KR20220021431A - 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초박형 유리를 카세트 또는 트레이 등에 수용, 인출하거나 이송, 이동 및 검사를 위해 공간적 이동을 수행하는 다관절 로봇에서 초박형 유리를 흡착하는 핸드의 폭을 가변시킬 수 있는 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇은 암의 선단에 설치되는 폭가변부; 및 상기 폭가변부에 설치되고, 제1 핸드와 제2 핸드로 구성되는 핸드를 포함하며, 상기 폭가변부의 동작에 따라 상기 제1 핸드와 제2 핸드의 간격이 조절 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇{ARTICULATED ROBOT WITH HAND FOR WIDTH VARIABLE TYPE}
본 발명은 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초박형 유리를 카세트 또는 트레이 등에 수용, 인출하거나 이송, 이동 및 검사를 위해 공간적 이동을 수행하는 다관절 로봇에서 초박형 유리를 흡착하는 핸드의 폭을 가변시킬 수 있는 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇에 관한 것이다.
최근 전기, 전자 기술들이 급속도로 발전하고, 새로운 시대적 요구 및 다양한 소비자들의 요구에 맞춰 다양한 형태의 디스플레이 제품이 나오고 있으며, 그 중 화면을 접고 펼칠 수 있는 플렉서블 디스플레이에 대한 연구가 활발한 실정이다. 이에 따라 유연하면(flexible)서도 굽혀지는(bendable) 유리(글라스)를 필요로 하는 다양한 응용 제품들에서 사용하기 위해, 유연한 유리 물품에 대한 수요가 증가하고 있다. 예를 들면, 모바일 폰들, 테블릿들, 다른 휴대용 전자 장치들을 위한 플렉서블 디스플레이 장치들은 깨짐 현상 없이 휘어지거나 접혀야 하는 플렉서블 글라스를 포함한다. 그러나 전통적으로 글라스(유리)는 사실상 단단한(rigid) 것으로 여겨졌고, 그러므로 글라스 대신 사용하기 위한 대체 물질들이 고려되어 왔다.
유리(글라스)의 대체품으로서, 폴리머(polymer)로 만들어진 고분자 필름들이 플렉서블 디스플레이 장치들에서의 사용을 위해 고려되고 연구되어 왔다. 이러한 고분자 필름의 경우 기계적 강도가 약해 단순히 디스플레이패널의 스크래치를 방지하는 역할을 할 뿐 내충격성에 취약하고, 낮은 투과율을 갖는 단점이 있으며, 비교적 고가로 알려져 있다.
한편, 글라스가 플렉서블 디스플레이 제품에 적용하기 위해서는 0.1㎜(100㎛) 이하의 아주 얇은 초박형 글라스(ultra thin glass)로 제작되면 이를 만족하는 것으로 알려져 있다.
초박형 유리는 침적(Dip), 분사(Spray) 또는 Dip & Spray 방식 등을 이용하여 제조하고 연마 등의 가공방식을 통해 제조되고 있으나, 얇게 만드는 과정에서 깨짐, 크랙으로 인한 파손의 위험성이 높다.
아울러, 제조된 초박형 유리는 밴딩검사, 박막검사 등 다양한 검사와 시험을 수행하고, 검사 및 시험이 완료되면 보호필름 등으로 합착하는 다양한 공정을 거치게 된다.
이때, 초박형 유리는 일반적으로 카세트(또는 트레이) 등에 수용된 상태에서 각 검사장치 또는 시험장치로 투입되고 검사 또는 시험이 완료된 초박형 유리는 배출되어 다시 카세트에 수용되게 되는데, 카세트에 수용된 초박형 유리는 인출 및 수용하는 과정에서 다관절 로봇이 사용된다.
다관절 로봇에 관한 기술 중의 하나로서, 등록특허공보 제10-2115690호에 기판 반송 로봇 및 그 운전 방법이 개시되었다.
상기 기술은 로봇 아암에 설치되며, 기판을 유지하는 기판 유지 수단을 갖는 엔드 이펙터와, 로봇 아암을 구동하는 아암 구동 수단과, 아암 구동 수단을 제어하는 로봇 제어 수단과, 기판 유지 수단에 의한 기판 유지력을 검출하는 유지력 검출 수단을 구비하는 것으로서, 상기 기판 유지 수단은 진공 흡착하도록 구성되어 있고, 설정된 로직을 통해 기판을 이송하게 된다.
그러나 일반적으로 기판이 수용되는 카세트의 폭은 기판의 폭에 대응하여 소정의 여유를 두고 형성되게 되는데, 이와 같은 상기 기술의 로봇을 이용하여 기판을 카세트게 수용시키는 경우, 정확한 제어가 요구된다.
