KR101258251B1 - 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템 및 이를 이용한 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이재 로봇을 이용하여 기판을 카세트에 로딩 및 언로딩하는 경우 기판의 파손을 방지하기 위한 것으로, 양측벽에 기판을 수납할 수 있는 복수 개의 슬롯(slot)이 구비된 카세트와, 카세트로 이재하고자 하는 교시 위치(teaching position)로 진입하여 기판을 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)하는 이재 로봇, 기판을 이재하고자 카세트 내로 진입하는 경우 이재 로봇의 움직임을 감지하도록 카세트의 슬롯에 설치된 복수 개의 변위 센서들, 및 변위 센서들을 통해 카세트의 각 슬롯 위치를 검출함과 동시에 카세트로의 교시 위치를 검출한 후, 교시 위치에 따라 이재 로봇의 동작을 제어하여 기판의 파손을 방지하는 이재 로봇 제어기를 포함하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템 및 이의 제어 방법을 제공한다.

이재 로봇, 카세트, 변위 센서, 교시 위치(teaching position)

Description

기판 파손 방지 이재 로봇 시스템 및 이를 이용한 제어 방법{Transferring robot control system to provent damage of substrate and method for controlling thereof}

도 1은 종래 기술에 따른 이재 로봇 시스템을 나타낸 개략도이다.

도 2는 종래 이재 로봇을 이용하여 카세트에 기판을 수납하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 3은 이재 로봇의 떨림 현상을 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템을 도시한 도면이다.

도 5는 도 4에 도시된 Ⅴ-Ⅴ'선을 자른 평면도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트의 정면도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트의 측면도이다.

도 8은 본 발명의 이재 로봇을 이용하여 카세트에 기판을 수납하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 이재 로봇 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 전체 흐름도이다.

도 10 및 도 11은 도 9의 상세 흐름도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

100;카세트 150;로더

110a,110-1,110-2,110-(m-1),110-m;슬롯

200;이재 로봇 210;지지부

220;회전부 230;로봇암

300;변위센서 400;기판

310,312,314,316,318;제1 센서

310a,312a,314a,316a,318a;발광부

310b,312b,314b,316b,318b;수광부

340,342,344,346,348;제2 센서

500;이제 로봇 제어기

본 발명은 액정 표시 장치의 제조에 사용되는 이재 로봇 시스템에 관한 것으로, 특히 이재 로봇을 이용하여 기판을 카세트에 로딩 및 언로딩하는 경우 기판의 파손을 방지하기 위한 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템 및 이를 이용한 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시 장치는 상부 기판과 하부 기판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정층을 형성하고, 액정층에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키며, 이를 통하여 투명 절연 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표현하는 표시 장치이다.

이러한 액정 표시 장치는 상부 기판을 제조하는 공정, 하부 기판을 제조하는 공정, 상부 기판과 하부 기판을 합착하는 공정, 합착된 두 기판 사이에 액정층을 형성한 후 밀봉하는 공정, 리페어(repair)하는 공정, 그리고 액정 패널에 백라이트 등을 장착하고 구동회로를 장착하여 액정 표시 모듈을 제조하는 공정 등을 거쳐 제조된다.

상기한 바와 같이, 액정 표시 장치의 제작 공정은 서로 상이한 단위 공정들로 연결되어 있고 각 단위 공정을 행하는 장비가 다르기 때문에, 이러한 장비들로 액정 표시 장치의 기판을 운반하는 로봇(robot)과, 기판을 수납하는 카세트(cassette)가 필요하다.

도 1은 종래 기술에 따른 이재 로봇 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 2는 종래 이재 로봇을 이용하여 카세트에 기판을 수납하는 모습을 나타낸 도면이며, 도 3은 이재 로봇의 떨림 현상을 도시한 도면이다.

먼저 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 이재 로봇 시스템은 기판(16)을 수납 및 반송하는 카세트(10)와, 카세트(10)가 안치된 로더(11), 카세트(10)에 기판(16)을 수납하거나 수납된 기판(16)을 취출하기 위한 이재 로봇(12), 및 이재 로봇(12)의 동작을 제어하는 이재 로봇 제어기(미도시)를 포함한다.

