KR20220150967A - 그리퍼 장치, 반송차, 및 반송 방법 - Google Patents

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Abstract

그리퍼(gripper) 장치는, 물품의 상면에 설치되고 상면을 따른 방향으로 이격되는 한 쌍의 피홀딩부(被保持部)를 구비한 물품을 홀딩한다. 그리퍼 장치는, 물품의 상방에 있어서 승강 가능한 승강부에 부착되고, 한 쌍의 피홀딩부에 각각 걸림결합하는 한 쌍의 걸림결합부와, 한 쌍의 걸림결합부 간의 거리가 한 쌍의 피홀딩부의 간격보다 짧은 대기 위치로부터, 한 쌍의 걸림결합부가 한 쌍의 피홀딩부에 걸림결합 가능한 걸림결합 위치로, 한 쌍의 걸림결합부가 서로 멀어지도록 한 쌍의 걸림결합부를 상기 방향을 따라 이동시키는 구동부를 구비한다.

Description

그리퍼 장치, 반송차, 및 반송 방법
[0001] 본 개시는, 물품을 홀딩(保持)하는 그리퍼(gripper) 장치, 그리퍼 장치를 구비하는 반송차, 및 물품을 홀딩하여 반송하는 반송 방법에 관한 것이다.
[0002] 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, FOUP(Front Opening Unified Pod) 등의 물품을 매단 상태로 반송하는 천장 반송차 시스템이 알려져 있다. 이 시스템에서는, FOUP의 상면(上面)에 설치된 플랜지(flange)가, 승강대에 의해, 플랜지의 양측으로부터 척킹된다.
일본 특허공개공보 제2011-35022호
[0004] 상기한 종래의 시스템에서는, 물품의 상면에, 1개의 플랜지가 설치되어 있고, 이 플랜지가, 승강대에 의해 척킹되어 있다. 플랜지를 양측으로부터 파지(把持)하기 위해서는, 커다란 그리퍼 장치가 필요해진다. 본 개시는, 컴팩트한 구성으로 물품을 홀딩할 수 있는 그리퍼 장치, 반송차, 및 반송 방법을 설명한다.
[0005] 본 개시의 하나의 양태는, 물품의 상면에 설치되고 상면을 따른 방향으로 이격(離間)되는 한 쌍의 피(被)홀딩부를 구비한 물품을 홀딩하는 그리퍼 장치로서, 물품의 상방에 있어서 승강 가능한 승강부에 부착되고, 한 쌍의 피홀딩부에 각각 걸림결합하는 한 쌍의 걸림결합부와, 한 쌍의 걸림결합부 간의 거리가 한 쌍의 피홀딩부 간의 간격보다 짧은 대기 위치로부터, 한 쌍의 걸림결합부가 한 쌍의 피홀딩부에 걸림결합 가능한 걸림결합 위치로, 한 쌍의 걸림결합부가 서로 멀어지도록 한 쌍의 걸림결합부를 상기 방향을 따라 이동시키는 구동부를 구비한다.
[0006] 이 그리퍼 장치에 의하면, 승강부에 부착된 한 쌍의 걸림결합부는, 구동부에 의해, 대기 위치로부터 걸림결합 위치로 이동된다. 물품의 상면에는, 소정의 방향으로 이격되는 한 쌍의 피홀딩부가 설치되어 있다. 한 쌍의 걸림결합부는, 그리퍼 장치가 물품을 홀딩하고자 할 때, 이들 한 쌍의 피홀딩부의 사이에(내측에) 배치되어, 상기 소정의 방향을 따라 물품의 내측으로부터 외측으로 이동된다. 이러한 걸림결합부의 배치와, 일방향으로의 이동 및 걸림결합에 의해, 그리퍼 장치가 전체적으로 컴팩트하게 되어 있다. 이 그리퍼 장치에 의하면, 컴팩트한 구성으로 물품을 홀딩할 수 있다.
[0007] 그리퍼 장치는, 승강부에 고정되는 동시에, 간격보다 긴 간격을 갖고 방향으로 이격되도록 배치된 한 쌍의 낙하방지부를 구비해도 된다. 한 쌍의 낙하방지부와 대기 위치에 위치하는 한 쌍의 걸림결합부 사이에는, 각각, 한 쌍의 피홀딩부의 각각이 연직 방향으로 통과할 수 있는 제1 틈새가 형성되고, 한 쌍의 낙하방지부와 걸림결합 위치에 위치하는 한 쌍의 걸림결합부 사이에는, 각각, 한 쌍의 피홀딩부의 각각이 연직 방향으로 통과할 수 없는 제2 틈새가 형성되어도 된다. 한 쌍의 걸림결합부가 대기 위치에 위치하는 상태에서 승강부가 하강하였을 때, 상기 방향에 있어서의 양단(兩端) 영역의 각각에 있어서, 걸림결합부와 낙하방지부 사이의 제1 틈새를, 피홀딩부가 통과한다. 한 쌍의 걸림결합부가 걸림결합 위치로 이동되어 한 쌍의 피홀딩부에 걸림결합하였을 때, 상기 방향에 있어서의 양단 영역의 각각에 있어서, 걸림결합부와 낙하방지부 사이의 제2 틈새로부터, 피홀딩부가 통과할 수는 없다. 예컨대, 어떠한 예기치 못한 사태에 기인하여 일측(一方)의 피홀딩부(또는 일측의 걸림결합부)에 있어서의 파손 등이 발생한 경우라 하더라도, 타측(他方)의 피홀딩부가, 타측의 걸림결합부와 낙하방지부에 끼워져, 홀딩된다. 이와 같이, 어느 일측의 걸림결합 구조가 유지되므로, 물품을 홀딩할 수 있고, 물품의 낙하를 방지할 수 있다.
