KR102587566B1 - 반송대차 및 이를 포함하는 반송 시스템 - Google Patents
반송대차 및 이를 포함하는 반송 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
반송물의 층간 이동을 원할하게 하기 위한 반송 시스템이 제공된다. 상기 반송 시스템은 레일 장치; 및 상기 레일 장치에서 이동하는 반송대차를 포함하되, 상기 레일 장치는 제1 경사각을 갖는 제1 레일과, 상기 제1 경사각보다 큰 제2 경사각을 갖는 제2 레일과, 상기 제1 레일과 상기 제2 레일을 연결하는 제1 연결 레일과, 상기 제1 연결 레일 및 상기 제2 레일을 따라 설치된 랙 레일을 포함하고, 상기 반송대차는 프레임과, 상기 프레임과 연결되고, 상기 제1 레일, 상기 제1 연결 레일 및 상기 제2 레일을 따라 이동하는 주행휠과, 상기 프레임과 연결되고, 상기 랙 레일을 따라 이동하는 피니언 기어를 포함한다.
Description
본 발명은 반송대차 및 이를 포함하는 반송 시스템에 관한 것이다.
반도체 공장 내에서는, 반송물(예를 들어, FOUP (Front Opening Universal Pod), FOSB(Front Opening Shipping Box))이 자동 반송 시스템에 의해서 이동된다. 자동 반송 시스템은 예를 들어, OHT(overhead hoist transport), OHS(overhead shuttle) 등을 포함한다.
한편, 반송물을 층간 이동하기 위해서, 타워 리프터(tower lifter)를 사용한다. 그런데, OHT와 같은 반송대차에서 반송물을 타워 리프터에 옮겨야 하고, 반송물을 타워 리프터에 적재하기 전에 대기하는 시간 등이 발생한다. 따라서, 타워 리프터 구역에는 많은 반송물이 밀집된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 반송물의 층간 이동을 원할하게 하기 위한 반송 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 반송 시스템에 사용되는 반송대차를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 반송물의 층간 이동을 원할하게 하기 위한 반송 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 반송 시스템에 사용되는 반송대차를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반송 시스템의 일 면(aspect)은, 레일 장치; 및 상기 레일 장치에서 이동하는 반송대차를 포함하되, 상기 레일 장치는 제1 경사각을 갖는 제1 레일과, 상기 제1 경사각보다 큰 제2 경사각을 갖는 제2 레일과, 상기 제1 레일과 상기 제2 레일을 연결하는 제1 연결 레일과, 상기 제1 연결 레일 및 상기 제2 레일을 따라 설치된 랙 레일을 포함하고, 상기 반송대차는 프레임과, 상기 프레임과 연결되고, 상기 제1 레일, 상기 제1 연결 레일 및 상기 제2 레일을 따라 이동하는 주행휠과, 상기 프레임과 연결되고, 상기 랙 레일을 따라 이동하는 피니언 기어를 포함한다.
상기 주행휠과 상기 피니언 기어는 서로 체결되고, 하나의 모터에 의해 구동된다.
상기 반송대차는 상기 제1 레일의 측면, 상기 제1 연결 레일의 측면 및 상기 제2 레일의 측면을 따라 이동한다.
상기 제1 레일은 주행방향을 따라 길게 연장되는 제1 레일 바디와, 상기 제1 레일 바디의 상면에 설치되고, 상기 반송대차의 제1 가이드휠을 지지하기 위한 제1 홈과, 상기 제1 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 주행휠과 직접 접하는 제1 주행면을 포함한다.
상기 제1 레일 바디의 폭은 상기 제1 레일 바디의 높이보다 작되, 상기 제1 레일 바디의 폭은, 상기 프레임과 마주보는 주면과, 상기 주면의 반대쪽에 위치하는 배면 사이의 거리이고, 상기 제1 레일 바디의 높이는, 상기 상면과 상기 하면 사이의 거리이다.
상기 제1 레일은 상기 제1 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 반송대차의 제2 가이드휠을 지지하기 위한 제2 홈과, 상기 제1 레일 바디의 주면에 설치되고, 상기 반송대차의 제3 가이드휠을 지지하기 위한 제3 홈을 더 포함한다.
상기 제2 홈은 상기 제1 주행면으로부터 상기 제1 레일 바디를 향해서 오목하게 들어간 홈을 포함한다.
상기 제1 연결 레일은 주행방향을 따라 길게 연장되는 제2 레일 바디와, 상기 제2 레일 바디의 상면에 설치되고, 상기 반송대차의 제1 가이드휠을 지지하기 위한 제4 홈과, 상기 제2 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 주행휠과 직접 접하는 제2 주행면을 포함하고, 상기 랙 레일은 상기 제2 주행면과 나란하게 설치된다.
상기 제1 레일 바디의 주면에는, 전원을 공급하기 위한 파워 케이블이 설치되고, 상기 프레임의 내측면에는 상기 파워 케이블에서 공급하는 전원을 무선 방식으로 전달받기 위한 픽업 유닛이 설치된다.
상기 랙 레일은 상기 제1 레일에는 설치되지 않는다.
상기 제2 경사각보다 작은 제3 경사각을 갖는 제3 레일과, 상기 제2 레일과 상기 제3 레일을 연결하는 제2 연결 레일을 더 포함하고, 상기 랙 레일은 상기 제2 연결 레일을 따라 더 설치되고, 상기 제3 레일에는 설치되지 않는다.
상기 반송대차는 상기 프레임에 설치되며, 반송물을 지지하는 핸드 유닛을 더 포함하고, 상기 반송대차가 상기 제1 레일, 상기 제1 연결 레일 및 상기 제2 레일을 따라 이동하는 동안, 상기 핸드 유닛은 상기 프레임과의 상대적 위치를 조절하여 수평을 유지한다.
상기 프레임과 상기 핸드 유닛 사이에 크로스 롤러 베어링이 배치되고, 상기 핸드 유닛은 상기 크로스 롤러 베어링의 동작에 의해 수평을 유지한다.
상기 제1 레일은 상기 반송대차를 수평 방향으로 이동하기 위한 레일이고,
상기 제2 레일은 상기 반송대차를 수직 방향으로 이동하기 위한 레일이다.
상기 제1 연결 레일은 가상의 원호를 따라 휘어진다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반송 시스템의 다른 면은, 수평으로 연장되는 제1 레일과, 상기 제1 레일과 연결되고 경사각이 증가하는 제1 연결 레일과, 상기 제1 연결 레일과 연결되고 수직으로 연장되는 제2 레일과, 상기 제2 레일과 연결되고 경사각이 감소하는 제2 연결 레일과, 상기 제2 연결 레일과 연결되고 수평으로 연장되는 제3 레일을 포함하는 레일 장치; 및 상기 제1 레일의 측면, 상기 제1 연결 레일의 측면, 상기 제2 레일의 측면, 상기 제2 연결 레일의 측면 및 상기 제3 레일의 측면을 따라 이동하는 반송대차를 포함하고, 상기 레일 장치는 상기 제1 연결 레일, 상기 제2 레일 및 상기 제2 연결 레일에 설치되고, 상기 제1 레일 및 상기 제3 레일에는 설치되지 않은 랙 레일을 더 포함하고, 상기 반송대차는 주행휠과 피니언 기어를 포함하되, 상기 반송대차가 상기 제1 레일을 이동할 때에는, 상기 주행휠이 사용되고, 상기 반송대차가 상기 제1 연결 레일, 상기 제2 레일 및 상기 제2 연결 레일을 올라갈 때에는, 상기 주행휠 및 상기 피니언 기어가 사용되고, 상기 반송대차가 상기 제3 레일을 이동할 때에는, 상기 주행휠이 사용된다.
상기 주행휠과 상기 피니언 기어는 서로 체결되고, 하나의 모터에 의해 구동된다.
상기 반송대차는 상기 주행휠과 상기 피니언 기어가 설치된 프레임과, 상기 프레임에 설치되며, 반송물을 지지하는 핸드 유닛을 더 포함하고, 상기 반송대차가 상기 제1 레일, 상기 제1 연결 레일, 상기 제2 레일, 상기 제2 연결 레일 및 상기 제3 레일을 따라 이동하는 동안, 상기 핸드 유닛은 상기 프레임과의 상대적 위치를 조절하여 수평을 유지한다.
상기 레일 장치는 상기 제3 레일과 연결되고, 상기 제3 레일과 동일한 평면상에 배치되고 U자 형태의 제3 연결 레일과, 상기 제3 연결 레일과 연결되고 수평으로 연장되는 제4 레일을 포함하고, 상기 반송대차는 상기 제3 레일의 측면, 상기 제3 연결 레일의 측면 및 상기 제4 레일의 측면을 따라 이동한다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반송 대차의 일 면은, 외측면, 내측면, 상면 및 하면을 포함하는 프레임; 상기 프레임의 외측면에 설치되고, 반송물을 지지하는 핸드 유닛; 상기 핸드 유닛과 연결되어, 상기 핸드 유닛의 수평을 유지하는 크로스 롤러 베어링; 상기 프레임의 내측면에 설치되고, 레일 장치로부터 전원을 제공받기 위한 픽업 유닛; 상기 프레임의 상면에서, 상기 레일 장치를 향해서 돌출된 제1 서브 프레임; 상기 제1 서브 프레임의 밑면에 설치된 제1 가이드휠; 상기 프레임의 하면에서, 상기 레일 장치를 향해서 돌출된 제2 서브 프레임; 상기 제2 서브 프레임의 상면에 설치된 제2 가이드휠; 및 상기 제2 서브 프레임에 설치된 주행휠과 피니언 기어를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기 주행휠과 상기 피니언 기어는 서로 체결되고, 하나의 모터에 의해 구동된다.
상기 반송대차는 상기 제1 레일의 측면, 상기 제1 연결 레일의 측면 및 상기 제2 레일의 측면을 따라 이동한다.
