KR20070013913A - 웨이퍼 이송장치 - Google Patents

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KR20070013913A
KR20070013913A KR1020050068603A KR20050068603A KR20070013913A KR 20070013913 A KR20070013913 A KR 20070013913A KR 1020050068603 A KR1020050068603 A KR 1020050068603A KR 20050068603 A KR20050068603 A KR 20050068603A KR 20070013913 A KR20070013913 A KR 20070013913A
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설현수
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삼성전자주식회사
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Abstract

웨이퍼 이송장치를 제공한다. 상기 웨이퍼 이송장치는 상기 웨이퍼 이송장치는 복수개의 로봇암들 및 상기 로봇암들의 에러를 감지하여, 상기 로봇암들의 동작을 선택적으로 제어하는 에러감지유닛을 포함한다.

Description

웨이퍼 이송장치{WAFER TRANSFER}
도 1은 종래의 웨이퍼 이송장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선 Ⅰ-Ⅰ’를 따르는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 웨이퍼 이송장치의 작동을 보여주는 블럭도이다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 **
100 : 메인축
110 : 제 1로봇암
120 : 제 2로봇암
140 : 구동수단
200 : 동력원
240 : 레벨감지부
250 : 동력감지부
300 : 제어부
310 : 경보기
320 : 표시기
본 발명은 웨이퍼 이송장치에 관한 것으로써, 서로 연동되도록 링크결합된 복수개의 로봇암을 구비한 웨이퍼 이송장치에서 어느 하나의 로봇암이 정지되면, 다른 로봇암만으로 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자 제조설비는 소정의 공정을 수행하는 공정챔버와, 상기 공정챔버로 소정의 공정이 진행될 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하는 웨이퍼 이송장치를 구비한다.
도 1은 종래의 웨이퍼 이송장치를 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조로 하면, 종래의 웨이퍼 이송장치는 설비의 본체(90)에 회전가능하도록 설치되고, 수직으로 승하강되는 메인축(100)과, 상기 메인축(100)의 상부에 서로 마주 보도록 배치되는 복수개의 로봇암(110, 120)과, 상기 로봇암(110, 120)에 장착되어 공정이 진행될 웨이퍼(미도시)가 안착되는 웨이퍼 안착부(130)를 구비한다.
여기서, 상기 복수개의 로봇암(110, 120)은 각각 상기 메인축(100)에 일단부가 회전되도록 장착된 하부로봇암(112, 122)과, 상기 하부로봇암(112, 122)의 타단부에 링크결합된 상부로봇암(111, 121)을 구비한다. 그리고, 상기 상부로봇암들(111, 121)의 타단부는 서로 링크결합되는 링크결합부(150)를 갖는다. 그리고, 상기 링크결합부(150)에는 상기 웨이퍼 안착부(130)가 장착된다.
또한, 상기 메인축(100)은 좌우로 회전하도록 모터와 같은 동력수단(미도시) 과 연결되고, 수직으로 승하강되도록 공압실린더(미도시)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 메인축(100)의 하부에는 상기 하부로봇암들(112, 122)을 회전시키기위해 상기 하부로봇암들(112, 122)의 회전축(110a, 120a)에 연결된 모터와 같은 동력수단(미도시)이 각각 설치된다.
상기의 구성을 통한 종래의 웨이퍼 이송장치의 동작을 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 상기 메인축(100)은 상기 동력수단으로 동력을 제공받아 좌우로 회전되고, 상기 공압실린더로부터 동력을 제공받아 수직으로 승하강되어 소정 위치에서 정지된다.
상기 하부로봇암들(112, 122)은 상기 동력수단으로부터 동력을 제공받으면, 화살표 A방향으로 회전된다. 이와 아울러, 상기 상부로봇암들(111, 121)은 상기 하부로봇암들(112, 122)이 회전됨에 따라 화살표 B방향으로 회전된다. 이어, 상기 하부로봇암들(112, 122)의 일단부에 마련된 상기 웨이퍼 안착부(130)는 화살표 C방향을 따라 웨이퍼(미도시)를 공정이 수행될 소정 위치로 이송할 수 있다.
