KR100831629B1

KR100831629B1 - 병렬지지 방식 매크로 검사장치

Info

Publication number: KR100831629B1
Application number: KR1020060083644A
Authority: KR
Inventors: 박경덕; 나병철; 하완; 옥정훈
Original assignee: 동일파텍주식회사
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2008-05-22
Also published as: KR20060100345A

Abstract

본 발명은 상대적으로 대형 사이즈의 유리기판을 위한 제1홀더부 또는 제2홀더부 중 어느 하나를 병렬지지 방식 다관절 로봇에 결합시켜, 신속하고 정밀하게 매크로 검사를 수행할 수 있는 병렬지지 방식 매크로 검사장치를 제공한다.

본 발명의 병렬지지 방식 매크로 검사장치는, 각각 한 쌍을 이루는 제1로봇(150) 및 제2로봇(160), 또는 제3로봇(250) 및 제4로봇(260)을 매크로 검사실(190)의 내부에 병렬로 배치하고, 각 쌍의 로봇(150, 160, 250, 260) 사이에 제1홀더부(170) 또는 제2홀더부(270)를 결합시키고, 각 쌍의 로봇(150, 160, 250, 260)을 협조제어 방식으로 제어할 수 있게 결합한 주제어부(180) 및 조작패널(185)을 포함하여, 검사하고자 하는 대형 사이즈의 유리기판(60)이 로딩된 제1홀더부(170) 또는 제2홀더부(270)를 다양한 각도로 움직이면서 매크로 검사를 신속하고 정확하게 수행할 수 있고, 대형 사이즈로 인해 거동이나 이동이 어려운 대형 사이즈의 유리기판(60)을 안정적으로 취급할 수 있고, 장치 높이를 상대적으로 줄일 수 있다.

병렬, 다관절, 로봇, 매크로, 유리기판, 협조제어

Description

병렬지지 방식 매크로 검사장치{Parallel and double action type apparatus for testing a macro}

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치용 매크로 검사장치의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 정면도이다.

도 4는 도 2에 도시된 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 우측면도이다.

도 5와 도 6은 도 2에 도시된 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 작동관계 및 작업방법을 설명하기 위한 측면도들이다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 사시도이다.

도 8은 도 7에 도시된 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 작동관계를 설명하기 위한 측면도이다.

도 9a와 도 9b는 도 7에 도시된 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 다른 작동관계를 설명하기 위한 정면도들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

60 : 유리기판 100 : 제1실시예

110 : 베이스부 111 : 인터페이스 장치

120 : 선형구동레일 130 : 선형구동블록

140 : 회전기구받침대 150 : 제1로봇

160 : 제2로봇 170 : 제1홀더부

180 : 주제어부 185 : 조작패널

186 : 조작도구 190 : 매크로 검사실

200 : 제2실시예 250 : 제3로봇

260 : 제4로봇 270 : 제2홀더부

본 발명은 병렬지지 방식 매크로 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 대형 사이즈의 유리기판을 처리할 수 있고, 대형사이즈의 유리기판의 구석구석을 용이하고 신속 및 정확하게 검사하는데 사용되는 병렬지지 방식 매크로 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 화면표시 분야에서 각광받고 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)를 구성하는 유리기판의 결함검사에서는 매크로 검사와 마이크로 검사라고 일컬어지는 검사가 실행되고 있는데, 매크로 검사는 유리기판 표면에 조명 광을 조사하여 그 반사광의 광학적 변화를 오퍼레이터(작업자 또는 검사자)의 육안에 의해 관찰하여 유리기판 표면상의 흠 등의 결함을 검출하는 것이며, 마이크로 검사는 매크로 관찰에서 검출된 결함부분을 마이크로 스코프를 이용하여 확대하여 관찰하는 것을 말한다.

한편, 액정표시장치는 화면을 표시해주는 패널의 크기가 1세대인 1100×1200㎟(제곱밀리미터)의 사이즈에서부터 2세대(1100×1250㎟), 3세대(1100×1300㎟), 4세대(1200×1300㎟), 5세대(1500×1800㎟), 6세대(1500×1850㎟), 7세대(1800×2100㎟) 및 8세대(1870×2200㎟)에 이르기까지 다양한 크기의 제품이 출시되어 있으며, 지금도 계속하여 화면의 크기를 크게 만들어 대형화, 고급화하기 위한 노력들이 이루어지고 있는 실정이다.

여기서, 액정표시장치에서 가장 큰 부분을 차지하는 유리기판의 크기가 커지면 각각의 공정들을 진행하는 장비들의 규격이나 사양 또한 유리기판의 크기에 맞추어 조정되어야 하는 문제점이 있으며, 유리기판의 무게가 증가함에 따라 가끔 수작업으로 공정을 진행하는 오퍼레이터들에 의해 운반 및 취부가 이루어지는 과정에서 제품의 생산시간 지연이나 투입인력의 증가 및 불필요한 시간이나 비용 상의 낭비가 발생하기도 한다.

특히, 액정표시장치의 제조단계별로 유리기판의 표면 불량을 관찰하는 매크로 검사는 하부에 레일이 형성된 트레이상에 올려진 유리기판을 수평으로 이동시키면서 상부에서 조사되는 조명광의 반사광을 관찰하는 작업을 통해 이루어지는데, 이러한 현재의 매크로 검사장치의 기구적 구성이 매우 복잡하면서 많은 작업공간을 차지하고 있는 실정이다.

그리고, 유리기판을 다양한 각도로 비추어볼 수 없는 불편함이 있어 오퍼레이터가 정확한 매크로 검사 작업을 하기 위해 몸을 이리저리 돌리거나 움직여야 하는 불편함이 있고, 작업이 정확하고 신속하게 이루어지기 힘든 문제가 발생할 수 있으며, 유리기판을 오퍼레이터가 직접 검사장치에 로딩, 언로딩 등의 운반 및 취부작업을 함에 따라 제품생산의 텍타임(Tact time)의 증가와 인력투입의 증가 및 안전사고 발생의 가능성을 항상 내재하고 있다.