등록특허공보 제10-2115690호 (2020. 05. 20.)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 초박형 유리의 폭에 대응하여 다관절 로봇의 핸드 폭을 가변시킴으로써, 초박형 유리의 폭에 대응한 핸드 폭을 조절할 수 있는 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇을 제공하는 데 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇은 암의 선단에 설치되는 폭가변부(100); 및 상기 폭가변부(100)에 설치되고, 제1 핸드(310)와 제2 핸드(320)로 구성되는 핸드(300)를 포함하며, 상기 폭가변부(200)의 동작에 따라 상기 제1 핸드(310)와 제2 핸드(320)의 간격이 조절 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 폭가변부(200)는 상기 암의 선단에 결합되는 브래킷(210); 상기 브래킷(210)에 결합되는 액추에이터(220); 상기 액추에이터(220)에 유체를 공급하는 커플러(230); 상기 커플러(230)에 대응하여 동작되는 슬라이더(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 커플러(230)는 제1 커플러(231)와 제2 커플러(232)로 구성되고, 상기 슬라이더(240)는 제1 슬라이더(241)와 상기 제2 슬라이더(242)로 구성되되, 상기 제1 슬라이더(241)는 상기 제1 커플러(231)에 대응되어 동작되고, 상기 제2 슬라이더(242)는 상기 제2 커플러(232)에 대응되어 동작되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 핸드(310)와 제2 핸드(320)는 선대칭으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1 핸드(310)와 제2 핸드(320)는 내부에 진공라인이 형성되는 바디(301); 상기 바디(301)의 진공라인과 연통되는 흡착공(302); 및 상기 흡착공(302) 주변에 형성되어 외측으로 돌출된 돌기(303)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 핸드의 폭을 초박형 유리의 폭에 대응하여 가변시킴으로써, 다양한 폭의 초박형 유리를 안정적으로 흡착할 수 있기 때문에, 초박형 유리를 이송하는 과정에서 초박형 유리가 핸드로부터 탈리를 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇의 사시도,
도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇에 적용된 폭가변부 및 핸드의 사시도,
도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇에 적용된 폭가변부 및 핸드의 분해 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇에 적용된 핸드의 사시도 및 부분 확대 단면도를 나타낸 것이다.
다음으로, 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서 동일한 기능을 하는 기술요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 중복 설명을 피하기 위하여 반복되는 상세한 설명은 생략한다.
또한, 이하에 설명하는 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예를 효과적으로 보여주기 위하여 예시적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위하여 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 초박형 유리를 카세트 또는 트레이 등에 수용, 인출하거나 이송, 이동 및 검사를 위해 공간적 이동을 수행하는 다관절 로봇에서 초박형 유리를 흡착하는 핸드의 폭을 가변시킬 수 있는 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇에 관한 것이다.
초박형 유리(UTG, Ultra Thin Glass, 이하 'UTG'라 한다)를 제조하는 공정 또는 제조된 초박형 유리는 표면 및 에지검사, 벤딩(접힘)시험, 합착 공정 등을 수행하게 된다.
이러한 공정 중에서, 초박형 유리는 카세트에서 인출되어 공정장치(예를 들면 벤딩시험장치, 라미네이팅 장치 등)로 공급되거나, 공정장치에서 배출되어 카세트로 수용되게 된다.
이때, 초박형 유리를 이송하기 위해 다관절 로봇이 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇의 사시도이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇은 다수 개의 암(100), 상기 암(100)의 선단부에 결합되는 폭가변부(200) 및 상기 폭가변부(200)에 결합되는 핸드(300)를 포함하여 구성된다.
상기 암(100)은 기저면에서 기립한 베이스부(11)와 상기 베이스부(11)의 상부에 제1 암(13)을 회전시키는 제1 회전축(12)이 설치되고, 제1 암(13)의 상부에 제2 암(14)이 설치되며 상기 제2 암(14)의 단부에 제2 회전축(15)이 설치되며, 상기 제2 회전축(15)의 단부에는 제3 암(16)이 설치되고, 상기 제3 암(16)의 단부에는 제3 회전축(17)이 설치된다. 또한, 상기 베이스부(11)의 후면에는 외부전원을 인가받아 공급하고 진공의 흡인력을 제공하는 구동부(19)가 설치된다.
이때, 도면에 도시된 다관절 로봇은 6축 관절을 가지는 것으로서, 상기 제1 암 내지 제3 암, 제1 회전축 내지 제3 회전축은 축의 관절을 구성하는 다관절 로봇의 설계에 따라 변경될 수 있다.
상기 폭가변부(200)는 상기 제3 회전축(17)에 설치되고, 상기 핸드(300)는 상기 폭가변부(200)에 결합된다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇에 적용된 폭가변부 및 핸드의 사시도이다.
