KR20220005811A - 물품 이송 설비 및 물품 이송 방법 - Google Patents

물품 이송 설비 및 물품 이송 방법 Download PDF

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KR20220005811A
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윤기섭
안세웅
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 물품 이송 차량이 제1 전원 장치와 제2 전원 장치를 포함한다. 제1 전원 장치는 주행 레일에 설치된 급전 라인으로부터 전력을 제공 받아 물품 이송 차량에 공급하고, 제2 전원 장치는 복수의 배터리에 축적된 전력을 물품 이송 차량에 공급한다. 제2 전원 장치에 의하면, 본 발명은, 급전 라인으로부터 전력 공급이 차단될지라도 비교적 높은 전력을 물품 이송 차량에 제공하여 물품 이송 차량을 정상적으로 운영할 수 있고, 소형으로 제공되는 물품 이송 차량 내에 배터리 탑재 공간을 상대적으로 용이하게 확보할 수 있다.

Description

물품 이송 설비 및 물품 이송 방법 {ARTICLE TRANSPORT FACILITY AND ARTICLE TRANSPORT METHOD}
본 발명의 실시예는 물품을 임의의 위치로부터 목적하는 위치로 이송하기 위한 설비 및 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 효율 향상을 위하여, 반도체 제조 설비들에 의하여 수행되는 각종 공정(예: 노광, 증착, 식각, 이온 주입, 세정 등)을 개선하기 위한 기술뿐만 아니라, 물품(예: 웨이퍼(wafer)를 수납하는 컨테이너(container) 등)을 반도체 제조 설비들 간에 보다 효과적으로 이송하기 위한 설비가 도입되어 사용되고 있다. 일례로, 반도체 제조 공장의 천장 측에 제공된 이송 경로를 따라 이동하면서 물품을 이송하도록 구성된 오버헤드 호이스트 트랜스포트(overhead hoist transport, OHT)를 포함하는 물품 이송 설비가 많이 사용되고 있다.
오버헤드 호이스트 트랜스포트(이하, OHT라고도 칭하기로 한다.)를 포함하는 물품 이송 설비는, 이송 경로를 제공하는 주행 레일(travel rail), 주행 레일을 따라 주행하는 비히클(vehicle), 그리고 비히클의 하부에 제공된 호이스트 장치를 포함한다. 호이스트 장치는 이송할 물품을 지지한다. 이러한 물품 이송 설비는, 비히클과 호이스트 장치가 물품 이송 차량을 구성하고, 물품 이송 차량이 급전 유닛 및 수전 유닛을 통하여 전원 공급 장치(electric power supply)로부터 구동 전력을 제공 받아 작동하도록 구성된다. 급전 유닛은 급전 라인(electricity supply line)을 포함하고, 급전 라인은 이송 경로를 따라 제공된다. 물품 이송 차량은 수전 유닛을 포함하여 이송 경로를 따라 이동하면서 전력을 제공 받을 수 있다.
이송 경로는 급전 라인이 설치되어 있지 않아 구동 전력 공급이 불가한 무급전 구간(예를 들어, 곡선형으로 된 곡선 구간, 경로의 분기 또는 합류를 위한 접속 구간)을 포함할 수 있다. 물품 이송 설비를 운영하다 보면, 구동 전력 공급이 과부하, 정전 등 각종 요인으로 인하여 비정상적으로 차단될 수 있다. 무급전 구간에서는 물품 이송 차량의 작동이 자칫 정지될 수 있고, 구동 전력 공급이 비정상적으로 차단된 비상 상황에서는 주행 중인 물품 이송 차량이 이송 경로 상의 다른 물품 이송 차량과 충돌하거나 이송 경로를 이탈하는 문제, 물품 이송 차량이 이송 중인 물품의 추락 문제 등이 야기될 수 있다. 따라서, 이에 대한 대책 마련이 시급히 요구되는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0063951호(2019.06.10.) 대한민국 등록특허공보 제10-2010772호(2019.10.21.) 대한민국 등록특허공보 제10-2069587호(2020.01.23.)
발명의 실시예는 구동 전력 공급이 차단되더라도 물품 이송 차량을 정상적으로 운영할 수 있는 물품 이송 설비 및 물품 이송 방법을 제공하고자 한다.
해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 주행 레일을 따라 주행하면서 물품을 이송하는 차량 본체와; 상기 주행 레일에 설치된 급전 라인으로부터 전력을 제공 받아 상기 차량 본체에 공급하는 제1 전원 장치와; 상기 차량 본체의 복수 위치에 각각 제공된 배터리(battery)들을 포함하며, 상기 배터리들에 축적된 전력을 상기 차량 본체에 공급하는 제2 전원 장치를 포함하는, 물품 이송 차량이 제공될 수 있다.
상기 제2 전원 장치는 상기 배터리들이 상기 제1 전원 장치로부터 전력을 제공 받아 축적하도록 구성될 수 있다.
상기 차량 본체는, 상기 주행 레일을 따라 주행하는 비히클과; 상기 비히클의 하부에서 상기 물품을 지지하는 호이스트 장치를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 배터리들은 상기 호이스트 장치에 제공될 수 있다.