이런 제반적인 문제점을 고려한 종래 기술로는, 본 출원인에 의해 2004년 대한민국 특허출원된 제81859호의 액정표시장치용 매크로 검사장치가 있다.

종래의 액정표시장치용 매크로 검사장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 수평이동 가능한 하부에는 하부베이스부(1)와; 상기 하부베이스(1)의 상부에 장착되어 수평회전 되는 상부베이스부(2)와; 상기 상부베이스부(2) 일측단에 장착된 연결부 일측에 연결되되, 상기 일측을 기점으로 선회 가능한 제1암부(3)(arm member)와; 상기 제1암부(3) 타측에서 선회 가능한 제2암부(4)와; 상기 제2암부(4) 끝단에서 자전 가능한 제2a암부(4a)와; 상기 제2a암부(4a) 끝단에서 선회 가능한 제3암부(5)와; 상기 제3암부(5) 끝단에서 자전 가능한 제3a암부(5a)를 포함하여 모든 방위에 대한 위치 구동이 가능하도록 형성된 다관절 로봇(10)을 갖는다.

또한, 종래의 액정표시장치용 매크로 검사장치는, 로봇(10)의 제3a암부(5a)의 끝단에 결합되어 유리기판(6)을 탈, 부착 할 수 있고, 부착된 상기 유리기판(6)을 통과한 평행광과 상기 유리기판(6)에 반사된 반사광을 이용하여 작업자(오퍼레 이터)가 상기 유리기판(6)의 매크로 검사를 수행할 수 있도록 상기 유리기판(6)을 지지하고 상기 유리기판(6)을 진공 흡착할 수 있는 흡착구(7a)를 갖는 홀더부(7)를 갖는다.

또한, 종래의 액정표시장치용 매크로 검사장치는, 유리기판(6)의 매크로 검사를 수행하도록 상기 다관절 로봇(10)을 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 주제어부(8), 연결전선(8a), 조이스틱(8b)을 포함한다.

그러나, 종래의 액정표시장치용 매크로 검사장치의 위치 구동은, 최대 8세대(1870×2200㎟)의 유리기판에 적용 가능할 뿐, 9세대(1950×2250㎟) 또는 그 이상의 사이즈를 갖는 유리기판에 적용하기 어렵다.

또한, TFT-LCD 등의 액정표시장치용 유리기판의 대형화에 따른 장비의 대형화가 불가피한 상황에서, 장비 높이에 대한 규제가 새로운 개념으로 부각되고 있다.

즉, 대형 사이즈의 유리기판을 종래의 액정표시장치용 매크로 검사장치에 결합시킬 경우, 홀더부의 대형화와 함께 상대적으로 큰 가반하중(payload)을 갖는 대형 다관절 로봇의 사용이 필수적이며, 이에 따라 매크로 검사장치 자체의 높이가 증가되며, 이로 인하여 검사 작업자의 피로도 증가를 가져올 수 있는 문제점이 있다.

특히, 대형 다관절 로봇의 경우, 로봇 자체 레이아웃이 클 뿐만 아니라, 여기에 대형 홀더부를 장착할 경우, 상대적으로 전체 높이가 매우 증가됨과 함께 홀더부의 무게중심이 더욱 불안정하게 되는 단점이 있다.

또한, 종래 기술의 다관절 로봇 및 부수 장비는 5∼6축을 기준으로 선회와 자전을 수행하도록 구성되어 있는바, 상대적으로 큰 가반하중을 발휘할 수 있는 로봇이나 장비의 경우, 그 단가가 높아, 사용처 확보가 어렵고 범용성이 떨어지며, 별도의 대형 매크로 검사실이 필요한 단점을 갖는다.

또한, 종래의 기술의 액정표시장치용 매크로 검사장치는 매크로 검사를 위해 최소 5∼6축 다관절 로봇을 사용한바, 저가의 2∼4축 다관절 로봇의 이용이 불가능한 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 상대적으로 대형 사이즈의 유리기판을 위한 제1홀더부 또는 제2홀더부 중 어느 하나를 병렬지지 방식 다관절 로봇에 결합시켜, 신속하고 정밀하게 매크로 검사를 수행할 수 있는 병렬지지 방식 매크로 검사장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 장비 높이의 축소로 고객의 요구에 대응이 가능하고, 홀더부를 2개의 연결지점에서 지지하고 있음으로써 처짐, 비틀림 등의 변형을 최소화할 수 있고, 기구의 무게중심을 아래쪽으로 이동시킴과 동시에 구조적 강성을 높임으로써 진동에도 강한 기구 구성이 가능한 병렬지지 방식 매크로 검사장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 한 쌍의 제1, 제2로봇 모두를 회전시킬 수 있는 회전기구받침대를 갖고 있음으로써, 뒷면 검사를 쉽고도 신속하게 수행할 수 있는 병렬지지 방식 매크로 검사장치를 제공하고자 한다.

