KR20230096653A - 반송 로봇의 티칭 장치와 방법 및 카메라 지그 장치 - Google Patents

반송 로봇의 티칭 장치와 방법 및 카메라 지그 장치 Download PDF

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고동선
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송정훈
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Abstract

본 발명은 선반의 카세트 정렬핀을 카메라로 촬영하여 카세트가 로딩 또는 언로딩되는 선반의 위치를 티칭할 수 있게 하는 반송 로봇의 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 촬영하는 카메라가 설치되며, 티칭에 의해 설정된 홈포지션 위치정보에 따라 복수개의 선반으로 각 카세트를 로딩 및 언로딩하는 반송 로봇; 및 상기 카메라에서 획득된 상기 카세트 정렬핀의 영상 정보를 이용하여 상기 반송 로봇의 티칭을 수행하는 제어 모듈;을 포함할 수 있다.

Description

반송 로봇의 티칭 장치와 방법 및 카메라 지그 장치{Teaching system, method for transfer bobot and camera jig apparatus}
본 발명은 반송 로봇의 티칭 장치와 방법 및 카메라 지그 장치에 관한 것으로서, 선반의 카세트 정렬핀을 카메라로 촬영하여 카세트가 로딩 또는 언로딩되는 선반의 위치를 티칭할 수 있게 하는 반송 로봇의 티칭 장치와 방법 및 카메라 지그 장치에 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 선반로 카세트를 로딩하거나 선반로부터 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 선반를 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 티칭 장치 및 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 카세트를 정렬시키는 카세트 정렬핀을 직접적으로 촬영할 수 있는 카메라를 이용하여 선반의 정위치를 자동으로 티칭할 수 있게 하는 반송 로봇의 티칭 장치와 방법 및 카메라 지그 장치를 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 티칭 장치는, 매트릭스 형태로 복수개의 선반이 구비되는 선반 프레임; 복수개의 상기 선반의 일측에 인접하여 복수개의 선반과 대응되게 설치되는 카세트 정렬핀; 일측에 상기 카세트 정렬핀을 촬영하는 카메라가 설치되며, 티칭에 의해 설정된 홈포지션 위치정보에 따라 복수개의 선반으로 각 카세트를 로딩 및 언로딩하는 반송 로봇; 및 상기 카메라에서 획득된 상기 카세트 정렬핀의 영상 정보를 이용하여 상기 반송 로봇의 티칭을 수행하는 제어 모듈;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카세트 정렬핀의 상기 영상 정보에 기준선이 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라의 촬영 경로 상에 설치되거나 또는 상기 영상 정보에 표시되는 기준선 중첩 장치;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 기준선 중첩 장치의 상기 기준선은 영상 인식기가 상기 카세트 정렬핀과의 거리 또는 위치를 판별할 수 있도록 상기 카세트 정렬핀의 형상과 대응되는 형상일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 기준선은, 적어도 하나의 둥근 외곽 눈금선 또는 십자 눈금선을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어 모듈은, 기 저장된 제 1 선반의 티칭 위치부터 기 저장된 선반 간의 간격에 기초하여 예측된 제 2 선반 티칭 위치로 이동하여 제 2 선반에 대한 티칭을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기 저장된 제 1 선반의 티칭 위치는, 사용자에 의해 조작된 반송 로봇의 이동 위치일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카메라는 반송 로봇이 제 1 선반로 티칭되는 경우, 카세트 정렬핀의 영상 정보에 상기 기준선이 겹쳐질 수 있도록 위치가 조절되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기 저장된 제 1 선반의 티칭 위치는, 제 2 선반 아래 또는 위에 위치한 선반인 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어 모듈은, 상기 카세트 정렬핀의 외곽선 영상이 상기 기준선을 기준으로 제 1 방향으로 치우져지면 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇을 상기 제 1 방향의 역방향인 제 2 방향으로 이동시키는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어 모듈은, 상기 카세트 정렬핀의 외곽선 영상이 상기 기준선에 맞지 않으면 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇을 수직 방향으로 이동시키는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카메라는, 상기 반송 로봇의 카세트 안착판의 상면에 착탈 가능하게 설치된 카메라 지그에 설치되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카메라 지그는, 다관절 링크 기구 또는 XYZ 조정 기구인 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카메라는, 