KR20220116863A - 갠트리 스테이지장치 - Google Patents

갠트리 스테이지장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220116863A
KR20220116863A KR1020210020241A KR20210020241A KR20220116863A KR 20220116863 A KR20220116863 A KR 20220116863A KR 1020210020241 A KR1020210020241 A KR 1020210020241A KR 20210020241 A KR20210020241 A KR 20210020241A KR 20220116863 A KR20220116863 A KR 20220116863A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
driving
elastic
rail
actuator
force
Prior art date
Application number
KR1020210020241A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102547187B1 (ko
Inventor
오세훈
정하늘
Original Assignee
재단법인대구경북과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인대구경북과학기술원 filed Critical 재단법인대구경북과학기술원
Priority to KR1020210020241A priority Critical patent/KR102547187B1/ko
Publication of KR20220116863A publication Critical patent/KR20220116863A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102547187B1 publication Critical patent/KR102547187B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/225—Feeding members carrying tools or work not mechanically connected to the main drive, e.g. with separate motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/28—Electric drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/38—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
    • B23Q5/385—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously using a gear and rack mechanism or a friction wheel co-operating with a rail
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67706—Mechanical details, e.g. roller, belt

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

개시된 본 발명에 의한 갠트리 스테이지장치는, 상호 마주하는 제1 및 제2레일을 포함하는 레일부, 제1 및 제2레일을 따라 이동하는 이동부, 제1레일과 이동부의 일단을 상호 연결시켜 구동시키는 제1구동기 및, 제2레일과 이동부의 타단을 상호 연결시켜 구동시키는 제2구동기를 포함하여, 레일부에 대해 이동부를 슬라이딩 구동시키는 구동부 및, 구동부의 구동을 감지하여 제어하는 제어부를 포함하며, 제1 및 제2구동기 중 어느 하나는 탄성 구동기를 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 내외부 환경 요인에 따른 구동력 변화를 감지하여 조절할 수 있어 구동 효율 및 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