[0008] 물품에는, 상면에 세움 설치(立設)된 적어도 한 쌍의 지지기둥(支柱)과, 지지기둥에 고정된 한 쌍의 피홀딩부가 설치되어도 된다. 한 쌍의 걸림결합부의 각각은, 한 쌍의 걸림결합부가 걸림결합 위치에 위치할 때 지지기둥을 수용하는 노치부를 가져도 된다. 이 구성에 의하면, 지지기둥이 설치됨으로써, 물품의 상면과 피홀딩부 사이에, 걸림결합부가 삽입되는 공간을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 방향에 있어서의 걸림결합부의 이동에 있어서, 예컨대, 걸림결합부의 일부를 내측으로부터 지지기둥에 접촉시키는 제어를 행하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 걸림결합부를 확실하고 용이하게 위치결정할 수 있다.
[0009] 구동부는, 한 쌍의 걸림결합부를 이동시키기 위한 1개의 링크 기구를 가져도 된다. 1개의 링크 기구만으로 한 쌍의 걸림결합부가 이동되기 때문에, 복수의 링크 기구를 이용하는 경우보다 구조가 간결해진다. 또한, 한 쌍의 걸림결합부에 대해 1개의 공통의 링크 기구가 설치되기 때문에, 한 쌍의 걸림결합부의 동작을 동기시키기 쉽다.
[0010] 본 개시의 다른 양태로서, 상기한 어느 하나의 그리퍼 장치를 구비하며, 천장에 설치된 궤도를 따라 주행하는, 반송차가 제공되어도 된다. 이 반송차에 의하면, 그리퍼 장치가 컴팩트한 구성을 가지므로, 물품의 크기 및 중량 등에 비해, 반송차를 컴팩트화 및 경량화할 수 있다.
[0011] 본 개시의 또 다른 양태는, 물품의 상면에 설치되고 상면을 따른 방향으로 이격되는 한 쌍의 피홀딩부를 구비한 물품을 그리퍼 장치로 홀딩하여 반송하는 반송 방법으로서, 그리퍼 장치는, 물품의 상방에 있어서 승강 가능한 승강부에 부착되고, 한 쌍의 피홀딩부에 각각 걸림결합하는 한 쌍의 걸림결합부를 구비하며, 승강부를 하강시키는 하강 공정과, 한 쌍의 걸림결합부 간의 거리가 한 쌍의 피홀딩부 간의 간격보다 짧은 대기 위치로부터, 한 쌍의 걸림결합부가 한 쌍의 피홀딩부에 걸림결합 가능한 걸림결합 위치로 한 쌍의 걸림결합부를 방향을 따라 이동시키는 이동 공정과, 승강부를 상승시키는 동시에 걸림결합 위치에 있는 한 쌍의 걸림결합부를 한 쌍의 피홀딩부에 걸림결합시킴으로써 물품을 홀딩하는 홀딩 공정을 포함한다.
[0012] 이 반송 방법에 의하면, 상기한 것과 동일한 작용·효과가 나타난다. 즉, 홀딩 공정에 있어서, 컴팩트한 구성으로 물품을 홀딩할 수 있다. 그리퍼 장치가 컴팩트한 구성을 가지므로, 홀딩한 물품을 반송할 때에도, 장치가 컴팩트한 것이나 경량인 것에 따른 이점을 살릴 수 있다. 예컨대, 이 반송 방법은, 반송 속도의 고속화의 관점 및 소비 전력 저감의 관점에서도 유리하다.
[0013] 본 개시에 따르면, 컴팩트한 구성으로 물품을 홀딩할 수 있다.
[0014] 도 1은, 본 개시의 하나의 실시형태에 따른 그리퍼 장치를 구비한 반송차의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는, 도 1 중의 그리퍼 장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은, 도 1의 반송차 시스템에 의해 반송되는 물품을 나타낸 사시도이다.
도 4는, 그리퍼 장치를 측방으로부터 보고 도시한 도면이며, 한 쌍의 걸림결합부가 대기 위치에 위치하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는, 그리퍼 장치를 측방으로부터 보고 도시한 도면이며, 한 쌍의 걸림결합부가 걸림결합 위치에 위치하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은, 걸림결합부가 피홀딩부에 걸림결합되어 있는 상태를 나타낸 평면도이다.
도 7은, 도 6의 VII-VII선에 따른 단면도이다.
도 8은, 도 5의 일부 확대도이다.
도 9는, 일측의 피홀딩부가 파손되었을 경우에 타측의 피홀딩부가 홀딩된 상태를 나타낸 도면이다.
[0015] 도 1에 나타낸 바와 같이, 하나의 실시형태의 천장 반송차(반송차)(1)는, 반도체 디바이스가 제조되는 클린룸(clean room)의 천장(110)에 부설(敷設)된 궤도(100)를 따라 주행한다. 하나의 실시형태의 천장 반송차(1)는, 복수의 반도체 웨이퍼가 수용된 FOUP(Front Opening Unified Pod)(물품)(200)의 반송, 및, 반도체 웨이퍼에 각종 처리를 실시하는 처리 장치에 설치된 이재(移載; 옮겨 싣기)부인 로드 포트(300) 등에 대한 FOUP(200)의 이재를 행한다. 궤도(100)는, 서스펜딩 지지기둥(108)에 의해 천장(110)으로부터 매달려 있다. 궤도(100)는, 주행 레일(101)과, 주행 레일(101)의 하부에 설치된 급전(給電) 레일(102)을 갖고 있다.
