KR101407519B1

KR101407519B1 - Stage unit for capsule type reconfigurable multifunctional machining apparatus

Info

Publication number: KR101407519B1
Application number: KR1020120117658A
Authority: KR
Inventors: 박종권; 이성철; 노승국; 김병섭; 장성권
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2014-06-13
Also published as: KR20140051544A

Abstract

회전운동이 극대화된 캡슐형 가변축 복합 가공 장치 내에서 가공 대상물의 안착 높이 조절 기능을 구비함은 물론, X-Y 스테이지 방식과 로터리 스테이지 방식 중 어느 하나를 임의로 선택하여 이용할 수 있는 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛에 관하여 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 캡슐형 몸체의 회동 방향으로 복수의 가공 모듈을 장착하는 회동 프레임과, 상기 회동 프레임의 양단을 연결 고정하는 상부 프레임과, 상기 상부 프레임을 하부에서 지지하는 하부 프레임을 포함하는 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛으로서,
상기 회동 프레임의 개방된 하면을 통해 수직 방향으로 신축 가능하게 배치되는 승강 축부; 상기 승강 축부의 하단에 연결되어 구동력을 제공하는 승강 구동부; 및 상기 승강 축부의 상단에 배치된 채 가공 대상물을 안착 고정하는 스테이지부;를 포함하되,
상기 스테이지부는,
X-Y 스테이지 구동부에 의해 X-Y방향으로 이송 가능한 받침블록을 포함하는 X-Y 스테이지와, 상기 승강 축부의 상단에 내장된 로터리 스테이지 구동부에 의해 회전되는 로터리 스테이지로 구성됨을 더 포함하며, 상기 로터리 스테이지는 다수의 조를 구비하는 척으로 구성됨을 더 포함하되, 상기 척 부재는 상기 X-Y 스테이지 상에서 가공 대상물을 고정하는 받침블록을 분리한 후 상기 X-Y 스테이지의 중앙을 관통하여 상기 승강 축부의 상단에 내장된 로터리 스테이지 구동부까지 연결 장착되는, 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛이 제공된다.A capsule type variable shaft combined processing machine capable of arbitrarily selecting any one of the XY stage method and the rotary stage method as well as a function of adjusting the seat height of the object to be processed in a capsule type variable axis complex processing device in which rotational motion is maximized, The stage unit of the apparatus will be described.
According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a rotating frame for mounting a plurality of processing modules in a rotating direction of a capsule-shaped body; an upper frame for connecting and fixing both ends of the rotating frame; Wherein the stage unit of the capsule type variable shaft combined working machine includes:
An elevating shaft portion arranged to extend and retract in a vertical direction through an opened lower surface of the rotating frame; A lifting and lowering driving part connected to a lower end of the lifting and lowering part to provide a driving force; And a stage part disposed on an upper end of the elevating shaft part for seating and fixing an object to be processed,
The stage unit includes:
An XY stage including a support block capable of being moved in the XY directions by an XY stage driving unit and a rotary stage rotated by a rotary stage driving unit incorporated in an upper end of the elevation shaft portion, Wherein the chuck member separates the support block for fixing the object to be processed on the XY stage and then passes through the center of the XY stage to the rotary stage driving part built in the upper end of the elevating shaft part There is provided a stage unit of a capsule type variable shaft combined working machine which is connected and connected.

Description

캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛{STAGE UNIT FOR CAPSULE TYPE RECONFIGURABLE MULTIFUNCTIONAL MACHINING APPARATUS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a stage unit of a capsule type variable shaft multi-

본 발명은 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전운동이 극대화된 캡슐형 가변축 복합 가공 장치 내에서 가공 대상물의 안착 높이 조절 기능을 구비함은 물론, X-Y 스테이지 방식과 로터리 스테이지 방식 중 어느 하나를 임의로 선택하여 이용할 수 있는 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛에 관한 것이다.
The present invention relates to a stage unit of a capsule type variable shaft combined working machine, and more particularly, to a stage unit of a capsule type variable axis combined working machine having a function of adjusting a seat height of a workpiece in a capsule type variable axis combined working machine, And a rotary stage system can be arbitrarily selected and used for the stage unit of the capsule type variable shaft combined working machine.

가공 대상물의 3차원 입체 가공에 사용되는 대표적인 가공 장치로는 레이저 가공 장치와 다축 머시닝 장치 등이 소개되어 있다. 레이저 가공 장치의 경우 체적이 큰 대상물에 비해 작은 가공 대상물을 가공하는데 주로 이용된다. 그리고 다축 머시닝 장치의 경우 레이저 가공 장치에 비해 상대적으로 큰 가공 대상물을 가공하는데 주로 이용된다.As a typical machining apparatus used for three-dimensional machining of an object to be machined, a laser machining apparatus and a multi-axis machining apparatus are introduced. In the case of a laser machining apparatus, it is mainly used for processing a small workpiece in comparison with a large volume workpiece. In the case of a multi-axis machining apparatus, it is mainly used to process a relatively large object to be processed in comparison with a laser processing apparatus.

그런데, 종래의 다축 머시닝 장치는 대게 장치의 부피가 큰 편이며, 가공 대상물을 3차원으로 입체 가공하기 위하여 공구가 직접 가공 대상물의 주변으로 이동되는 경우가 일반적이었다. 이는 공구의 이동거리를 증가시켜 가공오차를 크게 발생시킬 수 있으므로, 비교적 정교하고 복잡한 제품을 가공하기에는 어려움이 있었다. However, in the conventional multi-axis machining apparatus, the volume of the apparatus is large, and in general, the tool is moved directly to the periphery of the object to be machined in three dimensions. This increases the moving distance of the tool, which can cause a large machining error, making it difficult to process a relatively elaborate and complicated product.

