KR20000059940A - 로봇암의 말단부 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제품인 대형 LCD패널을 적재할 때, 사용하는 로봇암의 말단부에 있어서, 말단부의 자체무게 및 LCD패널의 무게에 의해 처짐을 막고 대형 LCD패널의 이송이 용이하도록 탄성이 있는 로봇암의 말단부를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따르면, 중량이 큰 대형 반도체의 웨이퍼 또는 LCD의 밑면을 지지하여 카세트에 장입하거나, 카세트에 장입된 웨이퍼 또는 LCD의 밑면을 지지하여 인발하고 이송하는 로봇암의 말단부에 있어서, 상기 말단부의 중심에 위치하며 압축강도에 대한 탄성을 높일 수 있도록 상하면을 관통하는 다수 개의 관통공이 형성되며 길고 평행하며 동일평면상에 위치하는 다수 개의 심재부와, 상기 다수 개의 심재부를 수용하며 상기 로봇암에 고정되는 섬유강화복합재료인 면재부와, 상기 심재부가 외부로 노출되는 것을 방지하며 상기 면재부와 연결되어 고정되는 에지클로져를 포함하며, 상기 심재부와 상기 면재부에 의해 상하좌우에서 가해지는 압력을 지지하는 것을 특징으로 하는 로봇암의 말단부가 제공된다.

Description

로봇암의 말단부{End-effector of a robot arm}
본 발명은 반도체 관련 제품인 대형 웨이퍼 또는 LCD(Liquid Crystal Display)패널을 지지하여 이송시키는 로봇(Robot)의 말단부(End-effector)에 관한 것이며, 특히, 탄소섬유강화 혹은 케블라(Kevlar)섬유강화 복합재료를 이용하여 두께가 얇고 자체무게가 가벼우며 LCD패널에 의한 처짐을 방지할 수 있는 로봇암의 말단부에 관한 것이다.
반도체 산업의 발전에 따라 웨이퍼(Wafer), LCD패널 등의 반도체 관련 제품의 크기가 증대하고 있다. 이에 따라 제조공정에서 사용되는 관련 제조관련장비 및 이송장비의 사양의 변경이 필요하다.
대략적으로 말단부의 크기는 길이 1000mm, 폭 450mm, 두께 10mm 정도이며, 웨이퍼 및 LCD패널의 크기에 따라 변형될 수 있다.
도 1은 로봇과 LCD패널을 수용하는 카세트를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 대형 LCD패널(50)과, 대형 LCD패널을 수용하는 카세트(Cassette)(80) 및, 대형 LCD패널(50)을 지지하여 이송하는 로봇(1)을 포함한다.
한편 로봇(1)은 말단부(30)를 선회시키는 로봇베이스(Robot Base)(10)와, 말단부(30)를 좌우로 이동시키는 로봇암(Robot Arm)(20) 및, 대형 LCD패널(50)의 밑면은 지지하며 로봇베이스(10)와 로봇암(20)의 이동에 따라 대형 LCD패널(50)을 이동시키는 말단부(30)를 포함하며, 로봇암(20)과 말단부(30)는 리스트블록(Wrist Block)(40)에 의해 연결된다.
이런 로봇(1)은 소정의 크기로 형성된 카세트(80)의 내부에 대형 LCD패널(50)을 삽입하거나 인발한다.
종래에 사용된 말단부(30)의 재질은 알루미늄합금이었다.
LCD패널(50)이 대형화함에 따라 말단부(30)의 끝의 처짐을 최소화하기 위해 말단부(30)의 두께를 증가시킨다. 그러면 두께의 증가로 인하여 자체무게는 더욱 증가하고, 자체무게의 증가로 처짐은 더욱 커지게 된다.
이로 인하여 카세트(80)의 높이는 말단부의 처짐과 LCD패널(50)의 적재높이를 합한 높이만큼 증가하여야 한다.