상기 제1 레일은 주행방향을 따라 길게 연장되는 제1 레일 바디와, 상기 제1 레일 바디의 상면에 설치되고, 상기 반송대차의 제1 가이드휠을 지지하기 위한 제1 홈과, 상기 제1 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 주행휠과 직접 접하는 제1 주행면을 포함한다.
상기 제1 레일 바디의 폭은 상기 제1 레일 바디의 높이보다 작되, 상기 제1 레일 바디의 폭은, 상기 프레임과 마주보는 주면과, 상기 주면의 반대쪽에 위치하는 배면 사이의 거리이고, 상기 제1 레일 바디의 높이는, 상기 상면과 상기 하면 사이의 거리이다.
상기 제1 레일은 상기 제1 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 반송대차의 제2 가이드휠을 지지하기 위한 제2 홈과, 상기 제1 레일 바디의 주면에 설치되고, 상기 반송대차의 제3 가이드휠을 지지하기 위한 제3 홈을 더 포함한다.
상기 제2 홈은 상기 제1 주행면으로부터 상기 제1 레일 바디를 향해서 오목하게 들어간 홈을 포함한다.
상기 제1 연결 레일은 주행방향을 따라 길게 연장되는 제2 레일 바디와, 상기 제2 레일 바디의 상면에 설치되고, 상기 반송대차의 제1 가이드휠을 지지하기 위한 제4 홈과, 상기 제2 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 주행휠과 직접 접하는 제2 주행면을 포함하고, 상기 랙 레일은 상기 제2 주행면과 나란하게 설치된다.
상기 제1 레일 바디의 주면에는, 전원을 공급하기 위한 파워 케이블이 설치되고, 상기 프레임의 내측면에는 상기 파워 케이블에서 공급하는 전원을 무선 방식으로 전달받기 위한 픽업 유닛이 설치된다.
상기 랙 레일은 상기 제1 레일에는 설치되지 않는다.
상기 제2 경사각보다 작은 제3 경사각을 갖는 제3 레일과, 상기 제2 레일과 상기 제3 레일을 연결하는 제2 연결 레일을 더 포함하고, 상기 랙 레일은 상기 제2 연결 레일을 따라 더 설치되고, 상기 제3 레일에는 설치되지 않는다.
상기 반송대차는 상기 프레임에 설치되며, 반송물을 지지하는 핸드 유닛을 더 포함하고, 상기 반송대차가 상기 제1 레일, 상기 제1 연결 레일 및 상기 제2 레일을 따라 이동하는 동안, 상기 핸드 유닛은 상기 프레임과의 상대적 위치를 조절하여 수평을 유지한다.
상기 프레임과 상기 핸드 유닛 사이에 크로스 롤러 베어링이 배치되고, 상기 핸드 유닛은 상기 크로스 롤러 베어링의 동작에 의해 수평을 유지한다.
상기 제1 레일은 상기 반송대차를 수평 방향으로 이동하기 위한 레일이고,
상기 제2 레일은 상기 반송대차를 수직 방향으로 이동하기 위한 레일이다.
상기 제1 연결 레일은 가상의 원호를 따라 휘어진다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반송 시스템의 다른 면은, 수평으로 연장되는 제1 레일과, 상기 제1 레일과 연결되고 경사각이 증가하는 제1 연결 레일과, 상기 제1 연결 레일과 연결되고 수직으로 연장되는 제2 레일과, 상기 제2 레일과 연결되고 경사각이 감소하는 제2 연결 레일과, 상기 제2 연결 레일과 연결되고 수평으로 연장되는 제3 레일을 포함하는 레일 장치; 및 상기 제1 레일의 측면, 상기 제1 연결 레일의 측면, 상기 제2 레일의 측면, 상기 제2 연결 레일의 측면 및 상기 제3 레일의 측면을 따라 이동하는 반송대차를 포함하고, 상기 레일 장치는 상기 제1 연결 레일, 상기 제2 레일 및 상기 제2 연결 레일에 설치되고, 상기 제1 레일 및 상기 제3 레일에는 설치되지 않은 랙 레일을 더 포함하고, 상기 반송대차는 주행휠과 피니언 기어를 포함하되, 상기 반송대차가 상기 제1 레일을 이동할 때에는, 상기 주행휠이 사용되고, 상기 반송대차가 상기 제1 연결 레일, 상기 제2 레일 및 상기 제2 연결 레일을 올라갈 때에는, 상기 주행휠 및 상기 피니언 기어가 사용되고, 상기 반송대차가 상기 제3 레일을 이동할 때에는, 상기 주행휠이 사용된다.
상기 주행휠과 상기 피니언 기어는 서로 체결되고, 하나의 모터에 의해 구동된다.
상기 반송대차는 상기 주행휠과 상기 피니언 기어가 설치된 프레임과, 상기 프레임에 설치되며, 반송물을 지지하는 핸드 유닛을 더 포함하고, 상기 반송대차가 상기 제1 레일, 상기 제1 연결 레일, 상기 제2 레일, 상기 제2 연결 레일 및 상기 제3 레일을 따라 이동하는 동안, 상기 핸드 유닛은 상기 프레임과의 상대적 위치를 조절하여 수평을 유지한다.
상기 레일 장치는 상기 제3 레일과 연결되고, 상기 제3 레일과 동일한 평면상에 배치되고 U자 형태의 제3 연결 레일과, 상기 제3 연결 레일과 연결되고 수평으로 연장되는 제4 레일을 포함하고, 상기 반송대차는 상기 제3 레일의 측면, 상기 제3 연결 레일의 측면 및 상기 제4 레일의 측면을 따라 이동한다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반송 대차의 일 면은, 외측면, 내측면, 상면 및 하면을 포함하는 프레임; 상기 프레임의 외측면에 설치되고, 반송물을 지지하는 핸드 유닛; 상기 핸드 유닛과 연결되어, 상기 핸드 유닛의 수평을 유지하는 크로스 롤러 베어링; 상기 프레임의 내측면에 설치되고, 레일 장치로부터 전원을 제공받기 위한 픽업 유닛; 상기 프레임의 상면에서, 상기 레일 장치를 향해서 돌출된 제1 서브 프레임; 상기 제1 서브 프레임의 밑면에 설치된 제1 가이드휠; 상기 프레임의 하면에서, 상기 레일 장치를 향해서 돌출된 제2 서브 프레임; 상기 제2 서브 프레임의 상면에 설치된 제2 가이드휠; 및 상기 제2 서브 프레임에 설치된 주행휠과 피니언 기어를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반송 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1의 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 랙 레일과 피니언 기어 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 제1 레일, 제2 레일 및 제1 연결 레일을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반송 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에서 사용되는 반송대차를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반송 시스템을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 랙 레일과 피니언 기어 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 제1 레일, 제2 레일 및 제1 연결 레일을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반송 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에서 사용되는 반송대차를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반송 시스템을 설명하기 위한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반송 시스템을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2는 도 1의 A-A를 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1의 B-B를 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 랙 레일과 피니언 기어 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 1의 제1 레일, 제2 레일 및 제1 연결 레일을 설명하기 위한 도면이다.
우선 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반송 시스템은, 레일 장치(100) 및 반송대차(200)를 포함한다.
레일 장치(100)는 제1 레일(110), 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120), 랙 레일(115a, 120a)를 포함한다.
제1 레일(110), 제1 연결 레일(115) 및 제2 레일(120)은 물리적으로 연결될 수 있다.
도 1 및 도 5에 도시된 것과 같이, 제1 레일(110)은 제1 방향(DR1)(예를 들어, x 방향)으로 연장된다. 제1 레일(110)은 제1 경사각(θ1)을 갖는다. 도 5에서는 제1 경사각(θ1)이 0°(즉, 수평인 경우)를 도시하였기 때문에, θ1을 도시하지 않는다.
제2 레일(120)은 제2 방향(DR2)(예를 들어, y 방향)으로 연장된다. 제2 레일(120)은 제1 경사각(θ1)보다 큰 제2 경사각(θ2)을 갖는다. 도 5에서는 제2 경사각(θ2)이 90°(즉, 수직인 경우)를 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
서로 다른 경사각을 갖는 제1 레일(110)과 제2 레일(120)을 연결하기 위해, 제1 연결 레일(115)의 경사각(θ31, θ32)은 제1 경사각(θ1)에서 제2 경사각(θ2)까지 점차적으로 증가할 수 있다.
다르게 설명하면, 제1 연결 레일(115)은 제2 레일(120)을 향해 휘어지는 곡선 레일로서, 예를 들어, 반지름(R)을 갖는 가상의 원호를 따라 휘어지는 형태일 수 있다. 도시된 것과 같이, 제1 연결 레일(115)의 제1 위치에서의 경사각은 θ31이고, 제2 위치에서의 경사각은 θ31보다 큰 θ32 일 수 있다.
또는, 제1 연결 레일(115)은 다수의 짧은 직선 레일이 연결된 형태일 수 있다. 다수의 짧은 직선 레일 각각은 서로 다른 경사각을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 연결 레일(115)는 경사각 5°씩 증가하는 다수의 짧은 직선 레일이 연결된 형태일 수 있다. 즉, 제1 연결 레일(115)는 경사각 5°의 짧은 직선 레일, 경사각 10°의 짧은 직선 레일, 경사각 15°의 짧은 직선 레일, …, 경사각 85°의 짧은 직선 레일이 순차적으로 연결된 형태일 수도 있다.
한편, 도 1에서는 예시적으로 제1 레일(110)의 제1 경사각(θ1)은 0°이고, 제2 레일(120)의 제2 경사각(θ2)은 90°인 경우로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 레일(110)의 제1 경사각(θ1)은 0° 이상 10°이하이고, 제2 레일(120)의 제2 경사각(θ2)은 45°이상 90°이하일 수 있다. 예를 들어, 제1 레일(110)의 제1 경사각(θ1)은 8° 이고, 제2 레일(120)의 제2 경사각(θ2)은 90°일 수 있다.