또한, 종래의 다축 머시닝 장치의 경우 대부분 다축 병진 운동만으로 공구를 이동시켜 가공을 수행하는 경우가 많은 까닭에, 장치의 구조가 복잡하며 이에 포함되는 부품 수도 많아 고가의 가격대를 형성하고 있다. In addition, in the case of the conventional multi-axis machining apparatus, since the tool is often moved by only moving the tool in a multi-axis translation motion, the structure of the apparatus is complicated and the number of parts is large.

아울러, 종래의 다축 머시닝 장치는 복잡한 형상의 제품을 가공할 때 공구의 움직임을 더 많이 요구하므로, 이에 소요되는 에너지가 불필요하게 증가되는 단점도 있었다.In addition, since the conventional multi-axis machining apparatus requires more movement of the tool when machining a product having a complicated shape, there is a disadvantage that the energy required for the tool is unnecessarily increased.

따라서 종래의 다축 머시닝 장치가 지닌 문제점 및 사용상의 불편을 해결하기 위하여, 단일의 가공 장치 내에서 가변축 복합 가공을 수행할 수 있는 가공 장치에 대한 개발이 절실히 요구된다. Therefore, in order to solve the problems of conventional multiaxial machining apparatuses and inconveniences in use, it is urgently required to develop a machining apparatus capable of performing variable shaft combined machining in a single machining apparatus.

특히, 가변축 복합 가공 장치의 경우 다양한 가공 방식을 실현하기 위해선 스테이지 구조 역시 개선되어야 하는 바, X-Y 스테이지 방식과 로터리 스테이지 방식을 선택에 따라 이용할 수 있는 스테이지 유닛에 대한 개발이 필요하다.
In particular, in order to realize various processing methods in the case of a variable shaft complex machining apparatus, it is necessary to develop a stage unit which can utilize the XY stage method and the rotary stage method selectively.

본 발명은 X-Y 스테이지 방식과 로터리 스테이지 방식을 선택에 따라 이용할 수 있는 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼는다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is a technical object of the present invention to provide a stage unit of a capsule type variable shaft combined working machine in which an XY stage system and a rotary stage system can be selectively used.

본 발명의 일실시예에 따르면, 캡슐형 몸체의 회동 방향으로 복수의 가공 모듈을 장착하는 회동 프레임과, 상기 회동 프레임의 양단을 연결 고정하는 상부 프레임과, 상기 상부 프레임을 하부에서 지지하는 하부 프레임을 포함하는 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛으로서,
상기 회동 프레임의 개방된 하면을 통해 수직 방향으로 신축 가능하게 배치되는 승강 축부; 상기 승강 축부의 하단에 연결되어 구동력을 제공하는 승강 구동부; 및 상기 승강 축부의 상단에 배치된 채 가공 대상물을 안착 고정하는 스테이지부;를 포함하되,
상기 스테이지부는,
X-Y 스테이지 구동부에 의해 X-Y방향으로 이송 가능한 받침블록을 포함하는 X-Y 스테이지와, 상기 승강 축부의 상단에 내장된 로터리 스테이지 구동부에 의해 회전되는 로터리 스테이지로 구성됨을 더 포함하며, 상기 로터리 스테이지는 다수의 조를 구비하는 척으로 구성됨을 더 포함하되, 상기 척 부재는 상기 X-Y 스테이지 상에서 가공 대상물을 고정하는 받침블록을 분리한 후 상기 X-Y 스테이지의 중앙을 관통하여 상기 승강 축부의 상단에 내장된 로터리 스테이지 구동부까지 연결 장착되는, 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a rotating frame for mounting a plurality of processing modules in a rotating direction of a capsule-shaped body; an upper frame for connecting and fixing both ends of the rotating frame; Wherein the stage unit of the capsule type variable shaft combined working machine includes:
An elevating shaft portion arranged to extend and retract in a vertical direction through an opened lower surface of the rotating frame; A lifting and lowering driving part connected to a lower end of the lifting and lowering part to provide a driving force; And a stage part disposed on an upper end of the elevating shaft part for seating and fixing an object to be processed,
The stage unit includes:
An XY stage including a support block capable of being moved in the XY directions by an XY stage driving unit and a rotary stage rotated by a rotary stage driving unit incorporated in an upper end of the elevation shaft portion, Wherein the chuck member separates the support block for fixing the object to be processed on the XY stage and then passes through the center of the XY stage to the rotary stage driving part built in the upper end of the elevating shaft part There is provided a stage unit of a capsule type variable shaft combined working machine which is connected and connected.

상기 승강 축부는, 상기 승강 구동부로부터 회전력을 전달받아 회전하는 스크루 부재와, 내부 중공을 통해 삽입된 상기 스크루 부재와 나사 결합되어, 상기 스크루 부재의 회전에 연동하여 수직 방향으로 진퇴하는 이동 축 부재를 포함한다. The elevating shaft portion includes a screw member which is rotated by receiving the rotational force from the elevating and lowering driving portion and a screw member which is screwed with the screw member inserted through the hollow portion and which moves in a vertical direction in conjunction with rotation of the screw member .

