KR20220058223A - 캐리지 로봇 및 이를 포함하는 타워 리프트 - Google Patents

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KR20220058223A
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Abstract

캐리지 로봇은, 용기 이송을 위한 로봇암, 상기 로봇암의 단부에 연결되며, 상기 용기들 중 제1 크기를 갖는 제1 용기를 지지하는 로봇 핸드 및 상기 로봇 핸드의 하부에 구비되며, 상기 제1 크기와 다른 제2 크기를 갖는 제2 용기를 파지하도록 구비된 그리퍼를 포함한다. 이로써, 상기 캐리지 로봇은 서로 다른 크기의 이종 용기들을 동시에 반송할 수 있다.

Description

캐리지 로봇 및 이를 포함하는 타워 리프트{CARRIAGE ROBOT AND TOWER LIFT INCLUDING THE SAME}
본 발명의 실시예들은, 서로 다른 크기의 용기들을 반송하는 캐리지 로봇 및 상기 캐리지 로봇을 포함하여 서로 다른 층에 서로 다른 크기의 용기들을 반송하는 타워 리프트에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치 또는 디스플레이 장치의 제조를 위한 제조 라인은 복층으로 구성되며 각 층들에는 증착, 노광, 식각, 이온 주입, 세정 등의 공정들을 수행을 위한 제조 설비들이 배치될 수 있다.
이때, 상기 반도체 장치 또는 디스플레이 장치는 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 또는 디스플레이 기판으로서 사용되는 유리 기판에 대하여 일련의 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 제조될 수 있다.
한편, 상기 각 층들 사이에서 수직 방향으로의 자재 이송을 위하여 상기 각 층들을 통해 수직 방향으로 구동하는 타워 리프트가 사용되고 있다. 상기 타워 리프트는 자재 이송을 위한 이송 로봇을 구비하는 캐리지 로봇을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 타워 리프트는 실리콘 웨이퍼들을 수용하는 제1 용기, 레티클을 수용하는 제2 용기 등과 같이 서로 다른 크기의 용기를 이송할 수 있다.
이에, 서로 다른 크기의 용기를 모아서 반송할 수 있으면서 반송 효율의 저하를 억제할 수 있는 용기 반송 설비의 구현이 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 캐리지 로봇은, 용기 이송을 위한 로봇암, 상기 로봇암의 단부에 연결되며, 상기 용기들 중 제1 크기를 갖는 제1 용기를 지지하는 로봇 핸드 및 상기 로봇 핸드의 하부에 구비되며, 상기 제1 크기와 다른 제2 크기를 갖는 제2 용기를 파지하도록 구비된 그리퍼를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 용기는 그 상부에 피유지부를 갖고, 상기 그리퍼는 상기 피유지부를 슬라이딩 방식으로 파지할 수 있도록 구비될 수 있다.
여기서, 상기 그러퍼는 피유지부의 폭에 대응되는 간격으로 상호 이격된 한 쌍의 제1 파지부 및 제2 파지부를 포함할 수 있다.
또한,, 상기 제1 및 제2 파지부들은 상호 마주보도록 C자 형상을 갖고, 상기 제1 및 제2 파지부들은, 양 단부에 광센서 및 리플렉터를 각각 구비하여 상기 제2 용기의 존부를 판단할 수 있도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 로봇 암은 상기 제2 용기의 높이에 대응되는 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 로봇 암은 적어도 2층 이상의 다관절 로봇들을 포함하고, 상기 로봇암에 포함된 최상층의 아암은 상기 제2 용기의 높이에 대응되는 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 로봇 핸드의 하부면에 상기 그리퍼의 외곽에 배치되며, 상기 제2 용기의 이송중 진동을 억제하는 가이드부가 추가적으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 용기 및 제2 용기에 따라 상기 로봇암의 구동 속도를 다르게 조절할 수 있도록 구비된 제어부가 추가적으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 로봇 핸드는 상기 제1 용기의 하면에 형성된 가이드 홈에 대응되는 서포팅 핀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타워 리프트는, 수직 방향으로 연장하는 가이드 레일, 상기 가이드 레일을 따라 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성되며, 용기 이송을 위한 적어도 하나의 캐리지 로봇을 포함하며,
상기 캐리지 로봇은, 상기 용기 이송을 위한 로봇암, 상기 로봇암의 단부에 연결되며, 상기 용기들 중 제1 크기를 갖는 제1 용기를 지지하는 로봇 핸드 및 상기 로봇 핸드의 하부에 구비되며, 상기 제1 크기와 다른 제2 크기를 갖는 제2 용기를 파지하기 위한 그리퍼를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 용기는 그 상부에 피유지부를 갖고, 상기 그리퍼는 상기 피유지부를 슬라이딩 방식으로 파지할 수 있도록 구비된다.