[0016] 천장 반송차(1)는, 프레임 유닛(2)과, 주행 유닛(3a)과, 수전(受電) 유닛(3b)과, 횡방향 유닛(lateral unit)(4)과, 시터 유닛(sheeter unit)(5)과, 승강 구동 유닛(6)과, 그리퍼 장치(10)와, 컨트롤러(8)를 구비하고 있다. 프레임 유닛(2)은, 센터 프레임(21)과, 프런트 프레임(22)과, 리어 프레임(23)을 갖고 있다. 프런트 프레임(22)은, 센터 프레임(21)에 있어서의 전측(천장 반송차(1)의 주행 방향에 있어서의 전측)의 단부로부터 하측으로 연장되어 있다. 리어 프레임(23)은, 센터 프레임(21)에 있어서의 후측(천장 반송차(1)의 주행 방향에 있어서의 후측)의 단부로부터 하측으로 연장되어 있다.
[0017] 주행 유닛(3a) 및 수전 유닛(3b)은, 센터 프레임(21)의 상측에 배치되어 있다. 주행 유닛(3a)은, 주행 레일(101)에 부착되어 있다. 수전 유닛(3b)은, 예컨대, 급전 레일(102)을 따라 부설된 고주파 전류선으로부터 비접촉으로 전력을 공급받는다. 수전 유닛(3b)에 대한 전력 공급에 의해, 주행 유닛(3a)이 궤도(100)를 따라 주행한다. 횡방향 유닛(4)은, 센터 프레임(21)의 하측에 배치되어 있다. 횡방향 유닛(4)은, 시터 유닛(5), 승강 구동 유닛(6) 및 그리퍼 장치(10)를 횡방향(천장 반송차(1)의 주행 방향에 있어서의 측방)으로 이동시킨다. 시터 유닛(5)은, 횡방향 유닛(4)의 하측에 배치되어 있다. 시터 유닛(5)은, 승강 구동 유닛(6) 및 그리퍼 장치(10)를 수평면 내에 있어서 회동(回動)시킨다.
[0018] 승강 구동 유닛(6)은, 시터 유닛(5)의 하측에 배치되어 있다. 승강 구동 유닛(6)은, 그리퍼 장치(10)를 승강시킨다. 그리퍼 장치(10)는, 승강 구동 유닛(6)의 하측에 배치되어 있다. 그리퍼 장치(10)는, FOUP(200)의 플랜지부(피홀딩부)(202)를 홀딩한다. 컨트롤러(8)는, 프런트 프레임(22) 및 리어 프레임(23)에 배치되어 있다. 컨트롤러(8)는, CPU, ROM 및 RAM 등에 의해 구성된 전자 제어 유닛이다. 컨트롤러(8)는, 천장 반송차(1)의 각부(各部)를 제어한다.
[0019] 프런트 프레임(22) 및 리어 프레임(23)에는, FOUP(200)가 프레임 유닛(2)으로부터 낙하하는 것을 방지하는 4개의 하측 낙하방지부(26) 및 2개의 덮개 낙하방지부(27)가 부착되어 있다. 하측 낙하방지부(26)는, 프레임 유닛(2)의 네 군데의 코너 위치에 있어서, 프런트 프레임(22)의 하단과 리어 프레임(23)의 하단에 각각 부착되어 있어, FOUP(200)의 바닥면(底面)의 전단 및 후단에 각각 대면한다. 덮개 낙하방지부(27)는, 프런트 프레임(22)의 하부와 리어 프레임(23)의 하부에 각각 부착되어 있어, 덮개(205)측(도 3 참조)으로부터 FOUP(200)에 대면한다. 이들 하측 낙하방지부(26) 및 덮개 낙하방지부(27)는, FOUP(200)의 이재에 수반하여, 적절한 타이밍에 개폐된다.
[0020] 이상과 같이 구성된 천장 반송차(1)는, 일례로서, 다음과 같이 동작한다. 로드 포트(300)로부터 천장 반송차(1)로 FOUP(200)를 이재하는 경우에는, FOUP(200)를 홀딩하고 있지 않은 천장 반송차(1)가 로드 포트(300)의 상방에 정지한다. 그리퍼 장치(10)의 수평 위치가 로드 포트(300)의 수직 상방의 위치로부터 어긋나 있는 경우에는, 횡방향 유닛(4) 및 시터 유닛(5)을 구동시킴으로써, 승강 구동 유닛(6)째로 홀딩 유닛의 수평 위치 및 각도를 미세 조정한다. 이어서, 승강 구동 유닛(6)이 그리퍼 장치(10)를 하강시키고, 그리퍼 장치(10)가, 로드 포트(300)에 놓여 있는 FOUP(200)의 플랜지부(202)를 홀딩한다. 이어서, 승강 구동 유닛(6)이 그리퍼 장치(10)를 상승단(上昇端)까지 상승시켜, 프런트 프레임(22)과 리어 프레임(23) 사이에 FOUP(200)를 배치한다. 하측 낙하방지부(26) 및 덮개 낙하방지부(27)가 닫힌다. 이어서, FOUP(200)를 홀딩한 천장 반송차(1)가 주행을 개시한다.
[0021] 한편, 천장 반송차(1)로부터 로드 포트(300)로 FOUP(200)를 이재하는 경우에는, FOUP(200)를 홀딩한 천장 반송차(1)가 로드 포트(300)의 상방에 정지한다. 하측 낙하방지부(26) 및 덮개 낙하방지부(27)가 열린다. 그리퍼 장치(10)(FOUP(200))의 수평 위치가 로드 포트(300)의 수직 상방의 위치로부터 어긋나 있는 경우에는, 횡방향 유닛(4) 및 시터 유닛(5)을 구동시킴으로써, 승강 구동 유닛(6)째로 홀딩 유닛의 수평 위치 및 각도를 미세 조정한다. 이어서, 승강 구동 유닛(6)이 그리퍼 장치(10)를 하강시켜, 로드 포트(300)에 FOUP(200)를 올려놓고, 그리퍼 장치(10)가 FOUP(200)의 플랜지부(202)의 홀딩을 해방시킨다. 이어서, 승강 구동 유닛(6)이 그리퍼 장치(10)를 상승단까지 상승시킨다. 이어서, FOUP(200)를 홀딩하고 있지 않은 천장 반송차(1)가 주행을 개시한다.