상기 상부 프레임의 중심을 관통하여 고정되는 연결 플레이트를 포함하되, 상기 승강 축부는 상기 연결 플레이트의 중심을 관통하여 배치된다. And a connecting plate fixed through the center of the upper frame, wherein the elevating shaft portion is disposed to pass through the center of the connecting plate.

상기 연결 플레이트의 장방형 모서리를 관통하여 상기 승강 축부의 신축 방향으로 배치되는 복수의 가이드 로드를 포함한다. And a plurality of guide rods passing through rectangular edges of the connecting plate and arranged in the direction of expansion and contraction of the elevating shaft portion.

상기 X-Y 스테이지는, 상기 승강 축부의 상부에 배치되는 베이스블록과, 상기 베이스블록에서 X방향으로 안내되어 이동 가능한 제1이송블록과, 상기 제1이송블록의 상부에서 Y축 방향으로 안내되어 이동 가능하며 상기 받침블록이 안착 설치되는 제2이송블록으로 구성된다.The XY stage includes a base block disposed on the upper portion of the elevating shaft portion, a first conveying block capable of guiding and moving in the X direction in the base block, and a second conveying block arranged on the upper portion of the first conveying block, And a second transport block on which the support block is seated.

상기 로터리 스테이지는, 상기 로터리 스테이지 구동부로부터 회전력을 전달받아 가공 대상물을 회전시킨다.The rotary stage receives rotational force from the rotary stage driving unit and rotates the object to be processed.

상기 로터리 스테이지는, 다수의 조(jaw)를 구비하는 척(chuck) 부재인 것을 특징으로 한다. The rotary stage is characterized by being a chuck member having a plurality of jaws.

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본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛에 의하면, 기존의 직선운동 기반 가공 형태에서 벗어나 회전운동이 극대화된 가변축 구동 메커니즘을 적용함에 있어 가공 대상물의 안착 높이를 조절할 수 있다. According to the stage unit of the capsule type variable shaft combined working machine according to the embodiment of the present invention, in the application of the variable axis driving mechanism which maximizes the rotational motion deviating from the conventional linear motion based machining type, the height of the object to be processed is adjusted .

이에 따라 단일의 복합 가공 장치를 이용하여 더욱 복잡하고 정교한 구조의 제품을 가공할 수 있어 가공성 및 가공 정밀도가 향상될 수 있다. Accordingly, it is possible to process more complicated and sophisticated products by using a single complex machining apparatus, thereby improving workability and machining accuracy.

또한, 가공 조건을 고려하여 선택적으로 X-Y 스테이지 방식과 로터리 스테이지 방식 중 어느 하나를 임의로 사용할 수 있다. 이를 통해 단일의 복합 가공 장치를 통해 구현할 수 있는 가공의 종류가 더욱 다양해 질 수 있다.Also, any one of the X-Y stage system and the rotary stage system can be optionally used in consideration of the processing conditions. This allows for more varieties of machining that can be achieved through a single complex machining device.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 스테이지 유닛은, 일체형으로 제작된 단일의 부품 형태를 띠게 되어 유지 보수 작업 및 교체 시 편의성이 향상될 수 있다.
In addition, the stage unit according to an embodiment of the present invention may have a single component shape, which is integrally manufactured, so that convenience in maintenance work and replacement can be improved.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛이 X-Y 스테이지 방식으로 동작하는 모습을 나타낸 작동 상태도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛에서 X-Y 스테이지로부터 받침블록을 분리시킨 다음 로터리 스테이지를 장착한 모습을 보여주는 작업도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛이 로터리 스테이지 방식으로 동작하는 모습을 나타낸 작동 상태도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛의 종방향 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스테이지 유닛이 탑재된 캡슐형 가변축 복합 가공 장치를 간략히 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 내부 구조를 확대 도시한 확대도.1 is a perspective view of a stage unit of a capsule type variable shaft combined working machine according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an operational state view showing a stage unit of the capsule type variable axis combined working apparatus according to an embodiment of the present invention operated in the XY stage mode. FIG.
FIG. 3 is a view showing a state in which a support block is separated from an XY stage in a stage unit of a capsule type variable shaft combined processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and then a rotary stage is mounted.
FIG. 4 is an operational state diagram showing a stage unit of a capsule type variable shaft combined working apparatus according to an embodiment of the present invention operated in a rotary stage manner. FIG.
5 is a longitudinal sectional view of a stage unit of a capsule type variable shaft combined working machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a capsule type variable shaft complex machining apparatus on which a stage unit according to an embodiment of the present invention is mounted; FIG.
FIG. 7 is an enlarged view of an internal structure of a capsule type variable axis combined working apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛(이하, 간략히 '스테이지 유닛'이라 지칭함)에 관하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a stage unit (hereinafter simply referred to as a "stage unit") of a capsule type variable shaft combined working machine according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 여기에서 설명될 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
Brief Description of the Drawings The advantages and features of the present invention, and how to achieve them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited by the embodiments disclosed below but may be embodied in various different forms. The embodiments to be described herein are provided so that the disclosure of the present invention is complete and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛(1)은 캡슐형 가변축 복합 가공 장치 내에 탑재되어 가공 대상물을 안착하여 고정하는 한편, 필요시마다 가공 대상물을 X-Y 평면상에서 이동시켜주거나, 또는 회전시켜주는 역할을 담당한다. 이러한 전반적인 내용을 간단히 이해하기 위하여, 도 6 및 도 7을 먼저 살펴보기로 한다. The stage unit 1 according to an embodiment of the present invention is mounted in a capsule type variable axis complex machining apparatus to seat and fix an object to be processed and to move or rotate the object on an XY plane whenever necessary . To briefly understand the overall contents, FIGS. 6 and 7 will be described first.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스테이지 유닛이 탑재된 캡슐형 가변축 복합 가공 장치를 간략히 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 내부 구조를 확대 도시한 확대도이다. FIG. 6 is a perspective view briefly showing a capsule type variable shaft combined working machine on which a stage unit according to an embodiment of the present invention is mounted, FIG. 7 is a perspective view of a capsule type variable shaft combined working machine according to an embodiment of the present invention, It is an enlarged view showing the enlarged structure.

