KR100378075B1 - 음극선관용전면유리의핀봉착방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 전면유리의 스커트부의 섀도우마스크지지용 핀을 압입하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의방법 및 장치에서는, 지지포스트로 전면유리의 페이스부 내면을 지지하는 대신에, 3개 또는 4개의 지지패드를 이용해서 전면유리의 스커트부를 지지한다. 각각의 지지패드는 구동장치에 의해 원하는 높이로 승강구동된다. 지지패드의 승강운동거리는 제1 내지 제4의 거리측정센서에 의해 측정된 전면유리의 페이스부 내면의 코너포인트 높이에 따라 달라진다. 구동장치의 동작은 실측된 코너포인트의 높이에 근거하여 제어기에 의해 제어된다. 또한, 본 발명에서는 제5의 거리측정센서를 채용하여 전면유리의 페이스부 내면의 센터포인트 높이를 측정함으로써 전면유리의 곡률대표값을 자동적으로 알아낼수도 있다.

Description

음극선광용 전면유리의 핀 봉착방법 및 장치

본 발명은 음극선관용 전면유리의 스커트부 내면에 섀도우 마스크 지지용 핀을 봉착하는 방법과 이 방법을 실행하기 위한장치에 관한 것이다.

컬러텔레비젼이나 컴퓨터 모니터 등의 제조에 사용되는 음극선관은 제1도에나타내는 바와 같이 전면유리(10), 후면유리(12) 및 네크(14)로 구성되며, 전면유리(10)는 음극선관의 화면을 형성하는 페이스부(16)와 후면유리(12)에 접착되는 스커트부(18)로 이루어진다. 전면유리(10)의 페이스부(16)의 내면에는 전자총(20)으로부터 발사된 전자빔에 의해 화상이 형성될 수 있도록 형광체가 도포되어 있으며, 스커트부(18)에는 페이스부(16)의 내면으로부터 일정한 거리를 두고 전자빔을선별적으로 투과시키기 위한 미세구멍을 갖는 금속판 형태의 섀도우 마스크(22)가 장착되게 된다.

전면유리(10)의 스커트부(18)의 내면에는 섀도우 마스크(22)를 고정지지하기 위한 금속핀(24)이 3개 내지 4개 봉착된다. 음극선관이 고품질의 화상을 제공할 수 있기 위해서는 전면유리(10)의 페이스부(16)에 광학적 결함, 예를 들면, 이물질이나 흠집이 존재하지 않아야 할 뿐만 아니라, 내면곡률이 정확해야 하고 핀(24)의 봉착위치가 극도로 정밀하게 설정되어야한다. 핀(24)의 봉착위치가 부정확할 경우에는 전면유리(10)의 페이스부(16)와 섀도우 마스크(22)간의 거리가 균일하지않게되어 화상이 불량해진다.

일반적으로, 전면유리(10)는 유리원료를 1500℃의 고온용해로에서 용융시키고, 용융유리를 프레스로 압축성형하여 성형체를 얻고, 이 성형체를 공기로 냉각한 후 컨베이어를 통하여 핀 봉착 스테이션으로 보내고, 고온으로 예열된 핀을 성형체에봉착한 후, 서냉로를 거쳐서 연마스테이션으로 이송하고, 연마스테이션에서 성형체의 페이스부를 매끄럽게 연마하여 제조한다. 전면유리(10)의 내면은 압축성형공정에서 플런저작동식 상부금형에 의해 정밀 성형되며, 그후 어떠한 가공공정도거치지 않고 그대로 최종화면으로 사용되므로, 상부금형의 청결도는 무엇보다도 중요하게 관리하고 있다. 또한, 페이스부내면의 곡률도 0.1mm의 허용오차 범위내에서 정밀하게 유지되어야 하는데, 금형의 마모, 공기냉각효율의 변화 등으로 인하여 곡률이 허용오차를 벗어날 가능성이 있기 때문에, 핀 봉착공정이 끝난후 연마공정으로 이송되는 전면유리를 주기적으로 샘플링하여 핫엔드 게이지로 곡률을 측정하는 것이 일반적인 관행이다. 페이스부 내면의 곡률 대표값은 대각선 방향 코너포인트 2개소와 센터포인트의 높이를 제2도에서처럼 측정하여 다음과 같이 계산한다.