카세트(10)의 양측 벽에는 복수 개의 슬롯(slot)(10a)이 형성되어 기판(16)이 수납되도록 되어 있다.

이재 로봇(12)은 지지부(13)와 회전부(14) 및 두 개의 로봇암(15)으로 구성되고, 회전부(14)에 로봇암(15)이 연결되어 있다. 이러한 이재 로봇(12)은 높이의 조절이 가능하여 원하는 위치의 슬롯(10a)에 기판(16)을 수납하거나 취출할 수 있다.

즉, 기판(16)을 카세트(10)에 수납하고자 하는 경우, 기판(16)을 로봇암(12)에 로딩한 후 회전부(14)를 회전시키면, 회전부(14)의 회전 운동이 로봇암(12)의 직선 운동으로 바뀌어, 로봇암(12)이 기판(16)을 이재하고자 하는 위치(이하, '교시 위치'라 칭함)(teaching position)로 이동한 다음 카세트(10) 내부로 전진한다. 따라서, 로딩하고자 하는 슬롯(10a) 상에 기판(16)을 로딩(loading)한다.

이와 반대로 기판(16)을 카세트(10)에서 취출하고자 하는 경우에는, 로봇암(15)을 언로딩(unloading)하고자 하는 기판(16) 아래로 삽입한 후 상승시켜 기판(16)을 로봇암(15)에 언로딩시킨 다음, 후진하여 지정된 교시 위치로 이동한다.

이재 로봇 제어기(미도시)는 이재 로봇(12)의 초기 셋팅시에 기판 이재 테스트를 하면서 최적의 위치를 미리 저장해 두고, 이재 로봇(12)의 동작 상태 및 기판(16)의 정보를 확인한 후 상위 제어시스템에 보고하는 역할을 한다.

따라서, 종래 기술에 따른 이재 로봇 시스템은 소정 위치에 카세트(10)가 안착이 되면 이재 로봇 제어기(미도시)에서 기판의 정보를 확인한 후, 정보에 이상이 없으면 바로 이재 로봇(12)을 이용하여 이재 작업을 실시하게 된다.

이때, 이재 로봇(12)의 동작을 제어하기 위해 교시 위치(teaching position)를 미리 입력해 두는데, 입력하는 과정에서는 교시자가 직접 일일이 계측기를 사용하여 주변 간섭물과의 거리를 최대화하도록 작업을 실시하게 된다.

그런데, 이와 같이 동작하는 종래의 이재 로봇 시스템은 교시자별 각기 다른 기준으로 가지고 교시 위치를 설정하기 때문에 정확한 교시(teaching)가 이루어질 수 없다.