도 6 및 도 7을 참조하면, 캡슐형 가변축 복합 가공 장치(1000)는 캡슐형 몸체의 회동 방향으로 복수의 가공 모듈(P1, P2, P3)을 장착하는 회동 프레임(100)을 포함한다. Referring to FIGS. 6 and 7, the capsule type variable shaft combined working apparatus 1000 includes a turning frame 100 for mounting a plurality of processing modules P1, P2, and P3 in the rotating direction of the capsule-shaped body.

그리고 회동 프레임(100)의 양단을 연결 고정하는 상부 프레임(200)과 이를 하부에서 지지하는 하부 프레임(400)을 포함한다. And an upper frame 200 for connecting and fixing both ends of the pivot frame 100 and a lower frame 400 for supporting the pivot frame 100 from below.

본 발명의 일실시예에 따른 스테이지 유닛(1)은 이러한 캡슐형 가변축 복합 가공 장치 내부에 탑재되는 일체화 제작된 부품으로서, 특히, 회동 프레임(100)의 하측으로 개방된 공간을 통해 수직 방향(즉, Z축 방향)으로 돌출 배치된다. The stage unit 1 according to an embodiment of the present invention is an integrally manufactured part to be mounted inside the capsule type variable shaft combined working device. In particular, the stage unit 1 according to an embodiment of the present invention is vertically movable through a space opened to the lower side of the rotary frame 100 That is, in the Z-axis direction).

또한, 상부 프레임(200)의 중심을 관통하여 세움 방향으로 장착된다. 스테이지 유닛(1)에 포함된 연결 플레이트(60)는 도 7에 도시된 바와 같이 상부 프레임(200)의 중심에 고정 결합된다.
Further, it is mounted through the center of the upper frame 200 in the vertical direction. The connection plate 60 included in the stage unit 1 is fixedly coupled to the center of the upper frame 200 as shown in FIG.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스테이지 유닛의 사시도이다. 1 is a perspective view of a stage unit according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 도시된 스테이지 유닛(1)은 승강 축부(10), 승강 구동부(M1), 스테이지부(30)(도 1에서는 X-Y 스테이지 방식이 적용됨)와 연결 플레이트(60) 및 가이드 로드(70)를 포함한다. 1, the stage unit 1 includes a lifting shaft 10, a lifting and driving unit M1, a stage 30 (in the XY stage system in FIG. 1), a connecting plate 60, (70).

승강 축부(10)는 연결 플레이트(60)의 중앙을 관통하여 수직 방향으로 장착되며, 전술한 회동 프레임(도 6의 도면부호 100)의 개방된 하면(이를 '호형 절개부'라 함)을 통해 신축 구동하는 구성이다. The elevating shaft portion 10 is vertically mounted through the center of the connecting plate 60 and is inserted through the open bottom surface of the above-described pivot frame 100 (this is referred to as an arc-shaped incision portion) And is configured to expand and contract.

승강 축부(10)는 후술될 승강 구동부(M1)로부터 회전력을 전달받아 수직 방향(즉, Z축 방향)으로 신축된다. The elevating shaft portion 10 receives the rotational force from the elevating and lowering driving portion M1 to be described later and is expanded and contracted in the vertical direction (i.e., the Z-axis direction).

이러한 승강 축부(10)의 세부 구성을 확인하기 위하여 도 5에 도시된 단면도를 참조할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 승강 축부(10)는 리드 스크루(lead screw) 형태의 구조를 지닌다. In order to confirm the detailed configuration of the lifting shaft 10, a cross-sectional view shown in FIG. 5 may be referred to. As shown in Fig. 5, the lifting shaft portion 10 has a structure in the form of a lead screw.

구체적인 예로서, 승강 축부(10)는 승강 구동부(M1)의 구동축과 연결되어 회전하는 스크루 부재(11)와, 내부 중공을 통해 상기 스크루 부재(11)가 삽입되되 상호 간에 나사 결합되는 이동 축 부재(13)를 포함한다. As a specific example, the elevating shaft portion 10 includes a screw member 11 which is connected to the driving shaft of the elevating and lowering driving unit M1 and rotates, a movable shaft member 11, into which the screw member 11 is inserted, (13).

이와 같은 스크루 부재(11) 및 이동 축 부재(13)의 나사 치합 관계에 따라, 스크루 부재(11)가 정, 역 방향으로 회전할 경우 이동 축 부재(13)는 스크루 부재(11)로부터 이격하는 방향으로 전진하거나 혹은 근접하는 방향으로 후퇴한다. 그리고 이러한 작용은 승강 축부(10)의 신축 동작을 구현하는 결과를 나타낸다.According to the screw engagement relationship between the screw member 11 and the movable shaft member 13 as described above, when the screw member 11 rotates in the forward and reverse directions, the movable shaft member 13 is separated from the screw member 11 Or retreats in the direction of approach. Such an operation results in realizing the expansion and contraction operation of the lifting shaft portion 10.

