KR20220029977A - 물품 반송 장치 - Google Patents

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KR20220029977A
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박노재
이성현
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 물품 반송 장치는, 수직 방향으로 연장하는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 제1 캐리지 모듈과, 상기 제1 캐리지 모듈의 후방에 배치되며 상기 제1 캐리지 모듈의 이동 방향과 반대 방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 캐리지 모듈과, 상기 메인 프레임의 상부에 배치되고 적어도 하나의 구동 벨트를 통해 상기 제1 캐리지 모듈 및 상기 제2 캐리지 모듈과 연결된 구동 모듈과, 상기 메인 프레임의 하부에 배치되고 균형 벨트를 통해 상기 제1 캐리지 모듈 및 상기 제2 캐리지 모듈과 연결된 오토 텐셔너를 포함한다.

Description

물품 반송 장치{ARTICLE TRANSPORT APPARATUS}
본 발명은 주로 반도체 등의 제조를 위하여 물품(article)을 반송하는 데 사용되는 물품 반송 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체나 디스플레이(display)의 제조 라인은 복층으로 구성되고, 이들 층 각각에는 증착, 노광, 식각, 이온 주입, 세정 등의 공정을 수행하도록 구성된 설비들이 적절히 배치되며, 기판(substrate) 등 반도체나 디스플레이의 제조를 위한 물품은 물품 반송 장치(예: 타워 리프트(tower lift))에 의하여 목적하는 층으로 반송된다.
물품 반송 장치는, 수직 방향의 가이드(guide)를 제공하는 메인 프레임(frame), 가이드의 안내에 따라 수직 방향으로 이동 가능하고 물품을 반송하는 캐리지 모듈(carriage module), 그리고 캐리지 모듈을 이동시키는 캐리지 구동 장치를 포함한다. 캐리지 모듈은 물품을 핸들링하는 캐리지 로봇(carriage robot)을 포함한다.
이와 같은 물품 반송 장치의 인근에는 캐리지 로봇에 물품을 전달하거나 캐리지 로봇으로부터 물품을 전달받는 저장 장치가 설치될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 물품 반송 장치를 도시한 것이다. 종래 기술에 따른 물품 반송 장치의 캐리지 구동 장치는 상기 캐리지의 후방에 배치되는 웨이트 모듈(weight module)과, 타이밍 벨트(timing belt)를 이용하여 상기 캐리지 모듈과 상기 웨이트 모듈(W)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 그러나, 웨이트 모듈을 포함하는 종래의 물품 반송 장치는 웨이트 모듈에 의하여 하나의 캐리지 모듈로만 물품을 반송할 수 있게 되므로 반송 효율면에서 불리한 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1854044호(2018.04.25)
본 발명은 하나의 장치에 두 개의 캐리지 모듈을 적용시켜 반송 효율을 향상시킬 수 있는 물품 반송 장치를 제공하고자 한다.
해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 실시예에 의하면, 수직 방향으로 연장하며 가이드 레일이 구비되는 메인 프레임; 상기 가이드 레일을 따라 상기 메인 프레임의 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성된 제1 캐리지 모듈; 상기 제1 캐리지 모듈의 후방에 배치되며 상기 메인 프레임을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 캐리지 모듈; 상기 메인 프레임의 상부에 배치되고 적어도 하나의 구동 벨트를 통해 상기 제1 캐리지 모듈 및 상기 제2 캐리지 모듈과 연결된 구동 모듈; 상기 메인 프레임의 하부에 배치되고 균형 벨트를 통해 상기 제1 캐리지 모듈 및 상기 제2 캐리지 모듈과 연결된 오토 텐셔너를 포함하는 물품 반송 장치가 제공될 수 있다.
이때, 상기 구동 모듈은, 일단부가 상기 제1 캐리지 모듈에 연결되고 타단부가 상기 제2 캐리지 모듈에 연결된 한 쌍의 구동 벨트; 상기 구동 벨트와 결합되는 구동 풀리; 및 상기 구동 풀리를 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함할 수 있다.
