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KR101593055B1 - 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇 - Google Patents

2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇 Download PDF

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KR101593055B1
KR101593055B1 KR1020150007270A KR20150007270A KR101593055B1 KR 101593055 B1 KR101593055 B1 KR 101593055B1 KR 1020150007270 A KR1020150007270 A KR 1020150007270A KR 20150007270 A KR20150007270 A KR 20150007270A KR 101593055 B1 KR101593055 B1 KR 101593055B1
Authority
KR
South Korea
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robot
hands
sub
variable
hand
Prior art date
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Active
Application number
KR1020150007270A
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English (en)
Inventor
오승용
서민석
정일영
Original Assignee
주식회사 로보스타
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
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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00Arms
    • B25J18/02Arms extensible
    • B25J18/04Arms extensible rotatable
    • HELECTRICITY
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Abstract

본 발명은 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇에 관한 것으로, 특히, 2개의 서브핸드를 포함하는 로봇핸드로서, 각각의 서브핸드가 수평 방향으로 이동 가능한, 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇에 관한 것이다.
본 발명에 따른, 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇은, 로봇암에 장착되어 전후 이동이 가능한 슬라이더 및 슬라이더에 연결되어, 전후 이동을 하는 로봇핸드를 포함하고, 로봇핸드는, 수평 이동이 가능한 2개의 서브핸드를 포함한다.
이에 의하여, 반송물의 동시 또는 개별적 반송이 가능하고, 특히, 인라인(In-Line) 공정 및 일방향으로 연속되는 공정에서 다수의 반송물을 동시 이송으로 빠른 공정 흐름을 유도하여 공정시간을 단축하고 공정 효율을 높일 수 있게 된다. 또한, 로봇핸드에 포함된 2개의 서브핸드의 수평 이동이 가능하게 되어, 다양한 사이즈의 반송물을 이동할 수 있게 된다.

Description

2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇{TRANSFER ROBOT HAVING TWO STEP VARIABLE ROBOT HAND}
본 발명은 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 2개의 서브핸드를 포함하는 로봇핸드로서, 각각의 서브핸드가 수평 방향으로 이동 가능한, 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇에 관한 것이다.
반도체 장치나 액정표시장치 등의 제조공정에서는, 반도체 웨이퍼나 액정표시장치용 유리 기판 등의 기판에 대하여 인입 및 취출과정이 행하여진다.
기판처리장치(반송 로봇)는 더블 암 로봇, 다수개의 암으로 구성된 반송 로봇 등이 개발되고 사용되고 있으며, 복수의 캐리어를 유지하는 캐리어 유지부와, 기판을 처리하는 기판처리부와, 캐리어 유지부와 기판처리부 사이에서 상하에 적층된 반전유닛과, 각 반전유닛과 캐리어 유지부 사이에서 기판을 반송하는 인덱서 로봇과, 각 반전유닛과 기판처리부 사이에서 기판을 반송하는 메인반송로봇을 구비하는 것이 일반적이다.
이러한 반송 로봇은 근본적으로 웨이퍼, 기판 또는 반송물의 이송을 더욱 효율적으로 수행하기 위한 것이며, 이로서 공정 택 타임(Tack Time)을 줄여 공정 효율을 높일 수 있는 방향으로 개발이 이루어지게 된다.
하나의 기판을 반송하기 위한 하나의 암을 갖는 반송 로봇에서 더블 암을 구비한 반송 로봇이 개발되었고, 더블 암의 구조를 개선하여 더욱 효율적인 공정을 목적으로 대한민국 공개특허공보 10-2008-0047205호(기판 이재 로봇) 및 대한민국 공개특허공보 10-2012-0007449호(기판처리장치 및 기판반송방법)가 개시되어 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2008-0047205호는 독립적 회전 이동 및 동시적 상하이동이 가능한 다수의 암을 구비하여 효율적인 기판 이재를 달성할 수 있는 기판 이재 로봇이 개시되어 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2008-0047205호는 동서남북의 4방향으로 설치되어 위치된 반송물을 각각의 방향에서 반송 가능한 구조라는 점에서 이득이 있으나, 동서남북 4방향으로 독립적으로 동작되므로 인라인 공정이나 한 방향으로 진행되는 공정에서는 사용하기에 부적합한 단점을 갖는다.
대한민국 공개특허공보 10-2012-0007449호는 기판처리장치의 스루풋(throughput, 단위시간 당의 기판의 처리 매수)을 증가시켜 인덱서 로봇 및 메인반송로봇의 대기시간을 단축하기 위한 반송로봇을 제공한다.