그러나, 상기 하부로봇암들(112, 122) 중 어느 하나라도 레벨이 비정상적으로 된 상태에서 구동되면, 로봇암들(110, 120)이 파손되는 문제점이 있고, 상기 동력수단들 중에 어느 하나라도 상기 하부로봇암들(112, 122) 중 어느 하나로 비정상적인 동력이 공급되면, 상기 하부로봇암들(112, 122)은 서로 다른 동력을 제공받아 구동하게 됨으로써, 무리한 힘이 가해지어 상기 로봇암들(110, 120)이 파손되는 문제점이 있다.
그 결과, 공정 수행 중에 설비 에러가 발생함에 따라 설비의 공수비용이 증 가되고, 제품 생산성을 하락시키는 문제를 가져오게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 독립적으로 동력을 제공받아 서로 링크되어 연동되는 로봇암들에 있어서, 상기 로봇암들의 레벨 및 제공되는 동력을 실시간으로 감지하여, 어느 하나라도 정상적이 못할 경우에 이에 해당하는 로봇암을 정지시켜, 진행중인 공정이 끝날 때 까지 다른 로봇암을 통해 소정 시간동안 동작되도록 하는 웨이퍼 이송장치를 제공함에 있다.
본 발명은 웨이퍼 이송장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르는 일 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼 이송장치는 복수개의 로봇암들 및 상기 로봇암들의 에러를 감지하여, 상기 로봇암들의 동작을 선택적으로 제어하는 에러감지유닛을 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 에러감지유닛은 상기 로봇암들의 레벨값을 감지하는 레벨감지부와, 상기 로봇암들로 제공되는 동력값을 감지하는 동력감지부와, 상기 레벨감지부와 상기 동력감지부로부터 전기적 신호를 전송받되, 상기 로봇암들의 레벨값 중 어느 하나가 기설정된 기준레벨값 범위에서 벗어나거나, 상기 로봇암들로 제공되는 상기 동력값들 중 어느 하나가 기준동력값 범위에서 벗어나면, 이에 해당하는 상기 로봇암의 동작을 정지시키는 제어부를 구비할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 로봇암들의 레벨값 중 어느 하나가 기설정된 기준레벨값 범위에서 벗어나거나, 상기 로봇암들로 제공되는 상기 동력값들 중 어느 하나가 기준동력값 범위에서 벗어나는 경우에 경보를 발생시키는 경보기를 더 구비할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 레벨감지부에서 감지되는 상기 로봇암들의 레벨값과, 상기 동력감지부에서 감지되는 상기 로봇암들로 제공되는 동력값과, 상기 기준레벨값 범위와, 상기 기준동력값 범위를 표시하는 표시기를 구비할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 반도체 소자 제조용 웨이퍼 이송장치의 구성을 설명하도록 한다.
도 2는 도 1에 도시된 선 Ⅰ-Ⅰ’를 따르는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 웨이퍼 이송장치의 작동을 보여주는 블럭도이다.
도 1 내지 도 3을 참조로 하면, 상기 웨이퍼 이송장치는 메인축(100)과, 상기 메인축 (100) 상에 일단부가 회전되도록 회전축(110a, 120a)을 갖고, 서로 마주보도록 상기 메인축(100) 상에 배치된 복수개의 로봇암들(110, 120)과, 상기 로봇암들(110, 120)의 에러상태를 실시간 감지하여, 상기 로봇암들(110, 120)의 동작을 선택적으로 수행하는 에러감지유닛을 구비할 수 있다.