[0022] 도 2에 나타낸 바와 같이, 그리퍼 장치(10)는, 그리퍼 장치(10)의 본체를 이루는 승강부(11)와, 승강부(11)에 고정된 모터(16)와, 모터(16)의 출력축(16a)을 통해 모터(16)에 접속된 1개의 링크 기구(20)와, 링크 기구(20)의 선단에 부착된 한 쌍의 핑거부(걸림결합부)(12)를 구비한다. 모터(16), 링크 기구(20), 및 한 쌍의 핑거부(12)는, 승강부(11)에 부착되어 있다. 모터(16) 및 링크 기구(20)는, 한 쌍의 핑거부(12)를 이동시키는 구동부(7)를 구성하고 있다. 승강부(11)는, 상술한 승강 구동 유닛(6)을 구성하는 예컨대 4개의 벨트(6a)에 의해 매달려 있다. 승강부(11)는, 컨트롤러(8)에 의해 승강 구동 유닛(6)이 제어됨으로써, FOUP(200)의 상방(로드 포트(300)의 상방)에 있어서 승강 가능하다. 참고로, 승강 구동 유닛(6)이 3개의 벨트(6a)를 가지고 있고, 승강부(11)가 3개의 벨트(6a)에 의해 매달려 있어도 된다.
[0023] 도 3을 참조하여, 본 실시형태의 그리퍼 장치(10)에 의해 홀딩되는 FOUP(200)에 대해 설명한다. FOUP(200)는, 예컨대 직육면체 형상의 본체(201)를 갖는다. 본체(201)의 측면(천장 반송차(1)의 주행 방향에 있어서의 측방의 면)에는, 덮개(205)가 개폐 가능하게 부착되어 있다. FOUP(200)는, 본체(201) 내에 복수의 반도체 웨이퍼를 수용한다. FOUP(200)는, 본체(201) 내에, 사각 형상의 기판인 복수의 반도체 패널을 수용해도 된다. 본체(201)의 직사각형의 상면(201a)에는, 그리퍼 장치(10)에 의해 홀딩되는 한 쌍의 플랜지부(202)가 설치되어 있다. 한 쌍의 플랜지부(202)는, 상면(201a)을 따른 방향이며 천장 반송차(1)의 주행 방향에 대응하는 방향(도면 중에 표시되는 X방향)으로 이격되어 있다. 이하의 설명에 있어서, 이 방향을 「제1 방향」이라고 한다. 한 쌍의 플랜지부(202)는, 상면(201a)의 X방향에 있어서의 단부(201b, 201b)에 배치되어 있고, 각각, 상면(201a)을 따른 방향이며 상기 제 1 방향에 직교하는 방향(도면 중에 표시되는 Y방향)으로 길게 연장되어 있다. 이하의 설명에 있어서, 상기 제1 방향에 직교하는 방향을 「제2 방향」이라고 한다. 이들 제1 방향 및 제2 방향이라는 말은, FOUP(200)의 설명에 이용될 수 있지만, FOUP(200)를 홀딩하는 그리퍼 장치(10)의 설명에도 이용될 수 있다. 상술한 바대로, 제1 방향은, 승강 구동 유닛(6) 및 그리퍼 장치(10)가 프레임 유닛(2)에 정렬된 상태에 있어서의, 천장 반송차(1)의 주행 방향에 대응한다.
[0024] 보다 상세하게는, FOUP(200)의 상면(201a)에는, 단부(201b, 201b)의 각각에 있어서, 복수 쌍(본 실시형태에서는 3쌍)의 지지기둥(203)이 세움 설치되어 있다. 3개의 지지기둥(203)이, 예컨대, Y방향으로 이격되어, Y방향으로 배열되어 있다. 각 지지기둥(203)은, 상면(201a)에 수직으로 연장되어 있고, 그 하단이 상면(201a)에 고정되어 있다. 상면(201a)의 제1 방향에 있어서의 일측의 단부(201b)에, 예컨대 3개의 동일한 길이를 갖는 지지기둥(203)이 세움 설치되어 있고, 이들 지지기둥(203)의 상단에, 1장의 플랜지부(202)가 용접 또는 볼트 등에 의해 고정되어 있다. 각 플랜지부(202)는, 예컨대, 상면(201a)에 평행하게 배치되고 Y방향으로 연장되는 길이가 긴 판 형상 부재이다. 상면(201a)의 제1 방향에 있어서의 타측의 단부(201b)에, 예컨대 3개의 동일한 길이를 갖는 지지기둥(203)이 세움 설치되어 있고, 이들 지지기둥(203)의 상단에, 1장의 플랜지부(202)가 용접 또는 볼트 등에 의해 고정되어 있다. 한 쌍의 플랜지부(202)는, FOUP(200)의 상면(201a)에 예컨대 평행하게 연장되어 있다. 이상 설명한 바와 같이, FOUP(200)는, 상면(201a)에 설치되고 상면(201a)을 따른 제1 방향으로 이격되는 한 쌍의 플랜지부(202)를 구비하고 있다.
[0025] 지지기둥(203)이 설치됨으로써, 상면(201a)과 플랜지부(202)의 사이에는 소정의 스페이스가 형성되어 있다. 또한 도 1에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 플랜지부(202)는, 본체(201)의 제1 방향에 있어서의 길이(FOUP(200)의 전체 길이)의 범위 내에 들어가 있다. 상면(201a)과 플랜지부(202) 사이의 스페이스에, 상면(201a)의 중앙부로부터 단부(201b)를 향해, 그리퍼 장치(10)의 핑거부(12)가 삽입된다. FOUP(200)는, 내측으로부터 외측을 향해 이동되어 상기 스페이스에 삽입된 핑거부(12)에 의해, 하방으로 홀딩(지지)되는 물품이다.
