end of the
본 발명의 실시예에서, 상기 X축 이동 모듈(120)은 U자형으로 형성되었으나, 그 형태는 다양하게 변형되어 실시될 수 있고, 상기 제1 커플링(205)은 메카니컬 타입 또는 유체 타입일 수 있다. In the embodiment of the present invention, the
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 Y축 이동 모듈의 분해 사사도이다. 5 is an exploded perspective view of the Y-axis movement module according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 Y축 이동 모듈(140)은 하면에 Y축방향으로 배치되는 제1 롤러 가이드(410)를 통해서 상기 고정 베이스(200) 상에서 슬라이딩될 수 있고, 하면 일측에는 제1 회전 액추에이터(240)가 장착되는 모터 장착홈(500)이 형성된다. Referring to FIG. 5 , the Y-
또한, 상기 Y축 이동 모듈(140)의 일측면에는 상기 제2 볼스크류 가이드(211)가 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 조립되고, 상기 Y축 액추에이터(142)는 상기 받침대(400) 위에 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 조립된다. In addition, the second
본 발명의 실시예에서, 상기 Y축 이동 모듈의 중심부에는 원형의 관통부(520)가 형성되고, 상기 관통부(520)는 상기 회전 모듈의 형태와 대응하여 원형으로 형성될 수 있고, 상기 모터 장착홈(500)과 상기 관통부(520)가 연결될 수 있다. In an embodiment of the present invention, a circular through
상기 제2 볼스크류(216)의 일단은 제2 커플링(206)을 통해서 모터구조인 상기 Y축 액추에이터(142)에 연결되고, 타단은 상기 제2 볼스크류 가이드(211)에 스크류 결합되고, 상기 제2 볼스크류(216)의 중간에는 제2 볼 베어링(221)이 배치되고, 상기 제2 볼 베어링(221)은 상기 제2 볼스크류(216)를 회전 가능하게 지지한다. One end of the
본 발명의 실시예에서, 상기 Y축 이동 모듈(140)은 네모난 형태를 가지며, 가운데 부분에 상기 관통부(520)가 형성되어 있으며, 상기 제2 커플링(206)은 메카니컬 타입 또는 유체 타입일 수 있다. In the embodiment of the present invention, the Y-
도 6 및 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 회전 모듈의 하면 사시도 및 상면 사시도이다. 6 and 7 are a bottom perspective view and a top perspective view of a rotation module according to an embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 회전 모듈 베이스(230)는 상기 Y축 이동 모듈(140)의 상면에 돌출부와 홈의 결합구조(300)를 통해서 조립되고, 상기 회전 모듈 베이스(230)의 중심부에 상하로 통하는 원형의 관통부(520, 도 5)가 형성되고, 이 관통부(520)에 상기 회전 모듈(235)이 배치된다. 6 and 7, the
상기 회전 모듈(235)은 상기 회전 모듈 베이스(230) 상에서 회전 가능하게 상기 제1 롤러링(265)을 통해서 상기 회전 모듈 베이스(230)에 결합되고, 상기 회전 모듈(235)의 하면에는 원을 따라서 제1 랙기어(600)가 형성되고, 상기 제1 회전 액추에이터(240)는 제1 피니언기어(610)를 통해서 상기 제1 랙기어(600)와 연결된다. The
여기서, 상기 제1 회전 액추에이터(240)는 상기 Y축 이동 모듈(140)의 상기 모터 장착홈(500)에 배치되고, 이에 볼트와 같은 결합수단을 통해서 조립될 수 있다. Here, the
도 8 및 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 틸트 모듈 및 틸트 회전 모듈의 하면 사시도 및 상면 사시도이고, 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 틸트 모듈 및 틸트 회전 모듈의 측면도이다. 8 and 9 are a bottom perspective view and a top perspective view of a tilt module and a tilt rotation module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a side view of the tilt module and the tilt rotation module according to an embodiment of the present invention.