갠트리 스테이지장치{GANTRYY STAGE APPARATUS}
본 발명은 갠트리 스테이지장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 내부 및 외부 충격에 대한 보완적인 제어가 가능하여 사용 안정성을 향상시킬 수 있는 갠트리 스테이지장치에 관한 것이다.
갠트리 스테이지는 소정 물품을 탑재하여 원하는 위치로 이송시키는 장치이다. 이러한 갠트리 스테이지는 반도체 및 LCD(Liquid Crystal Display Device) 등의 제조, 측정, 검사, 가공 공정 등과 같이 정밀한 위치 제어가 요구되는 다양한 산업 공정에 적용된다. 갠트리 스테이지 중 듀얼 구동기(Dual-Driven) 갠트리 스테이지는 3개의 모터로 구성되어 X축 방향을 위한 2개의 모터가 동시에 동작하고, Y축 방향을 위해 1개의 모터가 동작한다.
한편, 이러한 갠트리 스테이지는 외력에 대해 대응하기 어려움으로 인해, 구동 중 사용자의 접근이 어렵다. 뿐만 아니라, 갠트리 스테이지의 내력에 대해서도 대처가 용이하지 않으며, 외부 충격에 둔감하다. 갠트리 스테이지의 접근 위험성을 낮추기 위해, 갠트리 스테이지의 외관에 힘센서와 같은 추가적인 센서를 장착하여 갠트리 스테이지의 주변 환경을 인식하고 대처할 수 있다. 그러나, 갠트리 스테이지는 구동 중 외부와의 접촉을 무시하며, 기구의 틀어짐, 회전 발생으로 인한 기구 손상의 문제점을 가질 수 있다.
이에 따라, 근래에는 갠트리 스테이지의 구동 중 사용자의 안전성을 확보하여 구동 안정성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 지속적으로 요구되고 있는 추세이다.
한국등록특허 제10-1218772호 한국등록특허 제10-1389400호
본 발명의 목적은 내부 및 외부에서 가해지는 충격에 대해서도 제어가 용이하여 사용자의 사용성을 향상시키면서도 안정성 확보에 유리한 갠트리 스테이지장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 갠트리 스테이지장치는, 상호 마주하는 제1 및 제2레일을 포함하는 레일부, 상기 제1 및 제2레일을 따라 이동하는 이동부, 상기 제1레일과 상기 이동부의 일단을 상호 연결시켜 구동시키는 제1구동기 및, 상기 제2레일과 상기 이동부의 타단을 상호 연결시켜 구동시키는 제2구동기를 포함하여, 상기 레일부에 대해 상기 이동부를 슬라이딩 구동시키는 구동부 및, 상기 구동부의 구동을 감지하여 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제1 및 제2구동기 중 어느 하나는 탄성 구동기를 포함한다.
또한, 상기 제1 및 제2레일은 상호 평행한 x축 방향에 나란하게 마련되고, 상기 제1구동기는 모터를 포함하며, 상기 제2구동기는 탄성 구동기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1구동기는, 구동력을 발생시키는 구동원, 상기 구동원의 일측에 마련되어, 상기 구동원의 구동력에 의해 상기 제1레일을 따라 구동하는 제1구동부재 및, 상기 구동원의 타측과 상기 이동부의 일단을 상호 연결시키는 제1연결부재를 포함하여, 상기 이동부의 일단을 제1x축 방향으로 구동시킬 수 있다.
또한, 상기 제2구동기는, 탄성력을 제공하는 탄성원, 상기 탄성원의 일측에 마련되어, 상기 탄성원의 탄성력에 의해 상기 제2레일을 따라 구동하는 제2구동부재 및, 상기 탄성원의 타측과 상기 이동부의 타단을 상호 연결시키는 제2연결부재를 포함하여, 상기 이동부의 타단을 제2x축 방향으로 구동시킬 수 있다.
또한, 상기 탄성원은, 상기 제2레일 및 이동부의 사이에 마련되는 탄성 본체 및 상기 탄성 본체에 마련되어 탄성력을 발생시키는 적어도 하나의 탄성체를 포함하며, 상기 제2연결부재는 상기 탄성체와 연결될 수 있다.