상기 구동 벨트는 타이밍 벨트이고, 상기 구동 풀리는 타이밍 풀리일 수 있다.
특히, 상기 제1 캐리지 모듈과 제2 캐리지 모듈은 서로가 서로의 웨이트 모듈이 되도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 물품 반송 장치는 상기 제1 캐리지 모듈에 장착되며 상기 가이드 레일을 따라 상기 제1 캐리지 모듈을 수직 방향으로 안내하는 상부 가이드 유닛과 하부 가이드 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 캐리지 모듈은, 상기 상부 및 하부 가이드 유닛이 장착되는 후면을 갖는 승강 프레임; 및 상기 승강 프레임에 장착되며 이송 대상물을 핸들링하기 위한 캐리지 로봇을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 물품 반송 장치는 상기 제2 캐리지 모듈에 장착되며 상기 가이드 레일을 따라 상기 제2 캐리지 모듈을 상기 제1 캐리지 모듈과 반대 방향으로 안내하는 제2 상부 가이드 유닛과 제2 하부 가이드 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 캐리지 모듈은, 상기 제2 상부 및 제2 하부 가이드 유닛이 장착되는 후면을 갖는 제2 승강 프레임; 및 상기 승강 프레임에 장착되며 이송 대상물을 핸들링하기 위한 제2 캐리지 로봇을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 물품 반송 장치는 물건 이송을 위한 제1 캐리지 모듈 및 제2 캐리지 모듈을 포함할 수 있다. 제1 캐리지 모듈과 제2 캐리지 모듈은 구동 벨트와 균형 벨트를 통해 서로 연결되어 서로의 안정적인 승강을 위한 웨이트 모듈 역할을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 하나의 물품 반송 장치가 두 개의 캐리지 모듈을 구비함으로써 종래의 기술에 비하여 이송할 수 있는 반송량이 두 배로 증가할 수 있고, 따라서 반송 효율면에서 매우 유리한 효과를 갖는다.
발명의 효과는 이에 한정되지 않고, 언급되지 않은 기타 효과는 통상의 기술자라면 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 물품 반송 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 물품 반송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물품 반송 장치의 작동예를 도시한 것이다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 캐리지 모듈을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 제2 캐리지 모듈을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있고 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하는 데 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적 설명을 생략하고, 유사 기능 및 작용을 하는 부분은 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용하기로 한다.
명세서에서 사용되는 용어들 중 적어도 일부는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이기에 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어에 대해서는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석되어야 한다. 또한, 명세서에서, 어떤 구성 요소를 포함한다고 하는 때, 이것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 그리고, 어떤 부분이 다른 부분과 연결(또는, 결합)된다고 하는 때, 이것은, 직접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우뿐만 아니라, 다른 부분을 사이에 두고 간접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우도 포함한다.
한편, 도면에서 구성 요소의 크기나 형상, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 물품 반송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물품 반송 장치의 작동예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 반송 장치(100)는 수직 방향으로 물품(반송 대상)을 이송하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 반도체 또는 디스플레이 제조 설비들이 배치된 복층의 제조 공장에서 각 층들로의 자재 이송을 위해 사용될 수 있다. 또는, 물품(10)은 웨이퍼(wafer), 글라스(glass) 등의 기판을 포함할 수 있다. 구체적으로, 물품(10)은 기판들이 수납된 컨테이너(container)일 수 있다. 물론, 물품(10)은 빈 컨테이너일 수도 있다. 이때, 컨테이너는 수납된 기판들을 각종 분순물로부터 보호할 수 있는 밀폐 구조를 가질 수 있다. 일례로, 밀폐형 컨테이너는 전면 개방 통합 포드(front opening unified pod, FOUP)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 물품 반송 장치(100)는, 수직 방향으로 연장되는 메인 프레임(102)과, 메인 프레임(102)의 전방에 배치되며 메인 프레임(102)을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 제1 캐리지 모듈(110)과, 메인 프레임(102)의 상부에 배치되며 타이밍 벨트 등과 같은 구동 벨트(142)를 통해 제1 캐리지 모듈(110) 과 연결되고 제1 캐리지 모듈(110)을 수직 방향으로 이동시키기 위한 구동 모듈(140)을 포함할 수 있다.