상술한 본 발명의 목적들은, 유리기판 표면의 불량을 육안 관찰하기 위한 것으로서, 매크로 검사실에 설치되고 왕복 이동의 기준이 되는 베이스부와; 상기 베이스부의 뒤쪽에 설치되어 전기적 연결 및 신호 입출력을 담당하는 인터페이스 장치와; 상기 베이스부의 상부에 설치된 선형구동레일과; 상기 선형구동레일을 따라 이동 가능하게 결합된 선형구동블록과; 상기 선형구동블록을 기준으로 자전 가능하게 결합된 회전기구받침대와; 상기 회전기구받침대의 일측에 설치된 다관절 로봇 구성의 제1로봇과; 상기 회전기구받침대의 타측에 설치된 다관절 로봇 구성의 제2로봇과; 상기 제1로봇과 상기 제2로봇 사이의 복수개의 연결지점에서 병렬지지 방식으로 연결되고, 유리기판의 크기보다 상대적으로 더 큰 사이즈를 갖는 제1홀더부와; 상기 인터페이스 장치와 조작패널 사이에 전기적으로 결합된 주제어부를 포함하고, 상기 조작패널에서 액정표시장치에 사용되는 유리기판을 다양한 각도로 움직이기 위한 패널조작 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 본 발명의 구성에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 다른 목적들은 유리기판 표면의 불량을 육안 관찰하기 위해 매크로 검사장치에 있어서, 매크로 검사실에 설치되고 하부베이스부를 기준으로 6축의 선회 또는 자전을 수행하고, 협조제어 방식의 주제어부에 의해 제어되도록 결합된 제3로봇과; 상기 제3로봇의 옆에서 병렬로 설치되고, 상기 주제어부에 의해 제어되도록 결합되어 6축의 선회 또는 자전을 수행하는 제4로봇과; 상기 제3로봇과 상기 제4로봇을 제어하기 위한 패널조작 제어신호를 조작도구의 조작에 대응하여 발생시키도록 상기 주제어부에 결합된 조작패널을 포함하고, 상기 제3로봇과 제4로봇 각각의 종단측에서 자전 가능하게 결합된 암부를 2개의 연결지점과 같이 병렬로 제3암 어댑터부에 결합하고, 상기 제3암 어댑터부를 제2홀더부의 일측 부위에 고정시킨 것을 특징으로 하는 병렬지지 방식 매크로 검사장치에 의해 달성된다.

본 발명에서 언급된 병렬지지 방식의 의미는, 하나의 그룹을 위해 병렬로 배치된 복수개의 로봇(예 : 로봇 2개를 한 쌍으로 함)이 하나의 작업물(예 : 유리기판)을 각각 잡은 상태에서 상호 협조하여 작업물의 방위 및 위치를 위해서, 작업물을 안착한 홀더부를 충분한 작동력으로 신속하게 동작시키는 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 구성을 뒷받침할 수 있는 실시예들을 첨부된 도면들을 기준으로 상세히 설명한다.

제1실시예

도면에서, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 정면도이다. 또한, 도 4는 도 2에 도시된 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 우측면도이고, 도 5와 도 6은 도 2에 도시된 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 작동관계 및 작업방법을 설명하기 위한 측면도들이다.

먼저, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예(100)는 병 렬지지 방식 매크로 검사장치로서, 제1홀더부(170)의 양측변을 2개의 연결지점으로 이용한다.

도 2를 참조하면, 제1실시예(100)인 병렬지지 방식 매크로 검사장치는 베이스부(110), 선형구동레일(120), 선형구동블록(130), 회전기구받침대(140), 제1로봇(150), 제2로봇(160), 제1홀더부(170), 주제어부(180), 조작패널(185)을 갖는다.

베이스부(110)는 매크로 검사실에 설치된다.

베이스부(110)는 좌, 우 왕복방향으로 수평 이동을 위해 기준이 되는 일종의 베드(bed)로서, 액정표시장치용 유리기판의 매크로 검사 영역의 폭방향 길이에 대응한 스트로크 거리를 갖고 있다.

베이스부(110)의 뒤쪽에는 선형구동기 및 제1, 제2로봇(150, 160)과의 전기적 연결 및 신호 입출력에 관여하는 인터페이스 장치(111)가 더 설치되어 있다.

선형구동기는 선형구동레일(120)과 선형구동블록(130)의 결합체로서 로봇 캐리지 장치 등으로 이해될 수 있다.

선형구동레일(120)은 베이스부(110)의 상면에서 베이스부(110)의 연장방향을 따라 복수열로 설치되어 있다.

선형구동블록(130)은 선형구동레일(120)을 따라 수평 이동하는 선형로봇 또는 선형구동기의 작동 구성을 갖는다. 선형구동블록(130)의 내부에는 인터페이스 장치(111)와 전기적으로 연결되어서, 선형구동레일(120) 등을 따라 주행하는 구동력을 발생시키는 제1구동모터와; 제1구동모터의 회전축에 결합된 감속기, 위치 또는 거리 파악을 위해 제1구동모터의 회전을 감지하도록 결합된 모터엔코더, 상기 감속기의 출력축(output shaft)에 결합되고 선형구동레일(120)을 따라 구동력을 발생시키도록 형성된 가동롤러를 구비하고 있다. 즉, 선형구동블록(130)은 제1구동모터의 작동에 대응하게, 선형구동레일(120)을 따라 제1기준축(m1)을 기준으로 왕복 작동하는 로봇을 의미한다.

여기서, 제1구동모터의 작동은 주제어부(180)로부터 전송받은 해당 모터구동신호(전원)로 동작하고, 그 동작상태를 모터엔코더를 통해 일종의 모터 피드백 신호인 엔코더신호로 출력하는 주지의 서보모터 작동을 의미한다.

회전기구받침대(140)는 받침대 하우징의 내부에 제2구동모터 및 감속기를 장착하고 있다. 여기서, 제2구동모터와 연결된 감속기의 출력축은 선형구동블록(130)에 지지되므로, 결국, 회전기구받침대(140)는 제2기준축(m2)을 기준으로 자전 가능하게 선형구동블록(130)에 결합된 것으로 이해될 것이다.

이런 회전기구받침대(140)는 제2구동모터의 작동에 대응하게, 제2기준축(m2)을 기준으로 자전함에 따라, 매크로 검사시 유리기판의 앞면 검사와, 뒷면 검사를 쉽고도 신속하게 수행한다. 여기서, 제2구동모터도 해당 모터구동신호를 입력받아 회전 동작을 수행하고, 그 동작상태를 모터엔코더를 통해 엔코더신호로 출력하도록 되어 있다.