상기 반송 로봇의 카세트 안착판 또는 이송암의 하면에 설치되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카세트 정렬핀은, 상기 선반의 상면에 돌출되고, 상기 카세트의 정렬홈과 대응되도록 전체적으로 원기둥 형상인 것일 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 카메라 지그 장치는, 반송 로봇의 티칭을 수행할 수 있도록 카세트가 안착되는 선반의 카세트 정렬핀을 촬영하는 카메라의 X축, Y축 및 Z축의 위치를 조정할 수 있는 카메라 지그; 및 상기 카세트 정렬핀의 상기 영상 정보에 기준선이 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라의 촬영 경로 상에 설치되는 기준선 중첩 장치;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카메라는, 무선으로 단말기 또는 모니터에 영상 정보를 송신하는 무선 카메라이고, 상기 카메라 지그는, 다관절 링크 기구 또는 XYZ 조정 기구인 것일 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 반송 로봇의 티칭 방법은, (a) 수동 티칭이 용이한 기준 선반의 정위치에 반송 로봇을 이동시켜서 상기 반송 로봇의 기준 티칭 위치를 저장하는 단계; (b) 상기 기준 티칭 위치에서 카메라에서 촬영된 상기 기준 선반의 카세트 정렬핀의 영상 정보가 기준선에 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라가 셋팅되면, 상기 반송 로봇을 다른 선반로 이동시키는 단계; 및 (c) 상기 다른 선반의 카세트 정렬핀의 영상 정보가 상기 기준선에 겹쳐질 수 있도록 사용자가 수동으로 상기 반송 로봇을 영점 이동시켜서 신규 티칭 위치를 저장하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (c) 단계에서, 상기 카세트 정렬핀의 외곽선 영상이 상기 기준선을 기준으로 제 1 방향으로 치우져지면 사용자로부터 명령 신호를 인가받거나 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇을 상기 제 1 방향의 역방향인 제 2 방향으로 이동시키는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (c) 단계에서, 상기 카세트 정렬핀의 외곽선 영상이 상기 기준선 보다 작으면 사용자로부터 명령 신호를 인가받거나 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇을 하강시키는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (c) 단계 이후에, (d) 전체 선반를 지정하여 각 선반별로 상기 (c) 단계를 반복하여 티칭을 수행하는 단계; 및 (e) 각 선반별로 실제 카세트를 수납하여 테스트하는 단계;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 반송 로봇의 티칭 방법은, (a) 수동 티칭이 용이한 기준 선반의 정위치에 반송 로봇을 이동시켜서 상기 반송 로봇의 기준 티칭 위치를 저장하는 단계; (b) 상기 기준 티칭 위치에서 카메라에서 촬영된 상기 기준 선반의 카세트 정렬핀의 영상 정보가 기준선에 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라가 셋팅되면, 상기 반송 로봇을 다른 선반로 이동시키는 단계; 및 (c) 상기 다른 선반의 카세트 정렬핀의 영상 정보가 상기 기준선에 겹쳐질 수 있도록 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇을 자동으로 영점 이동시켜서 신규 티칭 위치를 저장하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 카세트를 정렬시키는 카세트 정렬핀을 직접적으로 촬영할 수 있는 카메라를 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 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 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 티칭 장치의 카메라를 나타내는 사시도이다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 반송 로봇의 티칭 장치의 티칭 과정을 단계적으로 나타내는 측면도들이다.
도 8은 도 1의 반송 로봇의 티칭 장치의 기준선을 이용한 티칭 과정을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 반송 로봇의 티칭 장치를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 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 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 티칭 장치(100)의 카메라(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)는 다층으로 이루어지는 것으로서, 선반(1)에 보관된 카세트(F)은 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 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 촬영하는 카메라(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 카메라(10)에서 획득된 상기 카세트 정렬핀(Pa)의 영상 정보를 이용하여 반송 로봇(FTR)의 티칭을 수행하는 제어 모듈(20)를 포함할 수 있다.