CC=HO-(HA+HB)/2

식중, HA는 제1코너포인트(A)의 높이, HB는 제2코너포인트(B)의 높이, HO는 센터포인트(C)의 높이를 의미한다. 상기 곡률 대표값(CC)은 프레스의 냉각에 따른 전면유리의 수축정도를 나타내는 대표적인 값으로, 이 값이 항상 기준치에 근접하도록하는 것이 칫수산포를 줄이기 위해서 매우 중요하다. 이러한 이유에서 현장작업자는 측정된 곡률 대표값(CC)을 토대로 프레스의 하부 금형의 냉각온도를 수시로 조절하여 곡률을 맞추고 있다.

제2도에서 처럼 전면유리(10)의 스커트부(18)에 핀(24)을 봉착하는 공정은 서냉로의 앞쪽, 프레스의 뒷쪽에 배치된 다수의 핀 봉착장치에 의해서 행하여지며, 이때 전면유리는 약 500℃까지 냉각되어 있다. 이와 같이 다수의 핀 봉착장치를 사용하는 이유는 프레스의 성형속도보다 핀 봉착속도가 느려서 핀 봉착에 많은 시간이 걸리기 때문이다. 핀(24)은 예를 들면 고주파유도가열에 의해 약 1200℃까지 예열한 다음, 전면유리(10)의 스커트부(18)의 내면에 압입함으로써 봉착을 행하게 된다.

제3도 내지 제5도에는 핀(24)을 전면유리(10)의 스커트부(18)에 봉착하기 위한 종래의 핀 봉착장치가 개략적으로 도시되어 있다. 이 핀 봉착 장치는 전면유리(10)의 페이스부(16)내면을 지지하는 고정식 지지체(26)와 유동식 지지체(28)를 구비하며, 상기 고정식 지지체(26)는 제4도로부터 알 수 있는 것 처럼 고정베이스(30)와 이 베이스(30)로부터 상방으로 연장되어 페이스부(16)내면의 제1대각선 방향의 양측 코너 포인트를 지지하는 제1 및 제2의 지지포스트(32,34)로 이루어진다. 한편, 상기 유동식 지지체(28)는 제5도에 가장 명료하게 도시되어 있는 바와 같이 고정베이스(36)와, 스프링(38)을 개재하여 베이스(36)에 요동가능한 상태로 연결된 수평 프레임(40)과, 이 수평 프레임(40)으로부터 상방으로 연장되어 페이스부(16) 내면의 제2대각선 방향 양측 코너 포인트를 지지하는 제3 및 제4의 지지포스트(42,44)로 이루어진다. 또한, 종래의된 봉착장치는 테이블(46)과 이 테이블(46)상에 고정적으로 설치되어 핀을 가열한 후 스커트부(18)의 내면에 압입하는 복수개의 가열압입장치(48)를 구비하고 있다. 그리고, 상기 테이블(46)에는 한쌍의 Y축방향 가이드 핀(50)과 한쌍의 Y축방향 가입장치(52)가 서로 마주보도록 설치되고, 또한 하나의 X축방향 가이드 핀(54)과 하나의 X축방향 가압장치(56)가 서로 마주보도록 설치된다. 상기 Y축방향 가압장치(52)는 전면유리(10)를 Y축방향 가이드 핀(50)쪽으로 밀어서 고정시키는 역할을 하고, 상기 X축방향 가압장치(56)는 전면유리(10)를 X축방향 가이드 핀(54)쪽으로 밀어서 고정시키는 역할을 한다. 이러한 핀 봉착장치는 매우 오래된 공지 기술로서 예를 들면 미국특허 제3,497,339호에서도 잘 설명되어 있다.

앞에서 언급한 바와 같이, 섀도우 마스크를 지지하기 위한 핀은 그 봉착위치가 정확하지 않을 경우 음극선관의 품질에 악영향을 미치게 된다. 제3도 내지 제5도와 관련하여 상술한 종래의 핀 봉착장치에서는 핀(24)을 항상 정확한 위치에 봉착하기 위하여 전면유리(10)를 지지포스트(32,34,42,44)의 선단에 의해 규정된 포스트 평면상에 올려놓고 움직일 수 없도록고정시킨 다음, 이 포스트 평면으로부터 특정거리 아래에서 핀 봉착을 행하고 있다. 이때, 지지포스트(32,34,42,44)의 위치는 전면유리(10)의 중심점을 원점으로 하는 X-Y좌표계에서 볼 때 다음과 같이 대칭을 이룬다.

