KR20230096652A - 반송 로봇의 오토 티칭 장치 및 방법 - Google Patents

반송 로봇의 오토 티칭 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선반의 카세트 정렬핀을 거리 감지부로 감지하여 카세트가 로딩 또는 언로딩되는 선반의 위치를 자동으로 티칭할 수 있게 하는 반송 로봇의 오토 티칭 장치 및 방법에 관한 것으로서, 매트릭스 형태로 복수개의 선반이 구비되는 선반 프레임; 복수개의 상기 선반의 일측에 인접하여 복수개의 선반과 대응되게 설치되는 카세트 정렬핀; 일측에 상기 카세트 정렬핀을 감지하는 감지부가 설치되며, 오토 티칭에 의해 설정된 홈포지션 위치정보에 따라 복수개의 선반으로 각 카세트를 로딩 및 언로딩하는 반송 로봇; 및 기 설정된 기준 선반의 홈 포지션 오프셋 정보 및 상기 감지부를 통해 획득된 티칭 대상 선반의 카세트 정렬핀 위치 정보를 이용하여 티칭 대상 선반의 홈 포지션 위치 정보를 추출하고, 추출된 티칭 대상 선반의 홈 포지션 위치 정보에 따라 상기 반송 로봇을 주행 및 승강시키는 제어 모듈;을 포함할 수 있다.

Description

반송 로봇의 오토 티칭 장치 및 방법{Auto teaching system and method for transfer bobot}
본 발명은 반송 로봇의 오토 티칭 장치 및 방법에 관한 것으로서, 선반의 카세트 정렬핀을 거리 감지부로 감지하여 카세트가 로딩 또는 언로딩되는 선반의 위치를 자동으로 티칭할 수 있게 하는 반송 로봇의 오토 티칭 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 산업이 급속도로 발전하면서 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 또는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 등의 공정을 수행하여 반도체 소자를 제조하는 반도체 제조 장치가 등장하고 있다.
이러한 반도체 소자를 제조하는 제조공정에서 임의의 공정이 완료된 기판들은 일반적으로 카세트(또는 풉, Front Opening Unified Pod, FOUP)에 탑재되며, 기판이 탑재된 카세트들은 내부의 공정을 대기하거나 공정을 수행한 후 다음 공정을 수행하기 위해 다른 임의의 장비로 운반되기 전에 선반에 임시로 저장된 후 다른 공정을 수행하는 장비로 운반된다. 이때 카세트를 이동시키는 수단으로 반송 로봇(일명, Foup Transfer Robot, FTR)이 사용될 수 있다.
반송 로봇은 선반 방향의 X축과, 선반에 평행한 방향의 Y축 및 선반에 대해 수직인 방향의 Z축으로 이동하면서 카세트를 선반의 정위치에 놓아야 하는데 이에 따라 반송 로봇이 선반의 정위치에 있는지를 확인하는 과정이 필요하다.
반송 로봇이 선반으로 카세트를 로딩하거나 선반으로부터 카세트를 언로딩하기 위해서는 반송 로봇이 선반의 정위치를 미리 알고 있어야 한다.
이에 따라 선반의 정위치에 대한 티칭이 필요하다. 이를 위해, 작업자가 반송 로봇을 수동으로 조작하여 선반의 위치로 이동시키고, 해당 위치를 반송 로봇의 컨트롤러에 수동으로 저장한다. 이를 모든 선반에 대해 반복 실시함으로써 모든 선반의 정위치를 티칭하게 된다.
이와 같이 종래에는 반송 로봇이 카세트를 로딩 또는 언로딩하기 위한 선반의 정위치를 티칭하기 위해 작업자가 일일이 각 선반의 X축, Y축 및 Z축의 좌표를 확인하여 반송 로봇의 컨트롤러에 수동으로 입력하여야 하는 불편함이 있었다.
한편, FIMS(Front-Opening Interface Mechanical Standard)와 같이 낮은 곳에 선반이 위치한 경우, 작업자가 수동으로 반송 로봇의 위치를 정리할 수 있지만 작업자의 키 이상의 높이에 있는 선반의 경우 작업자가 수동으로 반송 로봇의 위치를 정리하기도 어려울 뿐만 아니라 고소 작업에 따른 안전 사고 발생의 위험이 있었다.