그러나 카세트의 높이가 일정하게 정해져 있다면, 카세트 내에 적재할 수 있는 LCD패널의 수는 줄어들면서 물류비용이 늘어나게 된다. 또한, 알루미늄합금의 말단부의 경우에, 기계적인 가공을 통하여 제조하기 때문에 고가의 제조비용이 필요하다는 문제점이 발생한다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 로봇암의 말단부를 탄소섬유강화 또는 케블라섬유강화 복합재료와 같은 섬유강화 복합재료를 사용하여 말단부의 처짐을 방지하는 복합재료로 형성된 로봇암의 말단부를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 로봇과 LCD패널을 수용하는 카세트를 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 로봇암의 말단부의 사시도이고,
도 3은 도 2에 도시된 말단부의 코어의 조립도이고,
도 4는 도 2에 도시된 말단부의 정단면도이고,
도 5는 도 2에 도시된 말단부의 측단면도이고,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 말단부의 조립도이고,
도 7은 도 6에 도시된 말단부의 코어의 조립도이고,
도 8은 도 6에 도시된 말단부의 정단면도이고,
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 말단부의 사시도이고,
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 말단부의 사시도이며,
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 말단부의 사시도이다.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
1 : 로봇 30, 100 : 말단부
110, 210 : 코어 130, 230, 330, 430 : 심재
140, 240, 340, 440 : 상부면재 145, 245, 345, 445 : 하부면재
120, 220 : 프리프레그 190a, 190b : 에지클로져
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 중량이 큰 대형 반도체의 웨이퍼 또는 LCD의 밑면을 지지하여 카세트에 장입하거나, 카세트에 장입된 웨이퍼 또는 LCD의 밑면을 지지하여 인발하고 이송하는 로봇암의 말단부에 있어서, 상기 말단부의 중심에 위치하며 압축강도에 대한 탄성을 높일 수 있도록 상하면을 관통하는 다수 개의 관통공이 형성되며 길고 평행하게 동일평면상에 위치하는 다수 개의 심재부와, 상기 다수 개의 심재부의 둘레에 위치하며 상기 로봇암에 고정되는 섬유강화복합재료인 면재부와, 상기 심재부가 외부로 노출되는 것을 방지토록 상기 면재부와 연결되어 고정되는 에지클로져를 포함하며, 상기 심재부와 상기 면재부에 의해 상하좌우에서 가해지는 압력을 지지하며, 상기 면재부의 둘레에는 섬유강화복합재료인 프리프레그가 위치된다.
그리고 평행으로 동일평면에 위치한 상기 다수 개의 심재부의 후단은 이음심재부에 의해 연결되고, 상기 이음심재부의 둘레에는 상기 이음면재부가 상기 면재부와 연결되어 되고, 상기 이음면재부는 상기 프리프레그에 의해 감싸지며, 상기 면재부의 후단은 고정판에 의해 연결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 로봇암의 말단부가 제공된다.
아래에서, 본 발명에 따른 복합재료로 형성된 로봇암의 말단부의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
[실시예 1]
도면에서, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 말단부의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 말단부의 코어의 조립도이고, 도 4는 도 2에 도시된 말단부의 정단면도이며, 도 5는 도 2에 도시된 말단부의 측단면도이다. 그리고 아래에서 "복합재료"라 함은 특별한 언급이 없을 경우 "강성이 높은 탄소섬유강화 혹은 케블라섬유강화 복합재료"를 의미한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 면재와 심재를 포함한 코어(Core)(110)와, 프리프레그(Prepreg)(120a, 120b) 및, 에지클로져(Edge-Closure)(190a, 190b)를 포함한다.
코어(110)는 허니콤(Honeycomb) 또는 포옴(Foam)구조의 심재(130)와 복합재료인 면재(140, 145)를 포함하고, 이런 코어(110)에 프리프레그(120a, 120b)가 둘러싸이고, 오토클레이브 진공백 성형과 같은 경화공정을 거쳐 말단부(100)가 형성된다.
한편 에지클로져(190a, 190b)는 코어(110)의 심재(130)가 외부에 노출된 부분에 형성되어 심재(130)의 외부노출을 방지한다.
여기서 심재(130)는 압축강도에 대한 탄성을 높일 수 있도록 상하면을 관통하는 다수 개의 관통공이 형성된 허니콤 또는 포옴구조이며, 길고 평행하게 동일평면상에 위치하는 두 개의 직육면체의 후단이 서로 연장되거나, 또는 이음심재에 의해 연결되어 ㄷ자형상이다.
그리고 면재(140, 145)는 이런 심재(130)의 상면과 하면 및 두께면에 위치하는 상부면재(140)와 하부면재(145)로 이루어지며, 오토클레이브 진공백 성형과 같은 경화공정을 거친 복합재료이다.