여기서, 상기 그러퍼는 피유지부의 폭에 대응되는 간격으로 상호 이격된 한 쌍의 제1 파지부 및 제2 파지부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 파지부들은 상호 마주보도록 C자 형상을 갖고, 상기 제1 및 제2 파지부들은, 양 단부에 광센서 및 리플렉터를 각각 구비하여 상기 제2 용기의 존부를 판단할 수 있도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 로봇 암은 상기 제2 용기의 높이에 대응되는 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 로봇 암은 적어도 2층 이상의 아암들을 포함하고, 상기 다관절 로봇에 포함된 최상층의 아암은 상기 제2 용기의 높이에 대응되는 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 로봇 핸드의 하부면에 상기 그리퍼의 외곽에 배치되며, 상기 제2 용기의 이송중 진동을 억제하는 가이드부가 추가적으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 용기 및 제2 용기에 따라 상기 로봇암의 구동 속도를 다르게 조절할 수 있도록 구비된 제어부가 추가적으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타워 리프트는, 수직 방향으로 연장하는 가이드 레일, 상기 가이드 레일을 따라 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성된 승강체 및 상기 승강체에 연결되며, 서로 다른 제1 크기 및 제2 크기를 각각 갖는 제1 용기 및 제2 이송하는 제1 캐리지 로봇 및 상기 제1 용기를 이송하는 제2 캐리지 로봇을 포함하며,
상기 제1 캐리지 로봇은, 상기 제1 또는 제2 용기 이송을 위한 제1 로봇암, 상기 제1 로봇암의 단부에 연결되며, 상기 용기들 중 제1 크기를 갖는 제1 용기를 지지하는 제1 로봇 핸드 및 상기 제1 로봇 핸드의 하부에 구비되며, 상기 제2 용기를 파지하기 위한 제1 그리퍼를 포함하고,
상기 제2 캐리지 로봇은, 상기 용기 이송을 위한 제2 로봇암, 상기 제2 로봇암의 단부에 장착되며, 상기 용기 중 제1 크기를 갖는 제2 용기를 지지하는 제2 로봇 핸드 및 상기 제2 로봇 핸드의 하부에 구비되며, 상기 제2 용기를 파지하기 위한 제1 그리퍼를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 용기는 그 상부에 피유지부를 갖고, 상기 제1 그리퍼는 상기 피유지부를 슬라이딩 방식으로 파지할 수 있도록 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제1 그러퍼는 상기 피유지부의 폭에 대응되는 간격으로 상호 이격된 한 쌍의 제1 파지부 및 제2 파지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 제1 크기를 갖는 제1 용기를 지지하는 로봇 핸드 및 상기 로봇 핸드의 하부에 구비되며, 상기 제1 크기와 다른 제2 크기를 갖는 제2 용기를 파지하도록 구비된 그리퍼가 구비된다. 따라서, 상기 캐리지 로봇은 제1 용기 및 제2 용기를 동시에 이송할 수 있다.
한편, 제1 용기에 대한 제1 이송량이 상기 제2 용기에 대한 반송량보다 많을 경우, 상기 캐리지 로봇은 서포팅 방식으로 제1 용기를 안정적으로 지지한 상태에서 상대적으로 고속으로 반송함으로써 개선된 반송 효율을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리지 로봇을 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇 핸드 및 그리퍼를 설명하기 위한 정면도이다.
도 3은 도 1의 로봇 핸드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 제2 용기를 향하여 이동하는 도 1의 캐리지 로봇을 설명하기 위한 측면도이다.
도 5는 도 4의 캐리지 로봇이 제2 용기를 그리핑한 상태를 설명하기 위한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 리프트를 설명하기 위한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 리프트를 설명하기 위한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 반송 설비를 설명하기 위한 정면도이다.
도 9는 도 8의 컨베이어를 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 도 8의 컨베이어를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리지 로봇을 설명하기 위한 측면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 로봇 핸드 및 그리퍼를 설명하기 위한 정면도이다. 도 3은 도 1의 로봇 핸드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리지 로봇(100)은 로봇암(110), 로봇 핸드(130) 및 그리퍼(150)를 포함한다. 상기 캐리지 로봇(100)은 서로 다른 종류의 용기를 서로 다른 적재위치들 사이로 이송할 수 있다. 이때, 상기 용기는 웨이퍼를 수용하는 FOUP(Front Opening Unified Pod) 및 FOSB(Front Opening Shipping Box)와 같은 제1 크기를 갖는 제1 용기(11) 및 레티클을 수용하는 POD와 같은 제2 크기를 갖는 제2 용기(12)를 포함할 수 있다.
상기 로봇암(110)은 서로 다른 크기의 용기들(11, 12)을 제1 적재 위치 및 제2 적재 위치 사이로 이송하기 위하여 가변적인 길이를 가질 수 있다. 상기 로봇암(110)은 아암들(111, 112, 113)을 구비하는 다관절 로봇암을 포함할 수 있다. 상기 아암들(111, 112, 113)은 하부 아암의 단부에 상부 아암의 단부를 상호 연결되도록 구비된다.
상기 아암들(111, 112, 113)이 수직방향으로 폴딩될 경우, 상기 로봇핸드(130) 및 그리퍼(150)은 제1 적재 위치로 위치할 수 있다. 이때, 상기 제1 적재 위치는 상기 로봇암(110)의 인입 위치에 해당할 수 있다. 이와 반대로 상기 아암들(111, 112, 113)이 상호 펼쳐질 경우, 상기 로봇핸드(130) 및 그리퍼(150)은 제2 적재 위치로 위치할 수 있다. 이때, 상기 제2 적재 위치는 상기 로봇암(110)의 출퇴 위치에 해당할 수 있다.