제1 연결 레일(115)은 짧은 구간을 통해서 제1 레일(110)과 제2 레일(120)을 연결하기 위한 것으로, 제1 연결 레일(115)의 길이는 제1 레일(110)의 길이보다 짧을 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 랙 레일(115a, 120a)은 제1 연결 레일(115)과 제2 레일(120)을 따라 설치될 수 있다. 랙 레일(115a, 120a)은 제1 레일(110)에는 설치되지 않는다.
제1 레일(110)의 제1 경사각(θ1)은 상당히 작기 때문에(예를 들어, 0° 이상 10°이하), 반송대차(200)는 어려움없이 제1 레일(110)을 이동할 수 있다. 반송대차(200)의 주행휠(도 2의 220 참고)이 제1 레일(110) 상에서 회전하여, 반송대차(200)는 제1 레일(110)을 따라 이동할 수 있다.
하지면, 제2 레일(120)의 제2 경사각(θ2)은 상당히 크기 때문에(예를 들어, 45°이상 90°이하), 반송대차(200)는 제2 레일(120)을 바로 올라갈 수 없다. 따라서, 제1 연결 레일(115)과 제2 레일(120)에는 랙 레일(115a, 120a)이 설치되고 반송대차(200)에는 피니언 기어(도 3의 230 참고)가 설치된다. 피니언 기어(230)가 랙 레일(115a, 120a) 상에서 회전 및 체결하면서, 반송대차(200)는 높은 경사각을 갖는 제2 레일(120)을 올라갈 수 있다.
한편, 반송대차(200)는 제1 레일(110)의 측면, 제1 연결 레일(115)의 측면 및 제2 레일(120)의 측면을 따라 이동한다.
반송대차(200)의 프레임에는 반송물을 지지하는 핸드 유닛(210)이 설치된다. 도 1에 도시된 것과 같이, 반송대차(200)가 제1 레일(110), 제1 연결 레일(115) 및 제2 레일(120)을 따라 이동하는 동안, 핸드 유닛(210)은 프레임과의 상대적 위치를 조절하여 수평을 유지한다. 즉, 핸드 유닛(210)은 반송대차(200)의 위치와 무관하게, 중력 방향으로 아래쪽을 향한다. 이와 같이 핸드 유닛(210)을 조절함으로써, 반송대차(200)의 제1 연결 레일(115) 및 제2 레일(120)을 따라 이동하더라도 반송물이 핸드 유닛(210)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
여기서 도 2를 참고하여, 반송대차(200)가 제1 레일(110)을 따라 이동하는 것을 설명한다.
반송대차(200)는 제1 레일(110)의 측면(예를 들어, z 방향)에 위치한다.
반송대차(200)는 프레임(290), 핸드 유닛(210), 크로스 롤러 베어링(215), 다수의 가이드휠(271, 272, 273), 주행휠(220), 피니언 기어(230)을 포함한다.
프레임(290)은 외측면, 내측면, 상면 및 하면을 포함한다. 반송대차(200)의 진행방향을 x방향이라고 할 때, 프레임(290)의 외측면 및 내측면은 z방향으로 배치되고, 프레임(290)의 상면과 하면은 y방향으로 배치될 수 있다.
프레임(290)의 내측면은, 제1 레일(110)의 측면(또는 주면(main surface))과 대향한다.
프레임(290)의 외측면에는, 핸드 유닛(210)이 설치된다. 핸드 유닛(210)은 반송물을 픽업하고 지지하는 역할을 하고, 반송물은 예를 들어, 다수의 기판이 적재된 컨테이너(예를 들어, FOUP(Front Opening Universal Pod), FOSB(Front Opening Shipping Box)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
프레임(290)의 외측면과 핸드 유닛(210) 사이에는 크로스 롤러 베어링(215)이 배치된다. 크로스 롤러 베어링(215)은 내륜과 외륜 사이에 다수의 롤러가 배열된 컴팩트형 베어링이다. 크로스 롤러 베어링(215)은 롤러 표면이 선접촉이기 때문에 베어링 하중에 의한 탄성 변위가 매우 작고 래디얼 하중, 축방향 하중, 모멘트 등 복합적인 하중을 동시에 받을 수 있다. 전술한 것과 같이, 반송대차(200)가 이동하는 동안, 크로스 롤러 베어링(215)의 동작에 의해 핸드 유닛(210)의 수평이 유지된다. 즉, 핸드 유닛(210)은 반송대차(200)의 위치와 무관하게, 중력 방향으로 아래쪽을 향한다.
한편, 제1 서브 프레임(291)은 프레임(290)의 상면에서, 상기 레일 장치(110)를 향해서 돌출되도록 형성된다. 제1 서브 프레임(291)의 밑면에는 제1 가이드휠(271)이 설치된다.
제2 서브 프레임(292)은 프레임(290)의 하면에서, 상기 레일 장치(110)를 향해서 돌출되도록 형성된다. 선택적으로, 제2 서브 프레임(292)의 상면에는 제2 가이드휠(272)이 설치된다.
또한, 선택적으로, 프레임(290)의 내측면에는, 제3 가이드휠(273)이 설치될 수 있다.
제1 가이드휠(271), 제2 가이드휠(272) 및 제3 가이드휠(273)은, 반송대차(200)와 제1 레일(110) 사이의 위치/간격을 조절하고, 정확한 위치에서 반송대차(200)가 제1 레일(110)을 따라 이동할 수 있도록 한다.
또한, 제2 서브 프레임(292)에는 주행휠(220)과 피니언 기어(230)가 설치될 수 있다. 도시된 것과 같이, 주행휠(220)과 피니언 기어(230)는 서로 체결되고, 주행휠(220)과 피니언 기어(230)는 하나의 모터에 의해 구동된다. 따라서, 주행휠(220)의 회전수와 피니언 기어(230)의 회전수는 동일할 수 있다. 즉, 피니언 기어(230)가 1회전하는 동안, 주행휠(220)도 1회전하게 된다.
한편, 제1 레일(190)은 반송대차(200)의 주행방향(즉, x방향)을 따라 길게 연장된 레일 바디(190)를 포함한다.
레일 바디(190)는 주면(main surface), 배면, 상면, 하면을 포함한다. 반송대차(200)의 진행방향을 x방향이라고 할 때, 레일 바디(190)의 주면 및 배면은 z방향으로 배치되고, 레일 바디(190)의 상면과 하면은 y방향으로 배치될 수 있다.
여기서, 레일 바디(190)의 폭(W)은 레일 바디(190)의 높이(H)보다 작다. 레일 바디(190)의 폭(W)은, 프레임(290)과 마주보는 주면과, 주면의 반대쪽에 위치하는 배면 사이의 거리를 의미한다. 레일 바디(190)의 높이(H)는, 상면과 하면 사이의 거리를 의미한다. 도시된 것과 같이, 레일 바디(190)의 높이(H)는 폭(W)에 비해 2배 이상일 수 있다. 레일 바디(190)의 단면(즉, yz 평면에 의한 단면)는 주면-배면 방향(z방향)으로 좁고, 상면-하면 방향(y방향)으로 긴 형태이다. 반송대차(200)의 핸드 유닛(210)은 레일 바디(190)의 주면(즉, 측면) 쪽에 위치한다.
레일 바디(190)의 주면은, 프레임(290)의 내측면과 대향한다.
레일 바디(190)의 상면(예를 들어, y방향의 일 측면)에는 제1 홈(191)이 형성되고, 하면(예를 들어, y 방향의 타 측면)에는 제2 홈(192)이 형성된다. 또한, 하면에는 제1 주행면(199)이 설치된다.
레일 바디(190)의 제1 홈(191)은, 반송대차(200)의 제1 가이드휠(271)을 지지 및 가이드한다. 레일 바디(190)의 제2 홈(192)은, 반송대차(200)의 제2 가이드휠(272)을 지지 및 가이드한다.
제1 주행면(199)은 제2 홈(192)을 정의하는 측벽들 중 적어도 하나일 수 있다. 도 2에서는, 제2 홈(192)을 정의하는 측벽들 중 우측에 위치하는 측벽에, 제1 주행면(199)이 형성된 것으로 도시하였다. 다르게 설명하면, 제2 홈(192)은 제1 주행면(199)으로부터 레일 바디(190)를 향해서 오목하게 들어간 홈을 포함할 수 있다. 제1 주행면(199)은, 반송대차(200)의 주행휠(220)과 직접 접한다. 주행휠(220)은 제1 주행면(199)을 따라 회전하면서, 반송대차(200)을 주행방향(즉, x 방향)으로 이동시킨다.
추가적으로, 레일 바디(190)의 주면에는, 서로 이격된 제3 홈(193)과 제4 홈(194)이 설치될 수 있다. 제3 홈(193)과 제4 홈(194)은 반송대차(200)의 제3 가이드휠(273)을 지지 및 가이드하기 위한 것이다. 예를 들어, 저층(예를 들어, 1층)에서 제3 가이드휠(273)은 주면의 아래쪽에 있는 제3 홈(193)을 따라 이동하지만, 반송대차(200)가 제2 레일(120)을 따라 상층(예를 들어, 3층)으로 이동한 후에는, 제3 가이드휠(273)이 주면의 위쪽에 있는 제4 홈(194)을 따라 이동하게 된다(도 6 참고).
또한, 레일 바디(190)의 주면에는, 제3 홈(193)과 제4 홈(194) 사이에는 공간(195)이 존재한다. 이 공간(195)에는 외부의 전원 공급부(300)로부터 전원을 제공하는 파워 케이블(160)이 위치한다. 반송대차(200)의 내측면에는 픽업 유닛(260)이 설치되고, 픽업 유닛(260)은 무선 방식으로 파워 케이블(160)로부터 전원을 전달받는다. 이와 같이 전달받은 전원을 이용하여 모터(미도시)는 주행휠(220) 및 피니언 기어(230)를 구동시킨다.
여기서, 도 3을 참고하여, 반송대차(200)가 제1 연결 레일(115)을 따라 이동하는 것을 설명한다.