A(-xp, yp) C(xp, yp)

D(-xp, -yp) B(xp, -yp)

여기서, A와 B는 고정지지포스트(32,34)의 지지점을 나타내고, C와 D는 유동지지포스트(42,44)의 지지점을 나타낸다, 일반적으로 평면을 이루기 위해서는 3점 또는 3조건이 주어지면 충분하므로, 상기 4개의 지지점, A, B, C, D에 의해 형성되는 포스트 평면은 지지점 A와 B의 높이와 지지점 C 및 D를 잇는 선분의 기울기를 계산하여 알아낼 수 있다, A, B, C, D각 지지점의 높이를 HA, HB, HC, HD라 할때 포스트 평면 방정식은 다음과 같이 표시된다.

이렇게 얻어진 포스트평면을 기준으로 하여 일정거리 아래의 스커트부(18)에는 3개 또는 4개의 핀이 봉착되는데, 핀의 봉착이 행하여 지는 동안 각각의 지지포스트(32,34,42,44)는 전면유리(10)의 페이스부(16)의 내면과 20-30초간 접촉상태를 유지해야 한다. 그런데, 페이스부(16)의 내면은 화상을 형성하는 곳이므로, 포스트의 지지점에 흠집이나 균열이 발생하지 않도록 각별한 주의가 요망된다. 즉, 프레스 성형후 핀 봉착장치로 이송되어 오는 전면유리의 온도가 지나치게 높을 경우에는 포스트에 의해 눌림자국이 발생할 염려가 있으며, 반면에 전면유리가 지나치게 냉각되었을 경우에는 열충격에 의해 균열이 발생하기 쉽다.

이를 감안하여 종래에는 성형 스테이션과 핀 봉착 스테이션간에 10m 이상의 길다린 컨베이어를 설치함으로써 전면유리가 이송도중 적정온도로 냉각되도록 하고 있다. 아울러, 지지포스트 내에는 히터를 설치하여 그 온도를 일정하게 유지함으로써 전면유리가 열충격에 의해 균열을 일으키는 것을 방지하고 있으며, 또한, 지지포스트는 내열성, 내마모성 소재로 제조하여 내구성의 향상을 도모하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 핀 봉착장치에 의하면, 작동시간이 경과함에 따라 공정조건의 관리소홀로 인하여 전면유리에 눌림자국이나 균열이 발생하는 일이 자주 일어난다. 또한, 프레스의 금형온도 및 그에 의해 성형되는 전면유리의 온도를 위에서 언급한 적정 수준으로 낮추기 위하여 냉각공기를 과다하게 사용함에 따라, 연속적으로 성형되는 전면유리간의 칫수편차가 커질 뿐만 아니라 많은 소음이 발생하게 된다.

게다가, 전면유리를 프레스로부터 핀 봉착장치까지 이동시키기 위하여 10m 이상의 컨베이어를 사용해야 하기 때문에 공장의 전체 레이아웃이 길어지는 문제점이 있으며, 이송중 냉각된 전면유리에 핀을 봉착하는데에는 15초 이상의 긴 시간을 필요로 하므로 프레스의 성형속도와 핀봉착 속도를 맞추려면 여러대의 핀봉착 장치, 예를들어 14인치 전면유리의 경우 6대이상의 핀 봉착장치를 병렬로 설치, 운전해야 한다. 이로 인하여 핀봉착 장치로 전면유리를 이송, 투입, 탈거하는 자동화장치가 거대해지는 문제점을 안고 있다.

그리고, 전면유리의 위치설정을 위한 지지포스트의 사용으로 인하여 핀봉착장치 그 자체의 구성이 복잡해 진다고 하는문제점도 있다. 지지포스트의 제조비용은 차치하더라도, 핀 봉착공정중 지지포스트의 온도를 일정하게 유지하기 위한 히터, 포스트 평면을 형성하기 위한 유동식 지지체 및 전면유리와 지지포스트간 확실한 접촉을 유도하기 위하여 전면유리를 상부에서 눌러주는 홀드다운(Holddown)장치를 별도로 구비해야 하기 때문에, 핀 봉착장치가 대형화, 복잡화하는 것을 피할 수 없다.