상기 로봇암(110)은 베이스 부재(101)에 의하여 지지될 수 있다. 또한, 상기 로봇암(110)은 상기 베이스 부재(101) 상에 구비된 가이드 부재(102)를 따라 수평 방향으로 이동할 수 있다. 한편, 상기 베이스 부재(101)의 내부에는 상기 로봇암(110)과 연결된 회전 구동부(103)가 구비된다. 이로써, 상기 회전 구동부(103)가 상기 로봇암(110)을 선회시킬 수 있다.
상기 로봇 핸드(130)는 상기 로봇암(110)의 단부에 연결된다. 상기 로봇 핸드(130)는 예를 들면 상기 로봇암(110)에 포함된 상기 아암들 중 최상부의 아암(113)에 연결된다. 도시된 바와 같이 상기 로봇 핸드(130)는 제3 아암(113)의 선단부에 연결될 수 있다. 상기 로봇 핸드(130)는 상기 제1 크기를 갖는 제1 용기(11)를 지지한다. 상기 로봇 핸드(130)는 상기 제1 용기(11)를 지지하는 상부면을 포함한다. 상기 제1 용기(11)는 웨이퍼를 내부에 수용하는 제1 수용부(11a) 및 상기 수용부의 상부에 구비된 T 자 형상을 갖는 제1 피유지부(11b)를 가질 수 있다.
상기 로봇 핸드(130)는 그 상부면에 서포팅 핀들(131)을 포함한다. 상기 서포팅 핀들(131)은 상호 이격되어 배열될 수 있다. 이때, 상기 서포팅 핀들(131)은 상기 제1 용기(11)의 하부에 형성된 가이드 홈들과 대응되게 배열된다. 이로써, 상기 제1 용기(11)에 형성된 가이드 홈들 내부로 상기 서포팅 핀들(131)이 삽입됨으로써, 상기 로봇 핸드(130)가 상기 제1 용기(11)를 견고하게 지지할 수 있다. 결과적으로 상기 로봇 핸드(130)는 상기 제1 용기(11)를 이송하는 도중, 상기 로봇 핸드(130)로부터 상기 제1 용기(11)가 낙하하는 것을 억제할 수 있다.
특히, 상기 제1 용기(11)가 FOUP 또는 FOSB에 해당할 경우, 상대적으로 큰 질량을 가짐에도 불구하고, 상기 로봇 핸드(130)가 그리핑 방식이 아닌 서포팅 방식으로 제1 용기(11)를 지지하면서 이송중 제1 용기(11)가 로봇 핸드(130)로부터 낙하되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 로봇 핸드(130)의 상면에는 인식 센서(136)가 구비될 수 있다. 따라서, 상기 인식 센서(136)이 상기 제1 용기(11)의 안착 여부를 감지할 수 있다.
상기 그리퍼(150)는 상기 로봇 핸드(130)의 하부에 구비된다. 예를 들면, 상기 그리퍼(150)는 로봇 핸드(130)의 몸체를 중심으로 상기 서포팅 핀들(131)에 마주보도록 구비된다.
상기 그리퍼(150)는 상기 제1 크기와 다른 제2 크기를 갖는 제2 용기(12, 예를 들면, POD)을 파지할 수 있다. 상기 제2 용기(12)는 상기 제1 용기에 비하여 상대적으로 가벼움에 따라, 상대적으로 낙하의 위험도가 낮다. 따라서, 상기 그리퍼(150)가 상기 제2 용기(12)를 그리핑 방식으로 파지함으로써, 상기 제2 용기(12)가 상기 그리퍼(150)로부터 낙하되는 것이 억제될 수 있다. 이때, 상기 제2 용기(12)는 상기 레티클을 그 내부에 수용하는 제2 수용부(12a; 도 4 참조) 및 상기 수용부의 상부에 구비된 T 자 형상을 갖는 제2 피유지부(12b; 도 4 참조)를 가질 수 있다.
상기 그리퍼(150)는 상기 제2 용기(12)의 상부에 형성된 제2 피유지부(12b)를 슬라이딩 방식으로 파지할 수 있다. 즉, 상기 캐리지 로봇(100)이 상기 제2 용기(12)를 향하여 접근할 때, 상기 그리퍼(150)는 상기 제2 피유지부(12b)를 향하여 접근하여 상방으로 상기 제2 피유지부(12b)를 리프팅함으로써, 상기 제2 용기(12)를 그리핑할 수 있다.
즉, 상기 그리퍼(150)는 상호 이격된 한 쌍의 제1 파지부(151) 및 제2 파지부(156)를 포함할 수 있다. 이때, 한 쌍의 제1 파지부(151) 및 제2 파지부(156)는 상기 제2 피유지부(12b)의 폭(W)에 대응되는 이격 거리를 가질 수 있다.