구동 모듈(140)은 구동 벨트(142)를 포함하며, 상세히 도시하지는 않았지만 구동 벨트(142)와 결합되는 구동 풀리 및 구동 풀리를 회전시키기 위한 구동 유닛 등을 포함할 수 있다. 구동 풀리로는 정확한 위치 제어를 위하여 타이밍 풀리가 사용될 수 있으며, 구동 유닛은 모터 등을 이용하여 구성될 수 있다.
또한, 물품 반송 장치(100)는, 메인 프레임(102)을 따라 수직 방향으로 서로 평행하게 연장하는 적어도 하나 이상의 가이드 레일 (104)과, 제1 캐리지 모듈(110)에 장착되며 가이드 레일(104)을 따라 제1 캐리지 모듈(110)을 수직 방향으로 안내하는 가이드 유닛(120, 130)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 메인 프레임(102)의 양쪽 측면에는 수직 방향으로 서로 평행하게 연장하는 한 쌍의 가이드 레일(104)이 구비될 수 있으며, 제1 캐리지 모듈(110)에는 가이드 레일 (104)에 결합되는 상부 가이드 유닛 (120)과 하부 가이드 유닛 (130)이 장착될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 상부 가이드 유닛(120)은 가이드 레일(104)의 안쪽 면에 배치되는 상부 고정 롤러와 가이드 레일(104)의 바깥쪽 면에 밀착되도록 소정의 가압력이 인가되는 상부 텐션 롤러를 각각 포함할 수 있으며, 하부 가이드 유닛 (130)은 가이드 레일들(104)의 안쪽 면에 배치되는 하부 고정 롤러와 가이드 레일(104)의 바깥쪽 면에 밀착되도록 소정의 가압력이 인가되는 하부 텐션 롤러를 각각 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 캐리지 모듈(110)은, 상부 및 하부 가이드 유닛들(120, 130)이 장착되는 후면을 갖는 승강 프레임(112) 및 승강 프레임(112)에 장착되며 이송 대상물, 예를 들면, 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판과 같은 자재(10)를 핸들링하기 위한 캐리지 로봇(118)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 승강 프레임(112)은 후면을 갖는 승강 플레이트(114)와 캐리지 로봇(118)이 설치되는 서포트 플레이트(116; Support Plate)를 포함할 수 있으며, 캐리지 로봇(118)은, 예를 들면, 도시된 바와 같이 복수의 기판들이 수납되는 풉(FOUP)과 같은 수납 용기를 핸들링할 수 있다. 추가적으로, 도시된 바와 같이, 승강 프레임(112)에는 캐리지 로봇(116)에 의해 운반된 수납 용기를 파지하기 위한 홀딩 유닛(119)이 구비될 수 있다.
이때, 물품 반송 장치(100)는, 제1 캐리지 모듈(110)에 장착되며 구동 벨트(142)가 파단되는 경우 제1 캐리지 모듈(110)의 추락을 방지하기 위하여 메인 프레임(102)에 밀착되는 브레이크 모듈(150)을 포함할 수 있다.