도 8, 도 9, 및 도 10을 참조하면, 상기 틸트 모듈(250)은 상기 회전 모듈(235)과 동일한 원형의 형태를 가지며, 상기 장착 브라켓(255) 및 볼 베어링(805)을 통해서 상기 회전 모듈(235)에서 틸팅 가능하게 배치된다. 8, 9, and 10 , the
상기 장착 브라켓(255)은 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 상기 회전 모듈(235)에 조립되는데, 도시한 바와 같이, 이 브라켓(255)은 4개가 탈부착 가능하게 구비되며, 두 개의 상기 장착 브라켓(255) 사이에서 상기 틸트 모듈(250)의 하면에는 하프컷 웜휠기어(810)가 조립된다. The mounting
상기 하프컷 웜휠기어(810)와 웜기어(815)가 외접하고, 모터구조를 갖는 상기 틸트 액추에이터(245)가 상기 웜기어(815)를 회전시키며, 상기 틸트 액추에이터(245)는 상기 회전 모듈(235) 상에 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 조립된다. The half-cut
또한, 상기 틸트 모듈(250)의 상부에 상기 틸트 회전 모듈(100)가 배치되고, 상기 틸트 회전 모듈(100)는 제2 롤러링(266)을 통해서 상기 틸트 모듈(250) 상에서 회전 가능하게 배치되며, 상기 틸트 회전 모듈(100)는 상기 틸트 모듈(250)과 동일한 원형을 갖는다. In addition, the
상기 틸트 회전 모듈(100)와 상기 틸트 모듈(250) 사이에는 상기 제2 회전 액추에이터(260)가 배치되고, 상기 제2 회전 액추에이터(260)는 상기 틸트 모듈(250)의 상면에 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 조립된다. The
상기 틸트 회전 모듈(100)의 하면에는 제2 랙기어(800)가 가장자리를 따라서 원형으로 형성되고, 상기 제2 회전 액추에이터(260)에 연결된 상기 제2 피니언기어(900)가 상기 제2 랙기어(800)와 외접하고, 상기 제2 회전 액추에이터(260)에 의해서 상기 틸트 회전 모듈(100)가 회전된다. A
본 발명의 실시예에서, 상기 X축 액추에이터(122)를 작동시키면 제1 커플링(205)에 의해 연결되어 있는 제1 볼스크류(215)에 동력이 전달되고, 제1 볼스크류(215)를 통해 상기 X축 이동 모듈(120)의 움직임을 정밀하고 신속하게 제어할 수 있다. In the embodiment of the present invention, when the
또한, 상기 X축 이동 모듈(120)이 상기 제1 볼스크류(215)에 의해서 이동할 때, 양측의 제1 롤러 가이드(410)에 의해서 완벽한 직진 운동이 가능하고, 보다 정밀하게 움직인다. 이러한 메커니즘 두 개를 각 층에 장치하여 각각 X축, Y축에서의 움직임을 제어한다. In addition, when the
X-Y 좌표 제어 시스템은 도시한 바와 같이, X 및 Y축 액추에이터(122, 142), 제1,2 볼스크류(215, 216), 및 제1,2 볼스크류 가이드(210, 211)가 연결되어 있는 구동부분, X 및 Y축 이동 모듈(120, 140), 및 각 부품을 결합하는 부분을 모듈화하였으며, 각 부품이 결합되는 부분에 암수 부분(돌출부와 홈)을 만들어 각 부품을 손쉽게 조립 및 분리할 수 있도록 했다.As shown in the XY coordinate control system, the X and Y axis actuators 122 and 142, the first and second ball screws 215 and 216, and the first and second ball screw guides 210 and 211 are connected. The driving part, the X and Y-
또한, 제1,2 롤러링(265, 266)의 안쪽에 원형의 제1,2 랙기어(600, 800)가 있고, 이 제1,2 랙기어(600, 800)와 제1,2 피니언기어(610, 900)가 맞물리며 회전 모듈(235) 및 틸트 회전 모듈(100)를 회전시키는 구조를 가지며, 제1,2 회전 액추에이터(240, 260)를 설치하고, 이를 작동시켜 회전 모듈(235)과 틸트 회전 모듈(100)가 동시에 회전될 수 있는 구조를 갖는다. In addition, there are circular first and second rack gears 600 and 800 inside the first and second roller rings 265 and 266, and the first and second rack gears 600 and 800 and the first and second pinions.