[0026] 도 2, 도 4 및 도 5를 참조하여, 그리퍼 장치(10)에 대해 상세히 설명한다. 그리퍼 장치(10)의 한 쌍의 핑거부(12)는, 제1 방향(도면 중에 표시되는 X방향)을 따라 이동한다. 한 쌍의 핑거부(12)는, 그리퍼 장치(10)에 있어서 수평으로 이동(슬라이드)할 수 있도록, 승강부(11)에 지지되어 있다. 그리퍼 장치(10)가 FOUP(200)를 홀딩할 때, 핑거부(12)는 플랜지부(202)에 가까워지도록 진출(進出)한다. 그리퍼 장치(10)가 FOUP(200)의 홀딩을 해방시킬 때, 핑거부(12)는 플랜지부(202)로부터 멀어지도록 퇴피(退避)한다.
[0027] 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 링크 기구(20)는, 핑거부(12)를 이동시키기 위한 기구이다. 링크 기구(20)는, 모터(16)의 출력축(16a)에 연결되어, 출력축(16a)을 중심으로 회전하는 1개의 중앙 링크(17)와, 중앙 링크(17)의 양단에 설치된 한 쌍의 축(17a)에 제1 끝단(端)이 회전 가능하게 연결된 한 쌍의 제1 링크(18)와, 제1 링크(18)의 제2 끝단에 설치된 한 쌍의 축(18a)에 기단(基端)이 회전 가능하게 연결된 한 쌍의 제2 링크(19)를 포함한다. 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 출력축(16a)의 회전에 수반하여, 중앙 링크(17)가 회전하고, 일측의 제1 링크(18) 및 제2 링크(19)와, 타측의 제1 링크(18) 및 제2 링크(19)가, 동기하여 이동한다. 한 쌍의 제2 링크(19)의 선단에는, 각각 핑거부(12)가 부착되어 있다.
[0028] 도 2에 나타낸 바와 같이, 핑거부(12)는, 평면 시점으로 볼 때(平面視) 직사각형인 걸림결합판(13)을 포함한다. 이 걸림결합판(13)이, FOUP(200)의 상면(201a)과 플랜지부(202) 사이의 스페이스에 삽입되어, 플랜지부(202)를 하방으로부터 지지한다. 그리퍼 장치(10)의 한 쌍의 핑거부(12)는, FOUP(200)의 한 쌍의 플랜지부(202)에 걸림결합한다.
[0029] 보다 상세하게는, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 걸림결합판(13)은, 제2 링크(19)의 선단에 부착된 후판부(厚板部)(13a)와, 후판부(13a)의 선단측에 형성된 박판부(薄板部)(13b)를 포함한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 박판부(13b)는 후판부(13a)보다 얇다. 박판부(13b)의 하면은 후판부(13a)의 하면과 면일(面一) 상태(즉, 단차가 없는 상태)지만, 박판부(13b)의 상면은 후판부(13a)의 상면보다 낮은 위치에 형성되어 있고, 이 박판부(13b)의 상면에, 소정의 두께를 갖는 1장의 제1 완충 부재(14)와 2장의 제2 완충 부재(15)가 부착되어 있다. 이들 제1 완충 부재(14) 및 제2 완충 부재(15)는, 예컨대 수지 부재이다. 직사각형인 제2 완충 부재(15)는, 박판부(13b)의 제2 방향에 있어서의 양단부에 부착되어 있고, 직사각형인 제1 완충 부재(14)는, 제2 완충 부재(15)의 사이에 부착되어 있다.
[0030] 제2 완충 부재(15)가 부착된 위치는, FOUP(200)에 세움 설치된 3개의 지지기둥(203) 중 중앙의 지지기둥(203)의 위치에 해당한다. 박판부(13b) 및 제1 완충 부재(14)에는, 대략 동일한 크기 및 형상을 갖는 삼각 형상의 노치부가 형성되어 있다. 이에 의해, 핑거부(12)에는, 중앙의 지지기둥(203)을 수용하는 노치부(12a)가 형성되어 있다. 노치부(12a)는, 예컨대, 2개의 사변(斜邊)을 포함하는 V자 형상의 오목부이며, 핑거부(12)의 X방향의 선단(12b)에 있어서 개방되어 있다. 걸림결합판(13)의 Y방향의 길이는 양단에 위치하는 지지기둥(203)의 간격보다 짧다. 핑거부(12)의 노치부(12a)가 중앙의 지지기둥(203)을 수용한 상태로(즉 노치부(12a)에 중앙의 지지기둥(203)이 들어간 상태로), 핑거부(12)는, 양단에 위치하는 지지기둥(203) 사이에 배치된다(도 6 참조).
[0031] 다시 도 4 및 도 5를 참조하여, 핑거부(12)의 이동 범위에 대해 설명한다. 구동부(7)는, 한 쌍의 핑거부(12) 간의 거리가 한 쌍의 플랜지부(202) 간의 간격보다 짧은 대기 위치(P1)(도 4 참조)와, 한 쌍의 핑거부(12)가 한 쌍의 플랜지부(202)에 걸림결합 가능한 걸림결합 위치(P2) 사이에서, 한 쌍의 핑거부(12)를 제1 방향을 따라 이동시킨다. 이 걸림결합 위치(P2)는, 한 쌍의 핑거부(12) 간의 거리가 한 쌍의 플랜지부(202) 간의 간격보다 길어지는 위치이다. 본 실시형태에서는, 링크 기구(20)에 의해, 한 쌍의 핑거부(12)는 직선적으로 이동한다. 참고로, 「한 쌍의 핑거부(12) 간의 거리」란, 도 4에 도시된 핑거부(12)의 선단(12b) 간의 거리를 의미한다. 「한 쌍의 플랜지부(202) 간의 간격」이란, 도 4에 도시된 한 쌍의 플랜지부(202)의 제1 방향의 내측단면(內端面)(202b) 간의 거리를 의미한다.