여기서, 카메라(10)는 실시간 영상을 촬영하여 제어 모듈(20) 또는 단말기나 모니터와 무선 통신으로 영상 정보를 전송할 수 있는 무선 카메라일 수 있다. 그러나, 이외에도 이미지 센서를 이용하여 모든 형태의 실시간 영상을 촬영할 수 있는 캠코더, 웹캠, CCTV/IP 카메라 등 매우 다양한 형태 및 종류의 영상 촬영 장치들이 모두 적용될 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 감지 센서를 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 안착판(11)에 돌출된 카세트 정렬핀(Pb)도 함께 삽입될 수 있는 것으로서, 이를 통해서, 카세트(F)은 카세트 안착판(11)에도 정렬되어 이송될 수 있고, 선반(1)에도 정렬되어 보관될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 티칭 장치(100)는, 상기 카세트 정렬핀(Pa)의 상기 영상 정보에 기준선(L)이 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라(10)의 촬영 경로 상에 설치되거나 또는 상기 영상 정보에 표시되는 기준선 중첩 장치(30)를 더 포함할 수 있다.
도 8은 도 1의 반송 로봇의 티칭 장치(100)의 기준선(L)을 이용한 티칭 과정을 나타내는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 기준선 중첩 장치(30)의 기준선(L)은 사용자 또는 영상 인식기가 카세트 정렬핀(Pa)과의 거리 또는 위치를 판별할 수 있도록 적어도 하나의 둥근 외곽 눈금선(La) 또는 십자 눈금선(Lb)을 포함할 수 있다.
그러나, 이러한 기준선(L)은 반드시 도면에 국한되지 않는 것으로서, 카세트 정렬핀(Pa)의 평면 외곽선과 대응되는 매우 다양한 형태의 눈금선들이 모두 적용될 수 있다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 반송 로봇의 티칭 장치(100)의 티칭 과정을 단계적으로 나타내는 측면도들이다.
도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(20)는, 기 저장된 제 1 선반의 티칭 위치부터 기 저장된 선반 간의 간격에 기초하여 예측된 제 2 선반 티칭 위치로 이동하여 제 2 선반에 대한 티칭을 수행하는 것으로서, 기 저장된 제 1 선반의 티칭 위치는, 사용자에 의해 조작된 반송 로봇(FTR)의 이동 위치일 수 있고, 상기 카메라(10)는 반송 로봇(FTR)이 제 1 선반로 티칭되는 경우, 카세트 정렬핀(Pa)의 영상 정보에 상기 기준선이 겹쳐질 수 있도록 위치가 조절되는 것일 수 있다. 기 저장된 제 1 선반의 티칭 위치는, 제 2 선반 아래 또는 위에 위치한 선반일 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 제어 모듈(20)은, 수동 티칭이 용이한 기준 선반(1a)의 정위치에 반송 로봇(FTR)을 이동시켜서 반송 로봇(FTR)의 기준 티칭 위치를 저장하고, 기준 티칭 위치에서 카메라(10)에서 촬영된 기준 선반(1a)의 카세트 정렬핀(Pa)의 영상 정보가 도 8의 기준선(L)에 겹쳐질 수 있도록 카메라(10)가 셋팅되면, 반송 로봇(FTR)을 다른 선반(1b)로 이동시키며, 다른 선반(1b)의 카세트 정렬핀(Pa)의 영상 정보가 기준선(L)에 겹쳐질 수 있도록 반송 로봇(FTR)을 영점 이동시켜서 신규 티칭 위치를 저장할 수 있다.
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(20)는, 카세트 정렬핀(Pa)의 외곽선 영상(I)이 기준선(L)을 기준으로 제 1 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 치우져지면 사용자로부터 명령 신호를 인가받거나 영상 인식기를 이용하여 반송 로봇(FTR)을 제 1 방향의 역방향인 제 2 방향(-X축 방향 또는 -Y축 방향)으로 이동시켜서 도 8의 (b)와 같이, 카세트 정렬핀(Pa)의 외곽선 영상(I)과 기준선(L)을 일치시킬 수 있다.