대한민국 공개특허공보 10-2012-0007449호는 공정 시간을 단축하는 이점을 가지나, 하나의 암에 다수의 핸드가 부착된 구조이므로 동시 구동을 해야 하는 단점을 가지며 다수의 핸드 구조에 의해 일정 간격으로 위치된 경우에만 다수 반송물의 반송이 가능하다는 단점을 갖는다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0047205호 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0007449호
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 반송물의 동시 또는 개별적 반송이 가능한, 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 인라인(In-Line) 공정 및 일방향으로 연속되는 공정에서 다수의 반송물을 동시 이송으로 빠른 공정 흐름을 유도하여 공정시간을 단축하고 공정 효율을 높일 수 있는, 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 로봇핸드에 포함된 2개의 서브핸드의 수평 이동이 가능하여, 다양한 사이즈의 반송물을 이송할 수 있는, 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반송 로봇은, 반송물 이동을 위한 반송 로봇으로서, 로봇암에 장착되어 전후 이동이 가능한 슬라이더 및 상기 슬라이더에 연결되어, 전후 이동을 하는 로봇핸드를 포함하고, 상기 로봇핸드는, 수평 이동이 가능한 2개의 서브핸드를 포함한다.
그리고, 상기 2개의 서브핸드는 개별적으로 수평 이동이 가능하다.
또한, 상기 2개의 서브핸드의 수평 이동을 위한 위치 가변 블록을 구비하는 브릿지를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 위치 가변 블록은, 상기 2개의 서브핸드의 수평 이동을 가능하게 하는 위치 가변 레일을 포함할 수 있다.
또한, 상기 브릿지는 상기 슬라이더와 수직으로 연결되고, 상기 로봇핸드는 상기 브릿지와 수직으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 로봇핸드는 상기 브릿지를 통해 상기 슬라이더에 연결될 수 있다.
또한, 상기 로봇암의 상하 직선 운동을 위한 포스트 및 상기 포스트의 하단부와 연결되며, 360도 회전이 가능한 회전베이스를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 반송 로봇은, 동시 구동, 개별 구동 또는 2이상의 선택 구동이 가능한 복수의 로봇암을 포함할 수 있다.
또한, 상기 반송 로봇은, 상기 2개의 서브핸드가 일체적으로 이동하는 일체 가변 동작과, 상기 2개의 서브핸드가 개별적으로 이동하는 개별 가변 동작이 가능하다.
상기 본 발명의 구성에 따르면, 반송물의 동시 또는 개별적 반송이 가능하고, 특히, 인라인(In-Line) 공정 및 일방향으로 연속되는 공정에서 다수의 반송물을 동시 이송으로 빠른 공정 흐름을 유도하여 공정시간을 단축하고 공정 효율을 높일 수 있게 된다. 또한, 로봇핸드에 포함된 2개의 서브핸드의 수평 이동이 가능하게 되어, 다양한 사이즈의 반송물을 이동할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 정면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 1단 가변 상태를 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 1단 가변 상태를 나타내는 평면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 2단 가변 상태를 나타내는 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 2단 가변 상태를 나타내는 평면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 제3 및 제4 로봇핸드가 전진한 상태도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 사시도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 평면도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 정면도,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 1단 가변 상태를 나타내는 사시도,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 1단 가변 상태를 나타내는 사시도,
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 2단 가변 상태를 나타내는 사시도, 그리고,
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 제1 및 제2 로봇핸드가 전진한 상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 구조 및 작용효과를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 정면도이다. 도면과 관련한 아래 설명에 있어서, 전후 방향은, 로봇암의 길이 방향을 지칭하고, 상하 방향은, 업다운 포스트의 길이 방향을 지칭하며, 좌우 방향 혹은 수평 방향은, 주행 베이스의 길이 방향을 지칭하고, 수평면은 지면에 평행한 면을 의미한다. 한편, 각 구성의 연결과 관련하여, '연결한다, 연결된다'는 표현은, 직접적인 연결뿐만 아니라, 간적접인 연결도 포함하는 의미이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇은 주행 베이스(110), 주행 슬라이더(120), 회전 베이스(130), 업다운 포스트(140) 및 암 유니트(200)를 포함한다.
주행 베이스(110)는 4각 프레임 형태로 이루어질 수 있고, 필요에 따라 이동이 용이하도록 캐스터가 장착될 수 있으며, 로봇의 작동시 유동성을 방지하도록 다수의 고정장치가 부착될 수 있다.
또한, 주행 베이스(110)의 내측에 위치한 주행 슬라이더(120)가 수평 이동할 수 있도록 레일이 형성될 수 있다.
주행 슬라이더(120)는 양측의 레일과 연결되어 좌우 수평이동이 가능하도록 구성되고, 중심 상단이 회전 베이스(130)에 연결되며, 회전 베이스(130)의 측면 선단부에는 업다운 포스트(140)가 연결될 수 있다.
회전 베이스(130)는 회전축(130a)을 기준으로 360도 회전할 수 있고, 회전 베이스(130)의 회전에 따라 업다운 포스트(140)도 동일하게 360도 회전할 수 있게 된다.