또한, 상기 탄성 본체는 상기 이동부의 타단을 향해 돌출된 한 쌍의 지지돌기를 포함하며, 상기 탄성체는 상기 한 쌍의 지지돌기 사이에 개재될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 탄성 구동기의 탄성 변형 변위를 훅의 법칙(Hooke's law)에 의해 계산하여 감지할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2구동기 사이의 구동력 불균형이 감지되면, 상기 탄성 구동기의 허용 변형 변위를 조절시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제2구동기의 탄성 변형 변위를 감지하여 내력 또는 외력 인가 여부가 확인되면, 상기 제2구동기에 상기 탄성 변형 변위를 보상하는 조절힘을 인가시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 측면에 의한 갠트리 스테이지장치는, X축 방향으로 길이 방향으로 연장되며, 상호 평행하게 마주하는 적어도 한 쌍의 레일을 포함하는 레일부, 상기 레일부를 따라 이동하는 이동부, 상기 레일부에 대해 상기 이동부를 슬라이딩 구동시키는 구동력을 발생시키는 적어도 한 쌍의 구동기를 포함하는 구동부 및, 상기 구동부의 구동력 변화를 감지하여 보상하는 제어부를 포함하며, 상기 구동부의 적어도 한 쌍의 구동기 중 어느 하나는 탄성 구동기를 포함한다.
또한, 상기 레일부는 제1x축 방향으로 마련되는 제1레일 및 제2x축 방향으로 마련되는 제2레일을 포함하며, 상기 구동부는 상기 제1레일에 대해 상기 이동부의 일단을 구동시키는 제1구동기 및 상기 제2레일에 대해 상기 이동부의 타단을 구동시키는 제2구동기를 포함하되, 상기 제1 및 제2구동기 중 어느 하나는 상기 탄성 구동기로 마련될 수 있다.
또한, 상기 구동부는, 상기 적어도 한 쌍의 레일 중 적어도 어느 하나의 레일에 마련되되, 구동력을 발생시키는 구동원, 상기 구동원의 일측에 마련되어 상기 구동원의 구동력에 의해 상기 적어도 한 쌍의 레일 중 적어도 어느 하나의 레일을 따라 구동하는 제1구동부재 및, 상기 구동원의 타측과 상기 이동부의 일단을 상호 연결시키는 제1연결부재를 포함하는 제1구동기 및, 상기 적어도 한 쌍의 레일 중 적어도 다른 하나의 레일에 마련되되, 탄성력을 제공하는 탄성원, 상기 탄성원의 일측에 마련되어 상기 탄성원의 탄성력에 의해 상기 적어도 한 쌍의 레일 중 적어도 다른 하나의 레일을 따라 구동하는 제2구동부재 및, 상기 탄성원의 타측과 상기 이동부의 타단을 상호 연결시키는 제2연결부재를 포함하는 제2구동기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 탄성원은, 상기 제2레일 및 이동부의 사이에 마련되는 탄성 본체 및, 상기 탄성 본체에 마련되어 탄성력을 발생시키는 적어도 하나의 탄성체를 포함하며, 상기 제2연결부재는 상기 탄성체와 연결될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 탄성 구동기의 탄성 변형 변위를 훅의 법칙(Hooke's law)에 의해 계산하여 감지하여, 상기 제1 및 제2구동기 사이의 구동력 불균형이 감지되면 상기 탄성 구동기의 허용 변형 변위를 조절시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제2구동기의 탄성 변형 변위를 감지하여 내력 또는 외력 인가 여부가 확인되면, 상기 제2구동기에 상기 탄성 변형 변위를 보상하는 조절힘을 인가시킬 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 탄성 구동기의 탄성 변형 변위 감지를 통한 자체적인 내부 오류로 인한 내력 및 외부에서 가해지는 외력에 대한 보상 구동이 가능하여, 기구의 틀어짐, 회전 등과 같은 손상을 방지할 수 있다. 이로 인해, 주변 환경을 인식하여 대응할 수 있는 하이브리드 타입의 갠트리 스테이지장치를 제공할 수 있어, 구동 효율 및 안전성 향상을 기대할 수 있다.
둘째, 탄성 구동기의 탄성 변형 변위를 이용해 동적 특성 조절이 용이하여, 기존의 고비용인 힘센서와 같은 수단이 불필요하여, 경제적이며 내구성이 우수하다.
셋째, 탄성력을 구비하는 탄성 구동기가 갠트리 스테이지장치에 마련됨으로써, 자체의 탄성력으로 1차적으로 외부의 충격에 대해 상호 보완적으로 안전성을 보장할 수 있다.
넷째, 외력 발생시 갠트리 스테이지장치 및 주변환경에 손상이 가지 않도록 부드러운 구동 제어가 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 갠트리 스테이지장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 갠트리 스테이지장치의 내력에 따른 구동 제어를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다. 그리고,