이 때, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 예컨대, 제어 모듈(20)는, 카세트 정렬핀(Pa)의 외곽선 영상(I)이 특정 기준선(L) 보다 작으면 사용자로부터 명령 신호를 인가받거나 영상 인식기를 이용하여 반송 로봇(FTR)을 하강시키거나, 카세트 정렬핀(Pa)의 외곽선 영상(I)이 특정 기준선(L) 보다 크면 사용자로부터 명령 신호를 인가받거나 영상 인식기를 이용하여 반송 로봇(FTR)을 상승시켜서 특정 기준선(L)에 일치시킬 수 있고, 일치된 상태에서의 반송 로봇(FTR)의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표를 인식하여 티칭할 수 있다.
따라서, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 티칭 장치(100)의 티칭 과정을 설명하면, 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 수동 티칭이 용이한 기준 선반(1)의 정위치에 반송 로봇(FTR)을 이동시켜서 반송 로봇(FTR)의 기준 티칭 위치를 저장할 수 있다.
이 때, 선반(1)의 카세트 정렬핀(Pa)과 반송 로봇(FTR)의 카세트 정렬핀(Pb)는 카세트(F)의 밑면에 형성된 정렬홈(Fa)에 동시에 삽입되어 반송 로봇(FTR)가 정렬된 상태일 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상술된 기준 티칭 위치에서 카메라(10)에서 촬영된 상기 기준 선반(1)의 카세트 정렬핀(Pa)의 영상 정보가 기준선(L)에 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라(10)가 셋팅할 수 있다.
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 반송 로봇(FTR)을 다른 선반(1)로 이동시키고, 다른 선반(1)의 카세트 정렬핀(Pa)의 영상 정보가 기준선(L)에 겹쳐질 수 있도록 반송 로봇(FTR)을 영점 이동시킬 수 있다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 카세트 정렬핀(Pa)의 영상 정보가 기준선(L)에 정확하게 일치하면 반송 로봇(FTR)의 신규 티칭 위치를 저장할 수 있다.
이어서, 전체 선반를 지정하여 각 선반(1)별로 도 6과 도 7의 과정을 반복하여 티칭을 수행하고, 각 선반별로 실제 카세트(F)을 수납하여 테스트할 수 있다.
따라서, 카세트(F)을 정렬시키는 카세트 정렬핀(Pa)을 직접적으로 촬영할 수 있는 카메라(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 티칭함으로써 고소 작업에 따른 작업자의 안전 사고 발생 위험을 감소시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 반송 로봇의 티칭 장치(200)를 나타내는 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 카메라(10)는, 반송 로봇(FTR)의 카세트 안착판(11)의 상면 또는 이송암(12)에 착탈 가능하게 설치된 카메라 지그(13)에 설치될 수 있는 것으로서, 카메라 지그(13)는, 다관절 링크 기구 또는 XYZ 조정 기구일 수 있다.
그러나, 카메라(10)는 이에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 예컨대, 반송 로봇(FTR)의 카세트 안착판(11) 또는 이송암(12)의 하면에 고정적으로 설치되는 것도 가능하다.
따라서, 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 카메라 지그 장치(200)는, 반송 로봇(FTR)의 티칭을 수행할 수 있도록 카세트(F)가 안착되는 선반(1)의 카세트 정렬핀(Pa)을 촬영하는 카메라의 X축, Y축 및 Z축의 위치를 조정할 수 있는 카메라 지그(13) 및 상기 카세트 정렬핀(Pa)의 상기 영상 정보에 기준선(L)이 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라(10)의 촬영 경로 상에 설치되는 기준선 중첩 장치(30)를 포함할 수 있다.
이러한, 카메라(10)가 설치된 카메라 지그(13)는 티칭을 수행할 때만 반송 로봇(FTR)의 카세트 안착판(11)의 상면에 체결하여 사용할 수 있고, 티칭을 마친 이후에는 카메라 지그(13)를 반송 로봇(FTR)의 카세트 안착판(11)으로부터 분리하여 별도 보관할 수도 있다.