여기서, 상기 로봇암들(110, 120)은 각각 회전축(110a, 120a)을 갖는 제 1로봇암(110)과, 제 2로봇암(120)으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 제 1,2로봇암(110, 120)은 상기 일단부에 회전축(110a, 120a)이 마련된 하부로봇암(112, 122) 과, 상기 하부로봇암(112, 122)의 타단에 회전되도록 링크결합된 상부로봇암(111, 121)으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 상부로봇암들(111, 121)에는 각각 웨이퍼(미도시)가 안착되는 안착부(131)를 구비한 웨이퍼 안착부(130)가 장착된다. 상기 웨이퍼 안착부(130)는 웨이퍼(미도시)의 저면에 진공을 형성하여 상기 웨이퍼를 흡착하는 엔드이펙터일 수 있다.
그리고, 상기 로봇암들(110, 120)은 동력원(200)으로부터 동력을 제공받아 독립적으로 동작될 수 있도록 모터와 같은 구동수단(140)을 각각 구비할 수 있다.
여기서, 상기 구동수단(140)은 상기 제 1로봇암(110)의 회전축(110a)에 연결된 제 1구동수단(141)과, 상기 제 2로봇암(120)의 회전축(120a)에 연결된 제 2구동수단(142)으로 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 제 1,2구동수단(141, 142)은 모터몸체(M)일 수 있으며, 상기 모터몸체(M)는 상기 회전축(110a, 120a)과 연결된다. 상기 회전축(110a, 120a)은 상기 모터몸체(M)로 동력이 제공되지 않으면 정지될 수 있다.
도 1 및 도3을 참조하면, 상기 에러감지유닛은 상기 복수개의 로봇암들(110, 120)의 레벨을 감지하는 레벨감지부(240)와, 상기 로봇암들(110, 120)로 제공되는 동력값을 감지하는 동력감지부(250)와, 상기 레벨감지부(240)와 상기 동력감지부(250)로부터 전기적 신호를 전송받아, 상기 로봇암들(110, 120)의 동작을 선택적으로 제어하는 제어부(300)로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제어부(300)는 상기 레벨감지부(240)로부터 감지되는 상기 로 봇암들(110, 120)의 레벨값들 중 어느 하나라도 기설정된 기준레벨값 범위에서 벗어나거나, 상기 동력감지부(250)로부터 감지되는 제 1,2구동수단(141, 142)으로 제공되는 동력값들 중 어느 하나라도 기설정된 기준동력값 범위에서 벗어나면, 이에 해당하는 상기 로봇암들(110, 120) 중 어느 하나를 정지시킬 수 있다.
상기 레벨감지부(240)는 상기 제 1로봇암(110)의 레벨을 감지하는 제 1레벨센서(241)와, 상기 제 2로봇암(120)의 레벨을 감지하는 제 2레벨센서(242)로 구성될 수 있다.
상기 제 1,2레벨센서(241, 242)는 상기 제 1,2로봇암(110, 120)으로 광을 발산하는 발광부(미도시)와, 상기 제 1,2로봇암(110, 120)에서 반사된 광을 수광하는 수광부(미도시)를 구비하는 광센서일 수 있다.
상기 동력감지부(250)는 상기 동력원(200)으로부터 상기 제 1구동수단(141)으로 제공되는 동력값을 감지하는 제 1동력감지센서(251)와, 상기 동력원(200)으로부터 상기 제 2구동수단(142)으로 제공되는 동력값을 감지하는 제 2동력감지센서(252)로 구성될 수 있다.
상기 제어부(300)는 상기 동력원(200)으로 전기적 신호를 전송할 수 있다. 상기 동력원(200)은 상기 제 1,2구동수단(141, 142)으로 전기적 신호를 전송할 수 있다. 상기 제 1,2구동수단(141, 142)은 전송 받는 전기적 신호에 따라 상기 로봇암들(110, 120)을 동작 및 정지시킬 수 있다.