도 3과 도 4를 참조하면, 제1로봇(150)은 3축 다관절 로봇 구성을 갖는 것으로서, 회전기구받침대(140)의 일측 단부 상면에 설치되어 있다. 제1로봇(150)은 회전기구받침대(140)의 일측 단부 상면에 결합된 제1몸체하부(151)와; 제1몸체하부(151)의 상단에서 제3기준축(m3)을 기준으로 선회하는 제1-1암부(152)와; 제1-1 암부(152)의 끝단에서 제4기준축(m4)을 기준으로 선회하는 제1-2암부(153)와; 제1-2암부(153)의 끝단에서 제5기준축(m5)을 기준으로 자전하는 제1-3암부(154)와; 제1-3암부(154)의 끝단에 결합된 'ㄷ'자 단면 또는 채널 형강 단면을 갖는 제1암 어댑터부(155)를 포함하되, 제1암 어댑터부(155)로 제1홀더부(170)의 일측 부위를 고정시키고 있다.

여기서, 제1-1, 제1-2, 제1-3암부(152, 153, 154)는 각각 제3, 제4, 제5기준축(m3, m4, m5)을 기준으로, 제3, 제4, 제5구동모터 및 감속기를 각각 구비하고 있으며, 해당 모터구동신호에 대응하게 선회 또는 자전 작동을 수행하도록 되어 있으며, 이 이상의 모터별 감속기의 결합방식 및 축 회동(선회 또는 자전)원리는 본 출원인에 의한 출원번호 제10-2004-81859호의 도 3관련 설명에 상세히 개시되어 있으므로, 본 실시예에서 생략되더라도 무방하다.

도 3을 참조하면, 제2로봇(160)은 2축 다관절 로봇 구성을 갖는 것으로서, 회전기구받침대(140)의 타측 단부 상면에 설치되어 있다. 제2로봇(160)은 회전기구받침대(140)의 타측 단부 상면에 결합된 제2몸체하부(161)와; 제2몸체하부(161)의 상단에서 제6기준축(m6)을 기준으로 선회하는 제2-1암부(162)와; 제2-1암부(162)의 끝단에서 제7기준축(m7)을 기준으로 선회하는 제2-2암부(163)와; 제2-2암부(163)의 끝단에서 결합된 베어링축(j) 형식의 지지유니트(164)(support unit)와; 지지유니트(164)의 끝단에 결합된 'ㄷ'자 단면 또는 채널 형강 단면을 갖는 제2암 어댑터부(165)를 포함하되, 제2암 어댑터부(165)로 제1홀더부(170)의 타측 부위를 고정시키고 있다.

여기서, 제1, 제2암 어댑터부(155, 165)는 복수개의 고정 볼트 또는 팝 볼트/너트(pop bolt/nut)를 이용하여 제1홀더부(170)의 골격부(171)에 결합 및 고정된다.

또한, 제2-1, 제2-2암부(162, 163)는 각각 제6, 제7축(m6, m7)을 기준으로, 제6, 제7구동모터 및 감속기를 다관절 로봇 구조로 구비하고 있다.

그리고, 지지유니트(164)는 제1로봇(150)의 동작에 대응하여 제1홀더부(170)가 수동적인 자유 동작에 해당하는 패시브(passive)한 움직임을 수행하도록 결합되어 있다.

예컨대, 지지유니트(164)는 유니버설 조인트 또는 기타 로봇 공학에서 패시브한 움직임을 제공하기 위한 자유 작동을 위한 연결구 등으로 치환하여 사용할 수 있음은 물론이다.

도 2를 참조하면, 제1로봇(150)과 제2로봇(160)은 2개의 연결지점에서 제1홀더부(170)와 연결되어 있되, 2개의 연결지점은 제1홀더부(170)의 양측 부위이다.

즉, 제1로봇(150)의 종단측에 해당하는 제1암 어댑터부(155)는 제1홀더부(170)의 일측 부위(우측 부위)에 연결되고, 제2로봇(160)의 종단측에 해당하는 지지유니트(164)는 제1홀더부(170)의 타측 부위(좌측 부위)에 연결된다.

이러한 연결 구성은 제1홀더부(170)의 정적(static) 무게중심을 상대적으로 저중심으로 위치시킴과 함께, 제1홀더부(170)의 동적(dynamic) 무게중심도 정적 무게중심에 가깝게 하여 전체적으로 작동 안정성을 향상시킴과 함께, 처짐, 비틀림에 강한 구조를 갖게 한다.

또한, 제1로봇(150)과 제2로봇(160)은 협조제어 방식에 의해 제어되어서, 제1홀더부(170)를 매크로 검사 위치로 이동시키고 회전시켜 방위를 맞추거나, 정지 상태를 유지하거나, 다음 작동(선회, 자전의 복합적 움직임에 의한 이동, 회전, 비틀기 등)을 수행한다.

협조제어 방식은 병렬로 배치된 복수개의 로봇(예 : 로봇 2개를 한 쌍으로 함)이 하나의 그룹로서 상호 협조하듯이 동작시킥 위한 학습 또는 제어 방법이나 제어 형식을 의미한다.

이런 협조제어 방식은 매크로 검사 유형별 작동명령 또는 해당 시퀀스와 같은 형태로 본 발명의 주제어부(180)용 응용프로그램(application)을 프로그래밍 할 때 기준이 된다.

제1로봇(150)과 제2로봇(160)은 협조제어 방식에 의해 제1홀더부(170)의 병렬지지 방식 동작을 구현한다. 제1홀더부(170)의 병렬지지 방식 동작은 주제어부(180)에 의해, 매크로 검사 공정별로, 유리기판을 잡거나, 수평 이동, 앞면 및 뒷면 교체, 검사 유형별 각도 유지(0°검사, 60°검사, 90°검사), 지지, 회전, 이동, 비틀기 등을 의미한다.

제1홀더부(170)는 유리기판의 크기보다 더 큰 사이즈를 갖되, 중앙 부위가 관통된 틀 형상의 골격부(171)와; 상기 골격부(171) 사이를 가로지르게 배열된 복수개의 흡착구 지지대(172)와; 상기 흡착구 지지대(172)의 상부에서 각각 세워지고 외부의 감압조절장치(도시 안됨)를 이용하여 유리기판을 흡착에 의해 임시 고정시킬 수 있는 복수개의 흡착구(173)와; 상기 골격부(171)의 상부에 배열되어 유리기 판을 정렬시킬 수 있는 정렬기구(도시 안됨)를 포함한다.