브레이크 모듈(150)은 승강 프레임(112)의 후면 상에 장착될 수 있으며, 디스크 형식의 브레이크를 포함할 수 있다. 브레이크 디스크를 메인 프레임(102)에 밀착시킴으로써 브레이크 디스크와 메인 프레임(102) 사이의 마찰력을 이용하여 캐리지 모듈(110)을 정지시키는 제동력을 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 물품 반송 장치(100)는, 제1 캐리지 모듈(110)의 반대편에 배치되며 제1 캐리지 모듈(110)과 마찬가지로 구동 모듈(140)에 의하여 메인 프레임(102)을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 캐리지 모듈(200)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 벨트(142)의 일단부에는 제1 캐리지 모듈(110)이 연결될 수 있으며, 구동 벨트(142)의 타단부에는 제1 캐리지 모듈(110)의 안정적인 수직 이동을 위한 제2 캐리지 모듈(200)이 연결될 수 있다. 제2 캐리지 모듈(200)은 제1 캐리지 모듈(110)의 후방에 배치될 수 있으며, 메인 프레임(102)을 따라 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 제1 캐리지 모듈(110)과 제2 캐리지 모듈(200)에는 균형 벨트(146)가 연결될 수 있으며, 메인 프레임(102)의 하부에는 균형 벨트(146)에 소정의 인장력을 인가하기 위한 오토 텐셔너(148; auto tensioner)가 배치될 수 있다. 균형 벨트(146)와 오토 텐셔너(148)에 의하여 제1 캐리지 모듈(110)과 제2 캐리지 모듈(200)은 서로가 서로의 웨이트 모듈 역할을 수행할 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 제2 캐리지 모듈(200)은 제1 캐리지 모듈(110)의 이동에 종속되어 메인 프레임(102)을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 제2 캐리지 모듈(200)은 제1 캐리지 모듈(110)의 후방에서 제1 캐리지 모듈(110)과 반대되는 방향으로 가이드 레일(104)을 따라 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 이때, 물품 반송 장치(100)는, 제2 캐리지 모듈(200)에 장착되며 가이드 레일(104)을 따라 제2 캐리지 모듈(200)을 제1 캐리지 모듈(110)과 반대 방향으로 안내하는 제2 상부 가이드 유닛(220)과 제2 하부 가이드 유닛(230)을 포함할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 제2 상부 가이드 유닛(220)은 가이드 레일(104)의 안쪽 면에 배치되는 상부 고정 롤러와 가이드 레일(104)의 바깥쪽 면 상에 밀착되도록 소정의 가압력이 인가되는 제2 상부 텐션 롤러를 각각 포함할 수 있으며, 제2 하부 가이드 유닛 (230)은 가이드 레일(104)의 안쪽 면에 배치되는 하부 고정 롤러와 가이드 레일 (104)의 바깥쪽 면에 밀착되도록 소정의 가압력이 인가되는 하부 텐션 롤러를 각각 포함할 수 있다.
또한, 제2 캐리지 모듈(200)은 제2 가이드 유닛들(220, 230)이 장착되는 후면을 갖는 제2 승강 프레임(212) 및 제2 승강 프레임(212)에 장착되며 이송 대상물, 예를 들면, 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판과 같은 자재(10)를 핸들링하기 위한 제2 캐리지 로봇(218)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 승강 프레임(212)은 후면을 갖는 제2 승강 플레이트(214)와 제2 캐리지 로봇(218)이 설치되는 제2 서포트 플레이트(216; Support Plate)를 포함할 수 있으며, 제2 캐리지 로봇(218)은, 예를 들면, 도시된 바와 같이 복수의 기판들이 수납되는 풉(FOUP)과 같은 수납 용기를 핸들링할 수 있다. 추가적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 승강 프레임(212)에는 제2 캐리지 로봇(216)에 의해 운반된 수납 용기를 파지하기 위한 제2 홀딩 유닛(219)이 구비될 수 있다.
이때, 물품 반송 장치(100)는, 제2 캐리지 모듈(200)에 장착되며 타이밍 벨트들(142)이 파단되는 경우 제2 캐리지 모듈(200)의 추락을 방지하기 위하여 메인 프레임(102)에 밀착되는 제2 브레이크 모듈(250)을 포함할 수 있다.