한편, 반송 로봇 및 선반의 설치 장소를 달리하는 경우에는 시스템의 크기 및 레이 아웃 등의 이유로 반송 로봇 및 선반을 해체한 후 새로운 장소에서 재조립을 하게 된다. 이때 선반의 조립 공차나 로봇의 조립 공차 등과 같은 여러 가지 원인으로 인해 정위치가 제대로 맞지 않는 경우가 발생하게 된다.
이와 같이 선반의 정위치가 일치하지 않는 경우에는 앞서 설명한 것과 동일하게 수동으로 반송 로봇의 위치를 조정하여 반송 로봇을 선반의 정위치에 가져다 놓고 변한 값만큼 저장을 하여 그 위치를 티칭하는 과정을 반복해야 하는 문제가 발생한다.
이에 따라 카세트가 로딩 또는 언로딩되는 선반의 위치를 자동으로 티칭할 수 있도록 개선된 반송 로봇의 오토 티칭 장치 및 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 카세트를 정렬시키는 카세트 정렬핀을 직접적으로 감지할 수 있는 거리 감지부를 이용하여 선반의 정위치를 자동으로 티칭할 수 있게 하는 반송 로봇의 오토 티칭 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 반송 로봇의 오토 티칭 장치는, 매트릭스 형태로 복수개의 선반이 구비되는 선반 프레임; 복수개의 상기 선반의 일측에 인접하여 복수개의 선반과 대응되게 설치되는 카세트 정렬핀; 일측에 상기 카세트 정렬핀을 감지하는 감지부가 설치되며, 오토 티칭에 의해 설정된 홈포지션 위치정보에 따라 복수개의 선반으로 각 카세트를 로딩 및 언로딩하는 반송 로봇; 및 기 설정된 기준 선반의 홈 포지션 오프셋 정보 및 상기 감지부를 통해 획득된 티칭 대상 선반의 카세트 정렬핀 위치 정보를 이용하여 티칭 대상 선반의 홈 포지션 위치 정보를 추출하고, 추출된 티칭 대상 선반의 홈 포지션 위치 정보에 따라 상기 반송 로봇을 주행 및 승강시키는 제어 모듈;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카세트 정렬핀은 상기 선반의 상면에 설치되며, 상기 감지부는 상기 반송 로봇에 있어서 상기 카세트를 지지하는 카세트 지지 플레이트 하면에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카세트 상기 정렬핀은 상기 선반의 하면에 설치되며, 상기 감지부는 상기 반송 로봇에 있어서 카세트를 지지하는 카세트지지 플레이트 상면에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 감지부는 착탈 부재를 통해 상기 카세트 정렬핀에 대향되게 상기 반송 로봇에 있어서 카세트를 지지하는 카세트 지지 플레이트에 결합될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 감지부는 거리 센서일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 거리 센서는 레이저 광을 이용하여 거리를 감지하는 광 센서일 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈은 상기 반송 로봇을 이용하여 예상 영역에서 상기 감지부를 제 1 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 제 1 경계점과 제 2 경계점에서의 구동 모터의 포지션 값을 저장하고, 상기 예상 영역에서 상기 감지부를 제 2 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 제 3 경계점과 제 4 경계점에서의 구동 모터의 포지션 값을 저장하며, 상기 경계점들을 이용하여 상기 카세트 정렬핀의 중심점의 X 좌표 및 Y 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어 모듈은, 상기 제 1 방향이 X축 방향이고, 상기 제 2 방향이 Y축 방향일 때, 상기 제 1 경계점과 상기 제 2 경계점 간의 제 1 길이의 절반 위치를 상기 카세트 정렬핀의 상기 중심점의 X 좌표로 산출하고, 상기 제 3 경계점과 상기 제 4 경계점 간의 제 2 길이의 절반 위치를 상기 카세트 정렬핀의 상기 중심점의 Y 좌표로 산출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어 모듈은, 상기 감지부가 수직 하향으로 설치된 경우, 상기 제 1 경계점과 상기 제 2 경계점 사이에서 측정된 상기 감지부와의 제 1 거리 또는 상기 제 3 경계점과 상기 제 4 경계점 사이에서 측정된 상기 감지부와의 제 2 거리를 이용하여 상기 카세트 정렬핀의 상기 중심점의 Z 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 홈 포지션 오프셋 정보는, 상기 티칭 대상 선반의 정렬핀 위치로부터 