한편, 핀 봉착과는 다른 문제로서, 전면유리의 내면곡률을 일정하게 관리하는 방법도 개선의 필요성이 있다. 즉 현장작업자는 핀 봉착이 완료된 전면유리를 핫엔드 게이지로 운반하여 전면유리의 곡률대표값(CC)을 측정하고, 이를 토대로 프레스로 공급되는 냉각공기유량을 변화시켜서 하부금형의 온도를 제어함으로써 전면유리의 내면곡률을 조절하지만, 곡률대표값을 간헐적으로 측정하기 때문에 곡률오차를 신속, 정확하게 검출하기가 어려울 뿐 아니라, 작업자의 임의판단에 의존하여 프레스의 하부금형온도를 제어함에 따라 내면곡률의 산포를 감소시키는데 한계가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 지지포스트를 사용하지 않고도 전면유리의 수직위치를 정확히 설정할 수 있고, 지지포스트의 사용으로 인하여 전면유리에 눌림자국, 균열 등과 같은 결함이 발생하는 것을 근원적으로 방지할 수 있는 핀 봉착방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 프레스 성형후의 전면유리를 아무런 냉각과정도 거치지 않고 핀 봉착스테이션으로 그대로 이송하는 것을 가능케하고, 냉각 콘베이어를 사용할 필요가 없는 핀 봉착방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 비교적 고온의 전면유리를 핀 봉착시테이션으로 그대로 도입할 수 있도록 함으로써 핀 봉착시간을 단축하고 후속 서냉로에서의 파손가능성을 줄이며, 핀 봉착스테이션에서 필요로 하는 핀 봉착장치의 수를 크게 줄일수 있는 핀 봉착방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 핀 봉착 스테이션으로 연속공급되는 모든 전면유리의 곡률대표값을 자동적으로 측정하여 곡률의 변화에 따라 프레스의 온도가 자동제어되도록 함으로써 전면유리의 내면곡률이 항상 허용오차 범위내로 유지되도록 할수 있는 핀 봉착방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적은, 페이스부와 스커트부를 갖는 음극선관용 전면유리에 섀도우 마스크 지지 핀을 봉착하는 장치에 있어서, 상기 전면유리의 스커트부를 복수개의 지지점에서 지지하는 단계와, 상기 전면유리의 페이스부 내면의 코너포인트의 높이를 측정하는 단계와, 상기 각각의 코너포인트가 미리 설정된 기준평면과일치하는지 아닌지를 판단하는 단계와, 상기 각각의 코너포인트가 기준평면으로부터 어긋나 있는 것으로 판단될 경우, 상기 스커트부 지지점의 높이를 변화시켜서 각각의 코너포인트가 기준평면에 일치시키는 단계와, 상기 전면유리의 스커트부의 내면에 상기 섀도우 마스크 지지핀을 압입하는 단계를 포함하는 음극선관용 전면유리의 핀봉착방법에 의해서 달성할 수 있다.