한편, 승강 축부(10)의 상단 내측에는 로터리 스테이지 구동부(도 3의 도면부호 M4)가 동축 방향으로 탑재된다. On the other hand, a rotary stage driving part (reference symbol M4 in Fig. 3) is mounted coaxially on the upper end inside of the lift shaft part 10. [

즉, 로터리 스테이지 구동부의 구동축은 승강 축부(10)의 축심을 따라 상향 돌출된다. That is, the driving shaft of the rotary stage driving part is protruded upwards along the axis of the lifting shaft part 10.

로터리 스테이지 구동부는 도 1, 2에 도시된 바와 같이 상기 스테이지부가 X-Y 스테이지(30) 형태로 구현될 경우에는 작동이 불필요하며, 도 3, 4에 도시된 바와 같이 로터리 스테이지(40) 형태로 구현될 경우에만 작동이 요구된다. 구체적으로는 전기적으로 제어 가능한 모터 등이 이용될 수 있다. As shown in FIGS. 1 and 2, when the stage unit is implemented in the form of the XY stage 30, the rotary stage driving unit does not need to be operated, and the rotary stage driving unit is implemented in the form of a rotary stage 40 as shown in FIGS. Operation is only required. Specifically, an electrically controllable motor or the like can be used.

그리고 승강 축부(10)의 신축 방향으로는 복수 개의 가이드 로드(70)가 더 구비된다. Further, a plurality of guide rods (70) are further provided in the direction of expansion and contraction of the lifting shaft (10).

가이드 로드(70)는 도시된 바와 같이 연결 플레이트(60)의 모서리를 관통하여 수직 방향으로 배치되어 승강 축부(10)의 신축에 따라 스테이지부가 상, 하 방향으로 높이 조절되는 경로를 안내하는 역할을 담당한다. The guide rod 70 is disposed in a vertical direction through the edge of the connecting plate 60 to guide the path of the stage portion in the upward and downward directions as the elevation shaft portion 10 expands and contracts I am responsible.

이러한 가이드 로드(70)는 연결 플레이트(60) 상에서 승강 축부(10)의 신축 방향으로 복수 배치되는데, 바람직한 실시예로서, 연결 플레이트(60)의 모서리마다 각각 하나씩 관통 배치되는 형상을 가질 수 있다. A plurality of guide rods 70 are disposed on the connection plate 60 in the direction of extension and contraction of the lifting shaft 10, and may have a shape such that the guide rods 70 are inserted into the connection plate 60 one by one.

즉, 연결 플레이트(60)의 정방형 모서리 구간을 통해 4개의 가이드 로드(70)가 배치되는데, 다만, 이는 하나의 예로서 이와 다른 개수 및 배치 형태를 가져도 무방하다. That is, four guide rods 70 are disposed through the square edge section of the connecting plate 60, but this may have different numbers and arrangement forms as an example.

또한, 연결 플레이트(60)와 가이드 로드(70) 사이의 접촉 부위에는 베어링 부재(61)가 더 구비될 수 있다. A bearing member 61 may further be provided at a contact portion between the connection plate 60 and the guide rod 70.

승강 구동부((M1)는 상기 승강 축부(10)의 하단에 연결되어 승강 축부의 신축에 필요한 구동력을 제공한다. The elevating and lowering driving unit M1 is connected to the lower end of the elevating shaft 10 to provide a driving force necessary for the elevating and lowering of the elevating shaft.

이러한 승강 구동부(M1)는 전기적으로 회전 방향이 제어 가능한 모터를 이용할 수 있으며, 이외에도 다양한 회전력 발생 수단을 이용하여도 무방하다. The elevating drive unit M1 may be a motor that can be electrically controlled in its rotational direction, or may be a variety of rotational force generating means.

스테이지부는 상기 승강 축부(10)의 상단에 연결되어 X-Y 스테이지와 로터리 스테이지 중 선택된 어느 하나의 방식으로 가공 대상물을 고정하여 이동 또는 회전시킬 수 있는 구성요소에 해당된다.
The stage portion is connected to the upper end of the lifting shaft portion 10 and corresponds to a component that can move or rotate the workpiece in any one of the XY stage and the rotary stage.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛이 X-Y 스테이지 방식으로 동작하는 모습을 나타낸 작동 상태도이다. FIG. 2 is an operational state diagram illustrating a stage unit of the capsule type variable shaft combined working apparatus according to an embodiment of the present invention operated in the X-Y stage mode.

도 2를 참조하면, 가공 대상물(S)은 X-Y 스테이지(30) 상부에 연결된 받침블록(50) 상에 위치 고정되며, 상기 받침블록(50)은 탈착 가능한 형태로 이루어진다. 2, the object to be processed S is fixed on a support block 50 connected to an upper part of the X-Y stage 30, and the support block 50 is detachable.

이러한 X-Y 스테이지(30)는 베이스블록(31)과, 이의 상부에서 X축 방향으로 안내되어 이동 가능한 제1이송블록(33)과, 제1이송블록(33)의 상부에서 Y축 방향으로 안내되어 이동 가능한 제2이송블록(35)을 포함한다. The XY stage 30 includes a base block 31, a first transport block 33 which is guided and movable in the X-axis direction at an upper portion of the base block 31, and a Y- And a movable second transfer block 35.