또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 기판이 휘어진 상태로 이재되거나, 카세트(10)가 일정한 위치에 정확하게 안착되지 않고 소정 각도만큼 틀어지거나 들뜬 경우, 또는 로봇암(15)의 떨림 정도(d), 및 소프트 웨어나 하드 웨어적인 문제로 인하여 미리 입력된 교시 위치가 실제 교시 위치와 일치하지 않는 경우, 이재 동작을 수행하게 되면 카세트(10)와 기판(16) 간에 충돌이 발생하여 기판(16)이 파손하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이재 로봇을 이용하여 기판을 로딩 및 언로딩하는 경우 센서를 통해 로봇암의 움직임을 감지하여 기판의 파손을 방지하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기한 이재 로봇 시스템을 이용하여 기판의 파손을 방지하는 제어 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템은, 양측벽에 기판을 수납할 수 있는 복수 개의 슬롯(slot)이 구비된 카세트와, 카세트로 이재하고자 하는 교시 위치(teaching position)로 진입하여 기판을 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)하는 이재 로봇, 기판을 이재하고자 카세트 내로 진입하는 경우 이재 로봇의 움직임을 감지하도록 카세트의 슬롯에 설치된 복수 개의 변위 센서들, 및 변위 센서들을 통해 카세트의 각 슬롯 위치를 검출함과 동시에 카세트로의 교시 위치를 검출한 후, 교시 위치에 따라 이재 로봇의 동작을 제어하여 기판의 파손을 방지하는 이재 로봇 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템에서, 상기 변위 센서들은 상기 이재 로봇의 움직임을 감지하여 상기 카세트의 상하 슬롯의 위치 및 각 슬롯의 위치를 검출하는 제1 센서, 및 상기 이재 로봇이 상기 카세트 내로 진입하는 경우 상기 이재 로봇의 직진성을 감지하는 제2 센서를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템에서, 상기 제 1 센서는 상기 카세트 양측의 전단에 상측 및 하측으로 각각 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템에서, 상기 제1 센서는 적어도 4개 이상 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템에서, 상기 제2 센서는 상기 카세트 양측의 후단에 상측 및 하측으로 각각 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템에서, 상기 제2 센서는 상기 제1 센서의 높이와 동일하게 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템에서, 상기 제2 센서는 적어도 4개 이상 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템에서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 외부로 광을 발산하는 발광부와, 상기 발광부로부터 발산되는 광을 수광하는 수광부를 포함하되, 상기 수광부에 수광되는 광의 유무에 따라 상기 이재 로봇의 교시 위치를 감지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템에서, 상기 발광부와 상기 수광부는 상기 카세트에서 서로 이웃하는 상측 및 하측 슬롯에 각각 부착되어, 상기 발광부와 상기 수광부 사이에 상기 이재 로봇의 로봇암이 삽입될 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템에서, 상기 제1 센서 는 상기 카세트의 슬롯의 개수가 m이라 할 경우, 상기 카세트 양측의 전단에 1번째 슬롯과 2번째 슬롯, (m-1)번째 슬롯과 m번째 슬롯 각각에 상기 발광부와 상기 수광부가 일대일 대응되어 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템에서, 상기 제2 센서는 상기 카세트의 슬롯의 개수가 m이라 할 경우, 상기 카세트 양측의 후단에 1번째 슬롯과 2번째 슬롯, (m-1)번째 슬롯과 m번째 슬롯 각각에 상기 발광부와 상기 수광부가 일대일 대응되어 설치되는 것이 바람직하다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템의 제어 방법은, 카세트 내부로 이재 로봇의 로봇암을 진입시키는 제1 단계와, 카세트의 상측 및 하측에 구비된 변위 센서들에 의해 로봇암의 움직임을 감지하여 카세트의 상하 슬롯의 위치 및 각 슬롯의 위치를 검출하는 제2 단계, 로봇암을 일차적으로 카세트의 맨 상측으로 이동시키는 제3 단계, 로봇암의 움직임을 상측 변위 센서에 의해 감지하는 제4 단계, 로봇암을 미세 조정하여 이차적으로 카세트로의 교시 위치까지 이동시키는 제5 단계, 및 교시 위치에 기판을 로딩 또는 언로딩시키는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템의 제어 방법에서, 상기 제2 단계는 상기 이재 로봇을 상기 카세트의 상측으로 이동하여 상측 변위 센서에 의해 위치를 감지하는 단계와, 상기 이재 로봇을 상기 카세트의 하측으로 이동하여 하측 변위 센서에 의해 위치를 감지하는 단계, 상기 상측 변위 센서 및 상기 하측 변위 센서에 의해 감지된 위치를 통해 상기 카세트의 상하 슬롯의 위 치를 검출하는 단계, 및 상기 검출된 카세트의 상하 슬롯의 위치에 의해 각 슬롯의 위치를 검출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템의 제어 방법에서, 상기 제 14단계에서는 상기 상측 변위 센서에서 전단에 설치된 변위 센서를 통해 상기 로봇암의 현 교시 위치를 감지하는 단계와, 상기 상측 변위 센서에서 후단에 설치된 변위 센서를 통해 상기 로봇암의 직진성을 감지하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템에 대하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템을 도시한 도면이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트의 평면도, 정면도, 측면도이며, 도 8은 본 발명의 이재 로봇을 이용하여 카세트에 기판을 수납하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