반송대차(200)는 연속적으로 제1 레일(110)에서 제1 연결 레일(115)로 옮겨가기 때문에, 도 2에서 설명한 제1 레일(110)의 단면과 도 3에서 설명한 제1 연결 레일(115)의 단면은 실질적으로 동일하다.
제1 연결 레일(115)의 레일 바디(1905)는 제1 레일(110)의 레일 바디(190)과 연결된다. 제1 연결 레일(115)의 다수의 홈(1915, 1925, 1935, 1945, 1955)은, 제1 레일(110)의 다수의 홈(191, 192, 193, 194, 195)와 연결되다. 제1 연결 레일(115)의 파워 케이블(1605)도 제1 레일(110)의 파워 케이블(160)과 연결된다.
다만, 랙 레일(115a)이 제1 레일(110)에는 설치되지 않지만, 제1 연결 레일(115)을 따라 설치된다. 주행대차(200)의 주행휠(220)과 피니언 기어(230)가 서로 체결되어 있기 때문에, 랙 레일(115a)는 주행면(1995)과 나란하게 설치된다. 피니언 기어(230)가 랙 레일(115a) 상에서 회전하고, 주행휠(220)은 주행면(1995) 상에서 회전한다.
피니언 기어(230)와 랙 레일(115a)의 체결에 의해서, 반송대차(200)는 안정적으로 제1 연결 레일(115)을 따라 위로 올라갈 수 있다.
전술한 것과 같이, 주행휠(220) 및 피니언 기어(230)는 하나의 모터(미도시)에 의해서 구동될 수 있다. 이러한 모터는 브레이크 모터일 수 있다. 브레이크 모터는 내부에 브레이크가 설치되어 있기 때문에, 반송대차(200)가 제1 연결 레일(115) 또는 제2 레일(120)을 따라 올라가는 도중에 전원 공급이 중지되더라도, 반송대차(200)가 제1 연결 레일(115) 또는 제2 레일(120)로부터 떨어지지 않는다. 즉, 안전사고를 예방할 수 있다.
별도로 단면을 도시하지 않았으나, 제1 연결 레일(115)의 단면과 제2 레일(120)의 단면은 서로 동일하다.
다시 도 1을 참고하여 정리하면, 반송대차(200)는 리프트 타워를 사용하지 않고, 제1 레일(110)과 연속된 제1 연결 레일(115) 및 제2 레일(120)을 따라 상층으로 이동할 수 있다. 왜냐하면, 반송대차(200)에는 주행휠(220) 뿐만 아니라 피니언 기어(230)를 포함하고 있고, 피니언 기어(230)는 제1 연결 레일(115) 및 제2 레일(120)을 따라 설치된 랙 레일(115a, 120a)과 체결되기 때문이다. 따라서, 타워 리프터와는 달리, 반송물 이전 시간, 대기 시간 등이 소요되지 않기 때문에, 반송물의 층간 이동이 빠르고 원할하게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반송 시스템을 설명하기 위한 개념도이다. 설명의 편의상, 도 1 내지 도 5를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 6을 참고하면, 레일 장치(100)는 제1 레일(110), 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120), 제2 연결 레일(125), 제3 레일(130), 랙 레일(115a, 120a, 125a)를 포함한다.
저층(예를 들어, 1층)과 중층(예를 들어, 2층) 사이에는 층간벽(991)이 설치되고, 중층과 상층(예를 들어, 3층) 사이에는 층간벽(992)가 설치된다.
제1 레일(110)은 저층에, 제3 레일(130)은 상층에 설치된다. 제1 레일(110)과 제3 레일(130)은 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120) 및 제2 연결 레일(125)을 통해서 연결된다. 제1 레일(110)은 제1 경사각(예를 들어, 0°)을 갖고, 제2 레일(120)은 제1 경사각보다 큰 제2 경사각(예를 들어, 90°)을 갖는다. 제1 연결 레일(115)은 제1 레일(110)과 제2 레일(120)을 연결하고, 제1 연결 레일(115)의 경사각은 제1 경사각에서부터 제2 경사각까지 점차 증가한다. 제3 레일(130)은 제2 경사각보다 작은 제3 경사각(예를 들어, 0°)을 갖고, 제2 연결 레일(125)의 경사각은 제2 경사각에서부터 제3 경사각까지 점차 감소한다.
예를 들어, 제1 레일(110)의 제1 경사각은 0° 이상 10°이하이고, 제2 레일(120)의 제2 경사각(θ2)은 45°이상 90°이하일 수 있고, 제3 레일(130)의 제3 경사각은 0° 이상 10°이하일 수 있다.
제2 연결 레일(125)은, 제1 연결 레일(115)과 유사하게, 반지름(R)을 갖는 가상의 원호를 따라 휘어지는 형태일 수 있다. 또는, 제2 연결 레일(125)은 다수의 짧은 직선 레일이 연결된 형태로서, 다수의 짧은 직선 레일 각각은 서로 다른 경사각을 가질 수 있다.
제1 연결 레일(115)은 짧은 구간을 통해서 제1 레일(110)과 제2 레일(120)을 연결하기 위한 것으로, 제1 연결 레일(115)의 길이는 제1 레일(110)의 길이보다 짧을 수 있다. 마찬가지로, 제2 연결 레일(125)은 짧은 구간을 통해서 제2 레일(120)과 제3 레일(130)을 연결하기 위한 것으로, 제2 연결 레일(125)의 길이는 제3 레일(130)의 길이보다 짧을 수 있다.
반송대차(200)는 제1 레일(110)의 측면, 제1 연결 레일(115)의 측면, 제2 레일(120)의 측면, 제2 연결 레일(125)의 측면 및 제3 레일(130)의 측면을 따라 이동한다.
또한, 랙 레일(115a, 120a, 125a)은 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120) 및 제2 연결 레일(125)을 따라 설치될 수 있다. 랙 레일(115a, 120a)은 제1 레일(110) 및 제3 레일(130)에는 설치되지 않는다. 따라서, 반송대차(200)가 저층에서 상층으로 이동할 때, 반송대차(200)의 피니언 기어는 랙 레일(115a, 120a, 125a)과 체결된다.
한편, 반송대차(200)가 제1 레일(110)을 따라 이동할 때에는, 상면(U)이 층간벽(991)을 향하고 있다. 반송대차(200)가 제1 연결 레일(115)을 따라 이동할 때에는, 상면(U)이 옆으로 기울어지기 시작한다. 반송대차(200)가 제2 레일(120)을 따라 이동할 때에는, 상면(U)이 완전히 기울어져 우측을 향하고 있다. 반송대차(200)가 제3 레일(130)을 따라 이동할 때에는, 상면(U)이 층간벽(992)를 향하게 된다. 즉, 저층(예를 들어, 1층)에서의 반송대차(200)의 프레임(290)의 방향과, 상층(예를 들어, 3층)에서의 반송대차(200)의 프레임(290)의 방향은 서로 반대가 된다(즉, 상하반전). 이와 같이 프레임(290)의 방향이 움직이더라도, 핸드 유닛(210)은 수평을 유지한다. 즉, 핸드 유닛(210)은 중력 방향으로 아래쪽을 향한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에서 사용되는 반송대차를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 설명한 반송대차를 구체적으로 구현한 예이다. 도 7은 반송대차의 프레임의 내측면이 보이는 방향으로 도시한 사시도이고, 도 8은 반송대차의 프레임의 외측면이 보이는 방향으로 도시한 사시도이고, 도 9는 반송대차의 핸드 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
우선 도 7을 참고하면, 프레임(290)의 내측면은, 제1 레일(110)의 측면(또는 주면)과 대향한다.
제1 서브 프레임(291)은 프레임(290)의 상면에서, 레일 장치를 향해서 돌출되도록 형성된다. 제1 서브 프레임(291)의 밑면에는 제1 가이드휠(271)이 설치된다. 제1 가이드휠(271)은 반송대차(200)의 진행방향을 따라 2개 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 서브 프레임(292)은 프레임(290)의 하면에서, 레일 장치를 향해서 돌출되도록 형성된다. 선택적으로, 제2 서브 프레임(292)의 상면에는 제2 가이드휠(272)이 설치된다. 제2 가이드휠(272)은 반송대차(200)의 진행방향을 따라 2개 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
프레임(290)의 내측면에는, 제3 가이드휠(273)이 설치될 수 있다. 제3 가이드휠(273)은 반송대차(200)의 진행방향을 따라 2개 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 서브 프레임(292)에는 주행휠(220)과 피니언 기어(230)가 설치된다. 하나의 모터(298)에 의해서 주행휠(220)과 피니언 기어(230)가 주행된다. 모터(298)는 감속기(299)를 통해서, 구동력을 주행휠(220)과 피니언 기어(230)에 전달한다.
또한, 프레임(290)의 내측면에는 픽업 유닛(260)이 설치되고, 픽업 유닛(260)은 레일에 설치된 파워 케이블로부터 무선 방식으로 전원을 전달받는다.
도 8을 참고하면, 프레임(290)의 외측면에는, 핸드 유닛(210)이 설치된다. 핸드 유닛(210)은 반송물(F)을 픽업하고 지지하는 역할을 한다. 프레임(290)의 외측면과 핸드 유닛(210) 사이에는 크로스 롤러 베어링(215)이 배치된다.
도 9를 참고하면, 핸드 유닛(210)은 다수의 플레이트(219), 벨트(211, 212), 가이드(213, 214)를 포함한다.
다수의 플레이트(219)는 다층으로 배치되고, 반송물(F)을 지지하고 픽업할 수 있다. 핸드 유닛(210)의 전방 커버(210a)가 개방되면, 벨트(211, 212) 및 가이드(213, 214)에 의해서 다수의 플레이트(219)는 상하로 이동하거나 전진/후진할 수 있다. 플레이트(219)가 전진하여 반송물(F)을 픽업하고 후진하여 제자리로 돌아오면, 전방 커버(210a)는 다시 닫힌다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반송 시스템을 설명하기 위한 사시도이다. 도 10은 도 6를 이용하여 설명한 반송 시스템을 구체적으로 구현한 예이다. 도 11은 도 10에서 상층에 설치된 반송 시스템을 확대하여 도시한 것이다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 저층(예를 들어, 1층)과 중층(예를 들어, 2층) 사이에는 층간벽(991)이 설치되고, 중층과 상층(예를 들어, 3층) 사이에는 층간벽(992)가 설치된다.