상기 티칭 대상의 선반의 홈 포지션까지 이동되는 정보일 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 반송 로봇의 오토 티칭 방법은, (a) 반송 로봇을 이용하여 예상 영역에서 감지부를 제 1 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 선반의 카세트 정렬핀의 제 1 경계점과 제 2 경계점에서의 구동 모터의 포지션 값을 저장하고, 상기 예상 영역에서 상기 감지부를 제 2 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 상기 카세트 정렬핀의 제 3 경계점과 제 4 경계점에서의 구동 모터의 포지션 값을 저장하며, 상기 경계점들을 이용하여 상기 카세트 정렬핀의 중심점의 X 좌표 및 Y 좌표를 산출하는 단계; (b) 상기 제 1 경계점과 상기 제 2 경계점 사이에서 측정된 상기 감지부와의 제 1 거리 또는 상기 제 3 경계점과 상기 제 4 경계점 사이에서 측정된 상기 감지부와의 제 2 거리를 이용하여 상기 카세트 정렬핀의 상기 중심점의 Z 좌표를 산출하는 단계; (c) 상기 중심점의 좌표로부터 기 저장된 오프셋 값을 이용하여 상기 반송 로봇의 티칭 위치를 인식하는 단계; 및 (d) 전체 선반을 지정하여 각 선반별로 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계를 반복하여 오토 티칭을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (c) 단계에서, 기 저장된 상기 오프셋 값은 상기 반송 로봇이 상기 정렬핀의 중심점의 좌표로부터 조그 동작을 통하여 이동된 로봇의 이동 정보일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 카세트를 정렬시키는 카세트 정렬핀을 직접적으로 감지할 수 있는 감지부를 이용할 수 있어서 실제 카세트의 정렬시 오류를 최소화할 수 있고, 기판이 수납된 카세트의 로딩 및 언로딩 위치를 자동으로 티칭하여 작업자의 키 이상의 높이에 있는 선반 역시 매우 편리하고 정밀하게 오토 티칭함으로써 고소 작업에 따른 작업자의 안전 사고 발생 위험을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 오토 티칭 장치가 설치된 배치식 증착 시스템을 개략적으로 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 배치식 증착 시스템의 반송 로봇을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 반송 로봇의 오토 티칭 장치의 감지부를 나타내는 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 도 1의 반송 로봇의 오토 티칭 장치가 카세트 정렬핀의 X 좌표 및 Y 좌표를 인식하는 과정을 단계적으로 나타내는 평면도들이다.
도 7은 도 1의 반송 로봇의 오토 티칭 장치가 카세트 정렬핀의 Z 좌표를 인식하는 과정을 단계적으로 나타내는 측면도들이다.
도 8은 도 5의 반송 로봇의 오토 티칭 장치의 감지부가 카세트 정렬핀을 인식하는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 반송 로봇의 오토 티칭 장치를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 오토 티칭 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 오토 티칭 장치(100)가 설치된 배치식 증착 시스템(1000)을 개략적으로 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1의 배치식 증착 시스템(1000)의 반송 로봇(FTR)을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 1의 반송 로봇의 오토 티칭 장치(100)의 감지부(10)를 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 배치식 증착 시스템은 로드 포트(2)(Load Port)를 통해 복수개의 기판(S)을 수용하는 카세트(F)(FOUP, Front Opening Unified Pod)이 내부로 반입되어 선반(1)(stocker)에 보관될 수 있다. 이러한 선반(1)은 선반 프레임에 매트릭스 형태로 복수개로 이루어지는 것으로서, 선반(1)에 보관된 카세트(F)는 수직으로 연장된 반송 로봇 레일(R1)을 따라 움직이는 반송 로봇(FTR)에 의해 FIMS(Front-opening Interface Mechanical Standard) 도어부(3)에 밀착될 수 있다.