여기서, 제1이송블록(33) 및 제2이송블록(35)의 직선 이동에 필요한 구동력은 X-Y 스테이지 구동부(M2, M3)에 의해 발생된다. Here, the driving force required for the linear movement of the first conveying block 33 and the second conveying block 35 is generated by the X-Y stage driving units M2 and M3.

다만, 이러한 구동부로부터 발생된 회전력에 의해 상기 제1이송블록(33) 및 제2이송블록(35)이 축 방향으로 진선 이동 하는 원리는 관용적으로 알려진 내용이므로 이에 대한 부연 설명은 생략한다. However, since the principle that the first transfer block 33 and the second transfer block 35 move in the right direction in the axial direction due to the rotational force generated from such a driving unit is a well-known matter, a further description thereof will be omitted.

즉, 도 2를 통해서 승강 축부(10)의 신축 작용 및 X-Y 스테이지에 의한 X, Y축 이송에 의해 가공 대상물(S)의 높이 및 수평 위치가 조절됨을 알 수 있다.
2, the height and the horizontal position of the object S are controlled by the expansion and contraction of the lifting shaft 10 and the X and Y axes by the XY stage.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛에서 X-Y 스테이지로부터 받침블록을 분리시킨 다음 로터리 스테이지를 장착한 모습을 보여주는 작업도이다. FIG. 3 is a view showing a state in which a support block is separated from an X-Y stage in a stage unit of a capsule type variable shaft combined processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and then a rotary stage is mounted.

만일, 가공 조건 또는 작업자의 선택에 따라 도 1 및 2에 도시된 X-Y 스테이지 방식으로부터 로터리 스테이지 방식으로 스테이지부를 변경할 필요가 있을 경우에는 먼저 받침블록(50)을 분리하는 작업을 실시한다. 이어서, 상기 받침블록(50)이 놓여 있던 위치, 즉, X-Y 스테이지(30)의 상면 중앙에 마련된 홈을 통해 로터리 스테이지(40)를 장착한다.If it is necessary to change the stage part in the rotary stage manner from the X-Y stage method shown in Figs. 1 and 2 according to the machining conditions or the operator's selection, first, the support block 50 is separated. Then, the rotary stage 40 is mounted through the groove provided at the position where the support block 50 is placed, that is, the center of the upper surface of the X-Y stage 30.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛이 로터리 스테이지 방식으로 동작하는 모습을 나타낸 작동 상태도이다. 4 is an operational state diagram illustrating a stage unit of a capsule type variable axis combined working apparatus according to an embodiment of the present invention operated in a rotary stage manner.

도시된 바와 같이, 로터리 스테이지(40)는 승강 축부(10)의 상단에 내장된 로터리 스테이지 구동부(M4)로부터 회전력을 전달받아 가공 대상물(S′)의 하단을 파지한 상태로 회전시키는 구성이다. 구체적인 예로서, 다수 의 조(jaw)(41)를 구비하는 척(chuck) 부재를 이용할 수 있다. As shown in the figure, the rotary stage 40 receives a rotational force from the rotary stage driving unit M4 built in the upper end of the lifting shaft 10 and rotates while holding the lower end of the object S '. As a specific example, a chuck member having a plurality of jaws 41 may be used.

도시된 바와 같이, 원주 방향으로 배열된 3개의 조(41)를 상호 이격시킨 후, 그 내측 중심으로 가공 대상물(S′)을 안착시킬 수 있다. 이어서, 3개의 조(41)를 상호 근접시켜 안착된 가공 대상물(S′)의 위치를 고정시킬 수 있다. 한편, 승강 축부(10)의 상단에 내장된 로터리 스테이지 구동부(M4)를 작동시켜 안착 고정된 가공 대상물을 회전시킬 수 있는데, 이는 로터리 스테이지 구동부(M4)와 로터리 스테이지(40) 간의 동축 연결을 통해 가능해 진다. As shown in the figure, after three chambers 41 arranged in the circumferential direction are separated from each other, the object S 'can be seated with its inner center. Then, the three tanks 41 are brought close to each other to fix the position of the seated object S '. The rotary stage driving unit M4 built in the upper end of the lifting shaft 10 can be operated to rotate the object to be seated and fixed by a coaxial connection between the rotary stage driving unit M4 and the rotary stage 40 It becomes possible.

즉, 도 4를 통해서, 승강 축부(10)의 신축 작용 및 로터리 스테이지의 회전 작용에 따라 가공 대상물(S)의 높이 및 회전 동작이 조절됨을 알 수 있다.4, the height and rotational motion of the object S are controlled by the expansion and contraction of the lifting shaft 10 and the rotation of the rotary stage.

한편, 도 4에 도시된 가공 대상물(S′)은 도 2에 도시된 가공 대상물(S)과 다른 형상을 띠고 있는데, 도시된 바와 같이 환봉 형태의 가공 대상물(S′)을 다양한 방식으로 가공(특히, 선삭 가공)할 경우에는 3개의 조(241)를 구비한 척 부재를 이용하는 것이 바람직하다. The object to be processed S 'shown in FIG. 4 has a shape different from that of the object S shown in FIG. 2. As shown in FIG. 4, the object S' In particular, in the case of turning), it is preferable to use a chuck member having three tanks 241.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛의 단면도이다. 5 is a sectional view of a stage unit of a capsule type variable shaft combined working machine according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 최하단부에 위치한 승강 구동부(M1)의 작동에 따라 이와 연결된 스크루 부재(11)가 회전하게 된다. 상기 스크루 부재(11)의 외연을 감싸며 나사 결합된 이동 축 부재(13)는 상기 스크루 부재(11)의 회전 방향 및 동작에 연동하여 수직 상방 또는 하방으로 진퇴 구동한다. Referring to FIG. 5, the screw member 11 connected thereto is rotated according to the operation of the lifting and lowering driving unit M1 located at the lowermost end. The movable shaft member 13 which is threadedly engaged with the outer periphery of the screw member 11 is driven to move up and down vertically or interlocked with the rotational direction and operation of the screw member 11.