먼저 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템은 양측벽에 복수 개의 슬롯(slot)(110a)이 구비된 카세트 (cassette)(100)와, 카세트(100)로 이재하고자 하는 교시 위치(teaching position)로 진입하여 기판(400)을 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)하는 이재 로봇(200), 기판(400)을 이재하고자 카세트(100) 내로 진입하는 경우 이재 로봇(200)의 움직임을 감지하도록 카세트(100)의 슬롯(110a)에 설치된 복수 개의 변위 센서들(300), 및 변위 센서들(300)을 통해 각 슬롯(110a)의 위치를 검출하여 이재 로봇(200)의 이동을 제어하는 이재 로봇 제어기(500)를 포함한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템은 기존에 교시자별로 다른 기준을 가지고 측정한 이재 로봇(200)의 교시 위치를 변위 센서(300)를 통해 측정함으로써 기준을 통일화시키고, 미세한 수치까지 정확하게 측정하여 정확한 교시 위치를 제공한다.

더욱 상세히 설명하면, 상기한 변위 센서들(300)은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 카세트(100)의 전단에 양측으로 상측 및 하측에 각각 설치되어 이재 로봇(200)의 움직임을 감지하는 제1 센서(310)와, 카세트(100)의 후단에 양측으로 상측 및 하측에 각각 설치되어 이재 로봇(200)의 직진성을 감지하는 제2 센서(340)를 포함한다.

제1 센서(310)는 기본적으로 카세트(100)의 상측에 설치된 변위 센서(312,314)를 통해 카세트(100)의 맨 상측의 슬롯(110-1)의 위치를 감지하고, 카세트(100)의 하측에 설치된 변위 센서(316,318)를 통해 카세트(100)의 맨 하측의 슬롯(110-m)의 위치를 감지한다. 이에 따라, 카세트(100)의 상하 크기, 더울 정확히 말하자면 상하 슬롯(110-1,110-m)의 위치를 비롯하여 및 각 슬롯(110-1,110- 2,...,110-(m-1),110-m)의 위치까지 검출할 수 있다.

그리고, 제1 센서(312,314,316,318)는 이재 로봇(200)의 이재시 카세트(100)로의 교시 위치로 이동하기 전에 일차적으로 이재 로봇(200)의 위치를 감지하여 감지된 위치를 기준으로 이동하기 때문에 교시 위치의 기준이 될 수 있다.

이러한 제1 센서(312,314,316,318)는 외부로 광을 발산하는 발광부(312a,314a,316a,318a)와, 발광부(312a,314a,316a,318a)로부터 발산되는 광을 수광하는 수광부(312b,314b,316b,318b)로 구성되어, 도시된 바와 같이 서로 인접하는 상하 슬롯에 서로 수직하게 각각 설치되는 것이 바람직하다.

이를 테면, 카세트(100)에 상하로 구비되는 슬롯의 개수가 m이라 할 경우, 제1 센서(312,314,316,318)의 발광부(312a,314a,316a,318a)와 수광부(31b,31b4,316b,318b)는 카세트(100) 전단에 1번째 슬롯(110-1)과 2번째 슬롯(110-2), (m-1)번째 슬롯(110-(m-1))과 m번째 슬롯(110-m) 양측에 각각 일대일 대응되어 설치된다.

1번째 슬롯(110-1)과 2번째 슬롯(110-2)의 양측에 설치된 제1 센서(312,314)는 카세트(100)의 상측 부위로서, 기판이 수납될 수 있는 카세트(100)의 첫번째 교시 위치를 감지하게 된다.

(m-1)번째 슬롯(110-(m-1))과 m번째 슬롯(110-m)의 양측에 설치된 제1 센서(316,318)는 카세트(100)의 하측 부위로서 카세트(100)에 기판이 수납될 수 있는 마지막 교시 위치를 감지하게 된다.

따라서, 감지한 카세트(100)의 상하 슬롯의 위치와, 횡방향으로 나열된 슬롯 (110-1,110-2,...,110-(m-1),110-m)의 개수, 슬롯(110-1,110-2,...,110-(m-1),110-m)간 간격을 기초하여 이재 로봇(200)의 교시 위치를 검출할 수 있다.