상기 호이스트 장치는, 상기 물품이 수용되는 수용 공간을 제공하는 호이스트 하우징과; 상기 물품을 그립하거나 언그립하는 핸드 유닛과; 상기 핸드 유닛을 상기 물품이 상기 수용 공간에 수용되는 제1 위치 및 상기 제1 위치에서 벗어난 제2 위치 간에 이동시키는 핸드 이동 유닛을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2 전원 장치는 상기 배터리들로서 상기 호이스트 하우징에 탑재된 제1 배터리 및 상기 핸드 유닛에 탑재된 제2 배터리를 포함할 수 있다.
상기 제2 전원 장치는 전원 제어 유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 전원 제어 유닛은, 상기 비히클의 주행 시에 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 비히클에 공급되도록 전력 공급을 제어하고, 상기 핸드 이동 유닛의 작동 시에 상기 제1 배터리에 축적된 전력이 상기 핸드 이동 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어하며, 상기 핸드 유닛의 작동 시에 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 핸드 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어할 수 있다.
상기 전원 제어 유닛은, 상기 제1 전원 장치로부터 상기 차량 본체로 전력 공급이 차단되고, 상기 제1 배터리가 방전 상태이면, 상기 핸드 이동 유닛의 작동 시 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 제1 배터리에 제공되도록 전력 공급을 제어할 수 있다.
상기 전원 제어 유닛은, 상기 제1 전원 장치로부터 상기 차량 본체로 전력 공급이 차단되고, 상기 제1 배터리가 고장 상태이면, 상기 핸드 이동 유닛의 작동 시 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 핸드 이동 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어할 수 있다.
상기 전원 제어 유닛은, 상기 제1 전원 장치로부터 상기 차량 본체로 전력 공급이 차단되고, 상기 제2 배터리가 방전 상태이면, 상기 핸드 유닛의 작동 시 상기 제1 배터리에 축적된 전력이 상기 제2 배터리에 제공되도록 전력 공급을 제어할 수 있다.
상기 전원 제어 유닛은, 상기 제1 전원 장치로부터 상기 차량 본체로 전력 공급이 차단되고, 상기 제2 배터리가 고장 상태이면, 상기 핸드 유닛의 작동 시 상기 제1 배터리에 축적된 전력이 상기 핸드 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 주행 레일을 따라 주행하면서 물품을 이송하는 차량 본체와; 상기 주행 레일에 설치된 급전 라인으로부터 전력을 제공 받아 상기 차량 본체에 공급하는 제1 전원 장치와; 상기 차량 본체의 복수 위치에 각각 제공된 배터리(battery)들을 포함하며, 상기 배터리들에 축적된 전력을 상기 차량 본체에 공급하는 제2 전원 장치를 포함하고, 상기 차량 본체는, 상기 주행 레일을 따라 주행하는 비히클과; 핸드 유닛 및 상기 핸드 유닛을 이동시키는 핸드 이동 유닛을 포함하고, 상기 비히클의 하부에서 상기 물품을 상기 핸드 유닛에 의하여 지지하는 호이스트 장치를 포함하며, 상기 제2 전원 장치는, 상기 배터리들로서 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하고, 상기 비히클의 주행 시에 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 비히클에 공급되도록 전력 공급을 제어하고, 상기 핸드 유닛 또는 상기 핸드 이동 유닛의 작동 시에 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 중에서 선택된 어느 하나에 축적된 전력이 상기 핸드 유닛 또는 상기 핸드 이동 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어하는, 물품 이송 차량이 제공될 수 있다. 이때, 상기 제2 전원 장치는, 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 중에서 어느 하나의 배터리가 방전 상태이면 다른 하나의 배터리에 축적된 전력의 일부를 방전 상태 배터리에 배분할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 천장 측에 물품을 이송하기 위한 이송 경로를 제공하는 주행 레일과; 상기 주행 레일에 설치된 급전 라인과; 상기 주행 레일을 따라 주행하는 비히클 및 상기 비히클의 하부에서 상기 물품을 지지하는 호이스트 장치를 포함하는 적어도 하나 이상의 물품 이송 차량과; 상기 물품 이송 차량에서 상기 급전 라인으로부터 전력을 제공 받아 상기 비히클과 상기 호이스트 장치에 공급하는 제1 전원 장치와; 상기 물품 이송 차량의 복수 위치에 각각 제공된 배터리들을 포함하며, 상기 배터리들에 축적된 전력을 상기 비히클과 상기 호이스트 장치에 공급하는 제2 전원 장치를 포함하는, 물품 이송 설비가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 물품 이송 설비에서, 상기 호이스트 장치는, 상기 물품을 그립하거나 언그립하는 핸드 유닛과; 상기 핸드 유닛을 이동시키는 핸드 이동 유닛을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2 전원 장치는, 상기 배터리들로서 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하며, 상기 비히클의 주행 시에 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 비히클에 공급되도록 전력 공급을 제어하고, 상기 핸드 유닛 또는 상기 핸드 이동 유닛의 작동 시에 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 중에서 선택된 어느 하나에 축적된 전력이 상기 핸드 유닛 또는 상기 핸드 이동 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어하며, 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 중에서 어느 하나의 배터리가 방전 상태이면 다른 하나의 배터리에 축적된 전력의 일부를 방전 상태 배터리에 배분할 수 있다.