이로써, 상기 제1 및 제2 파지부들(151, 156)을 상기 제2 피유지부(12b)를 중심으로 상호 이격시키거나 접근시키기 위한 별도의 구동원이 요구되지 않는다.
따라서, 상기 캐리지 로봇(100)이 상기 제2 용기(12)에 대하여 접근하거나 이격됨으로써, 상기 제2 용기(12)를 파지하거나 상기 제2 용기(12)의 파지 상태를 해제할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 캐리지 로봇(100)은, 상기 제1 크기를 갖는 제1 용기(11)를 지지하는 로봇 핸드(130) 및 상기 로봇 핸드(130)의 하부에 구비되며, 상기 제1 크기와 다른 제2 크기를 갖는 제2 용기(12)를 파지하도록 구비된 그리퍼(150)를 포함한다. 따라써, 상기 캐리지 로봇(100)은 제1 용기(11) 및 제2 용기(12)를 동시에 이송할 수 있다.
나아가, 상기 캐리지 로봇(100)은 상대적으로 큰 질량을 갖는 제1 용기(11)를 그립핑 방식이 아닌 서포팅 방식으로 지지할 수 있다. 따라서, 상기 캐리지 로봇(100)은 상기 제1 용기(11)를 안정적으로 지지한 상태에서 상기 제1 용기(11)를 상대적으로 고속으로 반송할 수 있다.
특히, 제1 용기(11)에 대한 제1 이송량이 상기 제2 용기(12)에 대한 반송량보다 많을 경우, 상기 캐리지 로봇(100)은 제1 용기(11)를 안정적으로 지지한 상태에서 상대적으로 고속으로 반송함으로써 개선된 반송 효율을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 파지부들(151, 156) 각각은 상호 마주보도록 C자 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2 파지부들(151, 156)은 대칭적으로 배열된다. 따라서, C자 형상을 갖는 제1 및 제2 파지부들(151, 156) 사이에 그립핑 공간이 정의된다. 상기 그립핑 공간 내부에 상기 제2 용기(12)의 제2 피유지부(12b)가 수용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 파지부(151, 156) 중 어느 하나는 광센서(153)를 포함하고, 다른 하나는 리플렉터(158)를 포함한다. 이로써, 상기 광센서(153) 및 상기 리플렉터(158)는 상기 그리핑 공간 내에 상기 제2 피유지부(12b)의 존부를 감지할 수 있다. 즉, 상기 광센서(153) 및 상기 리플렉터(158)는 상기 제2 용기(12)의 그리핑 여부를 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 로봇 암(110)은 상기 제2 용기(12)의 높이에 대응되는 두께를 가질 수 있다. 이로써, 상기 로봇암(110)이 상기 제2 용기(12)를 그립핑 할 경우, 상기 로봇 암(110)을 지지하는 베이스 부재(101)가 상기 제2 용기(12)의 하면과 컨택할 수 있다. 결과적으로 상기 베이스 부재(101)가 상기 제2 용기(12)를 지지함으로써, 상기 로봇 암(110)이 상기 제2 용기(12)를 이송할 경우, 상기 제2 용기(12)의 낙하가 억제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 로봇 암(110)은 적어도 2층 이상의 아암들(111, 112, 113)을 포함한다. 즉, 상기 로봇 암(110)은 상호 순차적으로 연결된 제1 아암(111), 제2 아암(112) 및 제3 아암(113)을 포함한다.
이때, 상기 로봇암에 포함된 최상층의 아암, 예를 들면, 상기 제3 아암(113)은 상기 제2 용기(12)의 높이에 대응되는 두께를 가질 수 있다. 이로써, 상기 그리퍼(150)가 상기 제2 용기(12)를 그립핑 할 경우, 상기 최상층의 제3 아암(113)보다 아래에 위치하는 제2 아암(112)이 상기 제2 용기(12)의 하면과 컨택할 수 있다. 결과적으로 상기 제2 아암(112)이 상기 제2 용기(12)를 지지함으로써, 상기 캐리지 로봇(100)이 상기 제2 용기(12)를 이송할 경우, 상기 제2 용기(12)의 낙하가 억제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 로봇 핸드(130)의 하부면에 상기 그리퍼(150)의 외곽에 배치되며, 상기 제2 물품(12)의 이송중 진동을 억제하는 가이드부(170)가 추가적으로 구비될 수 있다. 상기 가이드부(10)는 상기 로봇 핸드(130)의 외곽들 중 상기 그리퍼(150)가 구비된 외곽들을 제외한 나머지 외곽에 구비될 수 있다.
또한, 상기 가이드부(170)는 승강 가능하게 구비될 수 있다. 따라서, 상기 그리퍼(150)가 상기 제2 용기(12)를 그립핑할 때, 상기 가이드부(170)가 하강하여 상기 제2 용기(12)의 측부를 컨택할 수 있다. 이로써, 상기 가이드부(170)는 상기 제2 용기(12)가 이송중 상기 캐리리 로봇(100)으로부터 낙하되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 용기(11) 및 제2 용기(12)에 따라 상기 로봇암(110)의 구동 속도를 다르게 조절할 수 있도록 구비된 제어부(180)가 추가적으로 구비될 수 있다. 상기 제어부(180)는 구동 모터(미도시)의 구동력을 제어하며, 상기 로봇 암(110)의 속도를 조절할 수 있다.