[0032] 즉, 구동부(7)는, 대기 위치(P1)로부터 걸림결합 위치(P2)로, 한 쌍의 핑거부(12)가 서로 멀어지도록, 한 쌍의 핑거부(12)를 제1 방향을 따라 이동시킨다. 바꾸어 말하자면, 구동부(7)는, 승강부(11)의 내측(승강부(11)의 중심 근처의 위치)으로부터 외측(프런트 프레임(22) 및 리어 프레임(23) 근처의 위치)으로, 한 쌍의 핑거부(12)를 이동시킨다. 이와 같이, 구동부(7)는, 한 쌍의 핑거부(12)를 신장(伸長)시켜 전개한다. 또한, 구동부(7)는, 걸림결합 위치(P2)로부터 대기 위치(P1)로, 한 쌍의 핑거부(12)가 서로 가까워지도록, 한 쌍의 핑거부(12)를 제1 방향을 따라 이동시킨다. 바꾸어 말하자면, 구동부(7)는, 승강부(11)의 외측(프런트 프레임(22) 및 리어 프레임(23) 근처의 위치)으로부터 내측(승강부(11)의 중심 근처의 위치)으로, 한 쌍의 핑거부(12)를 이동시킨다. 이와 같이, 구동부(7)는, 한 쌍의 핑거부(12)를 수축 후퇴(縮退)시켜 격납한다.
[0033] 나아가, 본 실시형태의 그리퍼 장치(10)는, 만일의 경우의 장치(FOUP(200) 또는 핑거부(12))의 파손 등에 대비하여, FOUP(200)의 낙하를 방지하는 낙하방지부(30)를 구비한다. 도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 낙하방지부(30)가, 승강부(11)의 제1 방향의 양단부에 고정되어 있다. 한 쌍의 낙하방지부(30)는, 한 쌍의 플랜지부(202) 간의 간격보다 긴 간격을 갖고 제1 방향으로 이격되도록 배치되어 있다. 보다 상세하게는, 한 쌍의 낙하방지부(30)는, 한 쌍의 플랜지부(202)의 제1 방향의 외측단면(外端面)(202a)(도 8 참조) 간의 거리보다 긴 간격을 갖고 제1 방향으로 이격되어 있다. 각 낙하방지부(30)는, 승강부(11)로부터 수하(垂下)되는 수하판(31)을 포함한다. 수하판(31)의 하단(31a)은, 그리퍼 장치(10)가 하강하여 FOUP(200)에 대한 그리퍼 장치(10)의 높이가 적합해진 상태에서, 플랜지부(202)보다 낮은 높이에 위치한다. 보다 상세하게는, 핑거부(12)가 플랜지부(202)에 걸림결합하여 그리퍼 장치(10)가 FOUP(200)를 홀딩하는 상태(도 5 및 도 8에 도시된 상태)에서, 수하판(31)의 하단(31a)은, 플랜지부(202)보다 낮은 높이에 위치하며, 수하판(31)의 내면(31b)이, 소정의 틈새를 갖고 플랜지부(202)의 외측단면(202a)에 대면하고 있다.
[0034] 도 4에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 낙하방지부(30)와 대기 위치(P1)에 위치하는 한 쌍의 핑거부(12) 사이에는, 각각, 한 쌍의 플랜지부(202)의 각각이 연직 방향으로 통과할 수 있는 제1 틈새(G1)가 형성되어 있다. 또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 낙하방지부(30)와 걸림결합 위치(P2)에 위치하는 한 쌍의 핑거부(12) 사이에는, 각각, 한 쌍의 플랜지부(202)의 각각이 연직 방향으로 통과할 수 없는 제2 틈새(G2)가 형성되어 있다. 제1 틈새(G1) 및 제2 틈새(G2)는, 핑거부(12)의 선단(12b)과 수하판(31)의 내면(31b) 간의 거리로서 정의될 수 있다. 제1 틈새(G1)는, 플랜지부(202)의 제1 방향의 크기보다 크다. 제2 틈새(G2)는, 플랜지부(202)의 제1 방향의 크기보다 작다.
[0035] 본 실시형태의 그리퍼 장치(10)를 구비한 천장 반송차(1)에 의한 FOUP(200)의 반송 방법에 대해 설명한다. 이하의 각 동작은, 컨트롤러(8)에 의한 제어에 근거하여 실행된다. 우선, 그리퍼 장치(10)의 수평 위치가 로드 포트(300)의 수직 상방에 위치하는 상태에서, 승강부(11)가 하강된다(하강 공정). 이 하강 공정에서는, 승강부(11)에 설치된 공지된 위치결정 수단 등을 이용하여, FOUP(200)에 대한 그리퍼 장치(10)의 높이 방향 및 수평 방향의 위치결정이 행해진다. 이어서, 한 쌍의 핑거부(12) 간의 거리가 한 쌍의 플랜지부(202) 간의 간격보다 짧은 대기 위치(P1)로부터, 한 쌍의 핑거부(12)가 한 쌍의 플랜지부(202)에 걸림결합 가능한 걸림결합 위치(P2)로, 구동부(7)에 의해 한 쌍의 핑거부(12)가 제1 방향을 따라 이동된다(이동 공정, 도 4 및 도 5 참조). 이 공정에 의해, 핑거부(12)의 노치부(12a)로 중앙의 지지기둥(203)이 들어가, 플랜지부(202)의 하면측에 핑거부(12)가 삽입된다. 나아가, 승강부(11)를 상승시키는 동시에, 걸림결합 위치(P2)에 있는 한 쌍의 핑거부(12)가 한 쌍의 플랜지부(202)에 걸림결합되어, FOUP(200)가 그리퍼 장치(10)에 의해 홀딩된다(홀딩 공정).