한편, 주제어부(180)는 연결전선을 통해 인터페이스 장치(111)와 연결되어 있다.

인터페이스 장치(111)는 선형구동블록(130)의 제1구동모터, 회전기구받침대(140)의 제2구동모터, 제1, 제2로봇(150, 160) 내부에 장착된 제3 내지 제7구동모터와 주제어부(180)의 입출력변환기 사이에 결합되어 있다.

인터페이스 장치(111)는 범용 로봇 통신 규격을 지원하는 범용적인 전기 통신 기술의 연결 수단을 의미한다.

주제어부(180)는 인터페이스 장치(111)와 전기적으로 결합되어 제1 내지 제7구동모터 관련 모터구동신호 및 엔코더신호의 송수신과, 조작패널(185)과 전기적으로 결합되어 패널조작 제어신호의 송수신을 각각 수행하는 입출력변환기와; 상기 입출력변환기가 설치된 제어보드와; 상기 제어보드 상에 설치되고 모든 장치의 작동에 관여하도록 상기 입출력변환기와 연결된 중앙처리장치와; 중앙처리장치에서 전송되는 응용프로그램의 매크로 검사 유형별 작동명령을 수신하여 제1 내지 제7구동모터를 제어하기 위한 모션제어신호를 생성하고 제1 내지 제7구동모터의 모터엔코더로부터 전송된 엔코더신호로 제1 내지 제7구동모터의 작동상태를 파악하는 모션 제어부와; 상기 모션 제어부와 연결되어서 모션제어신호를 전달받아 전류를 증폭시켜 각각의 제1 내지 제7구동모터를 실질적으로 구동시킬 수 있는 모터구동신호를 채널별로 생성하여 제1 내지 제7구동모터에게 제공하는 구동 제어기와; 패널조작 제어신호를 상기 중앙처리장치가 인식할 수 있게 변환 입력시키는 역할을 하는 패널 제어기와; 응용프로그램 및 운영체제가 기록 저장되는 메모리와 같은 전자적 기록장치를 포함한다.

여기서, 전자적 기록장치에는, 주지의 장치 인식 및 설치에 의해, 각종 로봇드라이버, 선형구동기드라이버, 흡착구드라이버, 정렬기구드라이버 등이 더 설치되어 있는 것이 바람직하다.

조작패널(185)은 다른 연결전선을 통해서 주제어부(180)와 전기적으로 결합된다. 조작패널(185)은 조작패널 전체 온/오프 스위치, 작동 표시 램프, 조이스틱 등과 같은 조작도구(186)를 구비한다. 조작패널(185)은 주제어부(180)의 전자적 기록장치에 소프트웨어적으로 설치될 조작패널드라이버에 의해 인식 및 구동된다.

제1실시예(100)의 선형구동블록(130), 회전기구받침대(140), 제1, 제2로봇(150, 160) 각각은 사전에 미리 설정된 동작 범위 내에서 동작하면서, 전체적으로 7축 다관절 로봇과 같은 복수개의 자유도를 구현한다.

즉, 매크로 검사자 또는 작업자는 매크로 검사 유형별로 제1홀더부(170)의 방위 및 위치를 제어하도록 조작패널(185)을 조작한다.

이런 경우, 조작패널(185)의 조이스틱 등의 조작도구(186)를 조작시마다, 조작패널(185)에서 패널조작 제어신호가 발생되는 단계와; 패널조작 제어신호가 주제어부(180)에 입력되는 단계와; 입력된 상기 패널조작 제어신호에 상응한 모터구동신호가 주제어부(180)로부터 출력되는 단계와; 출력된 모터구동신호가 인터페이스 장치(111)를 통해 제1 내지 제7구동모터로 입력되는 단계를 포함한 일련의 조작 프 로세스가 수행된다.

선형구동블록(130), 회전기구받침대(140), 제1, 제2로봇(150, 160) 및 제1홀더부(170)는 상기 일련의 조작 프로세스에 의해, 패널조작 제어신호를 거의 실시간으로 추종한다.

즉, 매크로 검사를 위한 특정 움직임은, 미리 설정된 동작 범위 내에서 작업자의 의도대로, 선형구동블록(130), 회전기구받침대(140), 제1, 제2로봇(150, 160)에 의해 실현된다.

결국 작업자가 의도한 방향과 위치로 제1홀더부(170)가 움직이거나 정지 상태를 유지하는 것이 반복적으로 이루어질 수 있다.

도 5와 도 6은 도 2에 도시된 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 작동관계 및 작업방법을 보여주고 있다.

도 5를 참조하면, 병렬지지 방식 매크로 검사장치인 제1실시예(100)는 매크로 검사실(190)의 내부에 설치된다.

유리기판(60)은 다른 로딩 장치에 의해 제1홀더부(170)에 로딩된다.

매크로 검사실(190)은 아래와 같은 광원 및 반사 수단을 갖춘 조명장치를 갖는다.

즉, 매크로 검사실(190)의 조명장치는, 도면을 기준으로 우측면 즉, 제1실시예(100)의 뒤쪽에 해당하는 매크로 검사실(190)의 배면에 설치되어 평행으로 빛을 비추는 조명광(191)과; 도면을 기준으로 좌측면, 즉 제1실시예(100)의 앞쪽에 해당하는 매크로 검사실(190)의 정면에 설치된 반사판(192)과; 상기 반사판(192)에 의 해 빛이 굴절하여 위에서 아래로 빛을 비추도록 도면을 기준으로 우측면 즉 제1실시예(100)의 뒤쪽에 해당하는 매크로 검사실(190)의 배면에 설치되는 반사광(193)으로 구성된다.