한편, 상기 핸드 이동 유닛으로는 상기 핸드 유닛을 상하 방향으로 이동시키는 상하 구동 유닛을 포함할 수 있다. 상기 상하 구동 유닛은 드럼에 대하여 와인딩되거나 언와인딩되는 벨트를 이용하여 상기 핸드 유닛을 상하 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 상기 호이스트 하우징에 탑재된 상기 제1 배터리 및 상기 핸드 유닛에 탑재된 상기 제2 배터리는 상기 벨트를 통하여 서로 전기적으로 연결되어 전력을 상호 제공 받을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 전원 장치와 제2 전원 장치로부터 전력을 제공 받아 작동하는 물품 이송 차량이 주행 레일을 따라 주행하면서 물품을 이송하는 과정에서, - 여기에서, 상기 제1 전원 장치는 상기 주행 레일에 설치된 급전 라인으로부터 전력을 제공 받아 상기 물품 이송 차량에 공급하고, 상기 제2 전원 장치는 제1 배터리 및 제2 배터리에 축적된 전력을 상기 물품 이송 차량에 공급함 - 상기 물품 이송 차량에서 상기 주행 레일을 따라 주행하는 비히클의 작동 시에는 상기 제1 전원 장치, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리로부터 전력을 제공 받고, 상기 물품 이송 차량의 호이스트 장치에서 상기 물품의 그립, 언그립을 위한 핸드 유닛을 이동시키는 핸드 이동 유닛의 작동 시에는 상기 제1 전원 장치와 상기 제1 배터리로부터 전력을 제공 받으며, 상기 핸드 유닛의 작동 시에는 상기 제1 전원 장치와 상기 제2 배터리로부터 전력을 제공 받고, 상기 제1 전원 장치로부터 전력 공급이 차단된 상태에서, 상기 핸드 이동 유닛의 작동 시에 상기 제1 배터리가 고장 상태 또는 방전 상태이면 상기 제2 배터리로부터 전력을 제공 받고, 상기 핸드 유닛의 작동 시에 상기 제2 배터리가 고장 상태 또는 방전 상태이면 상기 제1 배터리로부터 전력을 제공 받는, 물품 이송 방법이 제공될 수 있다.
과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 물품 이송 차량이 제1 전원 장치와 제2 전원 장치를 포함한다. 그리고, 제1 전원 장치가 주행 레일에 설치된 급전 라인으로부터 전력을 제공 받아 물품 이송 차량에 공급하고, 제2 전원 장치가 복수의 배터리에 축적된 전력을 물품 이송 차량에 공급한다. 따라서, 급전 라인으로부터 전력 공급이 차단될지라도 전력을 물품 이송 차량에 제공하여 물품 이송 차량을 정상적으로 운영할 수 있다. 즉, 이송 경로가 무급전 구간을 포함할지라도, 물품 이송 차량을 정상적으로 작동시킬 수 있고, 제1 전원 장치에 의한 전력 공급이 비정상적으로 차단된 상황이 발생하더라도, 물품 이송 차량을 작동시켜 비상 조치(예를 들어, 최소 운영)를 취할 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제2 전원 장치가 분산된 복수의 배터리를 포함하기 때문에, 비교적 높은 전력(파워)을 물품 이송 차량에 제공할 수 있고, 배터리 탑재 공간을 물품 이송 차량에 상대적으로 용이하게 확보할 수 있다.
발명의 효과는 이에 한정되지 않고, 언급되지 않은 기타 효과는 통상의 기술자라면 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물품 이송 설비의 전체 구성을 나타내는 개념도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 오버헤드 호이스트 트랜스포트의 구성을 나타내는 정면도 및 좌측면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 오버헤드 호이스트 트랜스포트의 작동을 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 2 및 도 3에 도시된 제1, 2전원 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7 내지 도 11은 도 2 및 도 3에 도시된 제1, 2전원 장치의 작동을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있고 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하는 데 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적 설명을 생략하고, 유사 기능 및 작용을 하는 부분은 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용하기로 한다.
명세서에서 사용되는 용어들 중 적어도 일부는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이기에 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어에 대해서는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석되어야 한다. 또한, 명세서에서, 어떤 구성 요소를 포함한다고 하는 때, 이것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 그리고, 어떤 부분이 다른 부분과 연결(또는, 결합)된다고 하는 때, 이것은, 직접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우뿐만 아니라, 다른 부분을 사이에 두고 간접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우도 포함한다.
한편, 도면에서 구성 요소의 크기나 형상, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
본 발명은 반도체 또는 평판 디스플레이(flat panel display, FPD)를 제조하기 위한 공장에서 물품을 임의의 위치에서 목적하는 위치로 이송하는 데 주로 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 물품을 반도체(또는, 평판 디스플레이) 제조 설비들 간에 이송할 수 있다. 이때, 물품은 기판(웨이퍼 등)을 포함할 수 있다. 일례로, 물품은 기판들이 수납되는 컨테이너일 수 있다. 나아가, 컨테이너는 수납된 기판들을 외부로부터 보호할 수 있는 밀폐형 컨테이너일 수 있다. 그리고, 밀폐형 컨테이너는 전면 개방 통합 포드(front opening unified pod, FOUP)일 수 있다.
본 발명은 다양한 기술 분야에서 물품을 이송하는 데 사용될 수 있는 것이지만, 본 발명의 실시예는 반도체 제조 공장에서 물품으로서 내부 공간에 웨이퍼들이 수납되는 전면 개방 통합 포드(이하, FOUP이라고도 칭하기로 한다.)를 반도체 제조 설비들 간에 이송하는 경우를 중심으로 살펴보기로 한다.