예를 들면, 상기 로봇 암(110)에 연결된 로봇 핸드(130)가 상기 제1 용기(11)를 지지할 경우, 상기 로봇 핸드(130)는 상기 제1 용기(11)를 안정적으로 지지함으로써 상기 캐리어 로봇(100)은 상대적으로 빠른 제1 이송 속도로 상기 제1 용기(10)를 이송할 수 있다. 반면에, 상기 로봇암(110)에 연결된 그리퍼(130)가 상기 제2 용기(12)를 그립핑할 경우, 상기 그리퍼(150)는 상기 제2 용기(12)를 상대적으로 불안정적으로 그립핑할 수 있다. 따라서, 상기 캐리지 로봇(100)은 상대적을 느린 제2 이송 속도로 상기 제2 용기(12)를 반송할 수 있음으로써, 상기 2 용기(12)가 상기 그리퍼(150)로부터 낙하되는 것을 억제할 수 있다.
결과적으로 상기 제1 용기(11)에 대한 반송량이 상기 제2 용기(12)의 이송량보다 많을 경우, 상기 캐리지 로봇(100)은 상기 제1 용기(11)에 대한 이송 속도를 증가시켜, 이송 효율을 개선할 수 있다.
도 4는 제2 용기를 향하여 이동하는 도 1의 캐리지 로봇을 설명하기 위한 측면도이다. 도 5는 도 4의 캐리지 로봇이 제2 용기를 그리핑한 상태를 설명하기 위한 측면도이다.
도 4를 참조하면, 도 1에 도시된 캐리지 로봇(100)이 제2 용기(12)를 향하여 접근한다. 이때, 상기 제2 용기(12)는 컨베이어(40) 상에 위치할 수 있다. 또한, 상기 캐리지 로봇(100)에 포함된 로봇암(110)이 구동함으로써, 상기 로봇 핸드(130)가 상기 제2 용기(12)를 향하여 접근할 수 있다.
이때, 상기 로봇암(110)이 복수의 다관절 아암들(111, 112, 113; 도 1 참조)을 포함할 경우, 상기 아암들(111, 112, 113)이 펼치짐으로써, 상기 제2 용기(12)를 향하여 접근할 수 있다. 또한, 상기 그립퍼(150)에 포함된 제1 및 제2 파지부(151, 156)가 상기 제2 용기(12)에 포함된 제2 피유지부(12b)와 동일한 수직 높이를 갖도록 승강할 수 있다.
즉, 승강 구동부(160)는 로봇 암(110)의 최상부에 상기 로봇 핸드(130)와 연결되도록 구비된다. 상기 승강 구동부(160)는 상기 로봇 핸드(130)를 수직 방향으로 승강시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 그리퍼(150)에 포함된 제1 및 제2 파지부들(151, 156) 사이에 형성된 그립핑 공간 내에 상기 제2 피유지부(12b)가 삽입되어 상기 그리퍼(150)가 상기 제2 용기(12)를 그립핑할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 리프트를 설명하기 위한 측면도이다.
도 1 및 도6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 리프트(300)는 가이드 레일(310) 및 캐리지 로봇(100)을 포함한다. 상기 캐리지 로봇(100)은 도 1을 참고로 전술한 캐리지 로봇과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 가이드 레일(310)은 상기 캐리지 로봇(100)와 연결된다. 상기 가이드 레일(310)은 상기 캐리지 로봇(100)을 승강시키기 위한 가이드 경로를 제공한다. 상기 가이드 레일(310)은 수직 방향으로 연장된다.
상기 타워 리프트(300)는 승강체(330)를 더 포함한다. 상기 승강체(330)는 상기 가이드 레일(310)을 따라 승강 가능하게 체결된다. 상기 베이스 부재(101)는 상기 캐리지 로봇(100) 및 상기 승강체(330)를 상호 연결한다. 이로써, 상기 캐리지 로봇(100)이 상기 가이드 레일(310)를 따라 승강체(330)와 함께 승강할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 리프트를 설명하기 위한 측면도이다.