도어부(6)에 밀착된 후 일면이 개방된 카세트(F)에서 기판 이송 로봇(STR)이 이송 포크(4)를 사용하여 기판(S)을 인계받고, 기판 이송 로봇 레일(R2)을 따라 기판 이송 로봇(STR)이 아래로 이동하여 보트(6)에 기판(S)을 적층되도록 할 수 있다.
이러한 배치식 증착 시스템(1000)은 기판(S)이 로딩되어 증착 공정이 진행되는 공간인 공정 챔버를 형성하는 공정 튜브(5)를 포함할 수 있다. 그리고, 공정 튜브(5)의 내부에는 증착 공정에 필요한 가스 공급부나, 가스 배출부 등과 같은 부품들이 설치될 수 있다. 기판(S)이 적층된 보트(6)는 승강 운동할 수 있으며, 보트(6)의 상승시 공정 튜브(5)에 받침부가 밀폐 결합될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 오토 티칭 장치(100)는, 이러한 배치식 증착 시스템(1000)에 설치될 수 있는 것으로서, 매트릭스 형태로 복수개의 선반(1)이 구비되는 선반 프레임과, 복수개의 상기 선반(1)의 일측에 인접하여 복수개의 선반(1)과 일대일 대층되게 설치되는 카세트 정렬핀(Pa)과, 일측에 상기 카세트 정렬핀(Pa)을 감지하는 감지부(10)가 설치되며, 오토 티칭에 의해 설정된 홈포지션 위치정보에 따라 복수개의 선반(1)으로 각 카세트(F)를 로딩 및 언로딩하는 반송 로봇(FTR) 및 감지부(10)에서 획득된 카세트 정렬핀(Pa)의 위치 정보를 이용하여 반송 로봇(FTR)의 티칭을 수행하는 제어 모듈(20)을 포함할 수 있다.
여기서, 감지부(10)는, 도 7에서 후술될 레이저 광(L)을 이용하여 상기 카세트 정렬핀(Pa)과의 거리를 감지하는 거리 센서, 더욱 구체적으로는 레이저 광을 이용한 광 센서일 수 있다.
또한, 감지부(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 반송 로봇(FTR)의 카세트 지지 플레이트(11) 또는 이송암(12)의 하면에 일시적으로 또는 고정적으로 설치될 수 있는 것으로서, 반드시 도면에 국한되지 않고, 라이다 감지부나 초음파 감지부 등 거리를 감지할 수 있는 모든 종류의 감지부들이 모두 적용될 수 있다.
여기서, 상기 반송 로봇(FTR)은 일측에 상기 카세트 정렬핀(Pa)을 감지하는 감지부(10)가 설치되며, 오토 티칭에 의해 설정된 홈포지션 위치정보에 따라 복수개의 선반(1)으로 각 카세트(F)를 로딩 및 언로딩하는 로봇 장치의 일종일 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 카세트 정렬핀(Pa)은, 선반(1)의 상면에 돌출되고, 카세트(F)의 정렬홈(Fa)과 대응되도록 전체적으로 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 카세트 정렬핀(Pa)의 형상은 거리 감지부를 이용하여 중심점을 감지할 수 있는 모든 형태의 카세트 정렬핀, 예컨대, 삼각기둥, 사각기둥, 다각기둥, 타원기둥, 3차원적인 기둥 등 매우 다양한 기둥 형태가 모두 적용될 수 있다.
이러한 카세트 정렬핀(Pa)는 도 3의 점선으로 도시된 카세트(F)의 밑면에 형성된 대각선 방향으로 길게 타원형 형상으로 형성된 정렬홈(Fa)에 십입되는 것으로서, 정렬홈(Fa)에는 카세트 정렬핀(Pa) 이외에도 반송 로봇(FTR)의 카세트 지지 플레이트(11)에 돌출된 카세트 정렬핀(Pb)도 함께 삽입될 수 있는 것으로서, 이를 통해서, 카세트(F)은 카세트 지지 플레이트(11)에도 정렬되어 이송될 수 있고, 선반(1)에도 정렬되어 보관될 수 있다.