도 3은 도 1에 도시된 갠트리 스테이지장치의 외력에 따른 구동 제어를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 갠트리 스테이지장치(1)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 갠트리 스테이지장치(1)에 각각 내력과 외력이 가해짐을 보상하는 동작을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 갠트리 스테이지장치(1)는 레일부(10), 이동부(20), 구동부(30) 및 제어부(60)를 포함한다.
참고로, 본 발명에서 설명하는 갠트리 스테이지장치(1)는 x축 및 y축 방향으로 소정 물품을 이동시킨다. 본 실시예에서는 본 발명의 요지인 갠트리 스테이지장치(1)의 x축 구동에 대해서만 설명하나, 적어도 1개 이상의 모터와 같은 별도의 y축 방향 구동원을 포함하여 y축 방향으로도 구동 가능함은 당연하다.
레일부(10)는 상호 마주하는 제1 및 제2레일(11)(12)을 포함한다. 여기서, 제1 및 제2레일(11)(12)은 자세히 도시되지 않았으나, 평면을 가지는 베이스에 동시에 지지되거나, 각각 독립적으로 마련되어 상호 평행하게 마주할 수 있다. 이러한 제1 및 제2레일(11)(12)은 후술할 구동부(30)와 연결되도록 직선 방향으로 연장된 볼록한 바(Bar) 형상을 가지는 것으로 도시 및 예시하나, 꼭 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 및 제2레일(11)(12)은 미도시된 베이스와 같은 지지면에 대해 오목한 형상으로 마련되는 변형예도 가능하다. 또한, 레일부(10)의 제1 및 제2레일(11)(12)의 간격, 길이 및 두께 등의 조건은 일 실시예이며, 도시된 예로만 한정되지 않음은 당연하다.
한편, 레일부(10)는 x축 방향에 나란하게 마련되며, 보다 구체적으로 제1레일(11)은 제1x축 방향(x1)에 나란하고 제2레일(12)은 제2x축 방향(x2)에 나란하다. 이때, 제1 및 제2x축 방향(x1)(x2)는 상호 x축 방향으로 평행하다.
이동부(20)는 제1 및 제2레일(11)(12)에 양단이 각각 연결되어, 제1 및 제2레일(11)(12)을 따라 이동한다. 이러한 이동부(20)는 제1 및 제2레일(11)(12)에 대해 교차하는 방향으로 마련되는 크로스빔(Cross beam)으로 마련될 수 있다. 참고로, 자세히 도시되지 않았으나, 이동부(20)의 대략 중심에 마련되는 이동체(21)에는 이동시키기 위한 대상물 즉, 소정 물품을 y축 방향을 구동시킬 수 있는 y축 구동기(미도시)가 마련될 수 있다.
구동부(30)는 이동부(20)의 일단과 타단을 레일부(10)를 따라 구동시킨다. 이러한 구동부(30)는 제1레일(11)과 이동부(20)의 일단을 상호 연결시키는 제1구동기(40) 및, 제2레일(12)과 이동부(20)의 타단을 상호 연결시켜 구동시키는 제2구동기(50)를 포함한다. 여기서, 제1 및 제2구동기(40)(50) 중 어느 하나는 탄성 구동기로 마련되며, 본 실시예에서는 제2구동기(50)가 탄성 구동기인 것으로 설명한다.
제1구동기(40)는 구동원(41), 제1구동부재(42) 및 제1연결부재(43)를 포함하여, 이동부(20)의 일단을 레일부(10)를 따라 제1x축 방향(x1)으로 구동시킨다.
구동원(41)은 구동력을 발생시킨다. 본 실시예에서는 제1구동기(40)가 x축 방향 중, 제1x축 방향(x1)으로 구동력을 발생시킨다. 이러한 구동원(41)은 모터를 포함할 수 있으나, 한정사항은 아니다. 즉, 구동원(41)은 모터를 비롯하여 다양한 동력 발생 수단 중 어느 하나로 교체 가능함은 당연하다.
제1구동부재(42)는 구동원(41)의 구동력에 의해 제1레일(11)을 따라 이동한다. 본 실시예에서는 제1구동부재(42)가 적어도 한 쌍의 바퀴와 같은 구성으로 마련되어, 제1레일(11)을 따라 구동원(41)의 구동력에 의해 슬라이딩 구동되는 것으로 예시한다. 그러나, 제1구동부재(42)의 구성은 일 예일 뿐, 도시된 예로만 한정되지 않음은 당연하다.
제1연결부재(43)는 구동원(41)과 이동부(20)의 일단을 상호 연결시킨다. 즉, 제1구동기(40)와 이동부(20)의 일단 사이에는 제1연결부재(43)가 마련됨으로써, 제1구동기(40)의 제1x축 방향(x1)에 대한 구동력에 연동하여 이동부(20)의 일단이 제1레일(11)을 따라 이동될 수 있다.