유리기판(60)은 제1홀더부(170)에 로딩된 후, 제1홀더부(170)의 흡착구의 진공 또는 감압 작동에 의해 제1홀더부(170)에 안착됨과 동시에 제1홀더부(170)와 일체로 움직임을 가질 수 있다.

유리기판(60)은 작업자의 조작패널 조작에 제1실시예(100)가 동작됨에 따라, 사용자가 볼 수 있도록 수평하게 위치된다. 반사광(193) 및 조명광(191)으로부터 발생하는 빛이 유리기판(60)의 표면에 반사되는 것을 작업자가 시각 또는 육안으로 감지하여, 유리기판(60)의 표면을 검사한다.

도 6을 참조하면, 작업자는 다른 매크로 검사를 위해, 조작패널의 조이스틱 등과 같은 조작도구를 조작하여 유리기판(60)을 우측방향으로 향하면서 경사지게 할 경우, 제1실시예(100)의 제1, 제2로봇(150, 160)은 협조제어 방식에 따라 제어 및 작동하여, 제1홀더부(170) 및 유리기판(60)을 경사지게 기울인다.

이외에도, 제1실시예(100)는 제1홀더부(170) 및 유리기판(60)을 경사진 상태를 유지시키면서도 상향으로 승강 또는 하강 작동을 수행하거나, 역시 제1, 제2로봇(150, 160)간 협조제어 방식에 의해 비트림 작동을 수행하고, 또한 베이스부(110)를 기준으로 선형구동블록(130) 및 그 위에 탑재된 모든 구성요소가 유한한 스트로크 거리 범위 내에서 왕복방향으로 수평 이동하거나, 선형구동블록(130)을 지지기반으로 회전기구받침대(140) 및 그 위에 탑재된 모든 구성요소가 유한한 회 전 각도 범위 내에서 회전하는 동작을 통해, 결국 대형사이즈를 갖는 유리기판(60)의 코너부위, 앞면 검사, 뒷면 검사를 정밀하게 수행 할 수 있다.

모든 매크로 검사를 끝낸 제1실시예(100)는 도 5와 같은 초기 상태로 복귀한다.

상기와 같은 매크로 검사는 호스트 컴퓨터에서 원격 제어를 이용하여 주제어부(180)에 신호를 입력하거나, 조작패널을 원격 조종하여 작업자가 물리적인 수동 조작 없이 육안으로 연속적인 작업을 신속하게 수행할 수 있도록, 소정의 검사 환경에 맞게 변화시켜 검사할 수 있도록 됨은 물론이다.

제2실시예

이 실시예에서 설명하는 본 발명의 병렬지지 방식 매크로 검사장치는, 제2홀더부의 일측변에 형성된 2개의 연결지점을 통해 다관절 작동이 가능한 제3, 제4로봇이 각각 연결된 것을 제외하고는 제1실시예의 병렬지지 방식이라는 기술적 사상과 동일 또는 유사한 구성을 갖는다. 그러므로, 도 1 내지 도 9b에서 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.

도면에서, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 작동관계를 설명하기 위한 측면도이다. 또한, 도 9a와 도 9b는 도 7에 도시된 병렬지지 방식 매크로 검사장치의 다른 작동관계를 설명하기 위한 정면도들이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제2실시예(200)는 제3로봇(250)과 제4로봇(260) 및 제2홀더부(270)를 갖는다.

제3로봇(250)은 대한민국 출원번호 제10-2004-81859호의 6축 다관절 로봇의 구성 및 작동관계를 갖고 있으므로, 그 이상의 상세한 설명에 대해 본 발명의 제2실시예(200)에서 생략되더라도, 제3로봇(250)의 구성을 이해하는데 어려움이 없을 것이다.

제4로봇(260)은 제3로봇(250)과 동일한 구성으로서, 제3로봇(250)과 함께 협조제어 방식에 의해 작동되는 병렬지지 방식의 로봇이다. 제4로봇(260)은 제3로봇(250)의 옆에서 병렬로 설치된다.

여기서, 제3, 제4로봇(250, 260) 각각의 종단측에는 자전 가능한 암부(251, 261)가 결합되어 있다.

각각의 암부(251, 261)는 2개의 연결지점과 같이 병렬로 제3암 어댑터부(265)에 결합되어 있다.

제3암 어댑터부(265)는 제2홀더부(270)의 일측 부위에 고정된다.

더욱 상세하게, 제2홀더부(270)는 대한민국 출원번호 제10-2006-53829호의 강성보강구조를 갖는 홀더 구조체와 동일하게 외팔보 형식으로서 틀 형상의 골격부(271)와; 이런 골격부(271)의 일측 부위를 감싸듯이 기밀하게 면접촉하는 강성보강부(274)를 갖는다. 제3암 어댑터부(265)는 제2홀더부(270)의 일측 부위에 해당하는 강성보강부(274)의 중간 위치를 기준으로 복수개의 고정 볼트 또는 팝 볼트/너트를 이용하여 고정된다.

또한, 제3, 제4로봇(250, 260) 각각은 앞서 설명한 내용과 동일 또는 유사하게 주제어부(180) 및 조작패널(185)에 결합된다.

예컨대, 주제어부(180)는 제3, 제4로봇(250, 260) 내부에 설치된 총 12개의 구동모터에 연결된 입출력변환기를 비롯하여, 제어보드, 중앙처리장치, 모션 제어부, 구동 제어기, 패널 제어기, 전자적 기록장치 등을 구비하고, 상기 조작패널(185)에서 발생되고 상기 입출력변환기를 통해 입력된 상기 패널조작 제어신호를 추종하여 제3, 제4로봇(250, 260)을 제어하도록 되어 있다.

제3, 제4로봇(250, 260)은, 주제어부(180)의 협조제어 방식에 의해, 제2홀더부(270)의 모든 방위 및 위치에 상응하게 제2홀더부(270)를 이동시키고, 이에 따라, 제2홀더부(270)의 위에 로딩된 유리기판(60)의 매크로 검사를 수행한다.