제2 센서(342,344,346,348)는 이재 로봇(200)의 로봇암(230)의 직진성을 감지하기 위한 것으로 카세트(100)의 후단에 제1 센서(312,314,316,318)와 일대일로 동일한 높이를 갖도록 설치된다.

만약, 이재 로봇(200)의 로봇암(230)이 카세트(100) 내부로 진입하게 되면 로봇암(230)의 떨림 정도에 따라 직진성이 떨어져 기판의 파손을 가져올 수 있는데, 제2 센서(342,344,346,348)를 따르면 로봇암(230)의 떨림 현상에 따른 기판의 파손을 방지할 수 있다.

이러한 제2 센서(342,344,346,348) 또한 제1 센서(312,314,316,318)와 마찬가지로 외부에 광을 발산하는 발광부(342a,344a,346a,348a)와, 발광부(342a,344a,346a,348a)로부터 발산되는 광을 수광하는 수광부(342b,344b,346b,348b)로 구성되어, 각각이 서로 인접하는 상하 슬롯에 서로 수직되게 설치된다. 즉, 제1 센서(312,314,316,318)와 대응되게 동일한 높이에 설치된다.

이때, 발광부(342a,344a,346a,348a)와 수광부(342b,344b,346b,348b)의 상하 위치는 발광부(342a,344a,346a,348a)가 상부에 위치하든 하부에 위치하는지에 관계없이 발광부(342a,344a,346a,348a)와 수광부(342b,344b,346b,348b)간 수직 관계만 유지하면 어디에 위치되어도 무방하다. 이는 전술한 제1 센서(312,314,316,318) 또한 마찬가지이다.

예컨대, 카세트(100)에 횡방향으로 구비되는 슬롯의 개수가 총 m이라 하면, 제2 센서(342,344,346,348)를 이루는 발광부(342a,344a,346a,348a) 및 수광부(342b,344b,346b,348b)는 카세트(100) 후단에 1번째 슬롯(100-1)과 2번째 슬롯(110-2), (m-1)번째 슬롯(110-(m-1))과 m번째 슬롯(110-m) 양측에 각각 일대일 대응되어 설치된다.

따라서, 상기한 제1 센서(312,314,316,318)와 제2 센서(342,344,346,348) 각각은 도시된 바와 같이 적어도 4개 이상의 변위 센서를 갖는다.

도 7을 참조하면, 상측 및 하측에 위치되는 제1 센서 및 제2 센서(310,340) 각각은 발광부와 수광부간 간격(P)이 서로 인접하는 상하 슬롯간 간격과 동일하며, 소수점 단위의 수치까지 정확하게 감지할 수 있다.

그리고, 상측 및 하측에 위치되는 제1 센서 및 제2 센서(310,340) 각각은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 좌우가 한 쌍으로 기판의 좌우 폭을 감지할 수 있을 정도의 간격만큼 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.

이재 로봇(200)은 지지부(210)와 회전부(220) 및 두 개의 로봇암(230)으로 구성되고, 회전부(220)에 로봇암(230)이 연결되어 있다. 이러한 이재 로봇(200)은 높이의 조절이 가능하여 원하는 위치의 슬롯(100a)에 기판(400)을 수납하거나 취출할 수 있다.

이재 로봇 제어기(500)는 이재 로봇(200)의 초기 셋팅시에 기판 이재 테스트를 하면서 최적의 위치를 미리 저장해 두고, 이재 로봇(200)의 동작 상태 및 기판()의 정보를 확인한 후 상위 제어 시스템에 보고하는 역할을 한다.

즉, 카세트(100)의 상측에 구비된 변위 센서(312,314)를 통해 카세트(100)의 상측 슬릿(110-1,110-2)의 위치를 감지하고, 카세트(100)의 하측에 구비된 변위 센서(316,318)를 통해 카세트(100)의 하측 슬릿(110-(m-1),110-m)의 위치를 감지하여 카세트(100)의 상하 슬롯의 위치를 검출하고, 슬롯(110-1,110-2,...,110-(m-1),110-m)의 층 개수 및 슬롯(110-1,110-2,...,110-(m-1),110-m 간 간격을 토대로 각 슬롯(110-1,110-2,...,110-(m-1),110-m)의 위치를 검출하여 미리 저장해 둔다. 그리고, 저장해 둔 데이터를 기준으로 하여 이재 로봇(200)의 이재시 정확한 교시를 제공한다.