[0036] 본 실시형태의 그리퍼 장치(10)에 의하면, 승강부(11)에 부착된 한 쌍의 핑거부(12)는, 모터(16)에 의해, 대기 위치(P1)로부터 걸림결합 위치(P2)로 이동된다. FOUP(200)의 상면(201a)에는, 제1 방향으로 이격되는 한 쌍의 플랜지부(202)가 설치되어 있다. 한 쌍의 핑거부(12)는, 그리퍼 장치(10)가 FOUP(200)를 홀딩하고자 할 때, 이들 한 쌍의 플랜지부(202)의 사이에(내측에) 배치되어, 상기 제 1 방향을 따라 FOUP(200)의 내측으로부터 외측으로 이동된다. 이러한 핑거부(12)의 배치와, 제1 방향으로의 이동 및 걸림결합에 의해, 그리퍼 장치(10)가 전체적으로 컴팩트하게 되어 있다. 이 그리퍼 장치(10)에 의하면, 컴팩트한 구성으로 물품을 홀딩할 수 있다.
[0037] 1개의 링크 기구(20)만으로 한 쌍의 핑거부(12)가 이동되기 때문에, 복수의 링크 기구를 이용하는 경우보다 구조가 간결해진다. 또한, 한 쌍의 핑거부(12)에 대해 1개의 공통의 링크 기구(20)가 설치되기 때문에, 한 쌍의 핑거부(12)의 동작을 동기시키기 쉽다.
[0038] 한 쌍의 핑거부(12)가 대기 위치(P1)에 위치하는 상태에서 승강부(11)가 하강하였을 때, 제1 방향에 있어서의 양단 영역의 각각에 있어서, 핑거부(12)와 낙하방지부(30) 사이의 제1 틈새(G1)를, 플랜지부(202)가 통과한다(도 4 참조). 한 쌍의 핑거부(12)가 걸림결합 위치(P2)로 이동되어 한 쌍의 플랜지부(202)에 걸림결합하였을 때, 제1 방향에 있어서의 양단 영역의 각각에 있어서, 핑거부(12)와 낙하방지부(30) 사이의 제2 틈새(G2)로부터, 플랜지부(202)가 통과할 수는 없다(도 5 참조). 예컨대, 도 9에 나타낸 바와 같이, 어떠한 예기치 못한 사태에 기인하여 제1 플랜지부(202)(또는 제1 핑거부(12))에 있어서의 파손 등이 발생된 경우라 하더라도, 제2 플랜지부(202)가, 제2 핑거부(12)와 제2 낙하방지부(30)에 끼워져, 홀딩된다. 이와 같이, 어느 일측(一方)의 걸림결합 구조가 유지되므로, FOUP(200)를 홀딩할 수 있고, FOUP(200)의 낙하를 방지할 수 있다.
[0039] 어느 하나의 핑거부(12)에 있어서, 플랜지부(202)에 대한 적정한 걸림결합 구조가 실현되어 있지 않은 경우(도 9에 예시되는 경우)에는, 예컨대 승강부(11)의 위치결정부에 설치된 공지된 센서(재석(在席) 센서 등으로 불림)로부터의 신호를 받아, 컨트롤러(8)가 플랜지부(202)의 부재(不在)를 검지해도 된다. 컨트롤러(8)는, 플랜지부(202)의 부재를 검지하면, 경보를 발생시키거나, 작업자에 대해 그 취지를 알리거나 해도 된다. 이러한 방법에 의해, 플랜지부(202)의 부재(不在)뿐만 아니라, 핑거부(12)의 파손 등도 검지할 수 있다.
[0040] FOUP(200)에 지지기둥(203)이 설치됨으로써, FOUP(200)의 상면(201a)과 플랜지부(202)의 사이에, 핑거부(12)가 삽입되는 공간을 용이하게 형성할 수 있다. 지지기둥(203)은, 이른바 스페이서(spacer)적인 역할을 한다. 또한, 제1 방향에 있어서의 핑거부(12)의 이동에 있어서, 예컨대, 핑거부(12)의 일부를 내측으로부터 지지기둥(203)에 접촉시키는 제어를 행하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 핑거부(12)를 확실하고 용이하게 위치결정할 수 있다.
[0041] 본 실시형태의 천장 반송차(1)에 의하면, 그리퍼 장치(10)가 컴팩트한 구성을 가지므로, FOUP(200)의 크기 및 중량 등에 비해, 천장 반송차(1)를 컴팩트화 및 경량화할 수 있다.
[0042] 상기한 본 실시형태의 반송 방법에 의하면, 상술한 천장 반송차(1) 및 그리퍼 장치(10)와 동일한 작용·효과가 나타난다. 즉, 홀딩 공정에 있어서, 컴팩트한 구성으로 FOUP(200)를 홀딩할 수 있다. 그리퍼 장치(10)가 컴팩트한 구성을 가지므로, 홀딩한 FOUP(200)를 반송할 때에도, 장치가 컴팩트한 것이나 경량인 것의 이점을 살릴 수 있다. 예컨대, 본 실시형태의 반송 방법은, 반송 속도의 고속화의 관점 및 소비 전력 저감의 관점에서도 유리하다.