반도체 제조 공장은 적어도 하나 이상의 클린 룸(clean room)으로 구성될 수 있고, 반도체 제조 공정을 수행하는 반도체 제조 설비들은 클린 룸에 설치될 수 있다. 반도체는 웨이퍼에 반도체 제조 공정을 반복적으로 수행함으로써 완성될 수 있다. 특정 반도체 제조 설비에서 공정 수행이 완료된 웨이퍼는 다음 공정을 위한 반도체 제조 설비로 이송될 수 있다. 이때, 웨이퍼의 이송은 FOUP에 수납된 상태에서 OHT를 포함하는 물품 이송 설비에 의하여 이송될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 물품 이송 설비의 전체 구성 등이 도 1에 개념적으로 도시되어 있다. 도 1에서, 도면 부호 1은 반도체 제조 공장에 설치된 복수의 반도체 제조 설비를 나타내고, 도면 부호 10은 물품인 FOUP을 반도체 제조 설비(1)들 간에 이송하기 위한 이송 경로(11)를 제공하는 주행 레일을 나타낸다. 또, 도면 부호 20은 이송 경로(11)를 따라 각각 이동하면서 물품을 이송하는 복수의 물품 이송 차량을 나타내고, 도면 부호 30은 물품에 대한 임시 보관 공간을 제공하는 단수 또는 복수의 버퍼(buffer)를 나타낸다. 주행 레일(10)은 반도체 제조 공장의 천장 측에 배치된다. 물품 이송 차량(20)들은 물품을 반도체 제조 설비(1)들 중 특정 설비에서 다른 설비로 곧바로 이송할 수도 있고 버퍼(30)에 일시적으로 보관한 후 다른 설비로 이송할 수도 있다. 버퍼(30)는 이송 경로(11)의 측방에 설치된 사이드 트랙 버퍼(side track buffer, STB)이거나 이송 경로(11)의 하방에 설치된 언더 트랙 버퍼(under track buffer, UTB)일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 물품 이송 설비는, OHT를 포함하고, OHT가 주행 레일(10) 및 복수의 물품 이송 차량(20)을 포함한다. 이 같은 본 발명의 실시예에 따른 물품 이송 설비는, 물품 이송 차량(20)들이 급전 유닛과 수전 유닛을 통하여 전원 공급 장치로부터 구동 전력을 제공 받아 작동하도록 구성되고, OCS(OHT control system)라고도 칭하는 통합 제어 장치를 더 포함하여 물품 이송 차량(20)들을 자동으로 운영할 수 있다.
도 1을 참조하면, 이송 경로(11)는, 직선 형상인 적어도 하나 이상의 직선 구간(12), 곡선 형상인 적어도 하나 이상의 곡선 구간(13) 및 경로의 분기 및/또는 합류를 위한 적어도 하나 이상의 접속 구간(14)을 포함할 수 있다.
OHT의 구성 및 작동이 도 2 내지 도 5에 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 주행 레일(10)은, 좌우 방향으로 서로 이격되고 서로 짝을 이루는 한 쌍의 레일 부재를 포함하고, 레일 서포트(rail support, 15)들에 의하여 반도체 제조 공장의 천장 측에 설치된다. 레일 서포트(15) 각각은, 하단 부분이 한 쌍의 레일 부재를 지지하고, 상단 부분이 반도체 제조 공장의 천장에 정착될 수 있다. 한 쌍의 레일 부재는 상측에 주행 면을 제공하도록 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 급전 유닛(40)은 주행 레일(10)의 하부에 이송 경로(11)를 따라 설치된 급전 라인(41)을 포함한다. 급전 라인(41)은 한 쌍으로 구성된다. 급전 라인(41)은 한 쌍의 레일 부재 사이에 배치되고 주행 레일(10)에 장착된 라인 서포트(42)들에 의하여 지지될 수 있다. 급전 라인(41)은 구동 전력을 제공하는 전원 공급 장치와 전기적으로 연결된다. 일례로, 급전 라인(41)은, 이송 경로(11)의 직선 구간(12)에만 설치되고, 이송 경로(11)의 곡선 구간(13)과 접속 구간(14)에는 설치되지 않을 수 있다. 이에, 이송 경로(11)는 급전 라인(41)이 설치된 급전 구간 및 급전 라인(41)이 설치되지 않은 무급전 구간을 가질 수 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 물품 이송 차량(20) 각각은, 주행 레일(10)을 따라 주행하는 비히클(100), 그리고 비히클(100)의 하부에서 물품인 FOUP을 지지하는 호이스트 장치(200)를 포함한다. 호이스트 장치(200)는 비히클(100)과 함게 이동되고 물품을 지지한다.
비히클(100)은 차체(110)와 휠(wheel, 120)들을 포함한다. 차체(110)에는 좌우 방향으로 연장된 차축이 장착된다. 차축은 복수로 제공되고 전후 방향으로 서로 이격될 수 있다. 휠(120)들은 차체(110)가 주행 레일(10)의 안내에 따라 주행 가능하도록 차체(110)에 이동성을 부여하는 주행 휠이다. 휠(120)들은, 차축의 양단 부분에 각각 장착되고, 한 쌍의 레일(11)의 주행 면에 각각 접촉되어 구름 운동을 할 수 있다. 비히클(100)은 휠(120)들을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 휠 구동 유닛(130)을 더 포함한다. 일례로, 휠 구동 유닛(130)은 차축을 회전시키도록 구성될 수 있다.