상부면재(140)는 심재(130)의 상면과 같은 크기의 평판이고 심재(130)의 상면에 위치한다. 또한 하부면재(145)는 심재(130)의 하면과 두께면을 덮을 수 있는 크기로서, 심재(130)의 하면에 위치하여 심재(130)의 측면 즉, 심재(130)의 두께면을 덮는다. 그러나, ㄷ자형상의 심재(130)의 정면과 뒷면 즉, ㄷ자의 개방부의 정면과 폐쇄부의 뒷면의 두께면은 하부면재에 의해 덮여지지 않아 외부에 노출된다.
이렇게 하여 코어(110)가 형성되며, 프리프레그(120a, 120b)가 이런 코어(110)의 둘레를 감싼다.
프리프레그(120a, 120b)는 경화공정 전의 복합재료이다.
이러한 복합재료의 적층은 길이 방향으로의 강성을 크게 하기 위하여 ±15° 이내의 적층각도를 이루면서 적층된다. 따라서 상부면재(140)와 프리프레그(120a, 120b)의 적층각도 및, 하부면재(145)와 프리프레그(120a, 120b)의 적층각도는 ±15°이내이다. 그리고 ㄷ자형상의 코어(110)의 폐쇄부를 감싸는 프리프레그(120a, 120b)는 코어(110)의 폐쇄부의 폭보다 넓어서 코어(110)를 감쌌을 때, 코어(110)의 폐쇄부의 하면에서 개방부 쪽으로 일정거리만큼 더 연장된다(S).
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 코어(110)의 둘레를 감싼 프리프레그(120a, 120b)는 봉합되어 코어(110)의 둘레에 고정되는데, 이 때, 두 프리프레그(120a, 120b)의 봉합부(160a, 160b)가 한쪽 면에 형성되면 즉, 두 봉합부(160a, 160b)가 코어(110)의 상단 또는 하단의 한 면에만 위치한다면 봉합부(160a, 160b)가 형성된 부분이 취약해질 수 있기 때문에 이러한 봉합부(160a, 160b)가 한 쪽 면에만 위치하는 것을 피하여야 한다. 그러기 위해서는 첫번째 겹의 프리프레그(120a)의 봉합부(160a)는 코어(110)의 상면에 두번째 겹의 프리프레그(120b)의 봉합부(160b)는 하면에 위치시킨다.
이렇게 하여 프리프레그(120a, 120b)는 코어(110)의 둘레에 위치하여 코어(110)를 감싸며 오토클레이브 진공백 성형과 같은 경화공정을 거친 후에 말단부(100)가 형성된다.
그리고 로봇(1)의 리스트볼록(40)에 말단부(100)를 결합하기 위해 말단부(100)의 폐쇄부의 모서리부분을 모따기한다.
그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 에지클로져(190a, 190b)는 심재(130)가 프리프레그(120a, 120b)의 외부로 노출된 부분에 위치한다.
이런 에지클로져(190a, 190b)는 삼각형 에지클로져(190a) 또는 C채널형 에지클로져(190b)가 있으며, 삼각형 에지클로져(190a)는 삼각뿔이 심재(130)의 내부에 삽입되고 삼각형의 밑면이 프리프레그(120a, 120b) 또는 상하부면재(140, 145)에 접하여 고정됨으로 심재(130)의 노출을 막는 것이며, C채널형 에지클로져(190b)는 상하면을 덮은 프리프레그(120b)를 수용하여 심재(130)가 외부로 노출되는 것을 막는다.
한편, 심재(130)와, 상부면재(140)와, 하부면재(145)와, 프리프레그(120a, 120b) 및, 에지클로져(190a, 190b) 각각을 고정시키기 위해 필름형 에폭시접착제를 이용하여 고정한다. 필름형 에폭시접착제의 접착성을 향상시키기 위해서는 접착하고자 하는 부위를 #80의 사포로 접합부를 연마하고 아세톤 등과 같은 세척제로 약 5분간 세척한 후, 필름형 에폭시접착재로 심재(130)와, 상부면재(140)와, 하부면재(145)와, 프리프레그(120a, 120b) 및, 에지클로져(190a, 190b)를 각각 부착 고정한다.
[실시예 2]
도면에서, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 말단부의 조립도이고, 도 7은 도 6에 도시된 말단부의 코어의 조립도이며, 도 8은 도 6에 도시된 말단부의 정단면도이다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 말단부는 말단부의 심재와 상하부면재 및 프리프레그의 형상에서 제 1 실시예와 상이하며, 이음평판과 이음면재를 더 포함하는 것을 제외하고는 제 1 실시예와 동일하다. 그러므로, 동일하거나 유사한 도면부호에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서는 생략될 것이다.