또한, 틸트 모듈(250)의 틸트 액추에이터(245)를 작동시켜 웜기어(815)를 회전시키고, 이에 결합된 하프컷 웜휠기어(810)가 회전하게 되고, 이 하프컷 웜휠기어(810)의 움직임을 따라 틸트 모듈(250)이 같이 틸팅된다. In addition, the
뿐만 아니라, 틸트 회전 모듈(100) 아래의 제2 피니언기어(900)를 회전시켜 맞물려 있는 제2 랙기어(800)를 회전시키면, 기울임을 360도 어느 방향으로라도 기울임이 가능하도록 한다. In addition, when the
기존의 샘플 스테이지는 일체형으로서 자유롭게 조립과 분리가 불가능하지만, 본 발명의 실시예에 따라서, 각 모듈이 각 기능을 담당하고 있는, 각 부품을 모듈화하고 쉽게 조립하고 분리할 수 있으며, 샘플 스테이지의 범용성을 높이고 사용자의 편의를 위해서 개선된 결합방식에 착안하여 돌출부와 홈의 결합구조를 이용하였다. The existing sample stage is an integral type and cannot be freely assembled and separated. However, according to an embodiment of the present invention, each part in which each module is in charge of each function can be modularized and easily assembled and separated, and the versatility of the sample stage The coupling structure of the protrusion and the groove was used by focusing on the improved coupling method for the convenience of users.
본 발명은 샘플 스테이지의 각 기능을 담당하고 있는 부품을 모듈화 하여 X축 이동 모듈(120), Y축 이동 모듈(140), 회전 모듈(235), 틸트 모듈(250), 그리고 틸트 회전 모듈(100)로 나누었고, 모듈의 편리한 조립 및 분리를 위해 위에서 돌출부와 홈의 결합구조를 구현하였다. .The present invention modularizes the parts responsible for each function of the sample stage, so that the
각 결합구조는 개선된 구조로써 볼록하게 나와있는 돌출부와 이와 결합하는 다른 모듈의 결합 부위에는 이 돌출부와 대응하는 홈(구멍)이 있으며, 사용자는 이들이 맞물리게 결합하면 각 기능별 모듈을 쉽게 결합할 수 있고, 또 분리할 때도 편리하게 할 수 있다.Each coupling structure is an improved structure, and there is a convex protrusion and a groove (hole) corresponding to the protrusion in the coupling part of the other module to be coupled thereto, and the user can easily combine the modules for each function by engaging them. , and it can be conveniently done when separating.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same spirit. , changes, deletions, additions, etc. may easily suggest other embodiments, but this will also fall within the scope of the present invention.
100: 틸트 회전 모듈 120: X축 이동 모듈
140: Y축 이동 모듈 122: X축 액추에이터
142: Y축 액추에이터 200: 고정 베이스
205: 제1 커플링 206: 제2 커플링
210: 제1 볼스크류 가이드 211: 제2 볼스크류 가이드
215: 제1 볼스크류 216: 제2 볼스크류
220: 제1 볼 베어링 221: 제2 볼 베어링
230: 회전 모듈 베이스 235: 회전 모듈
240: 제1 회전 액추에이터 245: 틸트 액추에이터
250: 틸트 모듈 255: 장착 브라켓
260: 제2 회전 액추에이터 265: 제1 롤러링
266: 제2 롤러링 300: 결합구조
400: 받침대 410: 제1 롤러 가이드
500: 모터 장착홈 510: 제2 롤러 가이드
520: 관통부 600: 제1 랙기어
610: 제1 피니언기어 800: 제2 랙기어
805: 볼 베어링 810: 하프컷 웜휠기어
815: 웜기어 900: 제2 피니언기어100: tilt rotation module 120: X-axis movement module
140: Y-axis movement module 122: X-axis actuator
142: Y-axis actuator 200: fixed base
205: first coupling 206: second coupling
210: first ball screw guide 211: second ball screw guide
215: first ball screw 216: second ball screw
220: first ball bearing 221: second ball bearing
230: rotation module base 235: rotation module
240: first rotation actuator 245: tilt actuator
250: tilt module 255: mounting bracket
260: second rotation actuator 265: first roller ring
266: second roller ring 300: coupling structure
400: pedestal 410: first roller guide
500: motor mounting groove 510: second roller guide
520: through portion 600: first rack gear
610: first pinion gear 800: second rack gear
805: ball bearing 810: half-cut worm wheel gear
815: worm gear 900: second pinion gear
Claims (6)
Y축 액추에이터에 의해서 Y축을 따라서 왕복하여 이동 가능하게 상기 X축 이동 모듈 상에 분리 가능하게 결합되는 Y축 이동 모듈;
제1 회전 액추에이터에 의해서 양방향으로 회전 가능하게 상기 Y축 이동 모듈 상에 분리 가능하게 결합되는 회전 모듈;
틸트 액추에이터에 의해서 양방향으로 틸팅 가능하게 상기 회전 모듈 상에 분리 가능하게 결합되는 틸트 모듈; 및
제2 회전 액추에이터에 의해서 양방향으로 회전 가능하게 상기 틸트 모듈 상에 분리 가능하게 결합되고, 상기 제2 회전 액추에이터 및 상기 틸트 액추에이터에 의해서 회전 및 틸팅이 독립적으로 가능한 틸트 회전 모듈; 를 포함하되,