제2 브레이크 모듈(250)은 제2 승강 프레임(212)의 후면 상에 장착될 수 있으며, 디스크 형식의 브레이크를 포함할 수 있다. 브레이크 디스크를 메인 프레임(102)에 밀착시킴으로써 브레이크 디스크와 메인 프레임(102) 사이의 마찰력을 이용하여 제2 캐리지 모듈(200)을 정지시키는 제동력을 발생시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 물품 반송 장치는 종래의 웨이트 모듈을 대신하여 제2 캐리지 모듈(200)을 장착함으로써 제1 캐리지 모듈(110)과 제2 캐리지 모듈(200)은 서로가 웨이트 모듈의 역할을 수행할 수 있어 종래의 물품 반송 장치에 비하여 공간을 더욱 활용도 높게 사용할 수 있다. 또한, 하나의 물품 반송 장치가 반송할 수 있는 대상물의 양이 증가되므로 반송 효율면에서 매우 유리한 효과가 있다.
이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은 각각 독립적으로 실시될 수도 있고 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.
10: 물품
100: 물품 반송 장치
102: 메인 프레임
104: 가이드 레일
110: 제1 캐리지 모듈
112: 승강 프레임
114: 승강 플레이트
116: 서포트 플레이트
118: 캐리지 로봇
120: 상부 가이드 유닛
130: 하부 가이드 유닛
140: 구동 모듈
142: 구동 벨트
146: 균형 벨트
148: 오토 텐셔너
200: 제2 캐리지 모듈
212: 제2 승강 프레임
214: 제2 승강 플레이트
216: 제2 서포트 플레이트
218: 캐리지 로봇
220: 제2 상부 가이드 유닛
230: 제2 하부 가이드 유닛

Claims (8)

  1. 수직 방향으로 연장하며 가이드 레일이 구비되는 메인 프레임;
    상기 가이드 레일을 따라 상기 메인 프레임의 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성된 제1 캐리지 모듈;
    상기 제1 캐리지 모듈의 후방에 배치되며 상기 메인 프레임을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 캐리지 모듈;
    상기 메인 프레임의 상부에 배치되고 구동 벨트를 통해 상기 제1 캐리지 모듈 및 상기 제2 캐리지 모듈과 연결된 구동 모듈;
    상기 메인 프레임의 하부에 배치되고 균형 벨트를 통해 상기 제1 캐리지 모듈 및 상기 제2 캐리지 모듈과 연결된 오토 텐셔너를 포함하는 물품 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동 모듈은,
    일단부가 상기 제1 캐리지 모듈에 연결되고 타단부가 상기 제2 캐리지 모듈에 연결된 한 쌍의 구동 벨트;
    상기 구동 벨트와 결합되는 구동 풀리; 및
    상기 구동 풀리를 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 반송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동 벨트는 타이밍 벨트이고, 상기 구동 풀리는 타이밍 풀리인 것을 특징으로 하는 물품 반송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 캐리지 모듈과 제2 캐리지 모듈은 서로가 서로의 웨이트 모듈이 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 물품 반송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 캐리지 모듈에 장착되며 상기 가이드 레일을 따라 상기 제1 캐리지 모듈을 수직 방향으로 안내하는 상부 가이드 유닛과 하부 가이드 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 반송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 캐리지 모듈은,
    상기 상부 및 하부 가이드 유닛이 장착되는 후면을 갖는 승강 프레임; 및 상기 승강 프레임에 장착되며 이송 대상물을 핸들링하기 위한 캐리지 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 반송 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 캐리지 모듈에 장착되며 상기 가이드 레일을 따라 상기 제2 캐리지 모듈을 상기 제1 캐리지 모듈과 반대 방향으로 안내하는 제2 상부 가이드 유닛과 제2 하부 가이드 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 반송 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 캐리지 모듈은,
    상기 제2 상부 및 제2 하부 가이드 유닛이 장착되는 후면을 갖는 제2 승강 프레임; 및
    상기 승강 프레임에 장착되며 이송 대상물을 핸들링하기 위한 제2 캐리지 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 반송 장치.
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