제2홀더부(270)는 9세대(1950× 2250㎟) 등과 같이 대형 사이즈의 유리기판(60) 보다 크게 제작되어 있으나, 강성보강부(274)를 구비하여 처짐 또는 비틀림 변형을 최소화 하고, 상대적으로 강성보강부(274)의 중량이 증가하는 것에 비해 월등하게 전체 강성을 증가시킬 수 있도록 되어 있다.

제2홀더부(270)는 골격부(271) 사이를 가로지르게 배열된 복수개의 흡착구 지지대(272)와; 상기 흡착구 지지대(272)의 상부에서 각각 세워지고 외부의 감압조절장치(도시 안됨)를 이용하여 유리기판(60)을 흡착에 의해 임시 고정시킬 수 있는 복수개의 흡착구(273)와; 상기 골격부(271) 또는 강성보강부(274)의 상부에 배열되어 유리기판(60)을 정렬시킬 수 있는 정렬기구(도시 안됨)를 더 포함함은 물론이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제2실시예(200)에 따른 제3, 제4로봇(250, 260)은 병렬로 매크로 검사실(190)의 내부에 배치(설치)된다.

제3, 제4로봇(250, 260)은 협조제어 방식에 의해 비틀기 작동을 상대적으로 용이하게 구현할 수 있다.

제3, 제4로봇(250, 260)은 비틀기 작동 이외에도, 유리기판(60)을 잡거나, 검사 유형별 각도 유지(0°검사, 60°검사, 90°검사) 및 지지하거나, 비틀기 작동의 최대 작동 지점에서 상호 비 접촉되도록 크로스(cross)되면서 제2홀더부(170)를 앞면 또는 뒷면으로 교체하는 트위스트 회전 동작 등을 구현할 수 있다.

물론, 제3, 제4로봇(250, 260)은 그의 하부베이스부(252, 262) 저면에 레일 이동부 및 로봇 캐리지 레일(290)을 결합시켜서, 슬라이딩 운동을 가능하게 할 수 있도록 구성될 수 있다.

도 9a와 도 9b에 도시된 바와 같이, 제2실시예(200)에 따른 제3, 제4로봇(250, 260)은 하부베이스부(252, 262)를 기준으로 6축의 선회 또는 자전을 수행하도록 구성되어 있되, 병렬 배열 방식에 의해 상대적으로 대형인 제2홀더부(270) 및 유리기판(60)을 좌, 우 수평방향으로 직선 이동을 수행할 수 있어서, 매크로 검사자 또는 작업자로 하여금 유리기판(60) 구석구석 모두를 매크로 검사 할 수 있게 해준다.

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 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따른 병렬지지 방식 매크로 검사장치는 병렬지지 방식으로 2개의 연결지점에서 홀더부와 결합된 복수개의 로봇 구조에 의해, 대형 사이즈의 유리기판의 매크로 검사에 사용되더라도, 유리기판을 지지하는 홀더부의 처짐, 비틀림 등의 변형을 최소화할 수 있고, 복수개의 로봇에 의한 충분한 작동력을 이용하여, 대형 사이즈로 인해 거동이나 이동이 어려운 대형 사이즈의 유리기판 및 홀더부(여기서, 홀더부는 제1홀더부 또는 제2홀더부 중 어느 하나를 통칭함)를 신속하고 안정되며 정밀하게 이동시켜 매크로 검사를 수행할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 병렬지지 방식 매크로 검사장치는 홀더부의 양측 부위를 통해 제1, 제2로봇을 연결시킴에 따라, 홀더부와의 정적 및 동적 안정성을 확보함과 함께, 장비 높이를 축소시킬 수 있어 고객 요구에 적극적으로 대응할 수 있고, 무게중심을 아래쪽으로 이동시킴과 동시에 구조적 강성을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 병렬지지 방식 매크로 검사장치는 베이스부, 선형구동레일, 선형구동블록, 회전기구받침대를 결합시킴에 따라, 저가의 2∼4축 다관절 로봇을 매크로 검사 장비로서 이용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 병렬지지 방식 매크로 검사장치는 협조제어 방식에 의해 다이내믹한 움직임을 제공할 수 있어서, 대형 유리기판의 검사에 소요되는 시간과 택타임이 감소되어 전체 생산기간 단축과 인력투입 감소뿐만 아니라, 소요 비용도 절 감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 병렬지지 방식 매크로 검사장치는 대평 사이즈의 유리기판을 수평 이동 또는 직선 이동시켜 유리기판의 구석구석을 살펴볼 수 있으므로, 검사 작업이 편리해지고, 작업자의 근 골격계와 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims

유리기판 표면의 불량을 육안 관찰하기 위해 매크로 검사장치에 있어서,

매크로 검사실에 설치되고 왕복 이동의 기준이 되는 베이스부와;

상기 베이스부의 뒤쪽에 설치되어 전기적 연결 및 신호 입출력을 담당하는 인터페이스 장치와;

상기 베이스부의 상부에 설치된 선형구동레일과;

상기 선형구동레일을 따라 이동 가능하게 결합된 선형구동블록과;

상기 선형구동블록을 기준으로 자전 가능하게 결합된 회전기구받침대와;

상기 회전기구받침대의 일측에 설치된 다관절 로봇 구성의 제1로봇과;

상기 회전기구받침대의 타측에 설치된 다관절 로봇 구성의 제2로봇과;

상기 제1로봇과 상기 제2로봇 사이의 복수개의 연결지점에서 병렬지지 방식으로 연결되고, 유리기판의 크기보다 상대적으로 더 큰 사이즈를 갖는 제1홀더부와;

상기 인터페이스 장치와 조작패널 사이에 전기적으로 결합된 주제어부를 포함하고,

상기 조작패널에서 액정표시장치에 사용되는 유리기판을 다양한 각도로 움직이기 위한 패널조작 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 병렬지지 방식 매크로 검사장치.
제1항에 있어서,