도 10 및 도 11에서 반송대차(200)가 저층과 상층을 왕복하기 위한, 순환형 레일 장치가 개시된다. 이러한 레일 장치는 제1 레일(110), 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120), 제2 연결 레일(125), 제3 레일(130), 제3 연결 레일(1131), 제4 레일(1130), 제4 연결 레일(1125), 제5 레일(1120), 제5 연결 레일(1115), 제6 레일(1110), 제6 연결 레일(1111) 및 랙 레일을 포함한다. 랙 레일은 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120), 제2 연결 레일(125), 제4 연결 레일(1125), 제5 레일(1120), 제5 연결 레일(1115)에 설치된다.
구체적으로, 반송대차(200)는 저층에서 제1 레일(110), 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120), 제2 연결 레일(125) 및 제3 레일(130)을 타고, 중층을 관통하여 상층에 도달한다.
상층에서, 반송대차(200)는 제3 레일(130)에서 제3 연결 레일(1131)을 거쳐서 제4 레일(1130)에 도달한다. 제3 연결 레일(1131)은 제3 레일(130)과 연결되고 제3 레일(130)과 동일한 평면상에 배치되고, U자 형태이다. 반송대차(200)는 제3 연결 레일(1131)을 거쳐서 U턴할 수 있다. 반송대차(200)는 제3 레일(130)의 측면, 제3 연결 레일(1131)의 측면 및 제4 레일(1130)의 측면을 따라 이동한다.
반송대차(200)는 제4 레일(1130) 상에서, 핸드 유닛(210)이 반송물을 스토커(S1)로 전달한다.
반송대차(200)는 상층에서 제4 연결 레일(1125), 제5 레일(1120), 제5 연결 레일(1115) 및 제6 레일(1110)을 타고, 중층을 관통하여 저층에 도달한다.
저층에서, 반송대차(200)는 제6 레일(1110) 상에서, 핸드 유닛(210)이 스토커(S2)에서 반송물을 픽업한다.
반송대차(200)는 제6 레일(1110)에서 제6 연결 레일(1111)을 거쳐서 제1 레일(110)에 도달한다. 제6 연결 레일(1111)은 제1 레일(110) 및 제6 레일(1110)과 연결되고 제1 레일(110) 및 제6 레일(1110)과 동일한 평면상에 배치되고, U자 형태이다. 반송대차(200)는 제6 연결 레일(1111)을 거쳐서 U턴할 수 있다. 반송대차(200)는 제6 레일(1110)의 측면, 제6 연결 레일(1111)의 측면 및 제1 레일(110)의 측면을 따라 이동한다.
한편, 중층에서, 수직 레일에 해당하는 제2 레일(120), 제5 레일(1120)을 보호하기 위해, 보호 플레이트(1122)가 제2 레일(120), 제5 레일(1120)을 둘러싼다.
또한, 저층의 스토커(S2)에서 반송물을 픽업하고, 상승의 스토커(S1)로 반송물을 전달하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상층의 스토커(S1)에서 반송물을 픽업하고, 저층의 스토커(S2)로 반송물을 전달할 수도 있다.
이상과 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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반송 시스템을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2는 도 1의 A-A를 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1의 B-B를 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 랙 레일과 피니언 기어 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 1의 제1 레일, 제2 레일 및 제1 연결 레일을 설명하기 위한 도면이다.
우선 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반송 시스템은, 레일 장치(100) 및 반송대차(200)를 포함한다.
레일 장치(100)는 제1 레일(110), 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120), 랙 레일(115a, 120a)를 포함한다.
제1 레일(110), 제1 연결 레일(115) 및 제2 레일(120)은 물리적으로 연결될 수 있다.
도 1 및 도 5에 도시된 것과 같이, 제1 레일(110)은 제1 방향(DR1)(예를 들어, x 방향)으로 연장된다. 제1 레일(110)은 제1 경사각(θ1)을 갖는다. 도 5에서는 제1 경사각(θ1)이 0°(즉, 수평인 경우)를 도시하였기 때문에, θ1을 도시하지 않는다.
제2 레일(120)은 제2 방향(DR2)(예를 들어, y 방향)으로 연장된다. 제2 레일(120)은 제1 경사각(θ1)보다 큰 제2 경사각(θ2)을 갖는다. 도 5에서는 제2 경사각(θ2)이 90°(즉, 수직인 경우)를 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
서로 다른 경사각을 갖는 제1 레일(110)과 제2 레일(120)을 연결하기 위해, 제1 연결 레일(115)의 경사각(θ31, θ32)은 제1 경사각(θ1)에서 제2 경사각(θ2)까지 점차적으로 증가할 수 있다.
다르게 설명하면, 제1 연결 레일(115)은 제2 레일(120)을 향해 휘어지는 곡선 레일로서, 예를 들어, 반지름(R)을 갖는 가상의 원호를 따라 휘어지는 형태일 수 있다. 도시된 것과 같이, 제1 연결 레일(115)의 제1 위치에서의 경사각은 θ31이고, 제2 위치에서의 경사각은 θ31보다 큰 θ32 일 수 있다.
또는, 제1 연결 레일(115)은 다수의 짧은 직선 레일이 연결된 형태일 수 있다. 다수의 짧은 직선 레일 각각은 서로 다른 경사각을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 연결 레일(115)는 경사각 5°씩 증가하는 다수의 짧은 직선 레일이 연결된 형태일 수 있다. 즉, 제1 연결 레일(115)는 경사각 5°의 짧은 직선 레일, 경사각 10°의 짧은 직선 레일, 경사각 15°의 짧은 직선 레일, …, 경사각 85°의 짧은 직선 레일이 순차적으로 연결된 형태일 수도 있다.
한편, 도 1에서는 예시적으로 제1 레일(110)의 제1 경사각(θ1)은 0°이고, 제2 레일(120)의 제2 경사각(θ2)은 90°인 경우로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 레일(110)의 제1 경사각(θ1)은 0° 이상 10°이하이고, 제2 레일(120)의 제2 경사각(θ2)은 45°이상 90°이하일 수 있다. 예를 들어, 제1 레일(110)의 제1 경사각(θ1)은 8° 이고, 제2 레일(120)의 제2 경사각(θ2)은 90°일 수 있다.
제1 연결 레일(115)은 짧은 구간을 통해서 제1 레일(110)과 제2 레일(120)을 연결하기 위한 것으로, 제1 연결 레일(115)의 길이는 제1 레일(110)의 길이보다 짧을 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 랙 레일(115a, 120a)은 제1 연결 레일(115)과 제2 레일(120)을 따라 설치될 수 있다. 랙 레일(115a, 120a)은 제1 레일(110)에는 설치되지 않는다.
제1 레일(110)의 제1 경사각(θ1)은 상당히 작기 때문에(예를 들어, 0° 이상 10°이하), 반송대차(200)는 어려움없이 제1 레일(110)을 이동할 수 있다. 반송대차(200)의 주행휠(도 2의 220 참고)이 제1 레일(110) 상에서 회전하여, 반송대차(200)는 제1 레일(110)을 따라 이동할 수 있다.
하지면, 제2 레일(120)의 제2 경사각(θ2)은 상당히 크기 때문에(예를 들어, 45°이상 90°이하), 반송대차(200)는 제2 레일(120)을 바로 올라갈 수 없다. 따라서, 제1 연결 레일(115)과 제2 레일(120)에는 랙 레일(115a, 120a)이 설치되고 반송대차(200)에는 피니언 기어(도 3의 230 참고)가 설치된다. 피니언 기어(230)가 랙 레일(115a, 120a) 상에서 회전 및 체결하면서, 반송대차(200)는 높은 경사각을 갖는 제2 레일(120)을 올라갈 수 있다.
한편, 반송대차(200)는 제1 레일(110)의 측면, 제1 연결 레일(115)의 측면 및 제2 레일(120)의 측면을 따라 이동한다.
반송대차(200)의 프레임에는 반송물을 지지하는 핸드 유닛(210)이 설치된다. 도 1에 도시된 것과 같이, 반송대차(200)가 제1 레일(110), 제1 연결 레일(115) 및 제2 레일(120)을 따라 이동하는 동안, 핸드 유닛(210)은 프레임과의 상대적 위치를 조절하여 수평을 유지한다. 즉, 핸드 유닛(210)은 반송대차(200)의 위치와 무관하게, 중력 방향으로 아래쪽을 향한다. 이와 같이 핸드 유닛(210)을 조절함으로써, 반송대차(200)의 제1 연결 레일(115) 및 제2 레일(120)을 따라 이동하더라도 반송물이 핸드 유닛(210)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
여기서 도 2를 참고하여, 반송대차(200)가 제1 레일(110)을 따라 이동하는 것을 설명한다.
반송대차(200)는 제1 레일(110)의 측면(예를 들어, z 방향)에 위치한다.
반송대차(200)는 프레임(290), 핸드 유닛(210), 크로스 롤러 베어링(215), 다수의 가이드휠(271, 272, 273), 주행휠(220), 피니언 기어(230)을 포함한다.
프레임(290)은 외측면, 내측면, 상면 및 하면을 포함한다. 반송대차(200)의 진행방향을 x방향이라고 할 때, 프레임(290)의 외측면 및 내측면은 z방향으로 배치되고, 프레임(290)의 상면과 하면은 y방향으로 배치될 수 있다.
프레임(290)의 내측면은, 제1 레일(110)의 측면(또는 주면(main surface))과 대향한다.