또한, 상기한 본 발명의 목적은, 페이스부와 스커트부를 갖는 음극선관용 전면유리에 섀도우 마스크 지지 핀을 봉착하는 방법에 있어서, 테이블과, 상기 전면유리의 스커트부를 높이조절 가능하게 지지하도록 상기 테이블에 설치된 복수개의 지지패드와, 상기 각각의 지지패드를 수직방향으로 운동시키기 위한 구동수단과, 상기 전면유리의 페이스부 내면의 코너포인트의 높이를 측정하도록 상기 테이블에 설치된 제1 내지 제4의 거리측정센서와, 상기 거리측정센서에 의해 측정된 코너포인트의 높이가 미리 설정된 기준평면과 일치하는지 아닌지를 판단하여, 기준평면으로부터 어긋나 있을 때에는 상기 구동수단을 작동시켜서 상기 코너포인트가 기준평면상으로 이동되도록 하는 제어수단과, 상기 섀도우마스크 지지핀을 상기 전면유리의 스커트부 내면에 압입하는 수단을 포함하는 음극선관용 전면유리의 핀 봉착장치에 의해서 달성할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면의 제6도 내지 제14도를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 제6도 내지 제9도를 보면, 본 발명의 제1실시예에 따른 핀 봉착장치가 평면도 및 단면도로서 도시되어 있는 것을 알수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 핀봉착장치는 프레스 성형 스테이션으로부터 이송되어온 전면유리(102)를 올려 놓을 수 있도록 된 테이블(100)을 구비하고 있다. 전면유리(102)는 약간 볼록한 형상의 페이스부(104)와 이 페이스부(104)의 가장자리에서 아래로 연장된 스커트부(106)를 갖는다. 테이블(100)의 상면에는 제1 내지 제3의 핀 가열압입장치(108,110,112)가 설치되어 있으며, 각각의 핀 가열 압입장치(108,110,112)는 도면에 나타내지 않은 핀공급기로부터 공급되는 핀(114)을 하나씩 잡아서 가열한 다음 전면유리(102)의 스커트부(106)의 내면에 대고 가압하게 된다. 제6도에는 핀 가열 압입장치가 3개인 것으로 도시되어 있으나, 4개의 핀 가열 압입장치를 채용하여 스커트부(106)의 모든 변에 하나씩 핀(114)을 압입할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 테이블(100)에는 한쌍의 Y축방향 가이드핀(116)과 한쌍의 Y축방향 가압장치(118)가 마주보도록 설치되고, 하나의 X축방향 가이드핀(120)과 하나의 X축방향 가압장치(122)가 서로 마주보도록 설치된다. 상기 Y축방향 가압장치(118)는 전면유리(102)를 Y축방향 가이드핀(116)에 대고 가압하여 Y축방향으로 고정시키는 역할을 하는 반면, 상기 X축방향 가압장치(122)는 전면유리(102)를 X축방향 가이드핀(120)에 대고 가압하여 X축방향으로 고정시키는 역할을 한다. 이러한 Y축방향 가압장치(118) 및 X축방향 가압장치(122)로서는 솔레노이드, 공압실린더 또는 기타 적절한 작동수단을 사용할 수있다. 이와 달리, 상기 전면유리(102)는 상기 스커트부(106)의 내면을 향하도록 테이블(100)에 대칭으로 배치된 한쌍의 X축방향 롤러가압장치와 한쌍의 Y축방향 롤러가압장치를 사용해서 고정시킬 수도 있을 것이다. 이러한 롤러가압장치를 사용할 경우에는, 먼저 전면유리(102)를 X축 및 Y축방향으로 고정시킨 후 높이 조절을 나중에 하는 것이 가능하다.

한편, 상기 테이블(100)에는 전면유리(102)의 스커트부(106)를 지지하기 위한 제1 및 제2의 독립조절식 지지패드(124,126)와 제1 및 제2의 연동조절식 지지패드(128,130)가 스커트부(106)의 4개코너에 대응하는 위치에 각각 승강운동가능하게 조리되어 있다. 제7도에 명료하게 나타내는 바와 같이, 상기 제1및 제2의 독립조절식 지지패드(124,126)는 제1의 대각선상에 대향배치되는 것으로서 항시 스프링(132,134)에 의해서 하방으로 탄성가압되고 있다. 이러한 지지패드(124,126)를 승강운동시키는 데에는 제1 및 제2의 구동장치(136,138)가 사용된다. 제1의 구동장치(136)는 출력축(142)을 갖는 스텝핑모터(140)와 상기 출력축(142)의 선단에 부착된 캠(144)으로 이루어진다. 상기 캠(144)은 제1의 독립조절식지지패드(124)와 접촉하고 있으므로, 스탭핑모터(140)의 회전에 따라 지지패드(124)의 높이가 원하는 값으로 조절된다. 마찬가지로, 제2의 구동장치(138)는 출력축(148)을 갖는 스텝핑모터(146)와 상기 출력축(148)의 선단에 부착된 캠(150)으로 이루어진다. 상기 캠(150)은 제2의 독립조절식 지지패드(126)와 접촉하고 있으므로, 스텝핑모터(146)의 회전에 따라 지지패드(126)의 높이가 원하는 값으로 조절된다.