정리하면, 제1구동기(40)의 구동원(41)의 일측에는 제1레일(11)이 제1구동부재(42)를 사이에 두고 마주하며, 구동원(41)의 타측에는 이동부(20)와 제1연결부재(43)를 사이에 두고 마주한다. 그로 인해, 구동원(41)으로부터 구동력이 발생되면, 구동원(41)의 일측은 제1레일(11)을 따라 제1구동부재(42)가 구동되고, 구동원(41)의 타측은 제1연결부재(43)와 연결된 이동부(20)의 일단이 제1x축 방향(x1)으로 구동하게 된다.
제2구동기(50)는 탄성원(51), 제2구동부재(52) 및 제2연결부재(53)를 포함하여, 이동부(20)의 타단을 레일부(10)를 따라 제2x축 방향(x2)으로 구동시킨다.
탄성원(51)은 탄성력을 발생시킨다. 이러한 탄성원(51)은 도 1에 확대 도시된 바와 같이, 탄성 본체(54) 및 탄성체(56)를 포함한다.
탄성 본체(54)는 제2레일(12)과 이동부(20)의 사이에 마련되는 제2구동기(50)의 구동 몸체를 제공한다. 이러한 탄성 본체(54)는 대략 육면체 형상을 가질 수 있으나, 도시된 예로 한정되지 않는다.
탄성체(56)는 탄성 본체(54)와 이동부(20)의 타단 사이에 마련되어, 탄성력을 발생시킨다. 이러한 탄성체(56)는 탄성 본체(54)로부터 이동부(20)를 향해 연장된 한 쌍의 지지돌기(55)의 사이에 개재된다. 한편, 본 실시예에서는 탄성체(56)가 한 쌍의 압축 코일 스프링을 포함하는 것으로 도시 및 예시하였으나, 꼭 이에 한정되지 않는다. 또한, 한 쌍의 탄성체(56)의 사이에는 연결체(57)가 마련될 수 있다.
제2구동부재(52)는 탄성원(51)의 탄성력에 의해 제2레일(12)을 따라 이동한다. 제2구동부재(52)는 탄성원(51)에서 발생된 탄성력의 크기 변화에 연동하여 제2레일(12)을 따라 제2x축 방향(x2)으로 슬라이딩 구동됨으로써, 탄성원(51)과 연결된 이동부(20)의 타단을 슬라이딩 구동시키게 된다.
한편, 제2구동부재(52)는 상술한 제1구동부재(42)와 마찬가지로, 탄성원(51)과 제2레일(12)의 사이에 마련되는 한 쌍의 바퀴를 포함하는 것으로 도시 및 예시하나, 꼭 이에 한정되지 않음은 당연하다.
제2연결부재(53)는 탄성원(51)과 이동부(20)의 타단을 상호 연결시킨다. 즉, 탄성원(51)의 일측은 제2구동부재(52)와 연결되고, 타측은 제2연결부재(53)를 사이에 두고 이동부(20)이 타단과 연결되는 것이다. 이때, 제2연결부재(53)는 탄성원(51)의 한 쌍의 탄성체(56)와 연결되며, 보다 바람직하게는 한 쌍의 탄성체(56) 사이에 마련된 연결체(57)와 연결될 수 있다. 이러한 제2연결부재(53)로 인해, 탄성원(51)에서 발생된 탄성력에 연동하여 제2구동부재(52)가 제2레일(12)을 따라 슬라이딩 구동되면, 제2구동부재(52)의 움직임에 연동하여 제2연결부재(53)로 연결된 이동부(20)의 타단이 함께 슬라이딩 구동된다.
제어부(60)는 구동부(30)의 구동력 변화를 감지하여 구동력을 제어한다. 이러한 제어부(60)는 구동부(30)의 구동 동작 중 주변 환경적 요인에 따른 제2구동기(50)의 탄성 변형 변위를 감지할 수 있어, 별도의 힘센서 없이도 주변 환경을 인식하여 구동부(30)의 구동력을 조절시킬 수 있다.
이를 위해, 제어부(60)는 탄성 구동기로 마련되는 제2구동기(50)의 탄성 변형 변위를 하기 수학식 1과 같은 훅의 법칙(Hooke's law)에 의해 계산하여, 제2구동기(50)의 허용 변형 변위를 조절시킨다.
Figure pat00001
여기서, F은 힘이고, k는 스프링 상수이며, x는 변형 변위이다.
이러한 훅의 법칙을 이용하여 제어부(60)는 내부 및 외부에서 가해지는 외력에 따른 탄성원(51)의 탄성 변형 변위 정보를 감지할 수 있으며, 이를 활용하여 갠트리 스테이지장치(1)의 동적 특성을 전환시킬 수 있다.
내력(F1) 및 외력(F3) 발생에 따른 갠트리 스테이지장치(1)의 구동 동작을 도 2 및 도 3을 참고하여 설명한다.
우선, 도 2를 참고하여 갠트리 스테이지장치(1) 자체의 오류로 인한 내력(F1)이 가해질 경우의 구동 동작을 설명한다.