호이스트 장치(200)는 호이스트 하우징(hoist housing, 210)을 포함한다. 호이스트 하우징(210)은 주행 레일(10)의 하방에서 비히클(100)과 서로 연결된다. 호이스트 하우징(210)은 상부가 차체(110)의 하부에 단수 또는 복수의 연결기에 의하여 연결될 수 있다. 호이스트 하우징(210)은 물품이 수용되는 수용 공간(212)을 제공한다. 호이스트 하우징(210)은 물품을 수용 공간(212)에서 좌우 방향으로 이동시키고 하측 방향으로 이동시킬 수 있게 좌우 양옆 및 하측이 모두 개방된 구조를 가지도록 형성된다.
게다가, 호이스트 장치(200)는, 물품을 그립하거나 언그립하기 위한 핸드 유닛(220), 그리고 핸드 유닛(220)을 제1 위치와 제2 위치 간에 이동시키는 핸드 이동 유닛을 더 포함한다. 제1 위치는 핸드 유닛(220)이 그립한 물품이 호이스트 하우징(210)의 수용 공간(212)에 수용되는 위치이고, 제2 위치는 이러한 제1 위치로부터 벗어난 위치에 해당하는 호이스트 하우징(210)의 외부이다. 호이스트 장치(200)는 핸드 이동 유닛으로서 상하 구동 유닛(230), 회전 구동 유닛(240) 및 수평 구동 유닛(250)을 포함한다.
핸드 유닛(220)은, 물품에 대한 그립 및 언그립을 수행하는 핸드, 그리고 핸드를 지지하는 핸드 서포트를 포함할 수 있다. 상하 구동 유닛(230)은 핸드 유닛(220)을 상하 방향으로 이동시킨다. 상하 구동 유닛(230)은 적어도 하나 이상의 벨트(belt)를 드럼(drum)에 대하여 와인딩(winding)하거나 언와인딩(unwinding)하는 방식으로 핸드 유닛(220)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 회전 구동 유닛(240)은 핸드 유닛(220)을 상하 방향의 축을 중심으로 회전시키고, 수평 구동 유닛(250)은 핸드 유닛(220)을 좌우 방향으로 이동시킨다. 일례로, 핸드 유닛(220)을 상하 구동 유닛(230)에 의하여 상하 방향으로 이동시키고, 상하 구동 유닛(230)을 회전 구동 유닛(240)에 의하여 상하 방향의 축을 중심으로 회전시키며, 회전 구동 유닛(240)을 수평 구동 유닛(250)에 의하여 좌우 방향으로 이동시킴으로써, 핸드 유닛(220)에 의하여 그립된 물품을 상하 방향으로 이동시키거나 상하 방향의 축을 중심으로 회전시키거나 좌우 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 4에는 물품을 그립한 핸드 유닛(200)이 수평 구동 유닛(250)에 의하여 좌우 방향으로 이동된 상태가 도시되어 있다. 도 5에는 물품을 그립한 핸드 유닛(200)이 상하 구동 유닛(230)에 의하여 상하 방향으로 이동된 상태가 도시되어 있다.
도 6에는 물품 이송 차량(20)에 적용된 전원 장치의 구성이 도시되어 있고, 도 7 내지 도 11에는 전원 장치의 작동이 도시되어 있다.
물품 이송 차량(20) 각각은 차량 본체를 포함하고, 차량 본체는 살펴본 바와 같은 비히클(100)과 호이스트 장치(200)를 포함한다. 도 2, 3, 6 등에 도시된 바와 같이, 물품 이송 차량(20) 각각은, 급전 라인(41)으로부터 전력을 비접촉 방식으로 제공 받아 차량 본체에 공급하는 제1 전원 장치(메인 전원 장치, 300), 그리고 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420)에 축적된 전력을 차량 본체에 공급하는 제2 전원 장치(서브 전원 장치, 400)를 더 포함한다.
제1 전원 장치(300)는 비히클(100)의 하부 또는 호이스트 장치(200)의 상부에 급전 라인(41)과 대향하도록 제공된 수전 유닛을 포함한다. 수전 유닛은 픽업 코일(pickup coil)과 정류기를 포함할 수 있다. 급전 라인(41)에 교류 전류가 흐르기 때문에 급전 라인(41)의 가까이 발생하는 자속의 방향과 강도가 항상 변동한다. 픽업 코일은 이러한 자속의 변동에 따라 전자 유도에 의하여 발전압을 발생시킬 수 있다. 발생된 발전압은 교류 전압이지만 정류기에 의하여 직류 전압으로 변환되어 차량 본체에 공급될 수 있다.
제1 배터리(410)와 제2 배터리(420)는, 제1 전원 장치(300)로부터 전력을 제공 받아 축적할 수 있고, 축적된 전력을 차량 본체에 공급할 수 있다. 이러한 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420)는 차량 본체의 복수 위치에 각각 제공된다. 물품 이송 차량(20)은 그 특성상 소형 구조를 가지므로 배터리 탑재 공간을 충분히 확보하기 쉽지 않다. 그러나, 배터리를 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420)로 구분하고, 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420)를 차량 본체의 여유 공간 등에 분산시키면, 물품 이송 차량(20)에 배터리 탑재 공간을 상대적으로 용이하게 확보할 수 있다. 물품 이송 차량(20)의 콤팩화 면을 고려할 때, 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420)는 소형 배터리인 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420)는 배터리 탑재 공간의 확보 면에서 구조적으로 더 유리한 호이스트 하우징(210)에 탑재될 수 있다. 구체적으로, 제1 배터리(410)는 호이스트 하우징(210)에 내장될 수 있고, 제2 배터리(420)는 핸드 유닛(220)에서 핸드를 지지하는 핸드 서포트에 내장될 수 있다.