따라서, 상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템은 도 8에 도시된 바와 같은 이재 동작으로 이루어진다.

도 8의 (a)는 이재 로봇을 카세트의 상측으로 이동하여 이재 로봇의 움직임을 감지하는 동작을 나타낸 도면이고, 도 8의 (b)는 (a)에서의 움직임을 감지한 후, 해당 교시 위치로 이동하여 카세트 내부로 진입하는 동작을 나타낸 도면이다.

도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 기판을 로딩할 경우, 로봇암(230)을 일차로, 카세트(100)의 상측으로 이동시켜 상측 전단에 구비된 변위 센서(312,314)를 통해 이재 로봇(200)의 현 위치가 첫번째 슬롯(110-1)의 위치임을 감지하고, 로봇암(230)을 카세트(100) 내부로 진입하여 상측 후단에 구비된 변위 센서(342,344)를 통해 로봇암(230)의 직진성 여부를 감지한다.

이후, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 이차로, 첫번째 슬롯(110-1)의 위치를 기준으로 하여 해당 교시 위치로 이동한 후, 카세트(100) 내로 전진하여 해당 슬롯 (110-1,110-2,...,110-(m-1),110-m)에 기판을 로딩한다.

반대로 기판을 언로딩할 경우, 로딩하는 경우와 마찬가지로 먼저 로봇암(230)을 일차적으로 상측으로 이동시켜 상측 전단에 구비된 변위 센서(312,314)를 통해 이재 로봇(200)의 기준 위치를 감지함과 더불어, 로봇암(230)을 카세트(100) 내부로 진입하여 상측 후단에 구비된 변위 센서(342,344)를 통해 로봇암(230)의 직진성 여부를 감지한다.

이후, 로봇암(230)을 상측 전단에 구비된 변위 센서(312,314)를 통해 감지된 위치 즉, 첫번째 슬롯(110-1)의 위치에서 언로딩하고자 하는 슬롯의 위치로 미세 조정하여, 이차적으로 해당 슬롯의 교시 위치로 이동시킨 다음, 카세트(100) 내로 전진하여 기판을 언로딩한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템을 이용한 이재 동작은, 일차적으로 로봇암(230)을 맨 상측의 슬롯의 위치까지 이동시킨 다음, 이차적으로 상측의 변위 센서(312,314)에 통해 감지된 위치를 기준 위치로 하여 이로부터 이재하고자 하는 슬롯의 위치까지 미세 조정함으로써 로봇암(230)을 정확한 교시 위치로 이동시키는 과정을 거친다.

이에 대한 동작 플로우(follow)는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.

상기한 바에 따르면, 기판(400)을 로딩 또는 언로딩하는 경우, 실제 배치된 카세트(100)의 위치에서 변위 센서(300)를 통해 감지되는 수치를 참조하여 교시 위치로 설정함으로써 기판(400)의 휨 현상이나, 로봇암(230)의 떨림 현상, 교시자의 실수 혹은 교시자마다 다른 기준에 의해 기판(400)이 파손되는 우려를 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 이재 로봇 시스템을 제어하는 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 이재 로봇 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 전체 흐름도이고, 도 10 및 도 11은 도 9의 상세 흐름도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이재 로봇 시스템의 제어 방법은, 처음 S1단계로서, 이재 로봇(200)을 동작시켜 로봇암(230)을 카세트(100) 내부로 진입시킨다.

다음으로 S2단계에서, 카세트(100)의 변위센서들(300) 중 상측 및 하측에 구비된 제1 센서(312,314,316,318)를 통해 슬롯의 위치를 검출한다.

이러한 단계에서는, 도 10에 도시된 바와 같이 로봇암(2330)을 상측에 구비된 변위센서 즉, 제1 센서(312,314)에 의해 감지되게 상측으로 이동시킴으로써 카세트(100)의 첫번째 슬롯(110-1)의 위치를 감지하고, 이와 동일한 방법으로 하측에 구비된 제1 센서(316,318)를 통해 카세트(100)의 마지막 슬롯(110-m)의 위치를 감지한다(S21,S22).