도 2의 (a)와 같이 각각 제1 및 제2x축 방향(x1)(x2)으로 상호 나란하게 마련된 제1 및 제2레일(11)(12)의 사이에는 이동부(20)가 마련되고, 이동부(20)의 일단과 타단에는 각각 제1 및 제2구동기(40)(50)가 연결된다. 제1구동기(40)의 구동원(41)으로부터 구동력이 발생되면, 제1 및 제2구동기(40)(50)는 상호 연동하여 이동부(20)를 제1 및 제2레일(11)(12)을 따라 슬라이딩 방향(D)으로 슬라이딩 구동시킨다. 이때, 제1 및 제2구동기(40)(50) 사이의 구동력은 상호 균형을 이룬 상태이다.
도 2의 (b)와 같이, 제1 및 제2구동기(40)(50)의 구동에 의한 이동부(20)의 이동 동작 중에 구동부(30)의 오류로 인해 내력(F1)이 가해짐으로써, 제1구동기(40)의 구동원(41)의 구동력의 크기가 더 커지게 된다. 그로 인해, 도 2의 (c)와 같이, 제1구동기(40)가 제2구동기(50)보다 상대적으로 슬라이딩 방향(D)을 향해 전진하게 된다.
이때, 제1 및 제2구동기(40)(50)는 이동부(20)에 의해 상호 연결된 상태임에 따라, 제1구동기(40)의 구동력 변화에 연동하여 제2구동기(50)에서 탄성 변형이 발생하게 된다. 이러한 제1 및 제2구동기(40)(50) 사이의 구동력 불일치로 인한 제2구동기(50)의 탄성 변형 변위 정보를 제어부(60)가 수학식 1과 같은 훅의 법칙을 이용해 감지한다.
제어부(60)에 의해 제1 및 제2구동기(40)(50) 사이의 구동력 변화가 감지되면, 제어부(60)는 제2구동기(50)의 탄성 변형 변위를 보상하는 조절힘(F2)을 인가시킨다. 그로 인해, 제1 및 제2구동기(40)(50) 사이의 구동력 불균형은 도 2의 (d)와 같이 균일하게 다시 제어된 상태로 슬라이딩 방향(D)으로 이동부(20)를 구동시킬 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명에서 설명하는 갠트리 스테이지장치(1)는 내력(F1)에 의한 틀어짐, 회전 등과 같은 구동 불량을 제어부(60)가 감지하여 조절힘(F2)으로 보상할 수 있어, 갠트리 스테이지장치(1)의 손상을 방지할 수 있다.
도 3을 참고하여 갠트리 스테이지장치(1)에 외력(F3)이 가해질 경우의 구동 동작을 설명한다.
도 3의 (a)와 같이, 이동부(20)는 제1 및 제2레일(11)(12)을 따라 제1 및 제2구동기(40)(50)의 구동력에 의해 슬라이딩 방향(D)으로 슬라이딩 구동된다. 이때, 제1 및 제2구동기(40)(50)는 상호 구동력이 균형을 이룬 상태로 이동부(30)를 구동시킨다. 이 후, 도 3의 (b)와 같이, 이동부(20)가 슬라이딩 방향(D)으로 이동되는 도중에 외력(F3)이 가해짐으로써, 제1 및 제2구동기(40)(50) 사이에 구동 불균형이 발생되면, 제어부(60)는 이를 감지한다.
즉, 제어부(60)는 수학식 1과 같은 훅의 법칙에 의해 제2구동기(50)의 탄성 변형 변위를 감지하고, 이를 보상할 수 있는 조절힘(F2)을 제2구동기(50)에 도 3의 (c)와 같이 추가로 조절힘(F2)을 인가시킨다. 그로 인해, 도 3의 (d)와 같이 제1 및 제2구동기(40)(50)는 작업자에 의한 수동 조작 없이도, 구동력이 균형을 이루도록 제어된 상태로 슬라이딩 방향(D)으로 이동부(20)를 구동시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 제어부(60)는 외부로부터 가해지는 외력(F3)을 감지하여 이에 대응되는 조절힘(F2)을 인가할 수 있음으로써, 외부 충격과 같은 외력(F3)에 민감하게 반응할 수 있다. 또한, 구동 중 발생될 수 있는 외부와의 접촉과 같은 외력(F3) 발생을 탄성 구동기인 제2구동기(50)의 탄성 변형 변위 감지를 통해 제어부(60)가 감지할 수 있어, 기구의 틀어짐 및 회전 보상에 따른 손상을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 갠트리 스테이지장치(1)의 구동 중 작업자의 접근에 의한 위험성을 저감시킬 수 있어, 작업 안정성면에서도 유리하다.
한편, 자세히 도시되지 않았으나, 제어부(60)는 갠트리 스테이지장치(1)의 구동 중 가해지는 외력(F3)을 무시하고 목표한 위치로의 제어 성능을 성취하도록 제2구동기(50)의 탄성력을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 갠트리 스테이지장치 10: 레일부
11: 제1레일 12: 제2레일
20: 이동부 30: 구동부
40: 제1구동기 50: 제2구동기
60: 제어부