제2 전원 장치(400)는 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420)로부터의 전력 공급을 제어하는 전원 제어 유닛을 더 포함한다.
전원 제어 유닛은 비히클(100)의 주행 시 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420)에 축적된 전력이 비히클(100)의 휠 구동 유닛(130) 등에 공급되도록 전력 공급을 제어한다. 또한, 핸드 이동 유닛(상하 구동 유닛(230), 회전 구동 유닛(240) 및 수평 구동 유닛(250))의 작동 시 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420) 중 제1 배터리(410)에 축적된 전력이 핸드 이동 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어한다. 그리고, 핸드 유닛(220)의 작동 시 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420) 중 제2 배터리(420)에 축적된 전력이 핸드 유닛(220)에 공급되도록 전력 공급을 제어한다.
이와 같은 전원 제어 유닛의 전력 공급 제어에 의하면, 물품 이송 차량(20)은, 상대적으로 높은 전력(파워)이 요구되는 주행 모드 시에, 비히클(100)이 제1 전원 장치(300), 제1 배터리(410) 및 제2 배터리(420) 모두로부터 전력을 제공 받아 주행할 수 있다(도 7 참조). 만약, 주행 모드에서 비히클(100)이 무급전 구간에 진입하거나 정전이 발생하거나 하여 제1 전원 장치(300)에 의한 전원 공급이 차단되더라도, 비히클(100)은 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420)로부터 전력을 계속 제공 받아 정상적으로 작동할 수 있다.
또한, 물품 이송 차량(20)은, 물품의 로딩(loading), 언로딩(unloading)을 위한 이적재 모드 시에, 호이스트 장치(200)가 제1 전원 장치(300)와 제1 배터리(410) 또는 제1 전원 장치(300)와 제2 배터리(420)로부터 전력을 제공 받아 이적재 작업을 수행할 수 있다(도 8 및 도 10 참조). 구체적으로, 이적재 모드에서, 핸드 유닛(220)을 이동시키고자 하는 때에는 핸드 이동 유닛(상하 구동 유닛(230), 회전 구동 유닛(240) 및 수평 구동 유닛(250))이 제1 전원 장치(300)와 제1 배터리(410)로부터 전력을 제공 받아 작동할 수 있고(도 8 참조), 물품을 핸드 유닛(220)에 의하여 그립하거나 언그립하고자 하는 때에는 핸드 유닛(220)이 제1 전원 장치(300)와 제2 배터리(420)로부터 전력을 제공 받아 작동할 수 있다(도 10 참조). 만약, 이적재 모드에서 정전이 발생하거나 하여 제1 전원 장치(300)에 의한 전원 공급이 차단되더라도, 호이스트 장치(200)는, 핸드 이동 유닛이 제1 배터리(410)로부터 전력을 계속 제공 받아 정상적으로 작동할 수 있고, 핸드 유닛이 제2 배터리(420)로부터 전력을 계속 제공 받아 정상적으로 작동할 수 있다.
한편, 전원 제어 유닛은, 이적재 모드에서, 제1 전원 장치(300)에 의한 전원 공급이 차단되고, 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420) 중 어느 하나의 배터리에 이상이 발생되면, 이적재 작동이 다른 하나의 배터리에 축적된 전력에 의하여 이루어지도록 전력 공급을 제어할 수 있다.
먼저, 핸드 이동 유닛(상하 구동 유닛(230), 회전 구동 유닛(240) 및 수평 구동 유닛(250))의 작동 시에, 제1 전원 장치(300)에 의한 전원 공급이 차단되고, 제1 배터리(410)가 방전 상태이면, 제2 배터리(420)에 축적된 전력을 제1 배터리(410)에 제공할 수 있다. 또는, 핸드 이동 유닛의 작동 시에, 제1 전원 장치(300)에 의한 전원 공급이 차단되고, 제1 배터리(410)가 고장 상태라 전력 축적이 불가하면, 제2 배터리(420)에 축적된 전력을 핸드 이동 유닛에 공급할 수 있다. 도 9에는, 제1 배터리(410)가 방전 상태라서 제2 배터리(420)의 전력을 제1 배터리(410)에 제공, 축적하여 제1 배터리(410)로부터 핸드 이동 유닛에 공급하는 과정이 실선 화살표로 표현되어 있고, 제1 배터리(410)가 고장 상태라서 제2 배터리(420)의 전력을 핸드 이동 유닛에 곧바로 공급하는 과정이 점선 화살표로 표현되어 있다.