제8도에 도시된 바와 같이, 상기 제1및 제2의 연동조절식 지지패드(128, 130)는 상기 제1의 대각선에 교차하는 제2의 대각선을 따라 연장된 틸트레버(152)에 의해 서로 연결되어 있으며, 이 틸트레버(152)는 그 중앙부가 지지스프링(154)을 개재하여 테이블(100)에 요동가능한 상태로 지지되어 있다. 또한, 각각의 연동조절식 지지패드(128,130)는 스프링(129,131)에 의해서 하방으로 탄성가압되고 있다. 따라서, 제1의 연동조절식 지지패드(128)가 소정의 거리만큼 상승하면 제2의 연동조절식 지지패드(130)는 그에 비례해서 하강하게 된다. 상기 제1의 연동조절식 지지패드(128)의 아래에는 제3의 구동장치(156)가 배치되며, 이 제3의 구동장치(156)는 출력축(160)을 갖는 스텝핑모터(158)와 상기 출력축(160)의 선단에 부착된 캠(162)으로 이루어 진다. 상기 캠(162)은 제1의 연동조절식 지지패드(128)와 접촉하고 있으므로, 스텝핑모터(158)의 회전에 따라 제1의 연동조절식 지지패드(128)는 원하는 높이로 상승 또는 하강하고, 이와 동시에 제2의 연동조절식 지지패드(130)는 상기 제1의 연동조절식 지지패드(128)의 변위에 비례해서 반대 방향으로 움직이게 된다. 상기 제1 내지 제3의 구동장치(136,138,156)의 스텝핑모터 (140,146,158)의 동작은 전면유리가 놓여져야 할 기준평면을 기억하고 있는 제어기(164)에 의해서 적절히 제어되게 된다. 도면에 도시된 실시예와는 달리, 상기 각각의 지지패드는 스텝핑 모터와 이것에 작동적으로 연결된 볼스크류를 이용해서 승강 운동시킬 수도 있으며, 이 역시 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할것이다.

다시 제6도를 참조하면, 상기 테이블(100)에는 전면유리(102)의 페이스부(104)내면의 높이를 측정하기 위한 제1내지 제4의 거리측정센서(166,168,170,172)가 페이스부(104)내면의 4개 코너포인트에 대응하도록 설치되어 있을 것을 알 수 있다. 제1및 제4의 거리측정센서(166,168,170,172)는 그에 대응하는 페이스부(104)내면의 코너포인트의 높이를 측정하여 제어기(164)로 측정데이터를 입력하고, 제어기(164)는 실측된 각 코너포인트가 기준평면내에 놓여있는가 아닌가를 판단하여, 만약 어느 하나의 코너 포인트라도 기준 평면에서 벗어나 있을 경우에는 스텝핑모터 (140,146,158)를 작동시켜서 각 지지 패드(124,126,128,130)의 높이를 조절함으로써 모든 코너포인트가 기준평면상에 놓여지도록 한다. 상기 거리측정센서 (166,168,170,172)로는 광학식 비접촉 센서가 좋으나, 접촉압에 의해 유리표면에 자국이 발생하지만 않는다면 접촉식 센서를 사용하더라도 무방하다. 어느 센서이건 간에 항시 고온의 유리와 접촉 또는 근접하여 있기 때문에 내열성이 뛰어나거나 그렇지 않으면 적절한 냉각장치로 냉각되어 있어야 한다.

다음으로, 제6도 및 제14도를 참조하여 상술한 제1실시예의 핀 봉착장치의 작동에 관하여 설명한다. 먼저 스텝1(S1)에서는 프레스(도시하지 않음)에 의해 압축 성형성된 전면유리(102)가 핀 봉착장치로 이송되어 제1 및 제2의 독립조절식 지지패드(124,126)와 제1 및 제2의 연동조절식 지지패드(128,130)상에 놓여진다. 전면유리(102)가 지지패드(124,126)상에 놓여지고 나면, 스텝2(S2)에서 각각의 거리측정센서(166,168,170,172)는 페이스부(104)내면의 4개 코너포인트의 높이를 측정하여 측정된 데이터를 제어기(164)로 입력한다.