회전 베이스(130)는 회전축(130a)을 기준으로 제1 내지 제4 로봇암(211 내지 214)을 360도 회전시키며, 업다운 포스트(140)는 제1 내지 제4 로봇암(211 내지 214)의 상하 직선 운동을 가능하게 한다.
업다운 포스트(140)의 양측면에는 레일이 형성될 수 있고, 이 레일의 양측에 암 유니트(200)가 장착되어 상하 직선 운동을 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 암 유니트(200)의 구조를 상세히 살펴보면, 암 유니트(200)는 제1 내지 제4 로봇암(211 내지 214), 제1 내지 제4 슬라이더(251 내지 254), 제1 내지 제4 브릿지(261 내지 264) 및 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)를 포함한다.
또한, 제1 내지 제4 브릿지(261 내지 264)에는 제1 내지 제4 위치 가변 블록(291 내지 294)이 형성되어 있다. 여기서, 제1 내지 제4 위치 가변 블록(291 내지 294)은 제1 내지 제4 브릿지(261 내지 264)과 일체로 형성되어도 무방하고, 별개의 구성으로 상호 연결되어도 무방하다.
제1 내지 제4 로봇암(211 내지 214)은 사각형의 꼭지점 상에 위치하는 방식으로, 상하 좌우의 4분할 배열을 이룬다. 구체적으로, 업다운 포스트(140)를 중심으로 우측에 제1 및 제3 로봇암(211,213)이 위치하고, 좌측에 제2 및 제4 로봇암(212,214)이 위치하며, 제1 로봇암(211)과 제3 로봇암(213)은 상하로 이격하여 위치하고, 제2 로봇암(212)과 제4 로봇암(214)도 상하로 이격하여 위치한다.
제1 내지 제4 로봇암(211 내지 214)이 업다운 포스트(140)를 기준으로 좌우 및 상하로 이격하여 배치되면서, 그 사이에는 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)의 이동 공간이 마련된다.
물론, 위와 같은 배열은 최적의 실시예일 뿐이고, 각 로봇암이 다양하게 배치될 수 있다. 제1 내지 제4 로봇암(211 내지 214) 사이에 마련된 이동 공간에서, 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)는 동일한 궤적으로 출입되며, 소정의 이격거리를 가지며 좌우 상하로 배열될 수 있다.
따라서, 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)가 한정된 공간에서 좌우 상하의 배열을 가지며, 전후 직선 운동을 하기 위해서, 본 실시예에서는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 로봇암(211 내지 214)을 가진 암 유니트(200)가 상하 및 좌우측 4분할 배열과 함께 내외측 순서 위치를 선정하여, 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)의 전후 직선 운동시 서로 간섭이 없고, 동일 간격 및 동일 궤적 운동을 하도록 함으로써, 워크 패널의 반송을 동시 혹은 개별적으로 수행할 수 있도록 한다.
제1 내지 제4 로봇암(211 내지 214)의 양측면에는 슬라이딩 가능하도록 제1 내지 제4 슬라이더(251 내지 254)가 장착된다. 구체적으로, 제1 내지 제4 로봇암(211 내지 214)의 외측면에 제1 내지 제4 슬라이더(251 내지 254)가 장착된다. 물론, 다른 실시예에서는, 이와 반대로, 제1 내지 제4 로봇암(211 내지 214)의 내측면에 제1 내지 제4 슬라이더(251 내지 254)가 장착될 수도 있다.
제1 내지 제4 슬라이더(251 내지 254)는 제1 내지 제4 로봇암(211 내지 214)의 길이 방향으로 전후 이동이 가능하다.
제1 내지 제4 슬라이더(251 내지 254)의 선단부에는 제1 내지 제4 브릿지(261 내지 264)가 수직으로 장착되며, 제1 내지 제4 브릿지(261 내지 264)에는 제1 내지 제4 위치 가변 블록(291 내지 294)이 형성된다.
제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)은, 제1 내지 제4 위치 가변 블록(291 내지 294)에 결합되며, 제1 내지 제4 위치 가변 블록(291 내지 294)의 가변 영역에서, 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274) 각각은 좌우 방향/수평 방향으로 이동할 수 있다.
제1 내지 제4 위치 가변 블록(291 내지 294)의 가변 영역 내부에는 레일이 형성되고, 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)의 선단이 상기 레일에 결합되어, 가변 영역에서 좌우 방향/수평 방향으로 이동할 수 있게 된다.
제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274) 각각은 상하 좌우로 배열되며, 구체적으로, 좌우 2단, 상하 2단으로 배열될 수 있다. 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)는 각각의 워크 패널(150)을 반송/반입시킬 수 있는 엔드 이펙터(end effector) 역할을 한다.
워크 패널(150)은 주행 베이스(110)에 의해, 주행 베이스(110)의 이동 방향으로 수평 이동이 가능하고, 회전 베이스(130)에 의해 360도 회전 이동이 가능하며, 업다운 포스트(140)에 의해 상하 이동이 가능하고, 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)에 의해 전후 방향으로 이동이 가능하게 된다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇은, 4개의 로봇암을 최소의 공간에서 효율적으로 작동시키기 위해 다음과 같은 조건을 제시한다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 로봇암(211 내지 214)을 좌우상하 4분열 배열이 되도록 하며, 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)를 동일한 간격으로 이격하여 상하 배열될 수 있도록, 상부에 제1 및 제2 로봇암(211,212), 하부에 제3 및 제4 로봇암(213,214)을 배열하는 구조를 선택한다.
이는 4개의 로봇핸드(271 내지 274)가 동일한 궤적으로 작동할 수 있도록 하되, 암 유니트(200)의 부피를 최소화하기 위함이며, 동일한 이격거리를 갖고 상하좌우로 배열된 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)의 전후 수직 이동시 상호간섭을 방지하기 위한 구현방법이라 할 수 있다.
또한, 워크 패널, 로봇핸드, 회전 베이스, 업다운 포스트의 위치상에서 부피의 최소화 및 작업의 효율화를 구현하도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 암 유니트(200)에 구비된, 제1 내지 제4 로봇암은 동시 구동, 개별 구동 또는 2이상의 선택 구동이 가능하다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하면서, 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 1단 가변 상태 및 그와 관련한 동작을 설명하고, 도 5 및 도 6을 참조하면서, 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 2단 가변 상태 및 그와 관련한 동작을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 1단 가변 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 1단 가변 상태를 나타내는 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 2단 가변 상태를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 2단 가변 상태를 나타내는 평면도이다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇은 제1 내지 제4 위치 가변 블록(291 내지 294)과, 그 내부에 구비된 위치 가변 레일(미도시)에 의하여, 제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)가 좌우 방향/수평 방향으로 움직인다. 이러한 로봇핸드의 전체적인 움직임을 1단 가변 동작이라 부르기로 한다. 즉, 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇은 후술할 2개의 서브핸드가 일체적으로 이동하는 일체 가변 동작이 가능하다.
구체적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 로봇핸드(271) 및 제2 로봇핸드(272)는 각각 바깥 방향으로 이동된다. 이와 같은 1단 가변 동작에 의해, 더 큰 사이즈의 워크 패널(150)을 이동시킬 수 있게 된다.
제1 내지 제4 로봇핸드(271 내지 274)는 각각 2개의 서브핸드를 포함한다. 구체적으로, 제1 로봇핸드(271)는 2개의 서브핸드(271-1,271-2)를 포함하고, 제2 로봇핸드(272)는 2개의 서브핸드(272-1,272-2)를 포함한다. 마찬가지로, 제3 로봇핸드(273)는 2개의 서브핸드(273-1,373-2)를 포함하고, 제4 로봇핸드(274)는 2개의 서브핸드(274-1,274-2)를 포함한다.
각각의 서브핸드(271-1,271-2,272-1,272-2,273-1,273-2,374-1,274-2)의 일단은, 위치 가변 레일(미도시)에 연결되어 있고, 이에 의하여 좌우 방향/수평 방향의 움직임이 가능해진다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 로봇핸드(271)의 서브핸드(271-1,271-2)는 서로 벌어지는 방향으로 수평 이동이 가능하며, 이에 따라 더 큰 사이즈의 워크 패널(150)을 반송할 수 있게 된다. 즉, 수평(좌우) 이동이 가능해짐에 따라, 반송 효율을 더욱 높일 수 있게 된다. 마찬가지로, 제2 로봇핸드(272)의 서브핸드(272-1,272-2)도 서로 벌어지는 방향으로 이동할 수 있고, 제3 로봇핸드(273)의 서브핸드(273-1,273-2) 및 제4 로봇핸드(274)의 서브핸드(274-1,274-2)도 서로 벌어지는 방향으로 수평 이동이 가능해진다.
이러한 로봇핸드의 전체적인 움직임을 2단 가변 동작이라 부르기로 한다. 즉, 본 발명에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇은, 2개의 서브핸드가 개별적으로 이동하는 개별 가변 동작이 가능하다.
위의 설명 및 후술하는 설명에 있어서, 1단 및 2단 가변 동작은 위에서 언급한 전체 가변 동작 및 개별 가변 동작을 의미하는 것으로, 시간적 순서를 갖지 않는다. 즉, 2단 가변 동작인 개별 가변 동작이 먼저 수행되어도 무방하고, 1단 가변 동작과 2단 가변 동작, 다시 말해, 전체 가변 동작과 개별 가변 동작이 동시에 수행되어도 무방하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 제3 및 제4 로봇핸드가 전진한 상태도이다.
제3 로봇암(213)을 베이스로 하여, 제3 슬라이더(253)가 전방으로 슬라이딩하고, 제3 슬라이더(253)와 직각으로 결합된 제3 브릿지(263) 및 제3 브릿지(263)에 결합/형성된 제3 위치 가변 블록(293)이 전방으로 전진하며, 제3 위치 가변 블록(293)과 연결된 제3 로봇핸드(273)가 전방으로 전진한다.
한편, 제4 로봇암(214)을 베이스로 하여, 제4 슬라이더(254)가 전방으로 슬라이딩하고, 제4 슬라이더(254)와 직각으로 결합된 제4 브릿지(264) 및, 제4 브릿지(264)에 결합/형성된 제4 위치 가변 블록(294)이 전방으로 전진하며, 제4 위치 가변 블록(294)과 연결된 제4 로봇핸드(274)가 전방으로 전진한다.
제1 및 제2 로봇핸드(271,272)도 위와 같은 방식으로 전후 이동이 가능하다.
상기 설명에서는, 로봇핸드(211 내지 214)와 슬라이더(251 내지 254) 사이에, 브릿지(261 내지 264)와 위치 가변 블록(291 내지 294)이 개재하는 것으로 상정하여 설명했지만, 이와 다른 실시예에서는, 슬라이더, 브릿지 및 위치 가변 블록 중 둘 이상이 하나의 구성으로 이루어질 수도 있다. 이와 같은 경우, 로봇핸드는 슬라이더, 브릿지 및 위치 가변 블록으로 이루어진 단일체와 연결되어, 상술한 바와 동일한 기능을 가질 수 있을 것이다.
이상에서는, 4개의 로봇암(211 내지 214)을 가진 반송 로봇을 상정하여 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 이해를 돕고자, 8개의 로봇암(311 내지 318)을 가진 반송 로봇을 상정하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇에 대하여 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 평면도이며, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 정면도이다.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇은, 주행 베이스(110), 주행 슬라이더(120), 회전 베이스(130), 업다운 포스트(140) 및 암 유니트(300)를 포함한다.
주행 베이스(110)는 4각 프레임 형태로 이루어질 수 있고, 필요에 따라 이동이 용이하도록 캐스터가 장착될 수 있으며, 로봇의 작동시 유동성을 방지하도록 다수의 고정장치가 부착될 수 있다.
또한, 주행 베이스(110)의 내측에 위치한 주행 슬라이더(120)가 수평 이동할 수 있도록 레일이 형성될 수 있다.
주행 슬라이더(120)는 양측의 레일과 연결되어 좌우 수평이동이 가능하도록 구성되고, 중심 상단이 회전 베이스(130)에 연결되며, 회전 베이스(130)의 측면 선단부에는 업다운 포스트(140)가 연결될 수 있다.
회전 베이스(130)는 회전축(130a)을 기준으로 360도 회전할 수 있고, 회전 베이스(130)의 회전에 따라 업다운 포스트(140)도 동일하게 360도 회전할 수 있게 된다.
회전 베이스(130)는 회전축(130a)을 기준으로 제1 내지 제8 로봇암(311 내지 318)을 360도 회전시키며, 업다운 포스트(140)는 제1 내지 제8 로봇암(311 내지 318)의 상하 직선 운동을 가능하게 한다.
업다운 포스트(140)의 양측면에는 레일이 형성될 수 있고, 이 레일의 양측에 암 유니트(300)가 장착되어 상하 직선 운동을 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 암 유니트(300)의 구조를 상세히 살펴보면, 암 유니트(300)는 제1 내지 제8 로봇암(311 내지 318), 제1 내지 제8 슬라이더(351 내지 358), 제1 내지 제8 브릿지(361 내지 368) 및 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)를 포함한다.
또한, 제1 내지 제8 브릿지(361 내지 368)에는 제1 내지 제8 위치 가변 블록(391 내지 398)이 형성되어 있다. 여기서, 제1 내지 제8 위치 가변 블록(391 내지 398)은 제1 내지 제8 브릿지(361 내지 368)과 일체로 형성되어도 무방하고, 별개의 구성으로 상호 연결되어도 무방하다.
제1 내지 제8 로봇암(311 내지 318)은 상하 좌우의 4분할 배열을 이룬다. 구체적으로, 제1 내지 제8 로봇암(311 내지 318)은 2개의 로봇암이 수평으로 결합되어, 총 4개의 더블 로봇암(310,320,330,340)으로 구성된다.
제1 더블 로봇암(310)은 2개의 로봇암(311,313)이 수평으로 결합된 한 쌍의 로봇암이고, 제2 더블 로봇암(320)은 2개의 로봇암(312,314)이 수평으로 결합된 한 쌍의 로봇암이고, 제3 더블 로봇암(330)은 2개의 로봇암(315,317)이 수평으로 결합된 한 쌍의 로봇암이며, 제4 더블 로봇암(340)은 2개의 로봇암(316,318)이 수평으로 결합된 한 쌍의 로봇암이다.
제1 내지 제4 더블 로봇암(310,320,330,340)은 사각형의 꼭지점 상에 위치하는 방식으로, 상하 좌우의 4분할 배열을 이룬다. 구체적으로, 업다운 포스트(140)를 중심으로 우측에 제1 및 제3 더블 로봇암(310,330)이 위치하고, 좌측에 제2 및 제4 더블 로봇암(320,340)이 위치하며, 제1 더블 로봇암(310)과 제3 더블 로봇암(330)은 상하로 이격하여 위치하고, 제2 더블 로봇암(320)과 제4 더블 로봇암(340)도 상하로 이격하여 위치한다.
제1 내지 제4 더블 로봇암(310,320,330,340)이 업다운 포스트(140)를 기준으로 좌우 및 상하로 이격하여 배치되면서, 그 사이에는 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)의 이동 공간이 마련된다.
제1 내지 제8 로봇암(311 내지 318)은 상부의 내측으로 제1 로봇암(311)과 제2 로봇암(312)이 위치하고, 상부의 외측으로 제3 로봇암(313)과 제4 로봇암(314)이 위치하고, 하부의 외측으로 제5 로봇암(315)과 제6 로봇암(316)이 위치하며, 하부의 내측으로 제7 로봇암(317)과 제8 로봇암(318)이 위치할 수 있다.
물론, 위와 같은 배열은 최적의 실시예일 뿐이고, 각 로봇암이 다양하게 배치될 수 있다. 제1 내지 제4 더블 로봇암(310,320,330,340) 사이에 마련된 이동 공간에서, 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)는 동일한 궤적으로 출입되며, 소정의 이격거리를 가지며 좌우 상하로 배열될 수 있다.
따라서, 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)가 한정된 공간에서 좌우 상하의 배열을 가지며, 전후 직선 운동을 하기 위해서, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 8개의 로봇암(311 내지 318)을 가진 암 유니트(300)가 상하 및 좌우측 4분할 배열과 함께 내외측 순서 위치를 선정하여, 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)의 전후 직선 운동시 서로 간섭이 없고, 동일 간격 및 동일 궤적 운동을 하도록 함으로써, 워크 패널의 반송을 동시 혹은 개별적으로 수행할 수 있도록 한다.
제1 내지 제4 더블 로봇암(310,320,330,340)의 양측면에는 슬라이딩 가능하도록 제1 내지 제8 슬라이더(351 내지 358)가 장착된다. 구체적으로, 내측에 위치하는 제1 로봇암(311), 제2 로봇암(312), 제7 로봇암(317) 및 제8 로봇암(318)에는 내측면에 각각 제1 슬라이더(351), 제2 슬라이더(352), 제7 슬라이더(357) 및 제8 슬라이더(358)가 장착되고, 외측에 위치하는 제3 로봇암(313), 제4 로봇암(314), 제5 로봇암(315) 및 제6 로봇암(316)에는 외측면에 각각 제3 슬라이더(353), 제4 슬라이더(354), 제5 슬라이더(355) 및 제6 슬라이더(356)가 장착된다.
제1 내지 제8 슬라이더(351 내지 358)는 로봇암(311 내지 318)의 길이 방향으로 전후 이동이 가능하다.
제1 내지 제8 슬라이더(351 내지 358)의 선단부에는 제1 내지 제8 브릿지(361 내지 368)가 수직으로 장착되며, 제1 내지 제8 브릿지(361 내지 368)은 제1 내지 제8 위치 가변 블록(391 내지 398)이 형성된다.
제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)은, 제1 내지 제8 위치 가변 블록(391 내지 398)에 결합되며, 제1 내지 제8 위치 가변 블록(391 내지 398)의 가변 영역에서, 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378) 각각은 좌우 방향으로 이동할 수 있다.
제1 내지 제8 위치 가변 블록(391 내지 398)의 가변 영역 내부에는 레일이 형성되고, 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)의 선단이 상기 레일에 결합되어, 가변 영역에서 좌우 방향으로 이동할 수 있게 된다.
제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378) 각각은 상하 좌우로 배열되며, 구체적으로, 좌우 2단, 상하 4단으로 배열될 수 있다. 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)는 각각의 워크 패널(150)을 반송/반입시킬 수 있는 엔드 이펙터(end effector) 역할을 한다.
워크 패널(150)은 주행 베이스(110)에 의해, 주행 베이스(110)의 이동 방향으로 수평 이동이 가능하고, 회전 베이스(130)에 의해 360도 회전 이동이 가능하며, 업다운 포스트(140)에 의해 상하 이동이 가능하고, 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)에 의해 전후 방향으로 이동이 가능하게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇은, 8개의 로봇암을 최소의 공간에서 효율적으로 작동시키기 위해 다음과 같은 조건을 제시한다.
먼저, 도 8 내지 10에 도시된 바와 같이, 4개의 더블 로봇암(310,320,330,340)을 좌우상하 4분열 배열이 되도록 하며, 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)를 동일한 간격으로 이격하여 상하 배열될 수 있도록, 상부 내측에는 제1 및 제2 로봇암(311,312), 상부 외측에는 제3 및 제4 로봇암(313,314), 하부 내측에는 제7 및 제8 로봇암(317,318), 하부 외측에는 제5 및 제6 로봇암(315,316)을 배열하는 구조를 선택한다.
이는 8개의 로봇핸드(371 내지 378)가 동일한 궤적으로 작동할 수 있도록 하되, 암 유니트(300)의 부피를 최소화하기 위함이며, 동일한 이격거리를 갖고 상하좌우로 배열된 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)의 전후 수직 이동시 상호간섭을 방지하기 위한 구현방법이라 할 수 있다.
또한, 워크 패널, 로봇핸드, 회전 베이스, 업다운 포스트의 위치상에서 부피의 최소화 및 작업의 효율화를 구현하도록 한다.
한편, 암 유니트(300)에 구비된, 제1 내지 제8 로봇암(371 내지 378)은 동시 구동, 개별 구동 또는 2이상의 선택 구동이 가능하다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 1단 가변 상태를 나타내는 사시도이고, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇의 2단 가변 상태를 나타내는 사시도이다.
구체적으로, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 1단 가변 이전의 상태도이고, 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 1단 가변 이후의 상태도이며, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 2단 가변 이후의 상태도이다.
위에서 설명한 바와 같이, 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇은 제1 내지 제8 위치 가변 블록(391 내지 398)과, 그 내부에 구비된 위치 가변 레일(미도시)에 의하여, 제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)가 좌우/수평 방향으로 움직인다(1단 가변 동작).
구체적으로, 도 11 및 도 12를 참조하면, 제7 로봇핸드(377) 및 제8 로봇핸드(378)는 각각 수평 방향/좌우 방향의 이동이 가능하다. 이와 같은 1단 가변 동작에 의해, 더 큰 사이즈의 워크 패널(150)을 이동시킬 수 있게 된다.
제1 내지 제8 로봇핸드(371 내지 378)는 각각 2개의 서브핸드를 포함한다. 구체적으로, 제7 로봇핸드(377)는 2개의 서브핸드(377-1,377-2)를 포함하고, 제8 로봇핸드(378)는 2개의 서브핸드(378-1,378-2)를 포함한다. 마찬가지로, 제1 내지 제6 로봇핸드(371 내지 376)도 각각 2개의 서브핸드(미도시)를 포함한다.
각각의 서브핸드(377-1,377-2,378-1,378-2)의 일단은, 위에서 설명한 바와 같이, 위치 가변 레일(미도시)에 연결되어 있고, 이에 의하여 좌우/수평 방향의 움직임이 가능해진다. 도 13에 도시된 바와 같이, 제7 로봇핸드(377)의 서브핸드(377-1,377-2)는 서로 벌어지는 방향으로 이동이 가능하며, 이에 따라 더 큰 사이즈의 워크 패널(150)을 반송할 수 있게 된다. 즉, 수평 방향/좌우 방향의 이동이 가능해짐에 따라, 반송 효율을 더욱 높일 수 있게 된다.
한편, 제1 로봇핸드(371)의 서브핸드(371-1,371-2), 제2 로봇핸드(372)의 서브핸드(372-1,372-2), 제3 로봇핸드(373)의 서브핸드(373-1,373-2), 제4 로봇핸드(374)의 서브핸드(374-1,374-2), 제5 로봇핸드(375)의 서브핸드(375-1,375-2), 제6 로봇핸드(376)의 서브핸드(376-1,376-2)의 경우도, 위와 같은 방식으로 동작하게 된다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송로봇의 제1 및 제2 로봇핸드가 전진한 상태도이다.
제1 로봇암(311)을 베이스로 하여, 제1 슬라이더(351)가 전방으로 슬라이딩하고, 제1 슬라이더(351)와 직각으로 결합된 제1 브릿지(361) 및 제1 브릿지(361)에 결합/형성된 제1 위치 가변 블록(391)이 전방으로 전진하며, 제1 위치 가변 블록(391)과 연결된 제1 로봇핸드(371)가 전방으로 전진한다.
한편, 제2 로봇암(312)을 베이스로 하여, 제2 슬라이더(352)가 전방으로 슬라이딩하고, 제2 슬라이더(352)와 직각으로 결합된 제2 브릿지(362) 및 제2 브릿지(362)에 결합/형성된 제2 위치 가변 블록(392)이 전방으로 전진하며, 제2 위치 가변 블록(392)과 연결된 제2 로봇핸드(372)가 전방으로 전진한다.
제3 내지 제8 로봇핸드(373 내지 378)도, 위와 같은 방식으로 전후 이동이 가능하다.
위에서는 4개의 로봇암을 가지는 암 유니트(200)와, 8개의 로봇암을 가지는 암 유니트(300)를 상정하여 설명하였지만, 본 발명에 따른, 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇에는, 다양한 개수의 로봇암을 가지는 암 유니트가 채용될 수도 있다. 예를 들어, 6개의 로봇암을 가지는 암 유니트의 경우, 위의 8개의 로봇암을 가진 암 유니트(300)에서, 2개의 더블 로봇암을 각각 단일 로봇암으로 변경함으로써, 동일한 기능을 가질 수 있을 것이다.
또한, 상기 설명에서는, 로봇핸드(311 내지 318)와 슬라이더(351 내지 358) 사이에, 브릿지(361 내지 368)와 위치 가변 블록(391 내지 398)이 개재하는 것으로 상정하여 설명했지만, 이와 다른 실시예에서는, 슬라이더, 브릿지 및 위치 가변 블록 중 둘 이상이 하나의 구성으로 이루어질 수도 있다. 이와 같은 경우, 로봇핸드는 슬라이더, 브릿지 및 위치 가변 블록으로 이루어진 단일체와 연결되어, 상술한 바와 동일한 기능을 가질 수 있을 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 주행 베이스
120 : 주행 슬라이더
130 : 회전 베이스
140 : 업다운 포스트
150 : 워크 패널
200 : 암 유니트
211, 212, 213, 214, 215, 216 : 로봇암
251, 252, 253, 254, 255, 256 : 슬라이더
261, 262, 263, 264, 265, 266 : 브릿지
271, 272, 273, 274, 275, 276 : 로봇핸드
271-1,271-2,272-1,272-2,273-1,273-2,274-1,274-2 : 서브핸드
291, 292, 293, 294, 295, 296 : 위치 가변 블록
300 : 암 유니트
311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318 : 로봇암
310, 320, 330, 340 : 더블 로봇암
351, 352, 353, 354, 355, 356, 357, 358 : 슬라이더
361, 362, 363, 364, 365, 366, 367, 368 : 브릿지
371, 372, 373, 374, 375, 376, 377, 378 : 로봇핸드
371-1,371-2,372-1,372-2,373-1,373-2,374-1,374-2 : 서브핸드
375-1,375-2,376-1,376-2,377-1,377-2,378-1,378-2 : 서브핸드
391, 392, 393, 394, 395, 396, 397, 398 : 위치 가변 블록

Claims (9)

  1. 반송물 이동을 위한 반송 로봇으로서,
    복수의 로봇암에 각각 장착된, 전후 이동이 가능한 복수의 슬라이더; 및
    상기 복수의 슬라이더에 각각 수직으로 연결된 복수의 브릿지;
    상기 복수의 브릿지에 각각 형성된 복수의 위치 가변 블록; 및
    상기 위치 가변 블록에 각각 연결되어 좌우 이동이 가능한 동시에, 상기 복수의 슬라이더에 의해 각각 전후 이동이 가능한 복수의 가변 로봇핸드;를 포함하고,
    상기 로봇암에 장착된 슬라이더와 연결되는 상기 위치 가변 블록은 하나의 가변 로봇핸드를 포함하고,
    상기 복수의 가변 로봇핸드 각각은 2개의 서브핸드로 구성되며,
    상기 2개의 서브핸드는, 상기 위치 가변 블록에 연결되어 상기 2개의 서브핸드의 일체적인 좌우 이동 및 상기 2개의 서브핸드의 개별적인 좌우 이동이 가능한 동시에, 상기 복수의 슬라이더에 의해 전후 이동이 가능하고,
    좌우 이동 및 전후 이동이 가능한 상기 2개의 서브핸드 각각은, 상기 위치 가변 블록의 가변 영역 내에서, 상기 반송물의 사이즈에 따라 개별적으로 좌우 이동하여 상기 반송물의 하면을 로딩함으로써 상기 반송물을 반송시키는, 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치 가변 블록은, 상기 2개의 서브핸드의 좌우 이동을 가능하게 하는 위치 가변 레일을 포함하고,
    상기 2개의 서브핸드 각각의 선단은, 상기 위치 가변 레일에 연결되어, 각각 개별적으로 좌우 이동하는, 2단 가변 로봇핸드를 구비한 반송 로봇.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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