다음으로, 핸드 유닛(220)의 작동 시에, 제1 전원 장치(300)에 의한 전원 공급이 차단되고, 제2 배터리(420)가 방전 상태이면, 제1 배터리(410)에 축적된 전력을 제2 배터리(420)에 제공할 수 있다. 또는, 핸드 유닛(220)의 작동 시에, 제1 전원 장치(300)에 의한 전원 공급이 차단되고, 제2 배터리(420)가 고장 상태라 전력 축적이 불가하면, 제1 배터리(410)에 축적된 전력을 핸드 유닛(220)에 공급할 수 있다. 도 11에는, 제2 배터리(420)가 방전 상태라서 제1 배터리(410)의 전력을 제2 배터리(420)에 제공, 축적하여 제2 배터리(420)로부터 핸드 유닛(220)에 공급하는 과정이 실선 화살표로 표현되어 있고, 제2 배터리(420)가 고장 상태라서 제1 배터리(410)의 전력을 핸드 유닛(220)에 곧바로 공급하는 과정이 점선 화살표로 표현되어 있다.
이와 같이, 제2 전원 장치(400)는, 제1 전원 장치(300)에 의한 전원 공급이 차단되고, 제1 배터리(410)와 제2 배터리(420) 중 어느 하나의 배터리에 이상이 발생할지라도, 이적재 모드를 다른 배터리에 의하여 정상적으로 수행할 수 있다.
설명되지 않은 도면 부호 450은 물품 이송 차량(20)에 각각 제공되어 전방의 장애물을 감지하는 장애물 감지 센서이다. 장애물 감지 센서(450)는 물품 이송 차량(20)의 전방에 배치될 수 있다. 예를 들어, 장애물 감지 센서(450)는 호이스트 하우징(210)의 전면에 장착될 수 있다. 장애물 감지 센서(300)는, 광을 전방으로 조사하는 발광기, 그리고 장애물에 의하여 반사된 발광기로부터의 광을 수광하는 수광기를 포함할 수 있다. 발광기는 장애물 감지 면적 증대를 위하여 광을 점차적으로 확산되는 선 형상이나 면 형상으로 조사할 수 있다.
이와 같은 장애물 감지 센서(450)는 물품 이송 차량(20)들이 이송 경로(11)를 따라 이동하는 동안에 전방의 장애물을 감지한다. 장애물 감지 센서(450)로부터 전방으로 일정한 거리 이내에 장애물이 존재하여 수광기에 발광기로부터의 광이 수광되면, 해당 물품 이송 차량(20)은 서행하거나 정지하여 장애물과 충돌됨을 방지할 수 있다. 이때, 해당 물품 이송 차량(20)의 전방에 장애물이 존재함을 나타내는 메시지를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 전방의 장애물은 다른 물품 이송 차량(20)일 수 있다. 이 경우에, 물품 이송 차량(20)들의 후방에는 발광기로부터의 광을 후방으로 반사시키는 반사 면이 구비될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은 각각 독립적으로 실시될 수도 있고 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.
1: 반도체 제조 설비
10: 주행 레일
20: 물품 이송 차량
30: 버퍼
40: 급전 유닛
100: 비히클
110: 차체
120: 휠
130: 휠 구동 유닛
200: 호이스트 장치
210: 호이스트 하우징
212: 수용 공간
220: 핸드 유닛
230: 상하 구동 유닛
240: 회전 구동 유닛
250: 수평 구동 유닛
300: 제1 전원 장치(메인 전원 장치)
400: 제2 전원 장치(서브 전원 장치)
410: 제1 배터리
420: 제2 배터리
450: 장애물 감지 센서

Claims (14)

  1. 주행 레일을 따라 주행하면서 물품을 이송하는 차량 본체와;
    상기 주행 레일에 설치된 급전 라인으로부터 전력을 제공 받아 상기 차량 본체에 공급하는 제1 전원 장치와;
    상기 차량 본체의 복수 위치에 각각 제공된 배터리들을 포함하며, 상기 배터리들에 축적된 전력을 상기 차량 본체에 공급하는 제2 전원 장치를 포함하는,
    물품 이송 차량.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 전원 장치는 상기 배터리들이 상기 제1 전원 장치로부터 전력을 제공 받아 축적하도록 구성된 것을 특징으로 하는,
    물품 이송 차량.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 차량 본체는,
    상기 주행 레일을 따라 주행하는 비히클과;
    상기 비히클의 하부에서 상기 물품을 지지하는 호이스트 장치를 포함하고,
    상기 배터리들은 상기 호이스트 장치에 제공된 것을 특징으로 하는,
    물품 이송 차량.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 호이스트 장치는,
    상기 물품이 수용되는 수용 공간을 제공하는 호이스트 하우징과;
    상기 물품을 그립하거나 언그립하는 핸드 유닛과;
    상기 핸드 유닛을 상기 물품이 상기 수용 공간에 수용되는 제1 위치 및 상기 제1 위치에서 벗어난 제2 위치 간에 이동시키는 핸드 이동 유닛을 포함하고,
    상기 제2 전원 장치는 상기 배터리들로서 상기 호이스트 하우징에 탑재된 제1 배터리 및 상기 핸드 유닛에 탑재된 제2 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    물품 이송 차량.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 전원 장치는 전원 제어 유닛을 더 포함하되,
    상기 전원 제어 유닛은,
    상기 비히클의 주행 시에 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 비히클에 공급되도록 전력 공급을 제어하고,
    상기 핸드 이동 유닛의 작동 시에 상기 제1 배터리에 축적된 전력이 상기 핸드 이동 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어하며,
    상기 핸드 유닛의 작동 시에 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 핸드 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    물품 이송 차량.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전원 제어 유닛은,
    상기 제1 전원 장치로부터 상기 차량 본체로 전력 공급이 차단되고 상기 제1 배터리가 방전 상태이면 상기 핸드 이동 유닛의 작동 시 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 제1 배터리에 제공되도록 전력 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    물품 이송 차량.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 전원 제어 유닛은,