상기 선형구동블록, 상기 회전기구받침대, 상기 제1로봇, 상기 제2로봇 중 어느 하나에 설치되어 작동에 관여하는 제1 내지 제7구동모터를 더 포함하고,

상기 주제어부는, 상기 인터페이스 장치를 통해서 상기 제1 내지 제7구동모터와 전기적으로 결합되어 있고, 협조제어 방식에 의해 상기 제1 내지 제7구동모터를 제어하여, 상기 제1홀더부로 하여금 매크로 검사에 대응한 방위 및 위치를 갖도록, 상기 조작패널로 제어되는 것을 특징으로 하는 병렬지지 방식 매크로 검사장치.
제2항에 있어서,

상기 주제어부는,

상기 제1 내지 제7구동모터 각각의 모터구동신호 및 엔코더신호의 송수신과, 상기 조작패널과 전기적으로 결합되어 패널조작 제어신호의 송수신을 각각 수행하는 입출력변환기와; 상기 입출력변환기가 설치된 제어보드와; 상기 제어보드 상에 설치되고 모든 장치의 작동에 관여하도록 상기 입출력변환기와 연결된 중앙처리장치와; 상기 중앙처리장치에서 전송되는 응용프로그램의 매크로 검사 유형별 작동명령을 수신하여 상기 제1 내지 제7구동모터를 제어하기 위한 모션제어신호를 생성하고 상기 제1 내지 제7구동모터의 모터엔코더로부터 전송된 엔코더신호로 상기 제1 내지 제7구동모터의 작동상태를 파악하는 모션 제어부와; 상기 모션 제어부와 연결되어서 상기 모션제어신호를 전달받아 전류를 증폭시켜 상기 제1 내지 제7구동모터를 실질적으로 구동시킬 수 있는 모터구동신호를 채널별로 생성하여 상기 제1 내지 제7구동모터에게 제공하는 구동 제어기와; 상기 패널조작 제어신호를 상기 중앙처리장치가 인식할 수 있게 변환 입력시키는 역할을 하는 패널 제어기와; 응용프로그램 및 운영체제가 기록 저장되는 메모리와 같은 전자적 기록장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬지지 방식 매크로 검사장치.
제1항에 있어서,

상기 제1로봇은,

상기 회전기구받침대의 일측 단부 상면에 결합된 제1몸체하부와; 상기 제1몸체하부의 상단에서 제3기준축을 기준으로 선회하는 제1-1암부와; 상기 제1-1암부의 끝단에서 제4기준축을 기준으로 선회하는 제1-2암부와; 상기 제1-2암부의 끝단에서 제5기준축을 기준으로 자전하는 제1-3암부와; 상기 제1-3암부의 끝단에 결합된 제1암 어댑터부를 포함하되, 상기 제1암 어댑터부로 제1홀더부의 일측 부위를 고정시킨 상태에서, 협조제어 방식에 의해 상기 제2로봇과 연동되는 것을 특징으로 하는 병렬지지 방식 매크로 검사장치.
제1항에 있어서,

상기 제2로봇은,

타측 단부 상면에 결합된 제2몸체하부와; 상기 제2몸체하부의 상단에서 제6기준축을 기준으로 선회하는 제2-1암부와; 상기 제2-1암부의 끝단에서 제7기준축을 기준으로 선회하는 제2-2암부와; 상기 제2-2암부의 끝단에서 결합된 베어링축형식의 지지유니트(support unit)와; 상기 지지유니트의 끝단에 결합된 제2암 어댑터부를 포함하되, 상기 제2암 어댑터부로 상기 제1홀더부의 타측 부위를 고정시킨 상태에서, 협조제어 방식에 의해 상기 제1로봇과 연동되는 것을 특징으로 하는 병렬지지 방식 매크로 검사장치.
유리기판 표면의 불량을 육안 관찰하기 위해 매크로 검사장치에 있어서,

매크로 검사실에 설치되고 하부베이스부를 기준으로 6축의 선회 또는 자전을 수행하고, 협조제어 방식의 주제어부에 의해 제어되도록 결합된 제3로봇과;

상기 제3로봇의 옆에서 병렬로 설치되고, 상기 주제어부에 의해 제어되도록 결합되어 6축의 선회 또는 자전을 수행하는 제4로봇과;

상기 제3로봇과 상기 제4로봇을 제어하기 위한 패널조작 제어신호를 조작도구의 조작에 대응하여 발생시키도록 상기 주제어부에 결합된 조작패널을 포함하고,

상기 제3로봇과 제4로봇 각각의 종단측에서 자전 가능하게 결합된 암부를 2개의 연결지점과 같이 병렬로 제3암 어댑터부에 결합하고, 상기 제3암 어댑터부를 제2홀더부의 일측 부위에 고정시킨 것을 특징으로 하는 병렬지지 방식 매크로 검사장치.
제6항에 있어서,

상기 제2홀더부는,

외팔보 형식으로서 틀 형상의 골격부와; 상기 골격부의 일측 부위를 감싸듯이 기밀하게 면접촉하고, 제3암 어댑터부에 결합되는 강성보강부와; 상기 골격부 사이를 가로지르게 배열된 복수개의 흡착구 지지대와; 상기 흡착구 지지대의 상부에서 각각 세워지고 외부의 감압조절장치를 이용하여 유리기판을 흡착에 의해 임시 고정시킬 수 있는 복수개의 흡착구와; 상기 골격부 또는 상기 강성보강부의 상부에 배열되어 유리기판을 정렬시킬 수 있는 정렬기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬지지 방식 매크로 검사장치.
제6항에 있어서,

상기 주제어부는,

상기 제3로봇과 상기 제4로봇 내부에 설치된 복수개의 구동모터에 연결된 입출력변환기를 포함하고, 상기 조작패널에서 발생되고 상기 입출력변환기를 통해 입력된 상기 패널조작 제어신호를 추종하여, 상기 제3로봇과 제4로봇을 제어하는 것 을 특징으로 하는 병렬지지 방식 매크로 검사장치.