그리고, 상기 제어부(300)는 상기 감지된 레벨값들 중 어느 하나가 상기 기준레벨값 범위에서 벗어나거나, 상기 감지되는 상기 제 1,2구동수단(141, 142)으로 제공되는 동력값 중, 제 1,2구동수단(141, 142) 중에 어느 하나가 기설정된 기준동력값 범위에서 벗어나면 경보를 발생시키는 경보기(310)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는 상기 레벨감지부(240)에서 감지되는 상기 로봇암들(110, 120)의 레벨값과, 상기 동력감지부(250)에서 감지되는 상기 로봇암들(110, 120)로 제공되는 동력값과, 상기 기준레벨값 범위와, 상기 기준동력값 범위를 표시하는 표시기(320)를 구비할 수 있다.
상기와 같은 구성을 통한 본 발명에 따르는 웨이퍼 이송장치의 동작 및 효과를 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 동력원(200)은 상기 제 1,2구동수단(141, 142)으로 동력을 제공할 수 있다. 동력을 제공받은 상기 제 1,2구동수단(141, 142)은 다음과 같이 동작할 수 있다.
동력을 제공받은 상기 제 1구동수단(141)은 회전축(110a)을 회전시킬 수 있다. 상기 회전축(110a)에 연결된 상기 제 1로봇암(110)의 하부로봇암(112)은 화살표 A방향으로 회전할 수 있다. 상기 하부로봇암(112)에 회전되도록 연결된 상기 상부로봇암(111)은 화살표 B방향으로 회전할 수 있다.
이와 아울러 동일한 동력을 제공받은 제 2구동수단(142)은 상기 제 1구동수단(141)과 동일하게 동작할 수 있다.
따라서, 상기 제 1,2로봇암들(110, 120)의 상부로봇암(111, 121)에 마련된 웨이퍼 안착부(130)는 화살표 C방향으로 각각 전진하여, 상기 웨이퍼 안착부(130) 상에 안착될 수 있는 웨이퍼(미도시)를 소정 위치로 이송할 수 있다.
따라서, 상기 동력원(200)으로부터 동력을 제공받은 상기 제 1,2구동수단(141, 142)은 상기 제 1,2로봇암들(110, 120)을 동작시킬 수 있다.
이때, 상기 레벨감지부(240)는 상기 로봇암들(110, 120)의 레벨을 감지하고, 상기 동력감지부(250)는 상기 제 1,2구동수단(141, 142)으로 제공되는 동력값을 감지할 수 있다.
이어, 상기 레벨감지부(240)의 제 1,2레벨센서(241, 242)가 감지한 레벨값과, 상기 제 1,2동력감지센서(251, 252)가 감지한 동력값을 상기 제어부(300)로 전기적 신호 형태로 전송할 수 있다.
상기 제 1,2레벨센서(241, 242)의 발광부(미도시)는 상기 제 1,2로봇암(110, 120)의 저면부로 광을 발산하고, 상기 수광부(미도시)는 상기 제 1,2로봇암(110, 120)의 저면부에서 반사된 광을 수광하여, 광이 발산되어 수광되기까지의 거리를 산출함으로써, 상기 제 1,2로봇암(110, 120)의 레벨을 감지할 수 있다.
다음, 상기 제어부(300)는 상기 감지된 레벨값이 기설정된 기준레벨값 범위에 표함되는지 여부와, 상기 감지된 동력값이 기설정된 동력설정치의 범위에 포함되는지의 여부를 비교 판단할 수 있다.
즉, 상기 제어부(300)는 상기 제 1,2로봇암들(110, 120)의 레벨값이 기설정된 기준레벨값 범위에서 벗어나거나, 상기 제 1,2구동수단(141, 142)으로 제공되는 동력값 중 어느 하나가 상기 기준동력값 범위에서 벗어나면, 상기 기준레벨값을 벗 어난 로봇암을 정지시키기 위해 이에 해당하는 제 1,2구동수단(141, 142) 중 어느 하나를 정지시킬 수 있다. 또한, 상기 기준동력값 범위를 벗어난 제 1,2구동수단(141, 142) 중 어느 하나를 즉시 정지시킬 수 있다.