이와 같은 방식으로, 스크루 부재(11)와 이동 축 부재(13)를 포함하는 승강 축부(10)는 승강 구동부(M1)의 동작에 연동하여 상하 방향으로 신축 구동한다. In this manner, the elevating shaft portion 10 including the screw member 11 and the moving shaft member 13 is retractably driven in the vertical direction in conjunction with the operation of the elevation driving portion M1.

한편, 상기 승강 축부(10)는 연결 플레이트(60)의 중심을 관통하여 배치되며, 이때 연결 플레이트(60)의 정방형 모서리 상에는 복수 개(구체적으로는 4개)의 가이드 로드(70)가 승강 축부(10)의 신축 방향으로 입설된다. A plurality of (specifically, four) guide rods 70 are mounted on the upper and lower surfaces of the elevating shaft portion 10 on the square edge of the connecting plate 60, (10).

그리고 가이드 로드(70)가 삽입되는 중공을 연장하여 연결 플레이트(60)의 상면으로는 가이드 로드(70)와의 마찰을 저감시켜주는 베어링 부재(61)가 더 구비된다. The upper surface of the connecting plate 60 extends a hollow through which the guide rod 70 is inserted and further includes a bearing member 61 for reducing friction with the guide rod 70.

또한, 승강 축부(10)의 상단에는 포켓 형태의 하우징이 마련되어 있는데, 그 내측으로 로터리 스테이지를 회전시키는 로터리 스테이지 구동부(M4)가 내장된다. 그리고 도시된 바와 같이, 로터리 스테이지 구동부(M4)의 구동축(M4-S)은 로터리 스테이지(도 4의 도면부호 40)로 이용되는 척 부재와 동축 상으로 연결된다. In addition, a pocket-shaped housing is provided at the upper end of the lifting shaft portion 10, and a rotary stage driving portion M4 for rotating the rotary stage is built in the upper portion. As shown in the figure, the drive shaft M4-S of the rotary stage drive M4 is coaxially connected with a chuck member used as a rotary stage (reference numeral 40 in Fig. 4).

이를 위해, 미 도시된 받침블록(도 3의 도면부호 50)이 장착 및 분리되는 하면, 즉 척 부재가 수직 하방으로 끼움 장착되는 면상에는 로터리 스테이지 구동부(M4)의 구동축(M4-S)까지 연통된 중공(40a)이 마련된다. To this end, on the side where the unillustrated support block (reference numeral 50 in FIG. 3) is mounted and separated, that is, on the side where the chuck member is vertically downwardly fitted, the rotary shaft M4- A hollow 40a is provided.

상기 중공(40a)을 통해 로터리 스테이지로 이용되는 척 부재는 받침블록이 분리된 후 간편하게 장착될 수 있으며, 이어서 로터리 스테이지 구동부(M4)로부터 회전력을 전달받아 가공 대상물(도 4의 도면부호 S′)을 회전시킬 수 있게 된다. A chuck member used as a rotary stage through the hollow 40a can be easily mounted after the support block is detached. Then, a rotational object is received from the rotary stage driving unit M4, As shown in Fig.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛에 의하면, 기존의 직선운동 기반 가공 형태에서 벗어나 회전운동이 극대화된 가변축 구동 메커니즘을 적용함에 있어 가공 대상물의 안착 높이를 조절할 수 있다. 이에 따라 단일의 복합 가공 장치를 이용하여 더욱 복잡하고 정교한 구조의 제품을 가공할 수 있어 가공성 및 가공 정밀도가 향상될 수 있다. As described above, according to the stage unit of the capsule type variable shaft combined working machine according to the embodiment of the present invention, in the application of the variable axis driving mechanism that maximizes the rotational motion deviating from the conventional linear motion based machining type, The seat height can be adjusted. Accordingly, it is possible to process more complicated and sophisticated products by using a single complex machining apparatus, thereby improving workability and machining accuracy.

이상으로 본 발명에 따른 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛의 바람직한 실시예에 관하여 살펴보았다.The preferred embodiments of the stage unit of the capsule type variable shaft combined working machine according to the present invention have been described above.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 또한, 이 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than by the foregoing detailed description. It is to be understood that within the scope of the appended claims all such changes and modifications as come within the meaning and range of equivalency of the claims, as well as their equivalents, are intended to be embraced therein.