이후, 각각의 상측의 제1 센서(312,314) 및 하측의 제1 센서(,316,318)로부터 감지된 위치를 기초하여 카세트(100)의 상하 슬롯의 위치를 검출함과 동시에 각 슬롯의 위치를 각각 검출한다(S23,S24). 각 슬롯의 위치는 카세트(100)에 층층이 형성된 슬롯의 개수 및 슬롯간 간격만 알면 쉽게 검출할 수 있다.

이후, 검출된 데이터 정보를 이재 로봇 제어기(500)에 저장하고 리턴한다(S25).

다음으로 S3단계에서, 기판(400)을 이재하고자 하는 경우 로봇암(230)을 동작시켜 일차적으로 기준 위치까지 이동시킨다. 이때, 기준 위치는 전 S2단계에서 미리 저장되어 있는 첫번째 슬롯(110-1), 더욱 자세하게는 기판을 수납할 수 있는 첫번째의 교시 위치로 하는 것이 바람직하다.

다음으로 S4단계에서, 상측으로 이동시킨 로봇암(230)의 움직임을 상측의 제1 센서를 통해 다시 감지함으로써 이로 인해 로봇암(230)의 위치를 정확하게 교시(teaching)할 수 있다.

다시 말해, 도 11에 도시된 바와 같이, 전단에 구비된 제1 센서(312,314)를 통해 로봇암(230)의 현 위치를 감지하고 감지된 위치가 기판을 수납할 수 있는 첫번째의 교시 위치와 동일하면 로봇암(230)의 이재시 교시 위치로 이동할 기준 위치가 된다(S41).

이후, 로봇암(230)을 카세트(100) 내부로 진입시켜 후단에 구비된 제2 센서(342,344)를 통해 로봇암(230)의 직진성 여부를 감지한다(S42). 로봇암(230)의 떨림 현상이나 기판의 무게에 의해 처짐이 발생하면 후단의 제2 센서(342,344)에 감지되지 못하기 때문에 로봇암(230)의 직진성 여부를 판단할 수 있다.

만약, 후단의 제2 센서(342,344)를 통해 감지되면 카세트(100) 내에서 직진성을 유지하고 리턴한다.

다음으로 S5단계에서, 전단의 제1 센서(312,314)를 통해 감지된 위치를 기준 으로 미세한 조정을 수행함으로써 이차적으로 로봇암(230)을 해당 교시 위치로 이동시킨다.

다음으로 S6단계에서, 이동한 해당 슬롯에 기판을 로딩 또는 언로딩함으로써 기판의 파손을 방지한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기판을 로딩 또는 언로딩하는 경우 카세트의 첫번째 슬롯의 위치를 기준으로 하여 미세 조정으로 이재하고자 하는 교시 위치를 체크함으로써 기판의 휨 현상이나 로봇암의 떨림 현상 등에 관계없이 안정적으로 기판을 이재할 수가 있다.

또한, 종래에 교시자별로 다른 기준을 가지고 설정한 이재 로봇의 교시 위치를 변위 센서를 이용함으로써 기준을 통일화시키고, 미세한 수치까지 정확하게 측 정하여 정확한 교시 위치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기판의 파손이 발생하였을 경우 신속하게 원인을 파악할 수 있는 신속 대처가 가능하고 이에 따라 작업 소요 시간을 단축시킬 수 있다.