프레임(290)의 외측면에는, 핸드 유닛(210)이 설치된다. 핸드 유닛(210)은 반송물을 픽업하고 지지하는 역할을 하고, 반송물은 예를 들어, 다수의 기판이 적재된 컨테이너(예를 들어, FOUP(Front Opening Universal Pod), FOSB(Front Opening Shipping Box)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
프레임(290)의 외측면과 핸드 유닛(210) 사이에는 크로스 롤러 베어링(215)이 배치된다. 크로스 롤러 베어링(215)은 내륜과 외륜 사이에 다수의 롤러가 배열된 컴팩트형 베어링이다. 크로스 롤러 베어링(215)은 롤러 표면이 선접촉이기 때문에 베어링 하중에 의한 탄성 변위가 매우 작고 래디얼 하중, 축방향 하중, 모멘트 등 복합적인 하중을 동시에 받을 수 있다. 전술한 것과 같이, 반송대차(200)가 이동하는 동안, 크로스 롤러 베어링(215)의 동작에 의해 핸드 유닛(210)의 수평이 유지된다. 즉, 핸드 유닛(210)은 반송대차(200)의 위치와 무관하게, 중력 방향으로 아래쪽을 향한다.
한편, 제1 서브 프레임(291)은 프레임(290)의 상면에서, 상기 레일 장치(110)를 향해서 돌출되도록 형성된다. 제1 서브 프레임(291)의 밑면에는 제1 가이드휠(271)이 설치된다.
제2 서브 프레임(292)은 프레임(290)의 하면에서, 상기 레일 장치(110)를 향해서 돌출되도록 형성된다. 선택적으로, 제2 서브 프레임(292)의 상면에는 제2 가이드휠(272)이 설치된다.
또한, 선택적으로, 프레임(290)의 내측면에는, 제3 가이드휠(273)이 설치될 수 있다.
제1 가이드휠(271), 제2 가이드휠(272) 및 제3 가이드휠(273)은, 반송대차(200)와 제1 레일(110) 사이의 위치/간격을 조절하고, 정확한 위치에서 반송대차(200)가 제1 레일(110)을 따라 이동할 수 있도록 한다.
또한, 제2 서브 프레임(292)에는 주행휠(220)과 피니언 기어(230)가 설치될 수 있다. 도시된 것과 같이, 주행휠(220)과 피니언 기어(230)는 서로 체결되고, 주행휠(220)과 피니언 기어(230)는 하나의 모터에 의해 구동된다. 따라서, 주행휠(220)의 회전수와 피니언 기어(230)의 회전수는 동일할 수 있다. 즉, 피니언 기어(230)가 1회전하는 동안, 주행휠(220)도 1회전하게 된다.
한편, 제1 레일(190)은 반송대차(200)의 주행방향(즉, x방향)을 따라 길게 연장된 레일 바디(190)를 포함한다.
레일 바디(190)는 주면(main surface), 배면, 상면, 하면을 포함한다. 반송대차(200)의 진행방향을 x방향이라고 할 때, 레일 바디(190)의 주면 및 배면은 z방향으로 배치되고, 레일 바디(190)의 상면과 하면은 y방향으로 배치될 수 있다.
여기서, 레일 바디(190)의 폭(W)은 레일 바디(190)의 높이(H)보다 작다. 레일 바디(190)의 폭(W)은, 프레임(290)과 마주보는 주면과, 주면의 반대쪽에 위치하는 배면 사이의 거리를 의미한다. 레일 바디(190)의 높이(H)는, 상면과 하면 사이의 거리를 의미한다. 도시된 것과 같이, 레일 바디(190)의 높이(H)는 폭(W)에 비해 2배 이상일 수 있다. 레일 바디(190)의 단면(즉, yz 평면에 의한 단면)는 주면-배면 방향(z방향)으로 좁고, 상면-하면 방향(y방향)으로 긴 형태이다. 반송대차(200)의 핸드 유닛(210)은 레일 바디(190)의 주면(즉, 측면) 쪽에 위치한다.
레일 바디(190)의 주면은, 프레임(290)의 내측면과 대향한다.
레일 바디(190)의 상면(예를 들어, y방향의 일 측면)에는 제1 홈(191)이 형성되고, 하면(예를 들어, y 방향의 타 측면)에는 제2 홈(192)이 형성된다. 또한, 하면에는 제1 주행면(199)이 설치된다.
레일 바디(190)의 제1 홈(191)은, 반송대차(200)의 제1 가이드휠(271)을 지지 및 가이드한다. 레일 바디(190)의 제2 홈(192)은, 반송대차(200)의 제2 가이드휠(272)을 지지 및 가이드한다.
제1 주행면(199)은 제2 홈(192)을 정의하는 측벽들 중 적어도 하나일 수 있다. 도 2에서는, 제2 홈(192)을 정의하는 측벽들 중 우측에 위치하는 측벽에, 제1 주행면(199)이 형성된 것으로 도시하였다. 다르게 설명하면, 제2 홈(192)은 제1 주행면(199)으로부터 레일 바디(190)를 향해서 오목하게 들어간 홈을 포함할 수 있다. 제1 주행면(199)은, 반송대차(200)의 주행휠(220)과 직접 접한다. 주행휠(220)은 제1 주행면(199)을 따라 회전하면서, 반송대차(200)을 주행방향(즉, x 방향)으로 이동시킨다.
추가적으로, 레일 바디(190)의 주면에는, 서로 이격된 제3 홈(193)과 제4 홈(194)이 설치될 수 있다. 제3 홈(193)과 제4 홈(194)은 반송대차(200)의 제3 가이드휠(273)을 지지 및 가이드하기 위한 것이다. 예를 들어, 저층(예를 들어, 1층)에서 제3 가이드휠(273)은 주면의 아래쪽에 있는 제3 홈(193)을 따라 이동하지만, 반송대차(200)가 제2 레일(120)을 따라 상층(예를 들어, 3층)으로 이동한 후에는, 제3 가이드휠(273)이 주면의 위쪽에 있는 제4 홈(194)을 따라 이동하게 된다(도 6 참고).
또한, 레일 바디(190)의 주면에는, 제3 홈(193)과 제4 홈(194) 사이에는 공간(195)이 존재한다. 이 공간(195)에는 외부의 전원 공급부(300)로부터 전원을 제공하는 파워 케이블(160)이 위치한다. 반송대차(200)의 내측면에는 픽업 유닛(260)이 설치되고, 픽업 유닛(260)은 무선 방식으로 파워 케이블(160)로부터 전원을 전달받는다. 이와 같이 전달받은 전원을 이용하여 모터(미도시)는 주행휠(220) 및 피니언 기어(230)를 구동시킨다.
여기서, 도 3을 참고하여, 반송대차(200)가 제1 연결 레일(115)을 따라 이동하는 것을 설명한다.
반송대차(200)는 연속적으로 제1 레일(110)에서 제1 연결 레일(115)로 옮겨가기 때문에, 도 2에서 설명한 제1 레일(110)의 단면과 도 3에서 설명한 제1 연결 레일(115)의 단면은 실질적으로 동일하다.
제1 연결 레일(115)의 레일 바디(1905)는 제1 레일(110)의 레일 바디(190)과 연결된다. 제1 연결 레일(115)의 다수의 홈(1915, 1925, 1935, 1945, 1955)은, 제1 레일(110)의 다수의 홈(191, 192, 193, 194, 195)와 연결되다. 제1 연결 레일(115)의 파워 케이블(1605)도 제1 레일(110)의 파워 케이블(160)과 연결된다.
다만, 랙 레일(115a)이 제1 레일(110)에는 설치되지 않지만, 제1 연결 레일(115)을 따라 설치된다. 주행대차(200)의 주행휠(220)과 피니언 기어(230)가 서로 체결되어 있기 때문에, 랙 레일(115a)는 주행면(1995)과 나란하게 설치된다. 피니언 기어(230)가 랙 레일(115a) 상에서 회전하고, 주행휠(220)은 주행면(1995) 상에서 회전한다.
피니언 기어(230)와 랙 레일(115a)의 체결에 의해서, 반송대차(200)는 안정적으로 제1 연결 레일(115)을 따라 위로 올라갈 수 있다.
전술한 것과 같이, 주행휠(220) 및 피니언 기어(230)는 하나의 모터(미도시)에 의해서 구동될 수 있다. 이러한 모터는 브레이크 모터일 수 있다. 브레이크 모터는 내부에 브레이크가 설치되어 있기 때문에, 반송대차(200)가 제1 연결 레일(115) 또는 제2 레일(120)을 따라 올라가는 도중에 전원 공급이 중지되더라도, 반송대차(200)가 제1 연결 레일(115) 또는 제2 레일(120)로부터 떨어지지 않는다. 즉, 안전사고를 예방할 수 있다.
별도로 단면을 도시하지 않았으나, 제1 연결 레일(115)의 단면과 제2 레일(120)의 단면은 서로 동일하다.
다시 도 1을 참고하여 정리하면, 반송대차(200)는 리프트 타워를 사용하지 않고, 제1 레일(110)과 연속된 제1 연결 레일(115) 및 제2 레일(120)을 따라 상층으로 이동할 수 있다. 왜냐하면, 반송대차(200)에는 주행휠(220) 뿐만 아니라 피니언 기어(230)를 포함하고 있고, 피니언 기어(230)는 제1 연결 레일(115) 및 제2 레일(120)을 따라 설치된 랙 레일(115a, 120a)과 체결되기 때문이다. 따라서, 타워 리프터와는 달리, 반송물 이전 시간, 대기 시간 등이 소요되지 않기 때문에, 반송물의 층간 이동이 빠르고 원할하게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반송 시스템을 설명하기 위한 개념도이다. 설명의 편의상, 도 1 내지 도 5를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 6을 참고하면, 레일 장치(100)는 제1 레일(110), 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120), 제2 연결 레일(125), 제3 레일(130), 랙 레일(115a, 120a, 125a)를 포함한다.