S, S′: 가공 대상물
M1: 승강 구동부
M2, M3: X-Y 스테이지 구동부
M4: 로터리 스테이지 구동부
1: 스테이지 유닛
10: 승강 축부
11: 스크루 부재 13: 이동 축 부재
30: X-Y 스테이지
31: 베이스블록 33: 제1이송블록
35: 제2이송블록
40: 로터리 스테이지
50: 받침블록
60: 연결 플레이트 61: 베어링 부재
70: 가이드 로드S, S ': object to be processed
M1:
M2, M3: XY stage driver
M4: Rotary stage driving part
1: stage unit
10:
11: screw member 13: moving shaft member
30: XY stage
31: base block 33: first transport block
35: 2nd conveying block
40: rotary stage
50: Base block
60: connecting plate 61: bearing member
70: Guide rod

Claims

캡슐형 몸체의 회동 방향으로 복수의 가공 모듈을 장착하는 회동 프레임과, 상기 회동 프레임의 양단을 연결 고정하는 상부 프레임과, 상기 상부 프레임을 하부에서 지지하는 하부 프레임을 포함하는 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛으로서,
상기 회동 프레임의 개방된 하면을 통해 수직 방향으로 신축 가능하게 배치되는 승강 축부;
상기 승강 축부의 하단에 연결되어 구동력을 제공하는 승강 구동부; 및
상기 승강 축부의 상단에 배치된 채 가공 대상물을 안착 고정하는 스테이지부;를 포함하되,
상기 스테이지부는,
X-Y 스테이지 구동부에 의해 X-Y방향으로 이송 가능한 받침블록을 포함하는 X-Y 스테이지와, 상기 승강 축부의 상단에 내장된 로터리 스테이지 구동부에 의해 회전되는 로터리 스테이지로 구성됨을 더 포함하며,
상기 로터리 스테이지는 다수의 조를 구비하는 척으로 구성됨을 더 포함하되, 상기 척 부재는 상기 X-Y 스테이지 상에서 가공 대상물을 고정하는 받침블록을 분리한 후 상기 X-Y 스테이지의 중앙을 관통하여 상기 승강 축부의 상단에 내장된 로터리 스테이지 구동부까지 연결 장착되는,
캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛.
A rotary frame for mounting a plurality of processing modules in a rotating direction of the capsule body, an upper frame for connecting and fixing both ends of the rotary frame, and a lower frame for supporting the upper frame at the lower portion, As a stage unit of an apparatus,
An elevating shaft portion arranged to extend and retract in a vertical direction through an opened lower surface of the rotating frame;
A lifting and lowering driving part connected to a lower end of the lifting and lowering part to provide a driving force; And
And a stage portion disposed on an upper end of the elevating shaft portion for seating and fixing an object to be processed,
The stage unit includes:
An XY stage including a support block capable of being moved in the XY direction by an XY stage driving unit and a rotary stage rotated by a rotary stage driving unit incorporated in an upper end of the elevation shaft portion,
Wherein the rotary stage is constituted by a chuck having a plurality of tanks, wherein the chuck member separates a support block for fixing an object to be processed on the XY stage, passes through the center of the XY stage, Which is connected to a rotary stage driving unit incorporated in the rotary stage,
A stage unit of a capsule type variable shaft combined working machine.

청구항 1에 있어서,
상기 승강 축부는, 상기 승강 구동부로부터 회전력을 전달받아 회전하는 스크루 부재와,
내부 중공을 통해 삽입된 상기 스크루 부재와 나사 결합되어, 상기 스크루 부재의 회전에 연동하여 수직 방향으로 진퇴하는 이동 축 부재를 포함하는 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛.
The method according to claim 1,
The elevating shaft portion includes a screw member which is rotated by receiving the rotational force from the elevating driving portion,
And a movable shaft member that is threadably engaged with the screw member inserted through the inner hollow and moves in the vertical direction in conjunction with rotation of the screw member.

청구항 1에 있어서,
상기 상부 프레임의 중심을 관통하여 고정되는 연결 플레이트를 포함하되,
상기 승강 축부는 상기 연결 플레이트의 중심을 관통하여 배치되는 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛.
The method according to claim 1,
And a connection plate fixed through the center of the upper frame,
Wherein the elevating shaft portion is disposed to pass through the center of the connecting plate.

청구항 3에 있어서,
상기 연결 플레이트의 장방형 모서리를 관통하여 상기 승강 축부의 신축 방향으로 배치되는 복수의 가이드 로드를 포함하는 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛.
The method of claim 3,
And a plurality of guide rods that penetrate the rectangular edges of the connection plate and are arranged in the direction of expansion and contraction of the lift shaft portion.

청구항 1에 있어서,
상기 X-Y 스테이지는,
상기 승강 축부의 상부에 배치되는 베이스블록과, 상기 베이스블록에서 X방향으로 안내되어 이동 가능한 제1이송블록과, 상기 제1이송블록의 상부에서 Y축 방향으로 안내되어 이동 가능하며 상기 받침블록이 안착 설치되는 제2이송블록으로 구성된, 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛.
The method according to claim 1,
In the XY stage,
A first conveying block which is guided in the X direction in the base block and a second conveying block which is guided in the Y axis direction and is movable in an upper portion of the first conveying block, And a second conveying block that is seated and installed on the stage unit.

청구항 1에 있어서,
상기 로터리 스테이지는, 상기 로터리 스테이지 구동부로부터 회전력을 전달받아 가공 대상물을 회전시키는 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛.
The method according to claim 1,
And the rotary stage receives the rotational force from the rotary stage driving unit and rotates the object to be processed.

청구항 6에 있어서,
상기 로터리 스테이지는, 다수의 조(jaw)를 구비하는 척(chuck) 부재인 캡슐형 가변축 복합 가공 장치의 스테이지 유닛.
The method of claim 6,
Wherein the rotary stage is a chuck member having a plurality of jaws.

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