그러나, 이러한 카세트 정렬핀(Pa)은 이에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 선반(1)의 하면에 형성되는 것도 가능하다.
도 4 내지 도 6은 도 1의 반송 로봇의 오토 티칭 장치(100)가 카세트 정렬핀(Pa)의 X 좌표 및 Y 좌표를 인식하는 과정을 단계적으로 나타내는 평면도들이고, 도 7은 도 1의 반송 로봇의 오토 티칭 장치(100)가 카세트 정렬핀(Pa)의 Z 좌표를 인식하는 과정을 단계적으로 나타내는 측면도들이고, 도 8은 도 5의 반송 로봇의 오토 티칭 장치(100)의 감지부(10)가 카세트 정렬핀(Pa)을 인식하는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(20)은, 기 설정된 기준 선반의 홈 포지션 오프셋 정보 및 상기 감지부(10)를 통해 획득된 티칭 대상 선반의 카세트 정렬핀 위치 정보를 이용하여 티칭 대상 선반의 홈 포지션 위치 정보를 추출하고, 추출된 티칭 대상 선반의 홈 포지션 위치 정보에 따라 상기 반송 로봇(FTR)을 주행 및 승강시키는 것으로서, 반송 로봇(FTR)을 이용하여 예상 영역에서 감지부(10)를 제 1 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 급격하게 발생되는 제 1 경계점(P1)과 제 2 경계점(P2)에서 구동 모터의 포지션 값을 저장하고, 예상 영역에서 감지부(10)를 제 2 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 급격하게 발생되는 제 3 경계점(P3)과 제 4 경계점(P4)에서 구동 모터의 포지션 값을 저장하며, 경계점(P1)(P2)(P3)(P4)들을 이용하여 상기 카세트 정렬핀(Pa)의 중심점(C)의 X 좌표 및 Y 좌표를 산출할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(20)는, 감지부(10)가 수직 하향으로 설치된 경우, 제 1 경계점(P1)과 제 2 경계점(P2) 사이에서 측정된 감지부(10)와의 제 1 거리(D1) 또는 제 3 경계점(P3)과 제 4 경계점(P4) 사이에서 측정된 감지부(10)와의 제 2 거리(D2)를 이용하여 카세트 정렬핀(Pa)의 중심점(C)의 Z 좌표를 산출할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(20)는, 제 1 방향이 X축 방향이고, 제 2 방향이 Y축 방향일 때, 제 1 경계점(P1)과 제 2 경계점(P2) 간의 제 1 길이(L1)의 절반 위치를 카세트 정렬핀(Pa)의 중심점(C)의 X 좌표로 산출하고, 제 3 경계점(P3)과 상기 제 4 경계점(P4) 간의 제 2 길이(L2)의 절반 위치를 카세트 정렬핀(Pa)의 상기 중심점(C)의 Y 좌표로 산출할 수 있다.
또한, 제어 모듈(20)는, 카세트 정렬핀(Pa)의 상기 중심점(C)의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표 인식한 다음, 반송 로봇(FTR)을 조그 동작으로 원복시키면서 이동된 오프셋 값을 저장하고, 상기 오프셋 값을 이용하여 상기 반송 로봇(FTR)의 티칭 위치를 인식할 수 있다.
따라서, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 오토 티칭 장치(100)의 오토 티칭 과정을 설명하면, 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 반송 로봇(FTR)을 이용하여 예상 영역으로 감지부(10)를 이동시킬 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 반송 로봇(FTR)을 이용하여 예상 영역에서 감지부(10)를 제 1 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 선반(1)의 카세트 정렬핀(Pa)의 제 1 경계점(P1)과 제 2 경계점(P2)을 인식하고, 상기 예상 영역에서 상기 감지부를 제 2 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 카세트 정렬핀(Pa)의 제 3 경계점(P3)과 제 4 경계점(P4)을 인식하며, 경계점(P1)(P2)(P3)(P4)들을 이용하여 카세트 정렬핀(Pa)의 중심점의 X 좌표 및 Y 좌표를 인식할 수 있다.