제 2 실시예에서는 심재(230)와, 상하부면재(240, 245)와, 프리프레그(220)와, 이음심재(233)와, 이음면재(270) 및, 이음평판(250)을 포함한다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예의 심재(230)는 허니콤 또는 포옴의 구조로 길이가 긴 직육면체형상이며, 이런 심재(230) 두 개가 평행으로 위치하고, 각각의 심재(230)의 상하부에는 상하부면재(240, 245)가 위치한다.
상부면재(240)는 심재(230)의 상면의 크기와 동일하여 심재(230)의 상면에 위치한다. 그리고 하부면재(245)의 단면은 심재(230)의 하면과 두께면을 수용할 수 있도록 ㄷ자 형상이며, 하부면재(245)가 심재(230)를 수용한 상태에서 하부면재(245)의 개방부에 상부면재(240)가 접촉하여 고정된다. 그럼으로 심재(230)는 상하부면재(240, 245)의 접촉에 의해 형성된 공간 내에 위치한다.
상부면재(240)와 하부면재(245)가 심재(230)를 감싼 후에 필름형 에폭시접착제를 이용하여 상부면재(240)와 하부면재(245)를 고정시킴으로써, 코어(210)가 형성된다.
그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 이렇게 평행한 두 코어(210)가 형성되면, 프리프레그(220)는 각각의 코어(210)를 여러번 감싼 후 오토클레이브 진공백 성형과 같은 공정으로 경화시킨다. 여기서 프리프레그(220)가 코어(210)를 감쌈으로써, 사각빔(260)이 형성된다. 이런 두 사각빔(260)의 후단부의 하면에는 이음평판(250)이 부착되어 두 사각빔(260)을 고정한다.
또한 도 6에 도시된 바와 같이, 이음평판(250)의 양단은 ㄴ자형상으로 굴절되어 있으며, 사각빔(260)이 굴절된 부위의 상면에 안착되고 필름형 에폭시접착재에 의해 고정된다.
또한 이음심재(233)는 이음평판(250)의 상면과 두 사각빔(260)의 사이에 위치하며 이음심재(233)의 양단은 두 사각빔(260)의 하단부에 고정된다. 이 때, 사각빔(260)의 상면과 이음심재(233)의 상면이 일치하며, 그 위에 이음면재(270)가 안착되어 이음심재(233)의 상면과 측면을 수용한다.
한편 이음평판(250)의 길이는 이음면재(270)의 길이보다 더 길어서 이음평판(250)을 두 사각빔(260)의 하면에 부착하였을 때, 두 사각빔(260)의 후단부에서 선단부방향으로 지지하는 부위가 더 넓다.
이 때, 이음심재(233)는 사각빔(260)의 내부에 위치한 심재(230)와 같은 허니콤 혹은 포옴구조이며, 이와 같이 형성된 말단부의 후단 모서리는 로봇암과 연결하기 위해 모따기 될 수 있다.
[실시예 3]
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 말단부의 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 말단부는 제 1, 제 2 실시예와 비교하여, 상부면재와 하부면재의 형상이 다른 것과, 프리프레그가 형성되지 않는 것 및, 상부면재와 하부면재를 결합하는 나사가 포함되는 것을 제외하고는 제 1, 제 2 실시예와 동일하다. 그러므로, 동일하거나 유사한 도면부호에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서는 생략될 것이다.
상부면재(340)와 하부면재(345) 및 심재(330)의 평면은 모두 ㄷ자 형상이다.
그리고 상부면재(340)의 단면은 중절모의 단면과 같은 형상을 가지며, 심재(330)가 상부면재(340)의 단면의 중심부에 형성된 공간 내에 수용된다.
하부면재(345)의 평면에서 폐쇄부의 폭은 심재(330)의 폐쇄부의 폭보다 넓으며 상부면재(340)가 하부면재(345)의 상부에 위치한다.
그리고 필름형 에폭시접착제로서 상부면재(340)와 하부면재(345) 및 심재(330)를 고정시키고, 접시머리나사(380)를 상부면재(340)와 하부면재(345)의 접촉부위에 체결한다.