여기서, 카메라(10)는, 무선으로 단말기 또는 모니터에 영상 정보를 송신하는 무선 카메라이고, 카메라 지그(13)는, 다관절 링크 기구 또는 XYZ 조정 기구일 수 있다. 그러나, 이러한 카메라 지그(13)는 도면에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 카메라(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 티칭 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 티칭 방법은, (a) 수동 티칭이 용이한 기준 선반(1)의 정위치에 반송 로봇(FTR)을 이동시켜서 상기 반송 로봇(FTR)의 기준 티칭 위치를 저장하는 단계와, (b) 상기 기준 티칭 위치에서 카메라(10)에서 촬영된 상기 기준 선반(1)의 카세트 정렬핀(Pa)의 영상 정보가 기준선(L)에 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라(10)가 셋팅되면, 상기 반송 로봇(FTR)을 다른 선반(1)로 이동시키는 단계 및 (c) 상기 다른 선반(1)의 카세트 정렬핀(Pa)의 영상 정보가 상기 기준선(L)에 겹쳐질 수 있도록 사용자 또는 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇(FTR)을 영점 이동시켜서 신규 티칭 위치를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계에서, 상기 카세트 정렬핀(Pa)의 외곽선 영상(I)이 상기 기준선(L)을 기준으로 제 1 방향으로 치우져지면 사용자로부터 명령 신호를 인가받거나 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇(FTR)을 상기 제 1 방향의 역방향인 제 2 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 (c) 단계에서, 상기 카세트 정렬핀(Pa)의 외곽선 영상(I)이 상기 기준선(L) 보다 작으면 사용자로부터 명령 신호를 인가받거나 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇(FTR)을 하강시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 반송 로봇의 티칭 방법은, 상기 (c) 단계 이후에, (d) 전체 선반를 지정하여 각 선반(1)별로 상기 (c) 단계를 반복하여 티칭을 수행하는 단계 및 (e) 각 선반별로 실제 카세트(F)을 수납하여 테스트하는 단계를 더 포함할 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
1a: 기준 선반
1b: 다른 선반
F: 카세트
Fa: 정렬홈
Pa, Pb: 카세트 정렬핀
I: 외곽선 영상
FTR: 반송 로봇
10: 카메라
L: 기준선
La: 둥근 외곽 눈금선
Lb: 십자 눈금선
11: 카세트 안착판
12: 이송암
13: 카메라 지그
20: 제어 모듈
30: 기준선 중첩 장치
100: 반송 로봇의 티칭 장치
200: 카메라 지그 장치
1000: 배치식 증착 시스템

Claims (21)

  1. 매트릭스 형태로 복수개의 선반이 구비되는 선반 프레임;
    복수개의 상기 선반의 일측에 인접하여 복수개의 선반과 대응되게 설치되는 카세트 정렬핀;
    일측에 상기 카세트 정렬핀을 촬영하는 카메라가 설치되며, 티칭에 의해 설정된 홈포지션 위치정보에 따라 복수개의 선반으로 각 카세트를 로딩 및 언로딩하는 반송 로봇; 및
    상기 카메라에서 획득된 상기 카세트 정렬핀의 영상 정보를 이용하여 상기 반송 로봇의 티칭을 수행하는 제어 모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카세트 정렬핀의 상기 영상 정보에 기준선이 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라의 촬영 경로 상에 설치되거나 또는 상기 영상 정보에 표시되는 기준선 중첩 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기준선 중첩 장치의 상기 기준선은 영상 인식기가 상기 카세트 정렬핀과의 거리 또는 위치를 판별할 수 있도록 상기 카세트 정렬핀의 형상과 대응되는 형상인, 반송 로봇의 티칭 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기준선은, 적어도 하나의 둥근 외곽 눈금선 또는 십자 눈금선을 포함하는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 기 저장된 제 1 선반의 티칭 위치부터 기 저장된 선반 간의 간격에 기초하여 예측된 제 2 선반 티칭 위치로 이동하여 제 2 선반에 대한 티칭을 수행하는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    기 저장된 제 1 선반의 티칭 위치는,
    사용자에 의해 조작된 반송 로봇의 이동 위치인 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 카메라는 반송 로봇이 제 1 선반으로 티칭되는 경우, 카세트 정렬핀의 영상 정보에 상기 기준선이 겹쳐질 수 있도록 위치가 조절되는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    기 저장된 제 1 선반의 티칭 위치는,
    제 2 선반 아래 또는 위에 위치한 선반인 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 카세트 정렬핀의 외곽선 영상이 상기 기준선을 기준으로 제 1 방향으로 치우져지면 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇을 상기 제 1 방향의 역방향인 제 2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 카세트 정렬핀의 외곽선 영상이 상기 기준선에 맞지 않으면 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇을 수직 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라는, 상기 반송 로봇의 카세트 안착판의 상면에 착탈 가능하게 설치된 카메라 지그에 설치되는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 카메라 지그는, 다관절 링크 기구 또는 XYZ 조정 기구인 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라는, 상기 반송 로봇의 카세트 안착판 또는 이송암의 하면에 설치되는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 카세트 정렬핀은, 상기 선반의 상면에 돌출되고, 상기 카세트의 정렬홈과 대응되도록 전체적으로 원기둥 형상인 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 장치.