상기 X축 이동 모듈, 상기 Y축 이동 모듈, 상기 회전 모듈, 상기 틸트 모듈, 및 상기 틸트 회전 모듈이 독립적으로 분리되고 재조립되도록 구성된 것을 특징으로 하는 모듈화 샘플 스테이지. an X-axis movement module detachably coupled to the fixed base to be reciprocally movable along the X-axis by an X-axis actuator installed on the fixed base;
a Y-axis movement module separably coupled on the X-axis movement module to reciprocate along the Y-axis by a Y-axis actuator;
a rotation module detachably coupled to the Y-axis movement module to be rotatable in both directions by a first rotation actuator;
a tilt module detachably coupled to the rotation module to be tiltable in both directions by a tilt actuator; and
a tilt rotation module detachably coupled to the tilt module to be rotatably rotatable in both directions by a second rotation actuator, and independently capable of rotation and tilting by the second rotation actuator and the tilt actuator; including,
The modular sample stage, characterized in that the X-axis movement module, the Y-axis movement module, the rotation module, the tilt module, and the tilt rotation module are configured to be independently separated and reassembled.
상기 X축 이동 모듈의 일측에 분리 가능하게 결합되는 제1 볼스크류 가이드; 및
상기 볼스크류 가이드 안으로 분리 가능하게 스크류 결합되는 제1 볼스크류; 를 포함하고,
상기 X축 이동모터는 상기 제1 볼스크류를 회전시켜 상기 제1 볼스크류 가이드와 상기 X축 이동 모듈을 이동시키도록 상기 고정 베이스에 분리 가능하게 결합되되,
상기 제1 볼스크류 가이드와 상기 X축 이동 모듈, 또는 상기 X축 이동모터와 상기 고정 베이스 중 적어도 하나는 각각 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 모듈화 샘플 스테이지. The method of claim 1,
a first ball screw guide detachably coupled to one side of the X-axis movement module; and
a first ball screw separably screwed into the ball screw guide; including,
The X-axis movement motor is detachably coupled to the fixed base to rotate the first ball screw to move the first ball screw guide and the X-axis movement module,
The modular sample stage, characterized in that at least one of the first ball screw guide and the X-axis movement module, or the X-axis movement motor and the fixed base, is detachably coupled through a coupling structure of a protrusion and a groove, respectively.
상기 X축 이동 모듈의 일측에 분리 가능하게 결합되고, 상기 Y축 이동모터가 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 분리 가능하게 결합되는 받침대;
상기 Y축 이동 모듈의 타측에 분리 가능하게 결합되는 제2 볼스크류 가이드; 및
상기 제2 볼스크류 가이드 안으로 분리 가능하게 스크류 결합되는 제2 볼스크류; 를 포함하고,
상기 Y축 이동모터는 상기 제2 볼스크류를 회전시켜 상기 제2 볼스크류 가이드와 상기 Y축 이동 모듈을 이동시키도록 상기 X축 이동 모듈에 결합되되,
상기 X축 이동 모듈과 상기 받침대, 상기 Y축 이동모터와 상기 받침대, 상기 제2 볼스크류 가이드와 상기 Y축 이동 모듈, 및 상기 Y축 이동모터와 상기 X축 이동 모듈 중 적어도 하나는 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 모듈화 샘플 스테이지. The method of claim 1,
a pedestal detachably coupled to one side of the X-axis movement module, and to which the Y-axis movement motor is detachably coupled through a coupling structure of a protrusion and a groove;
a second ball screw guide detachably coupled to the other side of the Y-axis movement module; and
a second ball screw detachably screwed into the second ball screw guide; including,
The Y-axis movement motor is coupled to the X-axis movement module to rotate the second ball screw to move the second ball screw guide and the Y-axis movement module,
At least one of the X-axis movement module and the pedestal, the Y-axis movement motor and the pedestal, the second ball screw guide and the Y-axis movement module, and the Y-axis movement motor and the X-axis movement module has a protrusion and a groove Modularized sample stage, characterized in that it is separably coupled through the coupling structure of the.