첨부된 도 2 및 도 3을 참조하면, 폭가변부(200)는 다관절 로봇 암(100)의 선단 즉, 제3 회전축(17, 도 1 참조)에 설치되고, 핸드(300)는 제1 핸드(310)와 제2 핸드(320)로 구성되되, 상기 제1 핸드(310)는 폭가변부(200)의 제1 슬라이더(241)에 결합되고, 상기 제2 핸드(320)는 제2 슬라이더(242)에 설치된다.
이에, 상기 폭가변부(200)의 동작에 따라 상기 제1 핸드(310)와 제2 핸드(320)의 간격이 조절 가능하도록 구성되게 된다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇에 적용된 폭가변부 및 핸드의 분해 사시도이다.
첨부된 도 4 및 도 5를 참조하면, 폭가변부(200)는 브래킷(210), 액추에이터(220), 커플러(230), 슬라이더(240) 및 가이더(250)를 포함하여 구성된다.
브래킷(210)은 암의 선단에 결합되는 것으로서, 단면이 "ㄱ"자형으로 이루어진다. 이때 상기 브래킷(210)이 암(100)의 제3 회전축(17, 도 1 참조)에 설치되는 경우, 상기 브래킷(210)에는 베어링(211)이 설치되게 된다.
액추에이터(220)는 상기 브래킷(210)에 결합되고, 그 내부에는 피스톤(도면에 미표시)이 구성된다. 이때, 상기 피스톤은 상하로 구획되는 실린더가 각각 2개 구성되고 공급되는 유체(예를 들면, 에어(air))의 인입과 인출에 의해 개별적으로 이동되게 된다.
커플러(230)는 상기 액추에이터(220)에 유체를 공급하는 것으로서, 별도의 장치(예를 들면, 에어 컴프레셔 등)를 통해 유체 라인(도면에 미표시)과 상기 액추에이터(220)를 연결한다.
상기에서 상기 액추에이터(220)에는 구획된 실린더 각각에 피스톤이 구성되므로, 각각의 피스톤을 이동시키는 유체 라인이 구성되고, 이에 각각의 상기 유체 라인과 상기 액추에이터(220)의 실린더를 연결하기 위해 제1 커플러(231)와 제2 커플러(232)가 구성되게 된다.
슬라이더(240)는 상기 커플러(230)에 대응하여 슬라이딩 동작된다.
상기 액추에이터(220)의 내부에는 2개의 실린더와 각 실린더에는 피스톤이 구성됨에 따라, 상기 슬라이더(240)는 제1 커플러(231)를 통해 동작되는 제1 피스톤과 연결되는 제1 슬라이더(241)와 제2 커플러(232)를 통해 동작되는 제2 피스톤과 연결되는 제2 슬라이더(242)로 구성된다.
즉, 제1 슬라이더(241)는 제1 커플러(231)에 대응되어 상기 제1 커플러(231)를 통해 인입/인출된 유체에 의해 슬라이딩 되게 되고, 제2 슬라이더(242)는 제2 커플러(232)에 대응되어 상기 제2 커플러(232)를 통해 인입/인출된 유체에 의해 슬라이딩 되게 된다.
구체적으로, 상기 제1 커플러(231)와 제2 커플러(232)를 통해 액추에이터 내부 실린더로 유체를 인입시키면 상기 제1 슬라이더(241)와 제2 슬라이더(242)는 좌측에서 우측으로 슬라이딩 되고, 반대로 유체를 인출시키면 상기 제1 슬라이더(241)와 제2 슬라이더(242)는 우측에서 좌측으로 슬라이딩되게 된다.
이에, 상기 제1 커플러(231)를 통해 유체를 인출하면 제1 슬라이더(241)는 우측에서 좌측으로 슬라이딩 되고, 상기 제2 커플러(232)를 통해 유체를 인입하면 제2 슬라이더(242)는 좌측에서 우측으로 슬라이딩 되어, 상기 제1 슬라이더(241)와 제2 슬라이더(242)는 멀어지게 된다.
반대로, 상기 제1 커플러(231)를 통해 유체를 인입하면 제1 슬라이더(241)는 좌측에서 우측으로 슬라이딩 되고, 상기 제2 커플러(232)를 통해 유체를 인출하면 제2 슬라이더(242)는 우측에서 좌측으로 슬라이딩 되어, 상기 제1 슬라이더(241)와 제2 슬라이더(242)는 근접되게 된다.
가이더(250)는 상기 제1 슬라이더(242)와 제2 슬라이더(242)가 슬라이딩하는 과정에서 슬라이딩 방향을 안내하면서, 근접시 일정 거리를 유지시키는 기능을 수행한다.