Claims (15)

  1. 상호 마주하는 제1 및 제2레일을 포함하는 레일부;
    상기 제1 및 제2레일을 따라 이동하는 이동부;
    상기 제1레일과 상기 이동부의 일단을 상호 연결시켜 구동시키는 제1구동기 및, 상기 제2레일과 상기 이동부의 타단을 상호 연결시켜 구동시키는 제2구동기를 포함하여, 상기 레일부에 대해 상기 이동부를 슬라이딩 구동시키는 구동부; 및
    상기 구동부의 구동을 감지하여 제어하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 제1 및 제2구동기 중 어느 하나는 탄성 구동기를 포함하는 갠트리 스테이지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2레일은 상호 평행한 x축 방향에 나란하게 마련되고,
    상기 제1구동기는 모터를 포함하며, 상기 제2구동기는 탄성 구동기를 포함하는 갠트리 스테이지장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1구동기는,
    구동력을 발생시키는 구동원;
    상기 구동원의 일측에 마련되어, 상기 구동원의 구동력에 의해 상기 제1레일을 따라 구동하는 제1구동부재; 및
    상기 구동원의 타측과 상기 이동부의 일단을 상호 연결시키는 제1연결부재;
    를 포함하여,
    상기 이동부의 일단을 제1x축 방향으로 구동시키는 갠트리 스테이지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2구동기는,
    탄성력을 제공하는 탄성원;
    상기 탄성원의 일측에 마련되어, 상기 탄성원의 탄성력에 의해 상기 제2레일을 따라 구동하는 제2구동부재; 및
    상기 탄성원의 타측과 상기 이동부의 타단을 상호 연결시키는 제2연결부재;
    를 포함하여,
    상기 이동부의 타단을 제2x축 방향으로 구동시키는 갠트리 스테이지장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탄성원은,
    상기 제2레일 및 이동부의 사이에 마련되는 탄성 본체; 및
    상기 탄성 본체에 마련되어 탄성력을 발생시키는 적어도 하나의 탄성체;
    를 포함하며,
    상기 제2연결부재는 상기 탄성체와 연결되는 갠트리 스테이지장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탄성 본체는 상기 이동부의 타단을 향해 돌출된 한 쌍의 지지돌기를 포함하며, 상기 탄성체는 상기 한 쌍의 지지돌기 사이에 개재되는 갠트리 스테이지장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 탄성 구동기의 탄성 변형 변위를 훅의 법칙(Hooke's law)에 의해 계산하여 감지하는 갠트리 스테이지장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2구동기 사이의 구동력 불균형이 감지되면, 상기 탄성 구동기의 허용 변형 변위를 조절시키는 갠트리 스테이지장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2구동기의 탄성 변형 변위를 감지하여 내력 또는 외력 인가 여부가 확인되면, 상기 제2구동기에 상기 탄성 변형 변위를 보상하는 조절힘을 인가시키는 갠트리 스테이지장치.
  10. X축 방향으로 길이 방향으로 연장되며, 상호 평행하게 마주하는 적어도 한 쌍의 레일을 포함하는 레일부;
    상기 레일부를 따라 이동하는 이동부;
    상기 레일부에 대해 상기 이동부를 슬라이딩 구동시키는 구동력을 발생시키는 적어도 한 쌍의 구동기를 포함하는 구동부; 및
    상기 구동부의 구동력 변화를 감지하여 보상하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 구동부의 적어도 한 쌍의 구동기 중 어느 하나는 탄성 구동기를 포함하는 갠트리 스테이지장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 레일부는 제1x축 방향으로 마련되는 제1레일 및 제2x축 방향으로 마련되는 제2레일을 포함하며,
    상기 구동부는 상기 제1레일에 대해 상기 이동부의 일단을 구동시키는 제1구동기 및 상기 제2레일에 대해 상기 이동부의 타단을 구동시키는 제2구동기를 포함하되, 상기 제1 및 제2구동기 중 어느 하나는 상기 탄성 구동기로 마련되는 갠트리 스테이지장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 적어도 한 쌍의 레일 중 적어도 어느 하나의 레일에 마련되되, 구동력을 발생시키는 구동원, 상기 구동원의 일측에 마련되어 상기 구동원의 구동력에 의해 상기 적어도 한 쌍의 레일 중 적어도 어느 하나의 레일을 따라 구동하는 제1구동부재 및, 상기 구동원의 타측과 상기 이동부의 일단을 상호 연결시키는 제1연결부재를 포함하는 제1구동기; 및
    상기 적어도 한 쌍의 레일 중 적어도 다른 하나의 레일에 마련되되, 탄성력을 제공하는 탄성원, 상기 탄성원의 일측에 마련되어 상기 탄성원의 탄성력에 의해 상기 적어도 한 쌍의 레일 중 적어도 다른 하나의 레일을 따라 구동하는 제2구동부재 및, 상기 탄성원의 타측과 상기 이동부의 타단을 상호 연결시키는 제2연결부재를 포함하는 제2구동기;
    를 포함하는 갠트리 스테이지장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 탄성원은,
    상기 제2레일 및 이동부의 사이에 마련되는 탄성 본체; 및
    상기 탄성 본체에 마련되어 탄성력을 발생시키는 적어도 하나의 탄성체;
    를 포함하며,
    상기 제2연결부재는 상기 탄성체와 연결되는 갠트리 스테이지장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 탄성 구동기의 탄성 변형 변위를 훅의 법칙(Hooke's law)에 의해 계산하여 감지하여, 상기 제1 및 제2구동기 사이의 구동력 불균형이 감지되면 상기 탄성 구동기의 허용 변형 변위를 조절시키는 갠트리 스테이지장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2구동기의 탄성 변형 변위를 감지하여 내력 또는 외력 인가 여부가 확인되면, 상기 제2구동기에 상기 탄성 변형 변위를 보상하는 조절힘을 인가시키는 갠트리 스테이지장치.
KR1020210020241A 2021-02-16 2021-02-16 갠트리 스테이지장치 KR102547187B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210020241A KR102547187B1 (ko) 2021-02-16 2021-02-16 갠트리 스테이지장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210020241A KR102547187B1 (ko) 2021-02-16 2021-02-16 갠트리 스테이지장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220116863A true KR20220116863A (ko) 2022-08-23
KR102547187B1 KR102547187B1 (ko) 2023-06-26