여기서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 방향이 X축 방향이고, 제 2 방향이 Y축 방향일 때, 제 1 경계점(P1)과 제 2 경계점(P2) 간의 제 1 길이(L1)의 절반 위치를 카세트 정렬핀의 중심점(C)의 X 좌표로 인식하고, 제 3 경계점(P3)과 제 4 경계점(P4) 간의 제 2 길이(L2)의 절반 위치를 카세트 정렬핀(Pa)의 중심점(C)의 Y 좌표로 인식할 수 있다.
이 때, 도 7의 제 1 경계점(P1)과 제 2 경계점(P2) 사이에서 측정된 감지부(10)와의 제 1 거리(D1) 또는 제 3 경계점(P3)과 제 4 경계점(P4) 사이에서 측정된 감지부(10)와의 제 2 거리(D2)를 이용하여 카세트 정렬핀(Pa)의 중심점의 Z 좌표도 함께 인식할 수 있다.
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 카세트 정렬핀(Pa)의 중심점(C)의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표를 모두 인식한 다음, 반송 로봇(FTR)을 조그 동작으로 원복시키면서 이동된 오프셋 값(실선 화살표 참고)을 저장하고, 오프셋 값을 이용하여 반송 로봇(FTR)의 티칭 위치를 인식할 수 있다. 이러한 과정을 각층의 선반(1)에 반복적으로 수행하여 오토 티칭을 수행할 수 있다.
따라서, 카세트(F)을 정렬시키는 카세트 정렬핀(Pa)을 직접적으로 감지할 수 있는 거리 감지부(10)를 이용할 수 있어서 실제 카세트(F)의 정렬시 오류를 최소화할 수 있고, 기판(S)이 수납된 카세트(F)의 로딩 및 언로딩 위치를 자동으로 티칭하여 작업자의 키 이상의 높이에 있는 선반(1) 역시 매우 편리하고 정밀하게 오토 티칭함으로써 고소 작업에 따른 작업자의 안전 사고 발생 위험을 감소시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 반송 로봇의 오토 티칭 장치(200)를 나타내는 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 감지부(10)는, 반송 로봇(FTR)의 카세트 지지 플레이트(11)의 상면에 착탈 가능하게 설치된 감지부 지그(13)에 설치될 수 있는 것으로서, 감지부 지그(13)는, 다관절 링크 기구 또는 XYZ 조정 기구일 수 있다.
따라서, 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예들에 다른 반송 로봇의 오토 티칭 장치(200)는, 반송 로봇(FTR)의 티칭을 수행할 수 있도록 카세트(F)이 안착되는 선반(1)의 카세트 정렬핀(Pa)을 감지할 수 있는 감지부(10) 및 반송 로봇(FTR)에 착탈 가능하게 설치되고, 감지부(10)가 카세트 정렬핀(Pa)을 감지할 수 있도록 감지부(10)의 위치를 조정할 수 있는 감지부 지그(13)를 포함할 수 있다.
이러한, 감지부(10)가 설치된 감지부 지그(13)는 오토 티칭을 수행할 때만 반송 로봇(FTR)의 카세트 지지 플레이트(11)의 상면에 체결하여 사용할 수 있고, 오토 티칭을 마친 이후에는 감지부 지그(13)를 반송 로봇(FTR)의 카세트 지지 플레이트(11)으로부터 분리하여 별도 보관할 수도 있다.