핸드(300)는 상기 폭가변부(100)에 설치되고, 제1 핸드(310)와 제2 핸드(320)로 구성된다.
여기서, 상기 제1 핸드(310)는 제1 슬라이더(241)에 결합되어 상기 제1 슬라이더(241)의 슬라이딩에 따라 이동되고, 상기 제2 핸드(320)는 상기 제2 슬라이더(242)에 결합되어 상기 제2 슬라이더(242)의 슬라이딩에 따라 이동되게 된다.
즉, 상기 제1 슬라이더(241)와 제2 슬라이더(242)의 슬라이딩 동작에 따라 상기 제1 핸드(310)와 상기 제2 핸드(320) 사이의 거리(폭)가 가변되는 것이다.
이에 따르면, 핸드의 폭을 초박형 유리의 폭에 대응하여 가변시킴으로써, 다양한 폭의 초박형 유리를 안정적으로 흡착할 수 있기 때문에, 초박형 유리를 이송하는 과정에서 초박형 유리가 핸드로부터 탈리를 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇에 적용된 핸드의 사시도 및 부분 확대 단면도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 6을 참조하면, 핸드(320)는 내부에 진공라인(V)이 형성되는 바디(301)와 상기 바디(301)의 진공라인(V)과 연통되는 복수 개의 흡착공(302) 및 상기 흡착공(302) 주변에 형성되어 외측으로 돌출된 돌기(303)를 포함하여 구성된다.
초박형 유리를 가공 또는 연마하는 과정에서는 상기 초박형 유리가 물속에 침전되는 경우가 빈번하다. 초박형 유리의 표면에 물이 묻게 되면 물에 의한 응집에 의해 초박형 유리가 표면이 매끈한 부분에 붙어서 떨어지지 않는 문제점이 있다. 마찬가지로, 초박형 유리의 표면에 물이 붙어 있는 경우 핸드에 진공 흡착된 초박형 유리는 진공력을 제거하여도 떨어지지 않는 문제점이 있다.
이러한 문제점은 핸드에 형성된 돌기(303)에 의해서 해결될 수 있다.
즉, 상기 돌기(303)의 구성에 의해, 상기 흡착공(302)을 통해 진공 흡착된 초박형 유리 사이의 접촉 면적이 최소화됨으로써, 초박형 유리가 목적 위치로 이동된 상태에서 흡착공에 형성된 흡인력을 제거하는 것만으로도 흡착된 초박형 유리가 탈리되기 때문에, 핸드에 의한 초박형 유리의 이동시 발생될 수 있는 오류를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위 및 발명의 설명, 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속한다.
100: 암 200: 폭가변부
210: 브래킷 220: 액추에이터
230: 커플러 240: 슬라이더
300: 핸드 310: 제1 핸드
320: 제2 핸드

Claims (5)

  1. 다수 개의 암으로 구성되고, 초박형 유리를 흡착하여 이송시키는 다관절 로봇에 있어서,
    상기 암의 선단에 설치되는 폭가변부(200); 및
    상기 폭가변부(200)에 설치되고, 제1 핸드(310)와 제2 핸드(320)로 구성되는 핸드(300);
    를 포함하며,
    상기 폭가변부(200)의 동작에 따라 상기 제1 핸드(310)와 제2 핸드(320)의 간격이 조절 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폭가변부(200)는,
    상기 암의 선단에 결합되는 브래킷(210);
    상기 브래킷(210)에 결합되는 액추에이터(220);
    상기 액추에이터(220)에 유체를 공급하는 커플러(230); 및
    상기 커플러(230)에 대응하여 동작되는 슬라이더(240);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 커플러(230)는,
    제1 커플러(231)와 제2 커플러(232)로 구성되고,
    상기 슬라이더(240)는,
    제1 슬라이더(241)와 상기 제2 슬라이더(242)로 구성되되,
    상기 제1 슬라이더(241)는 상기 제1 커플러(231)에 대응되어 동작되고, 상기 제2 슬라이더(242)는 상기 제2 커플러(232)에 대응되어 동작되는 것을 특징으로 하는 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 핸드(310)와 제2 핸드(320)는 선대칭으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 핸드(310)와 제2 핸드(320)는,
    내부에 진공라인이 형성되는 바디(301);
    상기 바디(301)의 진공라인과 연통되는 흡착공(302); 및
    상기 흡착공(302) 주변에 형성되어 외측으로 돌출된 돌기(303);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118637064A (zh) * 2024-08-14 2024-09-13 内蒙古禾下起源农牧业科技发展有限公司 一种固定翼航拍无人机的抓取手

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KR102115690B1 (ko) 2015-12-14 2020-05-27 가와사끼 쥬고교 가부시끼 가이샤 기판 반송 로봇 및 그 운전 방법

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