Family

ID=83092775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210020241A KR102547187B1 (ko) 2021-02-16 2021-02-16 갠트리 스테이지장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102547187B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010061993A (ko) * 1999-12-01 2001-07-07 에이에스엠 리소그라피 비.브이. 전사장치용 위치결정 시스템
KR101218772B1 (ko) 2010-11-29 2013-01-21 순환엔지니어링 주식회사 유연기구를 이용한 회전 오차 보상 스테이지
KR101389400B1 (ko) 2012-12-24 2014-04-25 주식회사 맥스로텍 갠트리 이송장치의 이송롤러유닛 전용 롤러 및 레일 상태확인수단
KR20170129046A (ko) * 2016-05-16 2017-11-24 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 스테이지장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010061993A (ko) * 1999-12-01 2001-07-07 에이에스엠 리소그라피 비.브이. 전사장치용 위치결정 시스템
KR101218772B1 (ko) 2010-11-29 2013-01-21 순환엔지니어링 주식회사 유연기구를 이용한 회전 오차 보상 스테이지
KR101389400B1 (ko) 2012-12-24 2014-04-25 주식회사 맥스로텍 갠트리 이송장치의 이송롤러유닛 전용 롤러 및 레일 상태확인수단
KR20170129046A (ko) * 2016-05-16 2017-11-24 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 스테이지장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102547187B1 (ko) 2023-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108068109B (zh) 控制保持装置的方法、保持装置和机器人装置
JP4640290B2 (ja) ワーク移し替えのための方法及びシステム
EP1645374B1 (en) Gripping hand with strain detecting means for adjusting its gripping force
US8596950B2 (en) Transfer robot
CN106584428B (zh) 用于线性柔性的铰接式机构
KR102394745B1 (ko) 전자 또는 광학 부품을 기판상에 실장하기 위한 방법 및 장치
US20110314926A1 (en) Biaxial tensile testing machine
JP2009115782A (ja) 倣い装置
JP2011528627A (ja) マニュピレータアームを運搬するエアクッションプラットフォーム及び移動可能ロボット
CN103658966B (zh) 摩擦搅拌接合装置
CN111975250A (zh) 工件旋转装置和机器人系统
KR20200051593A (ko) 로봇 핸드, 로봇 장치 및 전자기기의 제조 방법
KR20220116863A (ko) 갠트리 스테이지장치
US20220314442A1 (en) Compensation of Positional Tolerances in the Robot-assisted Surface Machining
WO2022137746A1 (ja) ロボット
EP3822044A1 (en) Exoskeleton joint drive with non-linear transmission
CN112207793A (zh) 移动机器人
JP5890937B2 (ja) シーム溶接方法及びシステム
US10968050B2 (en) Transfer apparatus and method of operating same
JP6675223B2 (ja) ロボットアームおよびロボット
JP5070542B2 (ja) 塗布システム
EP1980340B1 (en) Roller crimping system
WO2023002641A1 (ja) ロボット機構及びパラレルリンクロボット
JPH11130395A (ja) 作業機の制御装置
JP2007270898A (ja) 除振装置及び除振方法

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20210216

PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20210303

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20210216

Comment text: Patent Application

PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20220611

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E90F Notification of reason for final refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Final Notice of Reason for Refusal

Patent event date: 20221212

Patent event code: PE09021S02D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20230619

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20230620

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20230621

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration