KR100566347B1 - 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FPD 제조라인에서 패널을 카세트로부터 또는 컨베이어상에서 설비로 로딩 시 또는 설비로부터 카세트 또는 컨베이어상으로 언로딩 시 평판 디스플레이 패널의 반전이 요구되는 경우에 있어서 모든 방위에 대한 위치 구동이 가능한 6축 다관절 로봇의 끝 단인 제3아암부의 끝단에 상·하 양면에 2개의 패널을 탈·부착 할 수 있는 그래버(Grabber)를 장착하고, 상기 다관절 로봇의 제 6축 끝단을 180도 회전시킴으로써 패널의 반전을 용이하게 구현하도록 하는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치에 관한 것이다.

이러한 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치는 고하중의 구동부를 설치할 수 있는 하부 프레임; 상기 하부 프레임에 설치되고 그래버의 반전을 포함한 모든 방위에 대한 위치 구동이 가능하도록 다수의 로봇 축을 갖는 다관절 로봇; 상기 다관절 로봇의 로봇 축 중 제3아암부의 끝단인 6축 끝 단에 장착되는 그래버; 상기 그래버의 일측에 취부되어 평판 디스플레이 패널을 전·후·좌·우에서 붙잡을 수 있는 핑거; 상기 핑거를 전·후·좌·우로 이동시키기 위한 구동장치; 상기 그래버의 테이블의 양측에 일정 간격으로 설치되어 평판 디스플레이 패널의 낙하를 방지하기 위한 진공 패드; 상기 그래버의 테이블의 양측에 부착되어 평판 디스플레이 패널의 유무를 검출하는 패널감지센서; 상기 다관절 로봇 및 그래버를 제어할 수 있는 제어기를 포함한다. 물론 로딩/언로딩장치는 종래와 같이 평판 디스플레이 패널이 보관되는 카세트를 일정한 위치에 고정할 수 있는 프레임을 포함한다.

한편, 상기 하부 프레임에 고정 설치되는 다관절 로봇은 이와 달리 직선운동(linear motion) 가이드에 결합되어 직선이동이 가능하게 설치될 수 있다.

다관절, 로봇, 그래버(Grabber), 반전(Inversion), 핑거, 진공흡착, 평판디스플레이패널, 중심정렬, 카세트, 인덱서, 로딩, 언로딩

Description

평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치 및 방법{Inversion Functional Loading/Unloading Equipment for Flat Panel Display Device and an Inversion Loading/ Unloading Method thereby}

도 1은 종래 발명에 따른 반전기와 인덱서를 이용한 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치의 실시 예

도 2는 종래 발명에 따른 반전기와 인덱서를 이용한 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치의 동작시퀀스를 개략적으로 나타내는 순서도.

도3은 본 발명의 주요 구성요소인 그래버의 평면도.

도4는 도3의 사시도.

도5는 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치의 동작시퀀스를 개략적으로 나타내는 순서도.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치의 작동상태를 개략적으로 보여주는 측면도.

도 7a, 도 7b, 및 도 7c는 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치의 다관절 로봇의 1, 2, 3축 모터 및 감속기를 개략적으로 도시하는 사시도.

도 8a 및 도 8b는 6축 자유도를 갖는 본 발명의 로봇의 각 부분의 회전방향 을 보여주는 평면도 및 측면도.

도 9a 및 도 9b는 5축 자유도를 갖는 본 발명의 또다른 로봇의 각 부분의 회전방향을 보여주는 평면도 및 측면도.

도 10은 본 발명의 그래버의 또 다른 실시예를 보여주는 측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 하부 베이스 110: 상부 베이스

200: 연결부 300: 제 1아암부

400: 제 2아암부 500: 제 3아암부

600: 그래버 601: 테이블

602: 진공흡착패드 603: 스페이서

604: (후핑거) 직선운동가이드

605: (좌우핑거 캐리지) 직선운동가이드 606: 패널감지센서

610: 좌우핑거 캐리지 611, 612: 좌우 핑거

611S, 612S: (좌우 핑거)슬라이드부재 614: 전핑거

615: 가이드블록 616: (좌우핑거구동용) 모터

617: (좌우핑거 캐리지구동용) 모터 P: 평판디스플레이패널

본 발명은 FPD 관련 제조 장비에 평판 디스플레이 패널을 로딩 또는 언로딩 시에 반전이 필요한 경우에 모든 방위에 대한 위치 구동이 가능한 제 6축 다관절 로봇의 끝 단에 장착된 패널을 붙잡을 수 있는 그래버를 이용하여 편리하게 대형의 평판 디스플레이 패널을 취급할 수 있는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이란 전자기기와 인간과의 인터페이스로서, 각종 전자기기로부터 출력되는 전기적 정보신호를 광 정보 신호로 변환하여, 인간이 시각을 통해서 인식할 수 있도록 하는 정보표시장치이다.

이러한 디스플레이 중에서 평판 디스플레이는 LCD, PDP, FED, OLED 등 여러 가지의 종류가 있으며, 완제품을 제조하기 전에 평판 디스플레이 패널에 존재하는 이물질, 결함, 오류 등을 각종 장비를 이용하여 검사 또는 수리해야만 하는데, 이 과정에서 반드시 평판 디스플레이 패널의 반전을 필요로 하는 경우가 발생한다.

이와 같이 평판 디스플레이 패널의 반전을 위한 종래의 장치는 도1에서와 같이 수평이동 로봇에 장착된 흡착기능을 가진 포크 형태의 핸드를 이용하여 패널을 카세트로부터 꺼낸 다음에 반전을 위해 전용 반전기에 로딩하고, 상기 반전기를 이용하여 반전을 한 후에 검사 또는 수리를 위한 장비에 다시 한번 상기 로봇 핸들러를 이용하여 로딩하는 과정을 수행해야만 한다. 상기 과정을 마친 후에는 반대의 경로를 통해 패널을 검사 완료용 카세트에 로딩함으로써 한 주기의 프로세스가 종료된다.

그러나, 최근 평판 디스플레이 패널은 급속한 대형화와 고속생산의 추세에 따라 도1에서와 같은 종래의 반전 장치로는 다양한 크기를 갖는 평판 디스플레이 패널의 효율적인 반전을 수행할 수 없는 한계가 있었다. 이는 평판 디스플레이 패널을 파지하는 그래버장치 또는 진공흡착수단이 평판 디스플레이 패널의 다양한 크기(size)에 능동적으로 대처할 수단을 갖추고 있지 않기 때문이다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래의 전용 반전기와 장비를 일체화함으로써 장비 설치면적의 최소화 및 택타임 단축을 꾀하면서 패널의 반전 기능을 수행하려 하였으나, 이는 장비의 비용이 증가될 뿐만 아니라 사용자에게 불안 요소를 제공하는 문제를 야기하였다. 또한, 생산성을 높이기 위한 택타임의 단축에도 별로 효과적이지 못하여 여전히 많은 문제를 안고 있었다.

종래의 반전기를 이용하여 평판 디스플레이 패널을 검사 및 수리하기 위한 검사시스템은 도 1에 개략적으로 블록도로 예시된 바와 같이, 평판 디스플레이 패널이 적재되는 적재장치인 인덱서(CI), 인덱서(CI)에 적재된 평판디스플레이 패널을 진공흡착패드(도면에서 상부에 위치한 진공흡착패드)로 흡착지지한 상태에서 반전장치(GI)로 그리고 검사장비 및 수리장비(IK)로 이동시켜 로딩/언로딩 시키는 역할을 하는 수평이동로봇인 핸들러(RH), 인덱서(CI)로부터 평판디스플레이 패널을 글라스 핸들러(RH)가 언로딩한 후 반전장치(GI)에 올려놓으면 이 평판디스플레이 패널을 검사장비 및 수리장비(IR)에 올려 놓도록 180도 반전시키는 역할을 하는 반전장치(GI), 반전장치(GI)에 의해 반전된 평판디스플레이패널을 핸들러(RH)가 진공흡착패드(도면에서 하부에 위치한 진공흡착패드)로 흡착한 후 검사 및 수리를 할 수 있는 검사장비 및 수리장비(IR), 및 검사 및 수리가 완료된 평판디스플레이 패널을 보관하는 별도의 카세트(도시되지 않음) 등으로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 평판디스플레이 패널을 검사하는 검사시스템은 평판디스플레이 패널을 핸들러(RH)가 도면에서 상부에 위치한 진공흡착패드로 흡착하여 평판디스플레이패널을 고정하여 유지되게 한 상태에서 인덱서(CI)로부터 반전장치(GI)로 이동시킨 후 반전장치(GI)에서 반전된 평판디스플레이패널을 핸들러(RH)의 도면에서 하부에 위치한 진공흡착패드로 흡착하여 고정시킨 다음 검사장비 및 수리장비(IR)로 이동되어 검사완료된 평판디스플레이 패널의 하부로 이동된다. 그리고 핸들러(RH)의 도면에서 상부에 위치한 진공흡착패드에 의해 검사완료된 평판디스플레이패널을 흡착하여 유지되어 고정되게 한 다음 검사장비 및 수리장비(IR) 밖으로 이동되고, 다시 하부에 진공흡착되어 고정된 평판디스플레이 패널을 검사장비 및 수리장비(IR)로 이동시켜 검사 및 수리가 이루어지게 하고, 검사완료된 평판디스플레이패널은 도시되지 않은 별도의 카세트로 이동되어 적재시킨다.

그리고, 검사장비 및 수리장비(IR)에서 검사 및 수리가 이루어지고 있는 동안 핸들러(RH)는 인덱서(CI)로 이동하여 새로이 검사 또는 수리될 평판디스플레이패널(P)을 핸들러(RH)의 도면에서 상부에 위치한 진공흡착패드로 흡착고정하여 반전장치(GI)로 이동시키고, 반전장치(GI)에서 반전된 평판디스플레이패널은 핸들러(RH)의 도면에서 하부에 위치한 진공흡착패드로 흡착고정하여 검사장비로 이동되어 상기에서 설명한 바와 같이 반복작업이 연속적으로 이루어지는 것이다.

종래의 평판디스플레이패널을 검사 또는 수리하기 위한 시스템의 동작에 대한 이해를 돕기 위해 도 2에 예시된 동작시퀀스에 의해 다시 설명한다.

카세트의 해당 슬릿에 적재된 평판 디스플레이 패널은 핸들러(수평이동로봇 )(RH)에 의해 언로딩 된 다음 반전장치(GI)로 이동된다. 반전장치(GI)로 이동된 평판 디스플레이 패널은 반전기에 의해 180도 반전된 다음 핸들러(RH)에 의해 검사 또는 수리장비(IR)로 이동된다. 그리고, 다시 인덱서(CI)로 이동된 핸들러(RH)에 의해 새로운 평판 디스플레이 패널을 반전장치(GI)로 이동시켜 반전시킨 후 이미 검사 또는 수리완료된 평판 디스플레이 패널을 도면의 상부에 위치한 진공흡착패드로 흡착고정하여 언로딩 시킨 후 다시 진입시켜 하부에 흡착고정된 새로운 평판디스플레이패널을 검사장비 및 수리장비(IR)로 로딩한다. 그리고 핸들러(RH)는 도 2의 점선으로 도시된 바와 같은 동작을 반복한다.

이와 같이 평판 디스플레이 패널을 로딩/언로딩 시키기 위해 핸들러(RH)가 필요하고, 이동된 평판디스플레이패널을 180도로 반전시키기 위해 반전장치(GI)를 반드시 필요로 하는 등 평판 디스플레이 패널을 검사 및 수리하기 위하여 다수의 장치를 필요로 하기 때문에 장치가 매우 복잡한 문제점이 발생되었다.

또한, 다수의 복잡한 장치와 인덱서를 사용함으로서 평판 디스플레이 패널의 로딩/언로딩 작업에 소요되는 시간이 증대되는 문제점이 있었다.

더욱이, 실제 제조라인에서 택타임을 줄이기 위해서 자동화된 인덱서가 설치되어 있음에도 불구하고 오류가 많이 발생되어 수동으로 로딩/언로딩하는 경우가 많이 발생하는 문제 외에도 반전기 기능을 가진 설비 운용에 따른 설비 가격이 상승되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 반전 장치의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 반전기 없이 신속하고 편리하게 반전 및 로딩/언로딩 할 수 있는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다관절로봇을 이용한 반전 및 로딩/언로딩 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 택타임이 감소되고 설치면적이 축소되어 비용이 절감될 수 있는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치를 제공하고자 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평판 디스플레이 패널 반전장치는 다관절 로봇을 지지하기 위해 로봇 스탠드를 갖춘 하부 프레임;

상기 로봇 스탠드에 설치되고 로봇 제어기에 의해 반전을 포함한 모든 방위에 대한 위치 구동이 가능한 다관절 로봇;

상기 다관절 로봇을 안전하고 정밀하게 제어하기 위한 제어장치;

상기 다관절 로봇의 제 6번 축의 끝 단에 장착되어 평판 디스플레이 패널을 안전하게 반송 및 반전할 수 있는 그래버;

상기 그래버의 일측 또는 양측에 부착되어 평판 디스플레이 패널을 전·후·좌·우에서 붙잡을 수 있는 핑거;

상기 핑거들을 전·후·좌·우로 구동하기 위한 구동장치부;

상기 그래버의 양측에 일정 간격으로 설치되어 평판 디스플레이 패널의 낙하를 방지하기 위한 진공 패드;

상기 그래버의 양측에 부착되어 평판 디스플레이 패널의 유무를 검출하는 패널감지센서; 그리고, 프로세스 전 또는 후의 평판 디스플레이 패널이 보관되는 카세트를 로봇의 작업을 용이하게 하기 위해서 일정한 위치에 정확히 고정시킬 수 있는 별도의 프레임;을 포함한다.

또한, 상기 하부 프레임에 고정 설치되는 다관절 로봇은 이와 달리 리니어모션 가이드(LM Guide)에 결합되어 직선이동이 가능하게 설치될 수 있다.

그리고 상기 구동장치부에 의해 구동장치부로부터 슬라이드패널 또는 슬라이드 패널에 지지된 디스플레이 패널로 오염물질이 낙하되는 것을 방지하도록 구동장치부는 커버를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치의 실시예 구성을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 주요 구성요소 중 하나인 그래버의 좌우핑거캐리지(610)와 이에 결합되어 안내되는 슬라이드부재(611S, 612S)의 결합구조를 예시하여 주는 일부 단면 평면도이고, 도 4는 도 3의 사시도이다.

본 발명의 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치는 평판 디스플레이 패널(P)을 파지하기 위한 그래버(600)와, 이 그래버(600)를 수평 또는 수직이동 및 회전이동 시킬 수 있도록 다관절 로봇의 최종 말단 축에 즉 제 3아암부의 끝에 장착된 연결구(joint)(620)에 의해 수평으로 지지된다.

그래버(600)는 평판디스플레이패널(글라스패널)(P)을 지지하는 테이블(601) 을 포함한다. 이 테이블(601)에는 평판디스플레이패널(P)을 상방으로 이격되게 하기 위한 다수의 스페이서(603)가 설치되고, 테이블(601)의 반전시에 평판디스플레이패널(P)의 이탈을 방지하도록 스페이서(603) 사이에 평판디스플레이패널(P)을 흡착지지하기 위한 진공흡착패드(602)가 양측에 교대로 설치된다.

또한, 평판디스플레이패널(P)을 더욱 확실히 지지하기 위해 테이블의 길이방향 변부 및 중앙부분 사이에 길이방향으로 전핑거(614)에 대응하여 평판디스플레이패널(P)을 지지하기 위한 후핑거(613)가 설치되고, 전핑거(614)와 후핑거(613)에 협력하여 평판디스플레이패널(P)의 좌우측(도면에서 상하) 변부를 지지하기 위해 슬라이드부재(611S, 612S)에 좌우핑거(611, 612)가 설치된다. 상기 전핑거(614)는 테이블(601)의 상하부로 돌출설치되어 평판디스플레이패널(P)을 파지하는 역할을 한다. 그리고, 전핑거(614)의 측면으로 이격 설치되어 전핑거(614)와 마찬가지로 테이블(601)위에 얹혀지는 평판디스플레이패널(P)이 테이블(601)외부로 이탈되는 것을 방지하고 중심정렬이 잘 이루어지도록 스토퍼(621)가 테이블(601) 상하로 돌출설치된다.

슬라이드부재(611S, 612S)는 하부에 좌우로 분리된 가이드블록(610) 위에 설치되고, 이 가이드블록(610)은 직선운동가이드(619)에 조립되며, 이 가이드블록(610)은 (슬라이드부재구동)모터(616)에 의해 타이밍 벨트 또는 볼스크류(618)의 작동에 의해 테이블(601)의 좌우(도면에서 상하)로 각각 이동되게 설치된다.

또한, 이 직선운동 가이드(619)는 테이블(601)에 길이방향으로 설치된 후핑거용 직선운동가이드(604)와 슬라이드부재용 직선운동가이드(605) 위에 조립 설치 되어 테이블(601)의 후방에 설치된 모터(616)의 작동에 의해 슬라이드부재(611S, 612S)가 테이블(601)의 직선운동가이드(605)에 안내되어 전후방으로(도면에서 좌우로) 이동가능하게 설치된다. 슬라이드부재(611S, 612S)의 전후방이동은 테이블(601)의 중앙 전방부분에 설치된 풀리(607)와 후방에 설치된 슬라이드부재구동모터(616)를 연결하는 타이밍벨트(618)에 의해 이루어진다.

한편, 슬라이드부재(611S, 612S)의 전방 중앙 부분에 대칭으로 설치되어 후핑거(613)용 직선운동가이드(604)에 안내되게 설치된 후핑거(613)는 좌우핑거(611, 612)와 달리 좌우(도면에서 상하)방향으로의 이동이 이루어지지 않도록 좌우핑거캐리지(610)에 고정 설치된다.

테이블(601)의 전방에 설치된 전핑거(614)에 인접하여 그리고 변부에 설치된 스페이서(603)와 진공흡착패드(601)의 사이에는 평판디스플레이패널(P)의 적재 유무를 감지하도록 평판디스플레이패널(글라스패널)(P)을 감지하는 패널감지센서(606)가 설치된다.

이와 같이 테이블(601)에 설치되는 전핑거(614), 평판디스플레이패널(P)의 적재 패널감지센서(606), 진공흡착패드(602), 스페이서(603), 좌우핑거(611, 612), 스토퍼(621) 등은 테이블(601)의 하면에도 대칭으로 설치된다.

이는 테이블(601)에 파지된 평판디스플레이패널(P)을 카세트(C)로부터 언로딩시키고, 이후 180도 반전시켜 검사장비 및 수리장비(IR)로 로딩시키거나 계속하여 주기적으로 카세트(C)로부터 평판디스플레이패널(P)을 언로딩시켜 이동시킨 후 검사장비 및 수리장비(IR)로부터 검사 완료된 평판디스플레이패널(P)을 언로딩시킨 다음 새로이 검사될 평판디스플레이패널(P)을 검사장비 및 수리장비(IR)에 반전시킨 후 로딩하기 위한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 그래버(600)는 6축 다관절 로봇의 끝단에 장착된 제6축의 전방단부에 연결구(joint)(620)에 의해 360도 회전가능하게 설치된다.

한편, 이와 같이 작동되는 본 발명의 작동순서는 도 5에 예시된 동작시퀀스에 의해 더욱 잘 이해될 수 있다. 여기에서, 다관절 로봇은 점선으로 표시된 부분의 동작을 반복하여 실행한다.

먼저 카세트(C)에 적재된 평판디스플레이패널(P)중 첫번째 슬롯에 적재된 평판디스플레이패널(P)을 언로딩시킨 다음 6축 다관절 로봇을 이동시키고, 언로딩된 평판디스플레이패널(P)을 180도 반전시켜서 검사장비 및 수리장비(stage)(IR)로 이동시켜 평판디스플레이패널(P)을 하부로 이동시켜 검사장비 및 수리장비(IR)위에 안치시켜 검사 및 수리가 진행되게 한다.

그 다음 검사장비 및 수리장비(IR)에서 평판디스플레이패널(P)의 검사 및 수리가 진행되고 있는 동안에 6축 다관절 로봇은 다시 카세트(C)로 이동되어 상기에서와 같은 방법으로 새로운 평판디스플레이패널(P)을 테이블(601) 상부에 지지되게 하고 검사장비 및 수리장비(IR)로 이동시켜 대기한다(이때 평판디스플레이패널(P)은 테이블(601)의 상부에 위치되어 있다). 검사 및 수리가 완료된 평판디스플레이패널(P)을 테이블(601)의 하부에 파지되게 한 후 6축 다관절 로봇을 작동시켜 검사장비 및 수리장비(IR) 후방으로 이동시켜 180도 반전시킴으로써 검사완료된 평판디 스플레이패널(P)은 테이블(601) 상방에 그리고 검사받을 평판디스플레이패널(P)은 테이블(601)의 하방에 파지된 상태가 되고,이후 다시 6축 다관절 로봇을 검사장비 및 수리장비(IR) 전방으로 이동시켜 검사받을 평판디스플레이패널(P)을 하방으로 이동되게 한다.

도5는 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치에 의해 평판디스플레이패널(P)을 파지하기 위해 로딩, 언로딩, 반전 등의 동작순서(동작시퀀스)를 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 6a 내지 도 6e는 도 5의 순서도에 따른 본 발명의 반전 로딩/언로딩 장치의 작동상태를 개략적으로 보여주는 측면도이고, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 반전 로딩/언로딩 장치의 다관절 로봇의 1, 2, 3축 모터 및 감속기를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 8a 및 도 8b는 6축 자유도를 갖는 본 발명의 로봇의 각 부분의 회전방향을 보여주는 평면도 및 측면도이고, 도 9a 및 도 9b는 5축 자유도를 갖는 본 발명의 또 다른 로봇의 각 부분의 회전방향을 보여주는 평면도 및 측면도이고, 도 10은 본 발명의 포크형태를 갖는 그래버의 또 다른 실시예를 보여주는 측면도이다.

본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치는 통상과 같이 패널 보관용 카세트를 고정할 수 있는 프레임과 로봇을 고정하기 위한 로봇 스탠드, 전기제어장치 들을 수납하여 보호하는 보관실, 그리고, 실제적으로 패널을 반전한 후 로딩/언로딩 할 수 있는 그래버를 장착한 다관절 로봇으로 구성된다.

상기 카세트용 프레임 및 보관실과 이에 수납되는 각종 요소들은 공지의 구성과 같아 상세한 설명은 생략하고, 본 발명의 그래버(600)를 이동 및 반전시키는 주요 구성요소인 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩을 위한 다관절 로봇에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치의 구성은 각종 요소들을 탑재하는 프레임(F);

상기 프레임(F)에 설치되고 제어장치에 의해 모든 방위에 대한 위치 구동이 가능한 6축 다관절 로봇;

상기 다관절 로봇의 제 3아암부(500) 끝 단에 부착되어 평판 디스플레이 패널(P)을 안전하게 반송 및 반전할 수 있는 그래버(600);

상기 그래버의 전방, 후방, 좌우측에 설치되어 평판 디스플레이 패널(P)을 전·후·좌·우에서 손상을 입히지 않고 안전하게 붙잡을 수 있는 핑거(614, 613, 611, 612);

상기 핑거(614, 613, 611, 612) 중 좌우핑거(611, 612)와 후핑거(613)를 지지하는 슬라이드부재(611S, 612S) 및 좌우핑거캐리지(610) 및 이들을 구동하기 위한 구동장치;

상기 그래버(600)의 구성요소인 테이블(601)의 상·하 면에 취부되어 각 면에 평판 디

스플레이 패널(P)이 취부되었는지를 검출하는 패널감지센서(606);

를 포함한다.

상기 다관절 로봇은 로봇 스탠드에 안치한 후에 카세트 고정용 프레임과 검사 또는 수리를 위한 장비 사이의 적절한 위치에 적정 볼트 하중을 갖는 앵커볼트 를 이용하여 로봇 스탠드를 설치장소 바닥에 설치함으로써 구동에 따른 위험요소를 없앤다.

예컨대 카세트(C)에 적재된 평판디스플레이패널(P)은 6축 다관절 로봇에 설치된 그래버(600)가 평판디스플레이패널(P) 하부로 진입되어 테이블(601)의 전방에 설치된 전핑거(614)에 지지되게 평판디스플레이패널(P)을 위치되게 한 후 진공흡착패드(606)에 의해 테이블(601)의 상방에 위치된 평판디스플레이패널(P)을 지지고정되게 한 다음 슬라이드부재(611S, 612S)를 슬라이드부재구동모터(616)의 작동에 의해 후핑거(613)에 일측이 지지된 평판디스플레이패널(P)의 반대측 대응 변부(전핑거(614)의 정반대측 변부)를 파지함과 아울러 좌우핑거(611, 612)를 구동하는 구동모터(616)의 작동에 의해 좌우핑거(611, 612)를 지지하는 슬라이드부재(611S, 612S)를 직선운동가이드(619)에 안내되게 이동시켜 전후핑거(613)가 지지하고 있는 평판디스플레이패널(P)의 좌우(도면에서 상하)측 변부를 지지시킨다.

상기 다관절 로봇은 작동하기 위해 공지된 기술인 기어를 사용하여 구동하는 것을 일례로 다관절 로봇의 작동원리를 1축에서 6축까지 도 8a 내지 도 8b를 참조하여 간략하게 설명하기로 한다.

1축 회동원리는, 상부베이스(110)에 장착된 1축 구동모터(111)와 하부베이스(100)에 내설된 감속기(121)가 서로 기어 연결된다. 1축 구동모터(111)가 회전함에 따라 1축 감속기(121)가 결합된 하부베이스(100)는 지면에 고정된 상태이기 때문에 상부베이스(110)가 수평방향으로 회전한다.

2축 회동원리는, 연결부(200)에 설치된 2축 감속기(도시되지 않음)와 제1 아 암부(300) 내부 일측에 내설된 2축 구동모터(도시되지 않음)가 서로 기어 연결된다. 2축 구동모터가 회전함에 따라 2축 감속기가 결합된 연결부(200)는 상부베이스(110)에 고정된 상태에서 제1 아암부(300)가 수직방향으로 선회한다.

3축 회동원리는, 제1 아암부(300)의 일측에 내설된 3축 구동모터(도시되지 않음)와 연접하여 구성되는 제2 아암부(400)에 설치된 3축 감속기(도시되지 않음)가 서로 기어 결합된다. 3축 구동모터가 회전함에 따라 3축 감속기가 설치된 제2 아암부(400)가 수직방향으로 선회 한다.

도 7a를 참조하여 4축 회동원리를 설명한다. 제2 아암부(400)의 단부에 장착된 4축 구동모터(401)가 회전하면, 4축 구동모터(401)에 연결된 4축 기어열(403)이 회전함에 따라 4축 기어열(403)에 연결된 4축 감속기(402)가 회전한다. 제2a 아암부(404)에 장착된 4축 감속기(402)가 회전함에 따라 제2a 아암부(404)가 자전한다.

도 7b를 참조하여 5축 회동원리를 설명한다. 제2 아암부(400)의 단부에 또한 장착된 5축 구동모터(501)가 회전하면, 5축 구동모터(501)에 연결된 5축 기어열(503)이 회전하며, 5축 기어열(503)에 연결된 5축 동력전달샤프트(504)가 회전하여 5축 베벨기어열(505)을 회전시킴에 따라 5축 베벨기어열(505)에 연결되고, 제 3아암부(50)에 장착된 5축 감속기(502)가 회전한다. 제3 아암부(500)에 내설된 5축 감속기(502)가 회전함에 따라 제3 아암부(500)가 수직방향으로 회전한다.

도 7c를 참조하여 6축 회동원리를 설명한다. 제2 아암부(400)의 단부에 장착된 6축 구동모터(601)가 회동하여 6축 제1 기어열(603)을 회전시킨다. 6축 제1 기어열(603)과 6축 동력전달샤프트(606)에 의해 연결된 6축 제1 베벨기어열(605)이 회전하여 제 3아암부(500)에 장착된 6축 제2 기어열(604)을 회전시킨다. 6축 제2 기어열(604)이 회전함에 따라 6축 제2 베벨기어열(607)이 회전하여 6축 감속기(602)를 회전시킨다. 제3a 아암부(506)에 내설된 6축 감속기(602)가 회전함에 따라 제3a 아암부(506)가 자전한다.

상기와 같이, 다관절 로봇은 1축 구동모터(111) 2축 및 3축구동모터(도시되지 않음), 4축 내지 6축구동모터(401, 501, 601) 및 1축 감속기(101), 2축 및 3축감속기(도시되지 않음), 4축 내지 6축 감속기(402, 502, 602)의 각 부위에 설정된 동작 범위 내에서 동작 함에 따라 전체적으로는 6자유도 이상을 갖는 구동이 가능한 구성이 이루어지고, 다관절 로봇의 각 부분에 연결된 제어신호선(도시되지 않음)은 주제어기(도시되지 않음)로 연결되며, 주 제어기에서 다시 분기되는 제어신호선은 티칭 펜던트 및 주 제어 컴퓨터(도시되지 않음)에 연결된다.

상기 다관절 로봇이 동작 시에는 로봇에 작업자나 기타 사람이 접촉할 위험이 있으므로, 작업자나 기타 사람이 로봇에 접근하지 않도록 안전울타리를 설치하여 사고를 사전에 방지하도록 한다.

상기 다관절 로봇의 끝 단에는 그래버(600)를 장착하여 평판 디스플레이 패널(P)을 안전하고 신속하게 반송 및 반전할 수 있도록 한다.

상기 그래버(600)는 상·하 양면에 2장의 평판 디스플레이 패널(P)을 동시에 취급할 수 있도록 함으로써 작업 효율의 극대화를 통해 택타임을 획기적으로 줄일 수 있도록 하였다.

상기 그래버(600)의 상·하 양면에는 평판 디스플레이 패널(P)의 네 모서리 를 아무런 손상 없이 안전하게 잡을 수 있는 핑거(614, 613, 611, 612)를 설치하고 이들을 구동장치에 의해 독립적으로 구동시킬 수 있는 그래버구동수단을 갖춤으로써 고속 반송 및 반전을 위한 고속 회전 시에 패널(P)의 낙하를 방지할 수 있도록 하였다.

상기 핑거(614, 613, 611, 612)는 일정한 장력을 가진 구조로 패널과의 접촉 시 기계적인 충격에 의한 손상을 피할 수 있으며, 접촉부를 공지의 기술인 회전베어링을 이용하여 중심정렬 시 패널이 자연스럽게 스페이서(603) 위를 이동하여 정렬될 수 있도록 하였다.

상기 구동장치는 핑거(614, 613, 611, 612)를 일정한 거리만큼 사방으로 이동시킬 수 있어서 소형에서 대형까지 다양한 크기의 평판 디스플레이 패널(P)의 반전 로딩/언로딩에 대응할 수 있다.

상기 그래버구동수단은 다관절 로봇의 제3아암(500) 끝단측에 결합된 연결구(620)에 인접하여 결합된 그래버(600)의 테이블(601) 길이방향으로 중앙에 직선이동 구동장치가 설치되고, 이 구동장치에 인접하여 이격되게 테이블(601)의 길이 방향으로 직선운동 안내가이드(linear motion guide)(605)가 설치되며, 구동장치에 의해 직선운동안내가이드(605)로 안내되어 테이블(601)의 길이방향으로 전후진 이동되게 테이블(601)의 직각방향으로 테이블(601) 외측으로 돌출 설치된 좌우핑거 캐리지(610);

상기 좌우핑거 캐리지(610)의 전방에 그리고 안내가이드(605)의 내측으로 나란히 또 다른 안내가이드(604)가 설치되고, 이 안내가이드(604)에 안내되는 한 쌍 의 후방 핑거(613);

좌우핑거 캐리지(610)의 길이 방향으로 이동되고, 후방 핑거(613)와 나란히 더 길게 연장 설치되며, 좌우핑거 캐리지(610)에 설치된 모터(616)로 구동되는 스크류 또는 타이밍벨트(618)와 풀리(622)에 의해 좌우핑거 캐리지(610)에 설치된 안내레일(619)을 따라서 좌우로 이동되게 좌우핑거 캐리지(610)의 전방 좌우측에 설치된 좌우 핑거(611, 612)를 포함하는 것이 특징이다.

이와 같은 그래버구동수단을 더욱 상세히 설명하면, 도3에서 좌우 방향을 X축 그리고 상하방향을 Y축으로 가정하면, 상기 그래버(600)의 테이블(601)의 상하부에 X축 방향으로 설치되는 에어테이블과 같은 직선운동가이드(605);

상기 직선운동가이드(605)에 연결되어 X축을 따라 정, 역방향으로 왕복 운동시키는 모터(617), 풀리(607) 및 이 모터(617)와 풀리(607)를 연결하는 타이밍벨트(608);

마찬가지로 직선운동가이드(605)의 내측으로 직선운동가이드(605)와 나란히 이격되게 X,축방향으로 설치되는 또 다른 직선운동가이드(604));

상기 X축 직선운동가이드(604))에 탑재되고 이 X축 직선운동가이드(604)를 따라 왕복 운동하며 패널(P)을 파지하도록 좌우핑거 캐리지(610)의 중앙 전방에 설치되는 후방핑거(613);

상기 그래버(600)의 상부에 테이블(601)의 길이방향에 직각인 Y축 방향으로 설치되는 Y축 직선운동가이드(619);

상기 Y축 직선운동가이드(619)에 탑재되고 이 Y축 직선운동가이드(619)를 따 라 서로 쌍을 이루어 반대로 왕복 운동하는(도면에서 상하로) Y축 슬라이드부재(611S, 612S);

상기 Y축 슬라이드부재(611S, 612S)와 체결되고 각각의 모터(616) 구동에 의해 정, 역회전하여 상기 Y축 슬라이드부재(611S, 612S)를 Y축 방향으로 동시에 서로 반대로 왕복 이동시키는 Y축 스크류 또는 Y축 타이밍벨트 (618) 및 풀리(622)와 같은 이송장치;를 포함한다.

이와 같이 구성된 그래버구동수단은 X축 슬라이드부재인 좌우핑거 캐리지(610)이 X축이송장치인 모터(617)와 풀리(607) 및 모터와 풀리를 연결하는 타이밍벨트(608)에 의해 슬라이드테이브(601)의 전후방으로(도면에서 전좌우로) 직선운동가이드(604, 605)에 좌우핑거 캐리지(610)이 안내되어 직선왕복운동된다.

이와 동시에 그래버구동수단의 Y축 슬라이드부재(611S, 612S)는 모터(616)에 의해 구동되는 풀리(622)와 타이밍벨트(618)에 의해 구동되어 좌우핑거 캐리지(610)에 설치된 Y축 직선운동가이드(619)에 좌우핑거 캐리지(610) 하부에 설치된 가이드블록(615)이 안내되어 테이블(601)의 폭방향으로(도면에서 상하방향으로) 동시에 직선왕복이동된다.

Y축 구동 모터(616)와 X축 구동모터(617)에 의해 좌우핑거 캐리지(610)과 좌우 슬라이드부재(611S, 612S)를 동시에 이동시켜 후방 핑거(613), 및 좌우핑거(611, 612)가 동시에 구동되게 함으로써 테이블(601) 위에 위치되는 평판디스플레이패널(P)을 안전하게 파지하고, 패널(P)의 중심정렬이 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 테이블(601)의 길이방향 변부에 소정 간격으로 설치되는 진공흡착패드 (602)에 의해 패널(P)을 더욱 흡착시킬 수 있으므로 패널(P)의 반전시에 더욱 안전하게 유지할 수 있다.

여기에서 상기 모터(616, 617)는 평판디스플레이패널(P)의 탈부착이 용이하게 이루어지도록 정역회전이 가능하여야 한다. 또한, 타이밍벨트와 풀리 대신에 볼스크류로 대체될 수 있다.

또한, 상기 그래버(600)의 양면에 스페이서(603))를 일정간격으로 배치하여 평판디스플레이패널(P)의 처짐을 방지하였고, 진공흡착패드(602)를 설치함으로써 상기 패널(P)의 처짐에 의한 낙하의 위험을 방지함과 동시에 작업 중에도 상기 패널(P)이 편평도를 유지하도록 하여 변형에 의해 초래될 수 있는 손상을 예방할 수 있도록 한다.

또한, 상기 그래버(600)의 상·하 양면에는 평판 디스플레이 패널(P)을 감지할 수 있는 패널감지센서(606)를 설치하여, 카세트(C)로부터 상기 패널(P)을 로딩/언로딩 할 경우, 반송 및 반전 중 및 장비의 홀더부에 대한 패널의 로딩/언로딩 시에 패널의 유무를 판단함으로써 동작상의 오류를 방지할 수 있다.

상기 감지센서를 이용하여 카세트(C) 내 해당 슬릿의 패널의 유무를 판별한 다음에 다관절 로봇을 이동하여 패널(P)을 카세트(C)로부터 그래버(600)의 윗면에 언로딩시키고, 구동장치와 핑거(614, 613, 611, 612)들을 이용하여 패널(P)을 안전하게 부착시킨다. 그리고, 다관절 로봇의 끝단을 180도 회전시켜 간단하게 패널(P)의 반전을 구현하고 난 후에 장비의 패널 홀더부(도시되지 않음)에 로딩한다.

검사 또는 수리가 끝난 후에는 반대로 그래버(600) 아랫면의 핑거를 이용하 여 장비의 패널 홀더부로부터 패널(P)을 언로딩하고, 다시 다관절 로봇의 끝단을 180도 회전하여 반전 동작을 실시한 다음, 패널(P)을 카세트(C)의 원하는 위치에 로딩함으로써 1회의 동작 시퀀스가 완료된다.

도 8 및 도 9에 본 발명의 또 다른 실시예가 도시된 바와 같이, 본 발명의 로딩/언로딩 장치는 로봇의 동작영역을 극대화하도록 다관절 로봇을 지지하는 로봇 스탠드의 하부에 가이드 블록(120)을 설치하고, 이 가이드 블록(120)에 결합되는 직선운동 가이드 프레임(130)을 가이드블록(120) 하부에 설치함으로써 다관절 로봇의 동작영역이 극대화될 수 있다. 여기에서 본 발명의 로봇은 4번 축의 회동기능을 없앤 5축 다관절 로봇이고, 직선운동 가이드 프레임(130)과 가이드 블록(120)은 다관절 로봇의 2축 주행장치이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치는 6자유도의 다관절 로봇을 이용하여 별도의 반전기 설치 없이 편리하고 신속하며 안전하게 평판 디스플레이 패널을 반전 후 로딩/언로딩할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치는 별도의 반전기 미사용에 따른 패널 반전 로딩/언로딩 장치의 복잡성 감소에 따른 설비의 단 순화로 오류 가능성을 낮출 수 있다. 따라서, 단순화된 패널 반전 로딩/언로딩 장치의 효율적인 운용을 통해서 설치면적의 축소, 장비 설치 비용의 절감, 택타임의 감소를 실현할 수 있는 장점이 있다.

Claims (13)

1. 다관절 로봇을 지지하는 프레임;

   상기 프레임에 설치되고 전용제어기에 의해서 6자유도의 동작을 구현하는 6축 다관절 로봇;

   상기 다관절 로봇의 최종 축 끝 단에 설치되고, 평판 디스플레이 패널을 탈, 부착할 수 있는 그래버구동수단을 갖춘 그래버;

   버튼 조작에 의해 상기 수단을 원활하게 조작하여 패널의 반전 로딩/언로딩을 구현할 수 있도록 하는 제어판;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 그래버는 여러 개의 독립적인 구동 축,

   이들 각 축의 슬라이드부재에 설치된 핑거,

   패널을 흡착할 수 있는 진공 패드, 패널을 지지하고 로딩/언로딩에 필요한 스페이서,

   패널의 유무를 판별할 수 있는 패널감지센서가 설치되어 평판 디스플레이 패널을 안전하게 탈, 부착할 수 있는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 그래버구동수단은

   상기 그래버의 끝 단에 테이블의 길이방향으로 중앙에 직선이동 구동장치가 설치되고, 이 구동장치에 이격되게 테이블의 길이 방향으로 안내가이드가 설치되며, 구동장치에 의해 안내가이드로 안내되어 테이블의 길이방향으로 전후진 이동되는 테이블의 직각방향으로 설치된 좌우핑거 캐리지;

   상기 좌우핑거 캐리지의 전방에 그리고 안내가이드의 내측으로 나란히 또 다른 안내가이드가 설치되고, 이 안내가이드에 안내되는 후방 핑거;

   좌우핑거 캐리지의 길이 방향으로 이동되고, 후방 핑거와 나란히 더 길게 연장 설치되며, 좌우핑거 캐리지에 설치된 모터로 구동되는 스크류 또는 타이밍벨트와 풀리에 의해 좌우핑거 캐리지에 설치된 안내레일을 따라서 좌우로 이동되게 좌우핑거 캐리지에 설치된 좌우 핑거;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 그래버는

   상기 구동축의 각 슬라이드부재에 설치되는 핑거;

   상기 핑거에 설치되는 회전 베어링;

   상기 그래버의 테이블의 끝 단에 설치되는 스토퍼;

   상기 스토퍼에 설치되는 회전 베어링;

   상기 그래버 테이블의 상하면에 일정간격으로 일정한 높이를 갖도록 설치되는 스페이서;

   상기 그래버 테이블의 상하면에 일정간격으로 설치되는 진공흡착패드;

   상기 그래버 테이블의 상하면에 설치되는 패널 감지센서;

   모터의 구동에 의해 정, 역회전하여 상기 X1, X2, Y1 및 Y2축 슬라이드부재를 독립적으로 왕복 이동시켜 패널의 중심정렬과 그래빙(파지)을(를) 동시에 구현하는 제어장치;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치.
5. 제4항에 있어서,

   스페이서, 진공흡착패드, 패널 감지센서는 테이블의 상하면에 설치되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 그래버는 평판 디스플레이 패널을 부착 시 핑거 대신에 다수 개의 부분으로 이격되어 결합된 지지대와,

   이 지지대 위에 소정 간격으로 형성된 스페이서와,

   이 지지대 위에 진공흡착 및 에어 블로우 역할을 동시에 하는 진공흡착 패드로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 진공흡착패드가 형성된 지지대의 내부는 에어 및 진공이 공급되도록 중공으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치.
8. 다관절 로봇을 지지하는 베이스;

   상기 프레임에 설치되고 전용제어기에 의해서 6자유도의 동작을 구현하는 5축 다관절 로봇;

   상기 다관절 로봇의 최종 축 끝 단에 설치되고, 평판 디스플레이 패널을 탈, 부착할 수 있는 그래버구동수단을 갖춘 그래버;

   버튼 조작에 의해 상기 수단을 원활하게 조작하여 패널의 반전 로딩/언로딩을 구현할 수 있도록 하는 제어판;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치.
9. 제 8항에 있어서,

   5축 다관절 로봇을 지지하는 베이스 하부에 설치된 직선운동 블록;

   이 직선운동 블록에 결합되어 다관절 로봇을 직선운동시키도록 가이드 레일이 설치된 프레임;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 반전 로딩/언로딩 장치.
10. 그래버에 의해 카세트 내에 적재된 평판 디스플레이 패널을 수취(언로딩)하는 단계와;

    상기 수취한 패널을 핑거 및 진공흡착패드를 이용하여 파지하는 단계와;

    상기 파지된 패널을 반전하는 단계와;

    상기 반전된 패널을 다관절 로봇을 이용하여 다른 장치내로 진입(로딩)하여 반송하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래버를 이용하여 평판 디스플레이 패널을 반전 로딩/언로딩 시키는 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 다른 장치내로 진입하여 로딩/언로딩하는 단계에서 그래버 하단의 패널은 장치의 패널 홀더부에 반송 또는 파지하고, 그래버 상단의 패널은 진공흡착패드의 흡착에 의해서 흡착된 상태로 반송 및 파지하는 것을 특징으로 하는 그래버를 이용하여 평판 디스플레이 패널을 반전 로딩/언로딩 시키는 방법.
12. 제 10항에 있어서,

    상기 반전된 패널을 지지함과 동시에 진공흡착을 수행하는 단계에서 상기 패널이 처짐 없이 지지될 수 있는 강도의 진공흡착을 수행하는 것을 특징으로 하는 그래버를 이용하여 평판 디스플레이 패널을 반전 로딩/언로딩 시키는 방법.
13. 제 10항에 있어서,

    상기 그래버는 기판을 반송시키고 핑거와 진공흡착패드를 이용하여 상단의 패널을 파지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래버를 이용하여 평판 디스플레이 패널을 반전 로딩/언로딩 시키는 방법.

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