즉, 상기 제어부(300)는 상기 동력원(200)으로 전기적인 신호를 전송하여 상기와 같은 경우에 상기 제 1,2구동수단(141, 142) 중 어느 하나로의 동력 제공을 즉시 중지하게 할 수 있다.
한편, 상기 제어부(300)는 상기 제 1,2로봇암들(110, 120)의 레벨값 중 어느 하나가 상기 기준레벨값 범위에 포함되거나, 상기 제 1,2구동수단(141, 142)으로 제공되는 동력값 중 어느 하나가 상기 기준동력값 범위에 포함되면, 이에 해당하는 상기 제 1,2구동수단(141, 142) 중 어느 하나는 그대로 동작시킬 수 있다.
예컨대, 상기 제 1구동수단(141)은 정지하고, 상기 제 2구동수단(142)이 그대로 동작하는 경우에 대해 설명하도록 한다.
상기 제 1,2로봇암들이 동작하는 경우에, 상기 레벨감지부(240)와 상기 동력감지부(250)는 동작할 수 있다.
상기 레벨감지부(240)의 제 1,2레벨센서(241, 242)는 상기 제 1,2로봇암들(110, 120)의 레벨을 실시간 감지할 수 있다.
이때, 상기 제 1,2레벨센서(241, 242)는 감지된 제 1,2로봇암들(110, 120)의 레벨값을 상기 제어부(300)로 전송할 수 있다.
한편, 상기 제 1,2동력감지센서(251, 251)는 상기 동력원(200)으로부터 상기 제 1,2구동수단(141, 142)으로 제공되는 동력값을 실시간 감지하여 상기 제어부 (300)로 전송할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(300)는 상기 제 1,2레벨센서(241, 242)로부터 전송된 레벨값과, 기설정된 기준레벨값 범위를 서로 비교함과 아울러, 상기 전송받은 상기 제 1,2동력감지센서(251, 252)로부터 전송된 상기 제 1,2구동수단(141, 142)으로 제공되는 동력값을 기설정된 기준동력값 범위와 서로 비교할 수 있다.
이어, 상기 제어부(300)는 제 1레벨센서(241)로부터 전송된 제 1로봇암(110)의 레벨값이 상기 기준레벨값의 범위에서 벗어나면, 상기 동력원(200)으로 전기적 신호를 전송하여, 상기 제 1구동수단(141)으로의 동력을 차단하게 할 수 있다.
또한, 상기 제 1동력감지센서(251)로부터 전송된 상기 제 1구동수단(141)으로 제공되는 동력값이 상기 기준동력값 범위에서 벗어나면, 상기 동력원(200)으로 전기적 신호를 전송하여 상기 제 1구동수단(141)으로의 동력제공을 차단할 수 있다.
따라서, 상기 제 1로봇암(110)은 상기 제 1구동수단(141)이 정지하게 됨으로써, 동작이 즉시 정지될 수 있다.
이와 반면에, 상기 제 2로봇암(120)은 상기 제 2구동수단(142)으로 제공되는 동력을 통해 상기 제 2구동수단(142)에 연결된 회전축(120a)을 회전시키고, 상기 회전축(120a)은 상기 하부로봇암(122) 및 상기 상부로봇암(121)을 회전시킬 수 있다.
그러므로, 상기 제 1,2로봇암(110, 120) 중 어느 하나에 이상이 발생한 경우, 상기 제 1,2로봇암(110, 120) 중 어느 하나로 동력을 제공함으로써, 하나의 로 봇암의 동작을 통해 웨이퍼를 소정 위치로 이송할 수 있도록 한다.