접시머리나사(380)가 체결되는 위치는 상부면재(340)의 단면에서 중절모의 창에 해당하는 부위이며, 심재(330)는 상부면재(340)와 하부면재(345)의 결합에 의해 형성된 내부 공간에 위치한다. 이렇게 상부면재(340)와 하부면재(345)가 결합하여 생기는 공간에 심재(330)가 수용되어 고정됨으로써, 말단부는 형성된다.
한편 심재(330)의 폐쇄부에서 개방부 쪽으로 연장되는(S) 하부면재(345)는 말단부에 가해지는 하중을 지지한다. 그리고, 말단부의 후단 모서리는 로봇암과 연결되도록 모따기 될 수 있다.
[실시예 4]
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 말단부의 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 말단부는 제 3 실시예와 비교하여, 상부면재와 하부면재의 형상과 나사가 없다는 것을 제외하고는 제 3 실시예와 동일하다. 그러므로, 동일하거나 유사한 도면부호에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서는 생략될 것이다.
상부면재(440)와 하부면재(445)의 단면은 ㄷ자형상이고, ㄷ자의 개방부는 서로 마주보며 대칭된다. 하부면재(445)의 개방부가 상부면재(440)의 개방부에 삽입되고, 심재(430)는 상부면재(440)와 하부면재(445)의 결합으로 형성되는 내부공간에 위치한다. 또한 하부면재(445)의 폐쇄부에서 개방부쪽으로 일정거리만큼 면재가 연장된다(S). 그리고 상부면재(440)와 하부면재(445)가 접촉하는 부위에는 필름형 에폭시접착제에 의해 부착 고정된다. 이렇게 형성된 말단부가 형성되며, 말단부의 후단 모서리는 로봇암과 연결되도록 모따기 될 수 있다.
[실시예 5]
도면에서, 도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 말단부의 사시도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 말단부는 제 2 실시예에서의 이음심재(233)와 이음면재(270)가 브라켓(570)으로 대체된 것과, 이음평판(250)의 형상이 바뀐 것을 제외하고는 제 2 실시예와 동일하다. 그러므로, 동일하거나 유사한 도면부호에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서는 생략될 것이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 평행으로 위치하는 두 개의 사각빔(560)과, 이런 두 개의 사각빔(560)의 일단부의 하면을 연결하는 이음평판(550)과, 두 개의 사각빔(560)의 상면을 연결하는 브라켓(570)을 포함한다.
사각빔(560)은 제 2 실시예의 사각빔(260)과 동일하다.
이음평판(550)과 브라켓(570)은 직사각형 평판이며 그 양단부는 두 번 굴절되어 있어 이음평판(550)과 브라켓(570)의 중심부가 접촉하였을 때, 이음평판(550)과 브라켓(570)의 굴절된 양단부에는 사각빔(560)이 삽입될 수 있는 공간이 형성된다. 또한 이음평판(550)의 길이가 브라켓(570)의 길이보다 길어 두 개의 사각빔(560)의 후단부에서 선단부로 브라켓(570)보다 넓은 면적(S)을 지지한다.
또한 이런 사각빔(560)과 이음평판(550) 및 브라켓(570)은 필름형 에폭시접착제에 의해 고정된다. 그리고 말단부는 모따기 되어 로봇암과 연결될 수 있다.
이상과 같이 구성된 로봇의 말단부의 결합관계의 특성에 대하여 상세히 설명하겠다.
심재(130, 230, 330, 430)와 상하부면재(140, 240, 340, 440, 145, 245, 345, 445)의 결합관계를 보면, 샌드위치 구조 즉, 심재의 상하부에만 면재가 존재하도록 제작한다면, 굽힘에 의한 변형보다 전단에 의한 변형이 더 커지게 되므로 변형을 최소화하기 위하여 옆면의 보강도 필요하게 된다.
또한 허니콤 또는 포옴구조의 심재는 높은 압축강도에 비해 낮은 측면 강도를 가지고 있기 때문에 측면을 보강하는 것이 쉽지 않다. 따라서, 심재의 측면 즉 두께면을 보강하기 위해 두께면을 수용할 수 있는 상부면재(140, 240, 340, 440) 또는 하부면재(145, 245, 345, 445)로서, 코어의 측면을 보강한다.