도 1 및 도7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 리프트(300)는 가이드 레일(310), 제1 캐리지 로봇(100) 및 제2 캐리지 로봇(200)을 포함한다. 상기 제1 캐리지 로봇(100)은 도 1을 참고로 전술한 캐리지 로봇과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제2 캐리지 로봇(200)은 상기 제1 캐리지 로봇(100)의 상부에 위치한다. 상기 제2 캐리지 로봇(200)은 상기 승강체(330)에 제1 캐리자 로봇(100)과 함께 체결된다. 이로써, 상기 제1 및 제2 캐리지 로봇들(100, 200) 각각은 상기 제1 용기(11) 및 제2 용기(12)를 동시에 이송할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제2 캐리지 로봇(200)은 상기 제1 캐리지 로봇(100)의 구성들 중 그리퍼(150)를 생략할 수 있다. 이로써, 상기 제2 캐리지 로봇(200)은 제1 용기(11)만을 지지할 수 있다. 즉, 제2 캐리지 로못(200)의 구성은 상기 제2 용기(12)의 반송량에 따라 그리퍼를 체결 또는 생략할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 반송 설비를 설명하기 위한 정면도이다. 도 9는 도 8의 컨베이어를 설명하기 위한 평면도이다. 도 10은 도 8의 컨베이어를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 및 도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 반송 설비(1000)는 타워 리프트(300) 및 컨베이어 반송 장치(400)를 포함한다. 타워 리프트(300)는 1층(1st F) 및 1층(1sf F)보다 위인 2층(2nd F) 사이에서 용기를 반송한다. 컨베이어 반송 장치(400)는 1층(1st F) 및 상층(2nd F)의 각각에 설치되어 있고, 제1 용기(11) 및 제2 용기(12)를 수평 방향을 따라 반송한다. 한편, 각 층의 천장에는 수직 방향으로 용기들을 이송하는 오버헤드 호이스트 반송 장치(4)가 구비될 수 있다.
따라서, 상기 타워 리프트(300) 및 컨베이어 반송 장치(400)의 각각은, 서로 다른 크기를 갖는 제1 용기(11) 및 제2 용기(12)를 반송한다.
상기 컨베이어 반송 장치(400)가 상기 제1 용기(11) 및 제2 용기(12)를 반송할 때, 상기 제1 용기(11)에 포함된 제1 피유지부(11a)는 상기 제2 용기(12)에 포함된 피유지부(12a)보다 높은 수직 높이를 가질 수 있다. 한편, 상기 제1 용기(11)의 반송량은 제2 용기(12)의 반송량보다 클 수 있다.
본 실시예에서는, 제1 용기(11)은 반도체 웨이퍼를 수용하는 웨이퍼를 수용하는 EUV용 용기이며, 제2 용기(12)은 레티클을 수용하는 레티클용 용기이다. 예를 들면, 제1 용기(T1)은 FOUP(Front Opening Unified Pod) 및 FOSB(Front Opening Shipping Box)인 반면에, 상기 제2 용기(12)은 레티클용 용기(POD)이다. 이때, 제1 피유지부(11a) 및 제2 피유지부(12a))는, 각 용기의 상면부에 구비된 플랜지부에 해당한다.
상기 타워 리프트(300)는 제1 캐리지 로봇(100), 제2 캐리지 로봇(200), 승강체(330) 및 가이드 레일(310)을 포함한다.
상기 제1 캐리지 로봇(100)는, 제1 용기(11) 및 제2 용기(12)를 컨베이어 반송 장치(300)들 사이에 이송탑재 가능하게 구성되어 있다.
한편, 제2 캐리지 로봇(200)는, 제1 용기(11)만을 컨베이어 반송 장치(300)들 사이에 이송탑재 가능하게 구성될 수 있다.
이와 다르게, 제2 캐리지 로봇(200)는, 제1 용기(11) 및 제2 용기(12)을 컨베이어 반송 장치(300)들 사이에 이송탑재 가능하게 구성되어 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 승강체(330)의 주위에 용기를 적재하는 지지체(30) 및 컨베이어 반송 장치(400)에 포함된 컨베이어(410, 420)의 단부가 구비되어 있다. 상기 지지체(30) 및 상기 컨베이어 (410, 420)의 단부가 적재 위치(3)로 정의된다.
상기 제1 캐리지 로봇(100)는 지지체(30) 및 컨베이어 반송 장치(400) 사이에서 제1 용기(11) 및 제2 용기(21)를 동시에 또는 이시에 반송한다.
한편, 제2 캐리지 로봇(200)는, 지지체(30) 및 컨베이어 반송 장치(400) 사이에서 제1 용기(11) 및 제2 용기(21)를 반송한다.
상기 제1 캐리지 로봇(100)은 제1 로봇암(110), 제1 로봇 핸드(130) 및 제1 그리퍼(150)를 포함한다. 상기 제1 캐리지 로봇(100)에 대한 구성은 도 7을 참고로 전술하였으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 제2 캐리지 로봇(200)은 제2 로봇암(210), 제2 로봇 핸드(230) 및 제2 그리퍼(250)를 포함한다. 상기 제2 캐리지 로봇(200)에 대한 구성은 도 7을 참고로 전술하였으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 제1 캐리지 로봇(100)는, 제1 용기(11) 및 제2 용기(12)를 적재위치(3)들 사이에서 이송하는 동작을 행한다.
상기 제1 캐리지 로봇(100)은 제1 로봇암(110)을 폴딩하거나 펼침으로써, 상기 제1 로봇 핸드(130) 및 제1 그리퍼(150)를 상기 적재 위치들 사이로 이동할 수 있다. 또한, 제1 캐리지 로봇(100)은, 제1 승강 구동부(160)에 의해 제1 로봇 핸드(130)를 하강 위치로부터 상승 위치로 상승시키는 상승 동작과, 제1 승강 구동부(160)에 의해 제1 로봇 핸드(130)를 상승 위치로부터 하강 위치로 하강시키는 하강 동작을 포함한다.