저층(예를 들어, 1층)과 중층(예를 들어, 2층) 사이에는 층간벽(991)이 설치되고, 중층과 상층(예를 들어, 3층) 사이에는 층간벽(992)가 설치된다.
제1 레일(110)은 저층에, 제3 레일(130)은 상층에 설치된다. 제1 레일(110)과 제3 레일(130)은 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120) 및 제2 연결 레일(125)을 통해서 연결된다. 제1 레일(110)은 제1 경사각(예를 들어, 0°)을 갖고, 제2 레일(120)은 제1 경사각보다 큰 제2 경사각(예를 들어, 90°)을 갖는다. 제1 연결 레일(115)은 제1 레일(110)과 제2 레일(120)을 연결하고, 제1 연결 레일(115)의 경사각은 제1 경사각에서부터 제2 경사각까지 점차 증가한다. 제3 레일(130)은 제2 경사각보다 작은 제3 경사각(예를 들어, 0°)을 갖고, 제2 연결 레일(125)의 경사각은 제2 경사각에서부터 제3 경사각까지 점차 감소한다.
예를 들어, 제1 레일(110)의 제1 경사각은 0° 이상 10°이하이고, 제2 레일(120)의 제2 경사각(θ2)은 45°이상 90°이하일 수 있고, 제3 레일(130)의 제3 경사각은 0° 이상 10°이하일 수 있다.
제2 연결 레일(125)은, 제1 연결 레일(115)과 유사하게, 반지름(R)을 갖는 가상의 원호를 따라 휘어지는 형태일 수 있다. 또는, 제2 연결 레일(125)은 다수의 짧은 직선 레일이 연결된 형태로서, 다수의 짧은 직선 레일 각각은 서로 다른 경사각을 가질 수 있다.
제1 연결 레일(115)은 짧은 구간을 통해서 제1 레일(110)과 제2 레일(120)을 연결하기 위한 것으로, 제1 연결 레일(115)의 길이는 제1 레일(110)의 길이보다 짧을 수 있다. 마찬가지로, 제2 연결 레일(125)은 짧은 구간을 통해서 제2 레일(120)과 제3 레일(130)을 연결하기 위한 것으로, 제2 연결 레일(125)의 길이는 제3 레일(130)의 길이보다 짧을 수 있다.
반송대차(200)는 제1 레일(110)의 측면, 제1 연결 레일(115)의 측면, 제2 레일(120)의 측면, 제2 연결 레일(125)의 측면 및 제3 레일(130)의 측면을 따라 이동한다.
또한, 랙 레일(115a, 120a, 125a)은 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120) 및 제2 연결 레일(125)을 따라 설치될 수 있다. 랙 레일(115a, 120a)은 제1 레일(110) 및 제3 레일(130)에는 설치되지 않는다. 따라서, 반송대차(200)가 저층에서 상층으로 이동할 때, 반송대차(200)의 피니언 기어는 랙 레일(115a, 120a, 125a)과 체결된다.
한편, 반송대차(200)가 제1 레일(110)을 따라 이동할 때에는, 상면(U)이 층간벽(991)을 향하고 있다. 반송대차(200)가 제1 연결 레일(115)을 따라 이동할 때에는, 상면(U)이 옆으로 기울어지기 시작한다. 반송대차(200)가 제2 레일(120)을 따라 이동할 때에는, 상면(U)이 완전히 기울어져 우측을 향하고 있다. 반송대차(200)가 제3 레일(130)을 따라 이동할 때에는, 상면(U)이 층간벽(992)를 향하게 된다. 즉, 저층(예를 들어, 1층)에서의 반송대차(200)의 프레임(290)의 방향과, 상층(예를 들어, 3층)에서의 반송대차(200)의 프레임(290)의 방향은 서로 반대가 된다(즉, 상하반전). 이와 같이 프레임(290)의 방향이 움직이더라도, 핸드 유닛(210)은 수평을 유지한다. 즉, 핸드 유닛(210)은 중력 방향으로 아래쪽을 향한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에서 사용되는 반송대차를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 설명한 반송대차를 구체적으로 구현한 예이다. 도 7은 반송대차의 프레임의 내측면이 보이는 방향으로 도시한 사시도이고, 도 8은 반송대차의 프레임의 외측면이 보이는 방향으로 도시한 사시도이고, 도 9는 반송대차의 핸드 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
우선 도 7을 참고하면, 프레임(290)의 내측면은, 제1 레일(110)의 측면(또는 주면)과 대향한다.
제1 서브 프레임(291)은 프레임(290)의 상면에서, 레일 장치를 향해서 돌출되도록 형성된다. 제1 서브 프레임(291)의 밑면에는 제1 가이드휠(271)이 설치된다. 제1 가이드휠(271)은 반송대차(200)의 진행방향을 따라 2개 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 서브 프레임(292)은 프레임(290)의 하면에서, 레일 장치를 향해서 돌출되도록 형성된다. 선택적으로, 제2 서브 프레임(292)의 상면에는 제2 가이드휠(272)이 설치된다. 제2 가이드휠(272)은 반송대차(200)의 진행방향을 따라 2개 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
프레임(290)의 내측면에는, 제3 가이드휠(273)이 설치될 수 있다. 제3 가이드휠(273)은 반송대차(200)의 진행방향을 따라 2개 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 서브 프레임(292)에는 주행휠(220)과 피니언 기어(230)가 설치된다. 하나의 모터(298)에 의해서 주행휠(220)과 피니언 기어(230)가 주행된다. 모터(298)는 감속기(299)를 통해서, 구동력을 주행휠(220)과 피니언 기어(230)에 전달한다.
또한, 프레임(290)의 내측면에는 픽업 유닛(260)이 설치되고, 픽업 유닛(260)은 레일에 설치된 파워 케이블로부터 무선 방식으로 전원을 전달받는다.
도 8을 참고하면, 프레임(290)의 외측면에는, 핸드 유닛(210)이 설치된다. 핸드 유닛(210)은 반송물(F)을 픽업하고 지지하는 역할을 한다. 프레임(290)의 외측면과 핸드 유닛(210) 사이에는 크로스 롤러 베어링(215)이 배치된다.
도 9를 참고하면, 핸드 유닛(210)은 다수의 플레이트(219), 벨트(211, 212), 가이드(213, 214)를 포함한다.
다수의 플레이트(219)는 다층으로 배치되고, 반송물(F)을 지지하고 픽업할 수 있다. 핸드 유닛(210)의 전방 커버(210a)가 개방되면, 벨트(211, 212) 및 가이드(213, 214)에 의해서 다수의 플레이트(219)는 상하로 이동하거나 전진/후진할 수 있다. 플레이트(219)가 전진하여 반송물(F)을 픽업하고 후진하여 제자리로 돌아오면, 전방 커버(210a)는 다시 닫힌다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반송 시스템을 설명하기 위한 사시도이다. 도 10은 도 6를 이용하여 설명한 반송 시스템을 구체적으로 구현한 예이다. 도 11은 도 10에서 상층에 설치된 반송 시스템을 확대하여 도시한 것이다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 저층(예를 들어, 1층)과 중층(예를 들어, 2층) 사이에는 층간벽(991)이 설치되고, 중층과 상층(예를 들어, 3층) 사이에는 층간벽(992)가 설치된다.
도 10 및 도 11에서 반송대차(200)가 저층과 상층을 왕복하기 위한, 순환형 레일 장치가 개시된다. 이러한 레일 장치는 제1 레일(110), 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120), 제2 연결 레일(125), 제3 레일(130), 제3 연결 레일(1131), 제4 레일(1130), 제4 연결 레일(1125), 제5 레일(1120), 제5 연결 레일(1115), 제6 레일(1110), 제6 연결 레일(1111) 및 랙 레일을 포함한다. 랙 레일은 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120), 제2 연결 레일(125), 제4 연결 레일(1125), 제5 레일(1120), 제5 연결 레일(1115)에 설치된다.
구체적으로, 반송대차(200)는 저층에서 제1 레일(110), 제1 연결 레일(115), 제2 레일(120), 제2 연결 레일(125) 및 제3 레일(130)을 타고, 중층을 관통하여 상층에 도달한다.
상층에서, 반송대차(200)는 제3 레일(130)에서 제3 연결 레일(1131)을 거쳐서 제4 레일(1130)에 도달한다. 제3 연결 레일(1131)은 제3 레일(130)과 연결되고 제3 레일(130)과 동일한 평면상에 배치되고, U자 형태이다. 반송대차(200)는 제3 연결 레일(1131)을 거쳐서 U턴할 수 있다. 반송대차(200)는 제3 레일(130)의 측면, 제3 연결 레일(1131)의 측면 및 제4 레일(1130)의 측면을 따라 이동한다.
반송대차(200)는 제4 레일(1130) 상에서, 핸드 유닛(210)이 반송물을 스토커(S1)로 전달한다.
반송대차(200)는 상층에서 제4 연결 레일(1125), 제5 레일(1120), 제5 연결 레일(1115) 및 제6 레일(1110)을 타고, 중층을 관통하여 저층에 도달한다.
저층에서, 반송대차(200)는 제6 레일(1110) 상에서, 핸드 유닛(210)이 스토커(S2)에서 반송물을 픽업한다.
반송대차(200)는 제6 레일(1110)에서 제6 연결 레일(1111)을 거쳐서 제1 레일(110)에 도달한다. 제6 연결 레일(1111)은 제1 레일(110) 및 제6 레일(1110)과 연결되고 제1 레일(110) 및 제6 레일(1110)과 동일한 평면상에 배치되고, U자 형태이다. 반송대차(200)는 제6 연결 레일(1111)을 거쳐서 U턴할 수 있다. 반송대차(200)는 제6 레일(1110)의 측면, 제6 연결 레일(1111)의 측면 및 제1 레일(110)의 측면을 따라 이동한다.
한편, 중층에서, 수직 레일에 해당하는 제2 레일(120), 제5 레일(1120)을 보호하기 위해, 보호 플레이트(1122)가 제2 레일(120), 제5 레일(1120)을 둘러싼다.