[0043] 이상, 본 개시의 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대, 하측 낙하방지부(26) 및 덮개 낙하방지부(27) 중 한쪽 또는 양쪽 다 생략되어도 된다. 복수 쌍의 지지기둥(203)이 FOUP(200)의 상면(201a)에 세움 설치되는 경우에 한정되지 않으며, 한 쌍의 지지기둥(203)만이 FOUP(200)의 상면(201a)에 세움 설치되어도 된다. 즉, Y방향에 있어서의 양단의 지지기둥(203)이 생략되어도 된다. 이 경우에, 플랜지부(202)의 연장 방향의 대략 중앙부에, 지지기둥(203)이 세움 설치되어도 된다. 한 쌍의 플랜지부(202)가, 본체(201)의 제1 방향에 있어서의 길이(FOUP(200)의 전체 길이)로부터 약간은 돌출되어도 된다.
[0044] 구동부(7)가 1개의 링크 기구(20)만을 갖는 경우에 한정되지 않는다. 제1 핑거부(12)와 제2 핑거부(12)가 별개로 구동되어도 된다. 각 핑거부가, 링크 기구가 아니라, 예컨대 볼 나사 또는 벨트 등에 의해 구동되어도 된다.
[0045] 한 쌍의 걸림결합부가, FOUP(200)의 상면(201a)을 따라, 직선적이고 제1 방향과는 각도를 이루는 방향으로 이동되어도 된다. 한 쌍의 걸림결합부가 구동부에 의해 직선적으로 이동되는 경우에 한정되지 않고, 한 쌍의 걸림결합부가 FOUP(200)의 상면(201a)을 따라 예컨대 지그재그 형상으로 이동되어도 된다. 한 쌍의 걸림결합부가 FOUP(200)의 상면(201a)을 따라 예컨대 곡선 형상으로 이동되어도 된다.
[0046] 물품은, FOUP(200)에 한정되지 않는다. 물품은, SMIF(Standard Mechanical Interface) Pod 또는 FOSB(Front Opening Shipping Box) 등이어도 된다.
[0047] 1: 천장 반송차(반송차), 7: 구동부, 10: 그리퍼 장치, 11: 승강부, 12: 핑거부(걸림결합부), 13: 걸림결합판, 14: 제1 완충 부재, 15: 제2 완충 부재, 16: 모터, 20: 링크 기구, 200: FOUP(물품), 201: 본체, 201a: 상면, 202: 플랜지부(피홀딩부), 203: 지지기둥, 300: 로드 포트, P1: 대기 위치, P2: 걸림결합 위치.

Claims (6)

  1. 물품의 상면에 설치되고 상기 상면을 따른 방향으로 이격(離間)되는 한 쌍의 피(被)홀딩부를 구비한 상기 물품을 홀딩하는 그리퍼 장치로서,
    상기 물품의 상방에 있어서 승강 가능한 승강부에 부착되고, 상기 한 쌍의 피홀딩부에 각각 걸림결합하는 한 쌍의 걸림결합부와,
    상기 한 쌍의 걸림결합부 간의 거리가 상기 한 쌍의 피홀딩부 간의 간격보다 짧은 대기 위치로부터 상기 한 쌍의 걸림결합부가 상기 한 쌍의 피홀딩부에 걸림결합 가능한 걸림결합 위치로, 상기 한 쌍의 걸림결합부가 서로 멀어지도록 상기 한 쌍의 걸림결합부를 상기 방향을 따라 이동시키는 구동부를 구비하는, 그리퍼 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승강부에 고정되는 동시에, 상기 간격보다 긴 간격을 갖고 상기 방향으로 이격되도록 배치된 한 쌍의 낙하방지부를 구비하며,
    상기 한 쌍의 낙하방지부와 상기 대기 위치에 위치하는 상기 한 쌍의 걸림결합부 사이에는, 각각, 상기 한 쌍의 피홀딩부의 각각이 연직 방향으로 통과할 수 있는 제1 틈새가 형성되고,
    상기 한 쌍의 낙하방지부와 상기 걸림결합 위치에 위치하는 상기 한 쌍의 걸림결합부 사이에는, 각각, 상기 한 쌍의 피홀딩부의 각각이 연직 방향으로 통과할 수 없는 제2 틈새가 형성되는, 그리퍼 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 물품에는, 상기 상면에 세움 설치(立設)된 적어도 한 쌍의 지지기둥(支柱)과, 상기 지지기둥에 고정된 상기 한 쌍의 피홀딩부가 설치되고,
    상기 한 쌍의 걸림결합부의 각각은, 상기 한 쌍의 걸림결합부가 상기 걸림결합 위치에 위치할 때 상기 지지기둥을 수용하는 노치부를 갖는, 그리퍼 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 한 쌍의 걸림결합부를 이동시키기 위한 1개의 링크 기구를 갖는, 그리퍼 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 그리퍼 장치를 구비하며, 천장에 설치된 궤도를 따라 주행하는, 반송차.
  6. 물품의 상면에 설치되고 상기 상면을 따른 방향으로 이격되는 한 쌍의 피홀딩부를 구비한 상기 물품을 그리퍼 장치로 홀딩하여 반송하는 반송 방법으로서,
    상기 그리퍼 장치는, 상기 물품의 상방에 있어서 승강 가능한 승강부에 부착되고, 상기 한 쌍의 피홀딩부에 각각 걸림결합하는 한 쌍의 걸림결합부를 구비하며,
    상기 승강부를 하강시키는 하강 공정과,
    상기 한 쌍의 걸림결합부 간의 거리가 상기 한 쌍의 피홀딩부 간의 간격보다 짧은 대기 위치로부터, 상기 한 쌍의 걸림결합부가 상기 한 쌍의 피홀딩부에 걸림 결합 가능한 걸림결합 위치로 상기 한 쌍의 걸림결합부를 상기 방향을 따라 이동시키는 이동 공정과,
    상기 승강부를 상승시키는 동시에, 걸림결합 위치에 있는 상기 한 쌍의 걸림결합부를 상기 한 쌍의 피홀딩부에 걸림결합시킴으로써 상기 물품을 홀딩하는 홀딩 공정을 포함하는, 반송 방법.
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