Claims (14)

1. 양측벽에 기판을 수납할 수 있는 복수 개의 슬롯(slot)이 구비된 카세트;

   상기 카세트로 이재하고자 하는 교시 위치(teaching position)로 진입하여 상기 기판을 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)하는 이재 로봇;

   상기 기판을 이재하고자 상기 카세트 내로 진입하는 경우 상기 이재 로봇의 움직임을 감지하도록 상기 카세트의 슬롯에 설치된 복수 개의 변위 센서들; 및

   상기 변위 센서들을 통해 상기 카세트의 각 슬롯 위치를 검출함과 동시에 상기 카세트로의 교시 위치를 검출한 후, 상기 교시 위치에 따라 상기 이재 로봇의 동작을 제어하여 기판의 파손을 방지하는 이재 로봇 제어기를 포함하되,

   상기 변위 센서들은

   상기 이재 로봇의 움직임을 감지하여 상기 카세트의 상하 슬롯의 위치 및 각 슬롯의 위치를 검출하는 제1 센서, 및

   상기 이재 로봇이 상기 카세트 내로 진입하는 경우 상기 이재 로봇의 직진성을 감지하는 제2 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 센서는 상기 카세트 양측의 전단에 상측 및 하측으로 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1 센서는 적어도 4개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제2 센서는

   상기 카세트 양측의 후단에 상측 및 하측으로 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제2 센서는

   상기 제1 센서의 높이와 동일하게 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템.
7. 제5항에 있어서,

   상기 제2 센서는 적어도 4개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템.
8. 제1항에 있어서,

   상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는

   외부로 광을 발산하는 발광부와,

   상기 발광부로부터 발산되는 광을 수광하는 수광부를 포함하되,

   상기 수광부에 수광되는 광의 유무에 따라 상기 이재 로봇의 교시 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템.
9. 제8항에 있어서,

   상기 발광부와 상기 수광부는

   상기 카세트에서 서로 이웃하는 상측 및 하측 슬롯에 각각 부착되어, 상기 발광부와 상기 수광부 사이에 상기 이재 로봇의 로봇암이 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템.
10. 제8항에 있어서,

    상기 제1 센서는

    상기 카세트의 슬롯의 개수가 m이라 할 경우, 상기 카세트 양측의 전단에 1번째 슬롯과 2번째 슬롯, (m-1)번째 슬롯과 m번째 슬롯 각각에 상기 발광부와 상기 수광부가 일대일 대응되어 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템.
11. 제8항에 있어서,

    상기 제2 센서는

    상기 카세트의 슬롯의 개수가 m이라 할 경우, 상기 카세트 양측의 후단에 1번째 슬롯과 2번째 슬롯, (m-1)번째 슬롯과 m번째 슬롯 각각에 상기 발광부와 상기 수광부가 일대일 대응되어 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템.
12. 카세트 내부로 이재 로봇의 로봇암을 진입시키는 제1 단계;

    상기 카세트의 상측 및 하측에 구비된 변위 센서들에 의해 상기 로봇암의 움직임을 감지하여 상기 카세트의 상하 슬롯의 위치 및 각 슬롯의 위치를 검출하는 제2 단계;

    상기 로봇암을 일차적으로 상기 카세트의 맨 상측으로 이동시키는 제3 단계;

    상기 로봇암의 움직임을 상측 변위 센서에 의해 감지하는 제4 단계;

    상기 로봇암을 미세 조정하여 이차적으로 상기 카세트로의 교시 위치까지 이동시키는 제5 단계; 및

    상기 교시 위치에 기판을 로딩 또는 언로딩시키는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템의 제어 방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 제2 단계는

    상기 이재 로봇을 상기 카세트의 상측으로 이동하여 상측 변위 센서에 의해 위치를 감지하는 단계와,

    상기 이재 로봇을 상기 카세트의 하측으로 이동하여 하측 변위 센서에 의해 위치를 감지하는 단계,

    상기 상측 변위 센서 및 상기 하측 변위 센서에 의해 감지된 위치를 통해 상기 카세트의 상하 슬롯의 위치를 검출하는 단계, 및

    상기 검출된 카세트의 상하 슬롯의 위치에 의해 각 슬롯의 위치를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템의 제어 방법.
14. 제12항에 있어서,

    상기 제 4단계는

    상기 상측 변위 센서에서 전단에 설치된 변위 센서를 통해 상기 로봇암의 현 교시 위치를 감지하는 단계와,

    상기 상측 변위 센서에서 후단에 설치된 변위 센서를 통해 상기 로봇암의 직진성을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 파손 방지 이재 로봇 시스템의 제어 방법.

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