    상기 제1 전원 장치로부터 상기 차량 본체로 전력 공급이 차단되고 상기 제1 배터리가 고장 상태이면 상기 핸드 이동 유닛의 작동 시 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 핸드 이동 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    물품 이송 차량.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 전원 제어 유닛은,
    상기 제1 전원 장치로부터 상기 차량 본체로 전력 공급이 차단되고 상기 제2 배터리가 방전 상태이면 상기 핸드 유닛의 작동 시 상기 제1 배터리에 축적된 전력이 상기 제2 배터리에 제공되도록 전력 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    물품 이송 차량.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 전원 제어 유닛은,
    상기 제1 전원 장치로부터 상기 차량 본체로 전력 공급이 차단되고 상기 제2 배터리가 고장 상태이면 상기 핸드 유닛의 작동 시 상기 제1 배터리에 축적된 전력이 상기 핸드 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    물품 이송 차량.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 차량 본체는, 상기 주행 레일을 따라 주행하는 비히클과; 핸드 유닛 및 상기 핸드 유닛을 이동시키는 핸드 이동 유닛을 포함하며, 상기 비히클의 하부에서 상기 물품을 상기 핸드 유닛에 의하여 지지하는 호이스트 장치를 포함하고,
    상기 제2 전원 장치는,
    상기 배터리들로서 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하며,
    상기 비히클의 주행 시에 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 비히클에 공급되도록 전력 공급을 제어하고, 상기 핸드 유닛 또는 상기 핸드 이동 유닛의 작동 시에 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 중에서 선택된 어느 하나에 축적된 전력이 상기 핸드 유닛 또는 상기 핸드 이동 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    물품 이송 차량.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 전원 장치는,
    상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 중에서 어느 하나의 배터리가 방전 상태이면 다른 하나의 배터리에 축적된 전력의 일부를 방전 상태 배터리에 배분하는 것을 특징으로 하는,
    물품 이송 차량.
  12. 천장 측에 물품을 이송하기 위한 이송 경로를 제공하는 주행 레일과;
    상기 주행 레일에 설치된 급전 라인과;
    상기 주행 레일을 따라 주행하는 비히클 및 상기 비히클의 하부에서 상기 물품을 지지하는 호이스트 장치를 포함하는 적어도 하나 이상의 물품 이송 차량과;
    상기 물품 이송 차량에서 상기 급전 라인으로부터 전력을 제공 받아 상기 비히클과 상기 호이스트 장치에 공급하는 제1 전원 장치와;
    상기 물품 이송 차량의 복수 위치에 각각 제공된 배터리들을 포함하며, 상기 배터리들에 축적된 전력을 상기 비히클과 상기 호이스트 장치에 공급하는 제2 전원 장치를 포함하는,
    물품 이송 설비.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 호이스트 장치는, 상기 물품을 그립하거나 언그립하는 핸드 유닛과; 상기 핸드 유닛을 이동시키는 핸드 이동 유닛을 포함하고,
    상기 제2 전원 장치는,
    상기 배터리들로서 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하며,
    상기 비히클의 주행 시에 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리에 축적된 전력이 상기 비히클에 공급되도록 전력 공급을 제어하고, 상기 핸드 유닛 또는 상기 핸드 이동 유닛의 작동 시에 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 중에서 선택된 어느 하나에 축적된 전력이 상기 핸드 유닛 또는 상기 핸드 이동 유닛에 공급되도록 전력 공급을 제어하며, 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리 중에서 어느 하나의 배터리가 방전 상태이면 다른 하나의 배터리에 축적된 전력의 일부를 방전 상태 배터리에 배분하는 것을 특징으로 하는,
    물품 이송 설비.
  14. 제1 전원 장치와 제2 전원 장치로부터 전력을 제공 받아 작동하는 물품 이송 차량이 주행 레일을 따라 주행하면서 물품을 이송하는 과정에서, - 여기에서, 상기 제1 전원 장치는 상기 주행 레일에 설치된 급전 라인으로부터 전력을 제공 받아 상기 물품 이송 차량에 공급하고, 상기 제2 전원 장치는 제1 배터리 및 제2 배터리에 축적된 전력을 상기 물품 이송 차량에 공급함 -
    상기 물품 이송 차량에서 상기 주행 레일을 따라 주행하는 비히클의 작동 시에는 상기 제1 전원 장치, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리로부터 전력을 제공 받고,
    상기 물품 이송 차량의 호이스트 장치에서 상기 물품의 그립, 언그립을 위한 핸드 유닛을 이동시키는 핸드 이동 유닛의 작동 시에는 상기 제1 전원 장치와 상기 제1 배터리로부터 전력을 제공 받으며,
    상기 핸드 유닛의 작동 시에는 상기 제1 전원 장치와 상기 제2 배터리로부터 전력을 제공 받고,
    상기 제1 전원 장치로부터 전력 공급이 차단된 상태에서, 상기 핸드 이동 유닛의 작동 시에 상기 제1 배터리가 고장 상태 또는 방전 상태이면 상기 제2 배터리로부터 전력을 제공 받고, 상기 핸드 유닛의 작동 시에 상기 제2 배터리가 고장 상태 또는 방전 상태이면 상기 제1 배터리로부터 전력을 제공 받는,
    물품 이송 방법.
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