여기서, 감지부(10)는, 거리 센서이고, 감지부 지그(13)는, 다관절 링크 기구 또는 XYZ 조정 기구일 수 있다. 그러나, 이러한 감지부 지그(13)는 도면에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 감지부(10)의 지향 각도나 위치를 정밀하게 조정할 수 있는 다양한 각도 조정 장치 등이 모두 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 오토 티칭 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 오토 티칭 방법은, (a) 반송 로봇(FTR)을 이용하여 예상 영역에서 감지부(10)를 제 1 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 선반(1)의 카세트 정렬핀(Pa)의 제 1 경계점(P1)과 제 2 경계점(P2)에서 구동 모터의 포지션 값을 저장하고, 상기 예상 영역에서 상기 감지부를 제 2 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 상기 카세트 정렬핀(Pa)의 제 3 경계점(P3)과 제 4 경계점(P4)에서 구동 모터의 포지션 값을 저장하며, 상기 경계점(P1)(P2)(P3)(P4)들을 이용하여 상기 카세트 정렬핀(Pa)의 중심점의 X 좌표 및 Y 좌표를 산출하는 단계와, (b) 상기 제 1 경계점(P1)과 상기 제 2 경계점(P2) 사이에서 측정된 상기 감지부(10)와의 제 1 거리(D1) 또는 상기 제 3 경계점(P3)과 상기 제 4 경계점(P4) 사이에서 측정된 상기 감지부(10)와의 제 2 거리(D2)를 이용하여 상기 카세트 정렬핀(Pa)의 상기 중심점의 Z 좌표를 산출하는 단계와, (c) 상기 중심점의 좌표로부터 기 저장된 오프셋 값을 이용하여 상기 반송 로봇의 티칭 위치를 인식하는 단계; 및 (d) 전체 선반(1)를 지정하여 각 선반(1)별로 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계를 반복하여 오토 티칭을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 (a) 단계에서, 상기 제 1 방향이 X축 방향이고, 상기 제 2 방향이 Y축 방향일 때, 상기 제 1 경계점(P1)과 상기 제 2 경계점(P2) 간의 상기 제 1 길이(L1)의 절반 위치를 상기 카세트 정렬핀의 상기 중심점(C)의 X 좌표로 산출하고, 상기 제 3 경계점(P3)과 상기 제 4 경계점(P4) 간의 상기 제 2 길이(L2)의 절반 위치를 상기 카세트 정렬핀(Pa)의 상기 중심점(C)의 Y 좌표로 산출할 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 (c) 단계에서, 기 저장된 상기 오프셋 값은 상기 반송 로봇(FTR)이 상기 정렬핀(Pa)의 중심점의 좌표로부터 조그 동작을 통하여 이동된 로봇의 이동 정보일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 선반
F: 카세트
Fa: 정렬홈
Pa, Pb: 카세트 정렬핀
FTR: 반송 로봇
10: 감지부
L: 레이저 광
11: 카세트 지지 플레이트
12: 이송암
13: 감지부 지그
20: 제어 모듈
P1: 제 1 경계점
P2: 제 2 경계점
P3: 제 3 경계점
P4: 제 4 경계점
C: 중심점
L1: 제 1 길이
L2: 제 2 길이
D1: 제 1 거리
D2: 제 2 거리
100, 200: 반송 로봇의 오토 티칭 장치
1000: 배치식 증착 시스템

Claims (12)

  1. 매트릭스 형태로 복수개의 선반이 구비되는 선반 프레임;
    복수개의 상기 선반의 일측에 인접하여 복수개의 선반과 대응되게 설치되는 카세트 정렬핀;
    일측에 상기 카세트 정렬핀을 감지하는 감지부가 설치되며, 오토 티칭에 의해 설정된 홈포지션 위치정보에 따라 복수개의 선반으로 각 카세트를 로딩 및 언로딩하는 반송 로봇; 및
    기 설정된 기준 선반의 홈 포지션 오프셋 정보 및 상기 감지부를 통해 획득된 티칭 대상 선반의 카세트 정렬핀 위치 정보를 이용하여 티칭 대상 선반의 홈 포지션 위치 정보를 추출하고, 추출된 티칭 대상 선반의 홈 포지션 위치 정보에 따라 상기 반송 로봇을 주행 및 승강시키는 제어 모듈;
    을 포함하는, 반송 로봇의 오토 티칭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카세트 정렬핀은 상기 선반의 상면에 설치되며,
    상기 감지부는 상기 반송 로봇에 있어서 상기 카세트를 지지하는 카세트 지지 플레이트 하면에 설치되는, 반송 로봇의 오토 티칭 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카세트 정렬핀은 상기 선반의 하면에 설치되며,