다음, 상기 제어부(300)는 경보기(310)로 전기적 신호를 전송하여 상기 제 1,2로봇암들(110, 120) 중 상기 제 1로봇암(110)의 상기 제 1구동수단(141)이 정지되었음을 알리는 경보를 발생시켜 작업자에게 알릴 수 있다.
이와 아울러, 상기 제어부(300)는 상기 표시기(320)로 전기적 신호를 전송하여, 상기 제 1,2레벨센서(241, 242)에서 감지되는 상기 제 1,2로봇암(110, 120)의 레벨값과, 상기 기준레벨값 범위, 상기 제 1,2동력감지센서(251, 252)에서 감지되는 상기 제 1,2구동수단(141, 142)으로 제공되는 동력상태를 가시적으로 확인할 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 상기와 같이 상기 경보기(310)를 통한 경보와 상기 표시기(320)를 통한 가시적 확인을 통해, 작업자는 제 1,2구동수단(141, 142) 중 어느 구동수단에 문제가 발생하였는가를 알 수 있고, 이에 따라 에러가 발생하는 등의 문제가 발생한 상기 제 1구동수단(141) 및 제 1로봇암(110)에 대한 점검작업을 수행할 수 있다.
이와 아울러, 상기 점검작업을 수행하기 전까지 상기 제 2구동수단(142)을 통해 상기 제 2로봇암(110, 120)을 동작하게 함으로써 공정진행 도중에 갑자기 정지하지 않고 소정 시간동안 공정이 중지되지 않고 진행되도록 할 수 있다. 이에 따라 공정이 갑자기 정지함으로 인한 제품 불량 및 설비가 파손되는 것을 용이하게 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 2개의 로봇암을 구비한 웨이퍼 이송장치에 있어서, 상기 2개의 로봇암 중 어느 하나에 동력이 정상적으로 제공되지 않는 같은 문제가 발생하면, 상기 문제가 발생한 로봇암을 정지시키고, 나머지 로봇암의 동작만으로 소정 시간동안 동작시킴으로써, 공정수행 도중에 설비가 갑자기 정지하는 것을 방지하여, 설비의 파손을 방지하고, 공수비용을 절감시키며, 제품에 대한 불량률을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 문제가 발생하는 로봇암을 실시간으로 확인하여, 이에 해당하는 로봇암에 대한 정비작업을 실시하도록 하여 설비에러를 최소화하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 복수개의 로봇암들; 및
    상기 로봇암들의 에러를 감지하여, 상기 로봇암들의 동작을 선택적으로 제어하는 에러감지유닛을 포함하는 웨이퍼 이송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에러감지유닛은 상기 로봇암들의 레벨값을 감지하는 레벨감지부와, 상기 로봇암들로 제공되는 동력값을 감지하는 동력감지부와, 상기 레벨감지부와 상기 동력감지부로부터 전기적 신호를 전송받되, 상기 로봇암들의 레벨값 중 어느 하나가 기설정된 기준레벨값 범위에서 벗어나거나, 상기 로봇암들로 제공되는 상기 동력값들 중 어느 하나가 기준동력값 범위에서 벗어나면, 이에 해당하는 상기 로봇암의 동작을 정지시키는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 로봇암들의 레벨값 중 어느 하나가 기설정된 기준레벨값 범위에서 벗어나거나, 상기 로봇암들로 제공되는 상기 동력값들 중 어느 하나가 기준동력값 범위에서 벗어나는 경우에 경보를 발생시키는 경보기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 레벨감지부에서 감지되는 상기 로봇암들의 레벨값과, 상기 동력감지부에서 감지되는 상기 로봇암들로 제공되는 동력값과, 상기 기준레벨값 범위와, 상기 기준동력값 범위를 표시하는 표시기를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160122308A (ko) * 2015-04-13 2016-10-24 현대중공업 주식회사 로봇의 축 제어 방법
CN115056266A (zh) * 2022-08-19 2022-09-16 南通云尖智能科技有限公司 基于plc的机械加工用机械臂智能故障检测方法

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