그럼으로써, 말단부의 상부와 하부면 뿐만 아니라 측면도 보강된 샌드위치 구조를 가지는 복합재료로 형성된 말단부를 가진다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 복합재료로 형성된 로봇암의 말단부는 탄소섬유강화 혹은 케플라섬유강화 복합재료와 같은 섬유강화 복합재료는 기존의 말단부에 사용된 알루미늄합금과 달리 높은 고분자를 기지(Matrix)로 하는 복합재료의 경우 가격이 저렴하면서 우수한 강성과 강도를 가지고 있고 재료의 밀도가 강철의 20%, 알루미늄합금의 60% 정도로 낮기 때문에 강철이나 알루미늄합금에 비하여 수배에서 수십 배 높은 비강성과 비강도를 가진다.
따라서 복합재료를 사용하여 말단부를 제작하면 강성을 유지하면서도 두께를 줄일 수 있기 때문에 로봇을 구동시키기 위한 모터의 용량을 줄일 수 있으며 LCD패널이 적재되어 있는 카세트의 작업공간을 최소화 할 수 있다.
또한, 강철이나 알루미늄합금에 비하여 높은 고유진동수와 우수한 감쇠특성을 가지기 때문에 진동 특성을 향상시킬 수 있다. 일반적으로 구조의 일차 고유진동수 ω는 다음과 같은 관계를 가진다.
여기서 E는 탄성계수, I는 단면 2차 모멘트, 그리고 ρ는 재료의 밀도이다. 같은 I값을 가지는 구조에서 재료가 알루미늄합금인 경우와 탄소섬유 강화 복합재료인 경우의 일차 고유진동수를 비교해 보면 대략적으로 복합재료로 만든 구조의 일차 고유진동수가 알루미늄합금으로 만든 구조의 일차 고유진동수보다 1.7배 정도 높다.
또한 알루미늄합금의 감쇠비는 대략 0.1% 이지만 복합재료의 감쇠비는 대략 1.0% ~ 3% 정도이므로 복합재료로 말단부를 제조할 경우 운반체의 이동시 발생하는 진동의 감쇠효과도 우수해 지게 된다.
알루미늄합금을 이용하여 말단부를 제작할 경우 대부분 기계가공에 의존하기 때문에 제조비가 고가이지만 복합재료의 경우 간단한 금형을 이용하여 말단부를 제작할 수 있기 때문에 가공비와 후 처리비 등 제조비가 저렴하다.
복합재료를 제조하기 위한 공정으로는 오토클레이브 진공백 성형, 압축성형, 펄트루전, 필라멘트 와인딩, RTM(Resin transfer molding) 등이 있으며 특히 오토클레이브 진공백 성형을 통하여 고 품질의 제품을 제작할 수 있다.
또한, 탄소섬유강화 혹은 케블라섬유강화 복합재료를 면재로 하고 허니콤을 심재로 하는 샌드위치 구조를 채택하면 무게를 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 굽힘 강성을 최대한 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 복합재료로 형성된 로봇암의 말단부에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (5)

  1. 중량이 큰 대형 반도체의 웨이퍼 또는 LCD의 밑면을 지지하여 카세트에 장입하거나, 카세트에 장입된 웨이퍼 또는 LCD의 밑면을 지지하여 인발하고 이송하는 로봇암의 말단부에 있어서,
    상기 말단부의 중심에 위치하며 압축강도에 대한 탄성을 높일 수 있도록 상하면을 관통하는 다수 개의 관통공이 형성되며 길고 평행하게 동일평면상에 위치하는 다수 개의 심재부와,
    상기 다수 개의 심재부의 둘레에 위치하며 상기 로봇암에 고정되는 섬유강화복합재료인 면재부와,
    상기 심재부가 외부로 노출되는 것을 방지토록 상기 면재부와 연결되어 고정되는 에지클로져를 포함하며,
    상기 심재부와 상기 면재부에 의해 상하좌우에서 가해지는 압력을 지지하는 것을 특징으로 하는 로봇암의 말단부.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 면재부의 둘레에는 섬유강화복합재료인 프리프레그가 위치되는 것을 특징으로 하는 로봇암의 말단부.
  3. 제 1 항에 있어서,
    평행으로 동일평면에 위치한 상기 다수 개의 심재부의 후단은 이음심재부에 의해 연결되고, 상기 이음심재부의 둘레에는 상기 이음면재부가 상기 면재부와 연결되어 위치되는 것을 특징으로 하는 로봇암의 말단부.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이음면재부는
    상기 프리프레그에 의해 감싸지는 것을 특징으로 하는 로봇암의 말단부.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 면재부의 후단은 고정판에 의해 연결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 로봇암의 말단부.
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