  15. 반송 로봇의 티칭을 수행할 수 있도록 카세트가 안착되는 선반의 카세트 정렬핀을 촬영하는 카메라의 X축, Y축 및 Z축의 위치를 조정할 수 있는 카메라 지그; 및
    상기 카세트 정렬핀의 상기 영상 정보에 기준선이 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라의 촬영 경로 상에 설치되는 기준선 중첩 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라 지그 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 카메라는, 무선으로 단말기 또는 모니터에 영상 정보를 송신하는 무선 카메라이고,
    상기 카메라 지그는, 다관절 링크 기구 또는 XYZ 조정 기구인 것을 특징으로 하는, 카메라 지그 장치.
  17. (a) 수동 티칭이 용이한 기준 선반의 정위치에 반송 로봇을 이동시켜서 상기 반송 로봇의 기준 티칭 위치를 저장하는 단계;
    (b) 상기 기준 티칭 위치에서 카메라에서 촬영된 상기 기준 선반의 카세트 정렬핀의 영상 정보가 기준선에 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라가 셋팅되면, 상기 반송 로봇을 다른 선반로 이동시키는 단계; 및
    (c) 상기 다른 선반의 카세트 정렬핀의 영상 정보가 상기 기준선에 겹쳐질 수 있도록 사용자가 수동으로 상기 반송 로봇을 영점 이동시켜서 신규 티칭 위치를 저장하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 카세트 정렬핀의 외곽선 영상이 상기 기준선을 기준으로 제 1 방향으로 치우져지면 사용자로부터 명령 신호를 인가받거나 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇을 상기 제 1 방향의 역방향인 제 2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 카세트 정렬핀의 외곽선 영상이 상기 기준선 보다 작으면 사용자로부터 명령 신호를 인가받거나 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇을 하강시키는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후에,
    (d) 전체 선반를 지정하여 각 선반별로 상기 (c) 단계를 반복하여 티칭을 수행하는 단계; 및
    (e) 각 선반별로 실제 카세트를 수납하여 테스트하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 티칭 방법.
  21. (a) 수동 티칭이 용이한 기준 선반의 정위치에 반송 로봇을 이동시켜서 상기 반송 로봇의 기준 티칭 위치를 저장하는 단계;
    (b) 상기 기준 티칭 위치에서 카메라에서 촬영된 상기 기준 선반의 카세트 정렬핀의 영상 정보가 기준선에 겹쳐질 수 있도록 상기 카메라가 셋팅되면, 상기 반송 로봇을 다른 선반로 이동시키는 단계; 및
    (c) 상기 다른 선반의 카세트 정렬핀의 영상 정보가 상기 기준선에 겹쳐질 수 있도록 영상 인식기를 이용하여 상기 반송 로봇을 자동으로 영점 이동시켜서 신규 티칭 위치를 저장하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반송 로봇의 오토 티칭 방법.
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