또한, 저층의 스토커(S2)에서 반송물을 픽업하고, 상승의 스토커(S1)로 반송물을 전달하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상층의 스토커(S1)에서 반송물을 픽업하고, 저층의 스토커(S2)로 반송물을 전달할 수도 있다.
이상과 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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 레일 장치
110: 제1 레일
115: 제1 연결 레일
120: 제2 레일
125: 제2 연결 레일
130: 제3 레일
115a, 120a, 125a: 랙 레일
200: 반송대차
210: 핸드 유닛
215: 크로스 롤러 베어링
260: 픽업 유닛
298: 모터
110: 제1 레일
115: 제1 연결 레일
120: 제2 레일
125: 제2 연결 레일
130: 제3 레일
115a, 120a, 125a: 랙 레일
200: 반송대차
210: 핸드 유닛
215: 크로스 롤러 베어링
260: 픽업 유닛
298: 모터
Claims (20)
- 레일 장치; 및
상기 레일 장치에서 이동하는 반송대차를 포함하되,
상기 레일 장치는
제1 경사각을 갖는 제1 레일과, 상기 제1 경사각보다 큰 제2 경사각을 갖는 제2 레일과, 상기 제1 레일과 상기 제2 레일을 연결하는 제1 연결 레일과, 상기 제1 연결 레일 및 상기 제2 레일을 따라 설치된 랙 레일을 포함하고,
상기 반송대차는
프레임과, 상기 프레임과 연결되고, 상기 제1 레일, 상기 제1 연결 레일 및 상기 제2 레일을 따라 이동하는 주행휠과, 상기 프레임과 연결되고, 상기 랙 레일을 따라 이동하는 피니언 기어를 포함하고,
상기 제1 레일은,
주행방향을 따라 길게 연장되는 제1 레일 바디와, 상기 제1 레일 바디의 상면에 설치되고, 상기 반송대차의 제1 가이드휠을 지지하기 위한 제1 홈과, 상기 제1 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 주행휠과 직접 접하는 제1 주행면과,
상기 제1 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 반송대차의 제2 가이드휠을 지지하기 위한 제2 홈과, 상기 제1 레일 바디의 주면에 설치되고, 상기 반송대차의 제3 가이드휠을 지지하기 위한 제3 홈을 포함하는, 반송 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 주행휠과 상기 피니언 기어는 서로 체결되고, 하나의 모터에 의해 구동되는, 반송 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 반송대차는 상기 제1 레일의 측면, 상기 제1 연결 레일의 측면 및 상기 제2 레일의 측면을 따라 이동하는, 반송 시스템. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제1 레일 바디의 폭은 상기 제1 레일 바디의 높이보다 작되,
상기 제1 레일 바디의 폭은, 상기 프레임과 마주보는 주면과, 상기 주면의 반대쪽에 위치하는 배면 사이의 거리이고,
상기 제1 레일 바디의 높이는, 상기 상면과 상기 하면 사이의 거리인, 반송 시스템. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제2 홈은 상기 제1 주행면으로부터 상기 제1 레일 바디를 향해서 오목하게 들어간 홈을 포함하는, 반송 시스템. - 제 1항에 있어서, 상기 제1 연결 레일은
주행방향을 따라 길게 연장되는 제2 레일 바디와,
상기 제2 레일 바디의 상면에 설치되고, 상기 반송대차의 제1 가이드휠을 지지하기 위한 제4 홈과,
상기 제2 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 주행휠과 직접 접하는 제2 주행면을 포함하고,
상기 랙 레일은 상기 제2 주행면과 나란하게 설치되는, 반송 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 제1 레일 바디의 주면에는, 전원을 공급하기 위한 파워 케이블이 설치되고,
상기 프레임의 내측면에는 상기 파워 케이블에서 공급하는 전원을 무선 방식으로 전달받기 위한 픽업 유닛이 설치되는, 반송 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 랙 레일은 상기 제1 레일에는 설치되지 않는, 반송 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 제2 경사각보다 작은 제3 경사각을 갖는 제3 레일과,
상기 제2 레일과 상기 제3 레일을 연결하는 제2 연결 레일을 더 포함하고,
상기 랙 레일은 상기 제2 연결 레일을 따라 더 설치되고, 상기 제3 레일에는 설치되지 않는, 반송 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 반송대차는 상기 프레임에 설치되며, 반송물을 지지하는 핸드 유닛을 더 포함하고,
상기 반송대차가 상기 제1 레일, 상기 제1 연결 레일 및 상기 제2 레일을 따라 이동하는 동안, 상기 핸드 유닛은 상기 프레임과의 상대적 위치를 조절하여 수평을 유지하는, 반송 시스템. - 제 12항에 있어서,
상기 프레임과 상기 핸드 유닛 사이에 크로스 롤러 베어링이 배치되고,
상기 핸드 유닛은 상기 크로스 롤러 베어링의 동작에 의해 수평을 유지하는, 반송 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 제1 레일은 상기 반송대차를 수평 방향으로 이동하기 위한 레일이고,
상기 제2 레일은 상기 반송대차를 수직 방향으로 이동하기 위한 레일인, 반송 시스템. - 제 14항에 있어서,
상기 제1 연결 레일은 가상의 원호를 따라 휘어진, 반송 시스템. - 수평으로 연장되는 제1 레일과, 상기 제1 레일과 연결되고 경사각이 증가하는 제1 연결 레일과, 상기 제1 연결 레일과 연결되고 수직으로 연장되는 제2 레일과, 상기 제2 레일과 연결되고 경사각이 감소하는 제2 연결 레일과, 상기 제2 연결 레일과 연결되고 수평으로 연장되는 제3 레일을 포함하는 레일 장치; 및
상기 제1 레일의 측면, 상기 제1 연결 레일의 측면, 상기 제2 레일의 측면, 상기 제2 연결 레일의 측면 및 상기 제3 레일의 측면을 따라 이동하는 반송대차를 포함하고,
상기 레일 장치는 상기 제1 연결 레일, 상기 제2 레일 및 상기 제2 연결 레일에 설치되고, 상기 제1 레일 및 상기 제3 레일에는 설치되지 않은 랙 레일을 더 포함하고,
상기 반송대차는 주행휠과 피니언 기어를 포함하되,
상기 반송대차가 상기 제1 레일을 이동할 때에는, 상기 주행휠이 사용되고,
상기 반송대차가 상기 제1 연결 레일, 상기 제2 레일 및 상기 제2 연결 레일을 올라갈 때에는, 상기 주행휠 및 상기 피니언 기어가 사용되고,
상기 반송대차가 상기 제3 레일을 이동할 때에는, 상기 주행휠이 사용되며,
상기 제1 레일은,
주행방향을 따라 길게 연장되는 제1 레일 바디와, 상기 제1 레일 바디의 상면에 설치되고, 상기 반송대차의 제1 가이드휠을 지지하기 위한 제1 홈과, 상기 제1 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 주행휠과 직접 접하는 제1 주행면과,
상기 제1 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 반송대차의 제2 가이드휠을 지지하기 위한 제2 홈과, 상기 제1 레일 바디의 주면에 설치되고, 상기 반송대차의 제3 가이드휠을 지지하기 위한 제3 홈을 포함하는, 반송 시스템. - 제 16항에 있어서,
상기 주행휠과 상기 피니언 기어는 서로 체결되고, 하나의 모터에 의해 구동되는, 반송 시스템. - 제 16항에 있어서, 상기 반송대차는
상기 주행휠과 상기 피니언 기어가 설치된 프레임과,
상기 프레임에 설치되며, 반송물을 지지하는 핸드 유닛을 더 포함하고,
상기 반송대차가 상기 제1 레일, 상기 제1 연결 레일, 상기 제2 레일, 상기 제2 연결 레일 및 상기 제3 레일을 따라 이동하는 동안, 상기 핸드 유닛은 상기 프레임과의 상대적 위치를 조절하여 수평을 유지하는, 반송 시스템. - 제 16항에 있어서, 상기 레일 장치는
상기 제3 레일과 연결되고, 상기 제3 레일과 동일한 평면상에 배치되고 U자 형태의 제3 연결 레일과,
상기 제3 연결 레일과 연결되고 수평으로 연장되는 제4 레일을 포함하고,
상기 반송대차는 상기 제3 레일의 측면, 상기 제3 연결 레일의 측면 및 상기 제4 레일의 측면을 따라 이동하는, 반송 시스템. - 제1 레일을 따라 이동하는 반송대차로서,
외측면, 내측면, 상면 및 하면을 포함하는 프레임;
상기 프레임의 외측면에 설치되고, 반송물을 지지하는 핸드 유닛;
상기 핸드 유닛과 연결되어, 상기 핸드 유닛의 수평을 유지하는 크로스 롤러 베어링;
상기 프레임의 내측면에 설치되고, 레일 장치로부터 전원을 제공받기 위한 픽업 유닛;
상기 프레임의 상면에서, 상기 레일 장치를 향해서 돌출된 제1 서브 프레임;
상기 제1 서브 프레임의 밑면에 설치된 제1 가이드휠;
상기 프레임의 하면에서, 상기 레일 장치를 향해서 돌출된 제2 서브 프레임;
상기 제2 서브 프레임의 상면에 설치된 제2 가이드휠; 및
상기 제2 서브 프레임에 설치된 주행휠과 피니언 기어를 포함하되,
상기 제1 레일은,
주행방향을 따라 길게 연장되는 제1 레일 바디와, 상기 제1 레일 바디의 상면에 설치되고, 상기 반송대차의 제1 가이드휠을 지지하기 위한 제1 홈과, 상기 제1 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 주행휠과 직접 접하는 제1 주행면과,
상기 제1 레일 바디의 하면에 설치되고, 상기 반송대차의 제2 가이드휠을 지지하기 위한 제2 홈과, 상기 제1 레일 바디의 주면에 설치되고, 상기 반송대차의 제3 가이드휠을 지지하기 위한 제3 홈을 포함하는, 반송대차.
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