상기 Y축 이동 모듈에 분리 가능하게 결합되는 회전 모듈 베이스; 및
제1 롤러링을 통해서 상기 회전 모듈 베이스에서 분리 및 회전 가능하게 결합되고, 하면에 회전방향을 따라서 제1 랙기어가 형성된 회전 모듈; 을 포함하고,
상기 제1 회전 액추에이터는 상기 제1 랙기어에 치합된 제1 피니언기어를 회전시켜 상기 회전 모듈을 회전시키도록 상기 Y축 이동 모듈에 조립되되,
상기 Y축 이동 모듈과 상기 회전 모듈 베이스, 및 상기 제1 회전 액추에이터와 상기 Y축 이동 모듈 중 적어도 하나는 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 모듈화 샘플 스테이지. The method of claim 1,
a rotation module base detachably coupled to the Y-axis movement module; and
a rotation module that is detachably and rotatably coupled to the rotation module base through a first roller ring and has a first rack gear formed on a lower surface thereof along a rotation direction; including,
The first rotation actuator is assembled to the Y-axis movement module to rotate the rotation module by rotating the first pinion gear meshed with the first rack gear,
Modularized sample stage, characterized in that at least one of the Y-axis movement module and the rotation module base, and the first rotation actuator and the Y-axis movement module is detachably coupled through a coupling structure of a protrusion and a groove.
돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 상기 회전 모듈에 분리 가능하게 결합된 장착 브라켓을 통해서 틸팅 가능하게 배치되는 틸트 모듈; 및
상기 회전 모듈의 일면에 분리 가능하게 결합되는 웜휠기어; 를 포함하고,
상기 틸트 액추에이터는 상기 웜휠기어에 치합된 웜기어를 회전시켜 상기 틸트 모듈을 틸팅시키도록 상기 회전모듈에 결합되되,
상기 회전 모듈과 상기 장착 브라켓, 및 상기 틸트 액추에이터와 상기 회전 모듈 중 적어도 하나는 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 모듈화 샘플 스테이지. The method of claim 1,
a tilt module arranged to be tiltable through a mounting bracket detachably coupled to the rotation module through a coupling structure of the protrusion and the groove; and
a worm wheel gear detachably coupled to one surface of the rotation module; including,
The tilt actuator is coupled to the rotation module to tilt the tilt module by rotating the worm gear meshed with the worm wheel gear,
The modular sample stage, characterized in that at least one of the rotation module, the mounting bracket, and the tilt actuator and the rotation module is detachably coupled through a coupling structure of a protrusion and a groove.
상기 틸트 회전 모듈은 제2 롤러링을 통해서 상기 틸트 모듈 상에서 회전 가능하게 결합되고, 일면에 회전방향을 따라서 제2 랙기어가 형성되며,
상기 제2 회전 액추에이터는 상기 제2 랙기어에 치합된 제2 피니언기어를 회전시켜 상기 틸트 회전 모듈을 회전시키며, 돌출부와 홈의 결합구조를 통해서 상기 틸트 모듈에 분리 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 모듈화 샘플 스테이지. The method of claim 1,
The tilt rotation module is rotatably coupled on the tilt module through a second roller ring, and a second rack gear is formed on one surface along the rotation direction,
The second rotation actuator rotates the second pinion gear meshed with the second rack gear to rotate the tilt rotation module, and is detachably coupled to the tilt module through a coupling structure of a protrusion and a groove. Modular sample stage.
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2019
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Also Published As
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