이로써, 상기 제1 캐리지 로봇(100)은 수평 방향으로 로봇 핸드(130) 및 그리퍼(150)를 이동하거나, 상기 로봇 핸드(130) 및 그리퍼(150)를 승강시킴으로써, 상기 제1 및 제2 용기들(11, 12)을 적재위치(3)로부터 홀딩하거나 상기 적재위치(3)에 언로딩할 수 있다.
특히, 상기 제1 캐리지 로봇(100)이 상기 제1 및 제2 용기들(11, 12)을 모두 홀딩할 경우, 상기 캐리지 로봇(100)은 상기 제1 및 제2 용기들(11, 12)을 순서에 무관하게 홀딩할 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 캐리지 로봇(100)이 상기 제1 및 제2 용기들(11, 12)을 모두 언로딩할 경우, 상기 제1 캐리지 로봇(100)은 상기 제2 용기(12)를 적재위치(3)에 언로딩한 후, 이어서, 상기 제1 용기(11)를 적재위치(3)에 언로딩할 수 있다.
한편, 상기 제1 캐리지 로봇(100)이 상기 제1 용기(11)만을 모두 홀딩한 상태에서 상기 제1 용기(11)를 반송하는 제1 반송 속도는 상기 제1 캐리지 로봇(100)이 상기 제2 용기(12)만을 홀딩하여 반송하는 제2 반송 속도보다 클 수 있다. 이는, 상기 제1 캐리지 로봇(100)이 상기 제1 용기(11)를 서포팅 방식으로 홀딩하여 상기 제2 용기(12)만을 그립핑 방식으로 홀딩하는 것보다 안정적으로 반송할 수 있기 때문이다.
상기 제2 캐리지 로봇(200)은 제1 로봇암(210)을 폴딩하거나 펼침으로써, 상기 제2 로봇 핸드(230) 및 제2 그리퍼(250)를 상기 적재 위치들 사이로 이동할 수 있다. 또한, 제2 캐리지 로봇(200)은, 제2 승강 구동부(260)에 의해 제2 로봇 핸드(230)를 하강 위치로부터 상승 위치로 상승시키는 상승 동작과, 제2 승강 구동부(260)에 의해 제2 로봇 핸드(230)를 상승 위치로부터 하강 위치로 하강시키는 하강 동작을 포함한다.
상기 컨베이어 반송 장치(400)는 제1 용기(11)를 수평 방향을 따라 반송하는 제1 컨베이어(410) 및 제2 용기(21)를 수평 방향을 따라 반송하는 제2 컨베이어(420)를 구비하고 있다. 제1 컨베이어(410)보다 상방에, 제2 컨베이어(420)가 설치되어 있다.
도 9를 참조하면, 제1 컨베이어(410)는 상기 제1 용기(11)를 수형 방향으로 반송하기 위하여, 반입용 컨베이어 및 반출용 컨베이어 한 쌍으로 구비된다. 또한, 상기 제2 컨베이어(420)는 상기 제2 용기(12)를 수형 방향으로 반송하기 위하여, 반입용 컨베이어 및 반출용 컨베이어 한 쌍으로 구비된다.
다시 도 8을 참조하면, 상기 컨베이어 반송 장치(400)는 제3 컨베이어(440) 및 제4 컨베이어(450)를 더 포함한다.
제3 컨베이어(440) 및 제4 컨베이어(450)는 각 층의 바닥면 가까이에 설치한다. 상기 제3 컨베이어(440)의 일 단부는 적재 위치에 해당하며, 다른 단부는 작업자가 제1 용기(11)를 적재할 수 있는 위치에 해당한다. 한편, 상기 제4 컨베이어(450)의 일 단부는 적재 위치(3)에 해당하며, 다른 단부는 작업자가 제2 용기(12)를 적재할 수 있는 위치에 해당한다.
도 10을 참조하면, 제1 컨베이어(410)는, 수평 방향을 따라 이동하여 제1 용기을 반송하는 제1 이송 대차(417), 제1 이송 대차(417)의 이동 경로의 일 단부에 대하여 설치된 제1 내측 지지부(418)를 포함한다. 이때, 상기 제1 내측 지지부(418)는 탑재 위치(3)에 해당한다. 이때, 상기 캐리지 로봇(100)은 상기 제1 내측 지지부(418) 상에 위치한 제1 용기를 리프팅하거나, 상기 제1 내측 지지부(418) 상에 상기 제1 용기를 로딩할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 캐리지 로봇 및 타워 리프터는 서로 다른 크기의 제1 용기 및 제2 용기를 이송하는 용기 반송 설비에 이용할 수 있다.
100, 200 : 캐리지 로봇 110 : 로봇암
130 : 로봇 핸드 150 : 그리퍼
310 : 가이드 레일 330 : 승강체
400 : 컨베이어 반송 장치

Claims (20)

  1. 용기 이송을 위한 로봇암;
    상기 로봇암의 단부에 연결되며, 상기 용기들 중 제1 크기를 갖는 제1 용기를 지지하는 로봇 핸드; 및
    상기 로봇 핸드의 하부에 구비되며, 상기 제1 크기와 다른 제2 크기를 갖는 제2 용기를 파지하도록 구비된 그리퍼;를 포함하는 캐리지 로봇.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 용기는 그 상부에 피유지부를 갖고,
    상기 그리퍼는 상기 피유지부를 슬라이딩 방식으로 파지할 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는 캐리지 로봇.