    상기 감지부는 상기 반송 로봇에 있어서 상기 카세트를 지지하는 카세트 지지 플레이트 상면에 설치되는, 반송 로봇의 오토 티칭 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부는 착탈 부재를 통해 상기 카세트 정렬핀에 대향되게 상기 반송 로봇에 있어서 카세트를 지지하는 카세트 지지 플레이트에 결합되는, 반송 로봇의 오토 티칭 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감지부는 거리 센서인, 반송 로봇의 오토 티칭 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 거리 센서는 레이저 광을 이용하여 거리를 감지하는 광 센서인, 반송 로봇의 오토 티칭 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    상기 반송 로봇을 이용하여 예상 영역에서 상기 감지부를 제 1 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 제 1 경계점과 제 2 경계점에서의 구동 모터의 포지션 값을 저장하고, 상기 예상 영역에서 상기 감지부를 제 2 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 제 3 경계점과 제 4 경계점에서의 구동 모터의 포지션 값을 저장하며, 상기 경계점들을 이용하여 상기 카세트 정렬핀의 중심점의 X 좌표 및 Y 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 오토 티칭 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 제 1 방향이 X축 방향이고, 상기 제 2 방향이 Y축 방향일 때, 상기 제 1 경계점과 상기 제 2 경계점 간의 제 1 길이의 절반 위치를 상기 카세트 정렬핀의 상기 중심점의 X 좌표로 산출하고, 상기 제 3 경계점과 상기 제 4 경계점 간의 제 2 길이의 절반 위치를 상기 카세트 정렬핀의 상기 중심점의 Y 좌표로 산출하는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 오토 티칭 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 감지부가 수직 하향으로 설치된 경우, 상기 제 1 경계점과 상기 제 2 경계점 사이에서 측정된 상기 감지부와의 제 1 거리 또는 상기 제 3 경계점과 상기 제 4 경계점 사이에서 측정된 상기 감지부와의 제 2 거리를 이용하여 상기 카세트 정렬핀의 상기 중심점의 Z 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 오토 티칭 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈 포지션 오프셋 정보는,
    상기 티칭 대상 선반의 정렬핀 위치로부터 상기 티칭 대상의 선반의 홈 포지션까지 이동되는 정보인, 반송 로봇의 오토 티칭 장치.
  11. (a) 반송 로봇을 이용하여 예상 영역에서 감지부를 제 1 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 선반의 카세트 정렬핀의 제 1 경계점과 제 2 경계점에서의 구동 모터의 포지션 값을 저장하고, 상기 예상 영역에서 상기 감지부를 제 2 방향으로 스캔 이송시키면서 거리차가 발생되는 상기 카세트 정렬핀의 제 3 경계점과 제 4 경계점에서의 구동 모터의 포지션 값을 저장하며, 상기 경계점들을 이용하여 상기 카세트 정렬핀의 중심점의 X 좌표 및 Y 좌표를 산출하는 단계;
    (b) 상기 제 1 경계점과 상기 제 2 경계점 사이에서 측정된 상기 감지부와의 제 1 거리 또는 상기 제 3 경계점과 상기 제 4 경계점 사이에서 측정된 상기 감지부와의 제 2 거리를 이용하여 상기 카세트 정렬핀의 상기 중심점의 Z 좌표를 산출하는 단계;
    (c) 상기 중심점의 좌표로부터 기 저장된 오프셋 값을 이용하여 상기 반송 로봇의 티칭 위치를 인식하는 단계; 및
    (d) 전체 선반을 지정하여 각 선반별로 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계를 반복하여 오토 티칭을 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 오토 티칭 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 기 저장된 상기 오프셋 값은 상기 반송 로봇이 상기 정렬핀의 중심점의 좌표로부터 조그 동작을 통하여 이동된 로봇의 이동 정보인 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 오토 티칭 방법.
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