  3. 제2항에 있어서, 상기 그러퍼는 피유지부의 폭에 대응되는 간격으로 상호 이격된 한 쌍의 제1 파지부 및 제2 파지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리지 로봇.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 파지부들은 상호 마주보도록 C자 형상을 갖고,
    상기 제1 및 제2 파지부들은, 양 단부에 광센서 및 리플렉터를 각각 구비하여 상기 제2 용기의 존부를 판단할 수 있도록 구비하는 것을 특징으로 하는 캐리지 로봇.
  5. 제1항에 있어서, 상기 로봇 암은 상기 제2 용기의 높이에 대응되는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 캐리지 로봇.
  6. 제1항에 있어서, 상기 로봇 암은 적어도 2층 이상의 아암들을 포함하고, 상기 로봇암에 포함된 최상층의 아암은 상기 제2 용기의 높이에 대응되는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 캐리지 로봇.
  7. 제1항에 있어서, 상기 로봇 핸드의 하부면에 상기 그리퍼의 외곽에 배치되며, 상기 제2 용기의 이송중 진동을 억제하는 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리지 로봇.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 용기 및 제2 용기에 따라 상기 로봇암의 구동 속도를 다르게 조절할 수 있도록 구비된 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리지 로봇.
  9. 제1항에 있어서, 상기 로봇 핸드는 상기 제1 용기의 하면에 형성된 가이드 홈에 대응되는 서포팅 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리지 로봇.
  10. 수직 방향으로 연장하는 가이드 레일;
    상기 가이드 레일을 따라 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성되며, 용기 이송을 위한 적어도 하나의 캐리지 로봇을 포함하며,
    상기 캐리지 로봇은,
    상기 용기 이송을 위한 로봇암;
    상기 로봇암의 단부에 연결되며, 상기 용기들 중 제1 크기를 갖는 제1 용기를 지지하는 로봇 핸드; 및
    상기 로봇 핸드의 하부에 구비되며, 상기 제1 크기와 다른 제2 크기를 갖는 제2 용기를 파지하기 위한 그리퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 용기는 그 상부에 피유지부를 갖고,
    상기 그리퍼는 상기 피유지부를 슬라이딩 방식으로 파지할 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  12. 제11항에 있어서, 상기 그러퍼는 피유지부의 폭에 대응되는 간격으로 상호 이격된 한 쌍의 제1 파지부 및 제2 파지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 파지부들은 상호 마주보도록 C자 형상을 갖고, 상기 제1 및 제2 파지부들은, 양 단부에 광센서 및 리플렉터를 각각 구비하여 상기 제2 용기의 존부를 판단할 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  14. 제10항에 있어서, 상기 로봇 암은 상기 제2 용기의 높이에 대응되는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  15. 제10항에 있어서, 상기 로봇암은 적어도 2층 이상의 아암들을 포함하고, 상기 로봇암에 포함된 최상층의 아암은 상기 제2 용기의 높이에 대응되는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  16. 제10항에 있어서, 상기 로봇 핸드의 하부면에 상기 그리퍼의 외곽에 배치되며, 상기 제2 용기의 이송중 진동을 억제하는 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  17. 제10항에 있어서, 상기 제1 용기 및 제2 용기에 따라 상기 로봇암의 구동 속도를 다르게 조절할 수 있도록 구비된 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  18. 수직 방향으로 연장하는 가이드 레일;
    상기 가이드 레일을 따라 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성된 승강체; 및
    상기 승강체에 연결되며, 서로 다른 제1 크기 및 제2 크기를 각각 갖는 제1 용기 및 제2 이송하는 제1 캐리지 로봇 및 상기 제1 용기를 이송하는 제2 캐리지 로봇을 포함하며,
    상기 제1 캐리지 로봇은,
    상기 제1 또는 제2 용기 이송을 위한 제1 로봇암;
    상기 제1 로봇암의 단부에 연결되며, 상기 용기들 중 제1 크기를 갖는 제1 용기를 지지하는 제1 로봇 핸드; 및
    상기 제1 로봇 핸드의 하부에 구비되며, 상기 제2 용기를 파지하기 위한 제1 그리퍼;를 포함하고,
    상기 제2 캐리지 로봇은
    상기 용기 이송을 위한 제2 로봇암; 및
    상기 제2 로봇암의 단부에 장착되며, 상기 용기 중 제1 크기를 갖는 제2 용기를 지지하는 제2 로봇 핸드를 포함하는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2 용기는 그 상부에 피유지부를 갖고,
    상기 제1 그리퍼는 상기 피유지부를 슬라이딩 방식으로 파지할 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 그러퍼는 상기 피유지부의 폭에 대응되는 간격으로 상호 이격된 한 쌍의 제1 파지부 및 제2 파지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타워 리프트.
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