스텝3(S3)에서 제어기(164)는 각 코너포인트의 실측위치가 미리 기억된 기준평면과 일치하는가 아닌가를 판단하여 양자가 일치할 경우에는 스텝 5(S5) 및 스텝 6(S6)으로 이행하고, 양자가 어긋나 있을 경우에는 스텝 4(S4)를 경유하여 스텝2(S2)로 귀환한다. 후자의 경우에는 스텝핑모터(140,146,158)를 작동시켜 각 지지패드(124,126,128,130)의 높이를 조절함으로써 전면유리(102)의 각 코너포인트가 기준평면상에 놓여지도록 해야 한다. 각 지지패드(124,126,128,130)의 수직이동량은 다음과 같이 결정한다. 전면유리(102)의 센터포인트를 원점으로 하는 X-Y좌표계에서 볼 때 각 지지패드(124,126,128,130)의 수평방향위치 a, b, c, d는,

a(-xs, ys) c(xs, ys)

d(-xs, -ys) b(xs, -ys)

로 정의된다. 상기 수평방향위치 a, b, c, d에서 각 지지패드의 높이를 Ha, Hb, Hc, Hd라 하면, 지지패드의 평면방정식 z는 다음과 같이 표시된다.

상기 방정식을 이용하면 전면유리(102)의 제1 및 제2코너 포인트에서의 패드 평면 높이 z(A), z(B)와 제3 및 제4코너 포인트에서의 패드평면 높이차 z(C)-z(D)를 계산할 수 있다. 전면유리(102)의 4개의 코너 포인트의 높이 HA, HB 및 높이차(HC-HD)가 기준평면을 정의하는 값 HAO, HBO, (HC-HD)0와 일치하지 않을 경우에는 각각의 지지패드(124,126,128,130)를 승강시켜야 한다. 제1 및 제2의 독립조절식 지지패드(124,126)의 높이가 △Ha, △Hb만큼 변화하고, 제1및 제2의 연동조절식 지지패드(128,130)의 높이차가 △(Hc-Hd)만큼 변화할 때, 코너포인트의 높이변화 △z(A), △z(B), △z[(C)-(D)]는 상기 방정식에 의해 결정된다. 따라서, 지지패드의 수직 방향 이동량은 HAO-HA, HBO-HB 및 (HC-HD)0-(HC-HD)가 되며, 이 값 만큼 지지패드를 상하 이동시킴으로써 전면유리(102)의 4개 코너포인트를 기준평면에 일치시킬 수 있다.

이와 같은 방식으로 전면유리(102)의 수직위치가 결정되면, 스텝5(S5)에서 Y축방향 가압장치(118)가 작동하여 전면유리(102)를 Y축방향으로 고정시킴과 동시에, X축방향 가압장치(122)가 작동하여 전면유리(102)를 X축방향으로 고정시킨다. 끝으로, 스텝 6(S6)에서는 핀가열 압입장치(108,110,112)가 작동하여 핀공급기로부터 공급되는 핀(114)을 예를 들면 1200℃로 가열한 다음 전면유리(102)의 스커트부(106)에 압입하게 된다. 핀(114)이 봉착된 전면유리(102)는 서냉로로 이송되어 냉각과정을 거친다.

제10도 및 제11도는 본 발명의 제2실시예에 따른 핀 봉착장치가 평면도 및 단면도로서 도시되어 있다. 제2실시예의 핀 봉착장치는 제1내지 제3의 독립조절식 지지패드(202,204,206)와 이들 지지패드(202,204,206)를 독립적으로 승강운동 시키기 위한 제1내지 제3의 구동장치(208,210,212)를 구비하고 있는 점외에는 상술한 제1실시예의 핀 봉착장치와 동일한 구성을 취하고 있다. 즉, 제1실시예의 핀 봉착장치는 4점지지방식인 반면, 제2실시예의 핀 봉착장치는 3점지지방식인 것이다. 따라서, 제2실시예의 핀 봉착장치의 부품중 제1실시예와 동일한 것에 대하여는 동일한 부호를 붙이고 자세한 설명을 생략한다.

제2실시예의 핀 봉착장치에 있어서, 제1, 제2 및 제3의 지지패드 (202,204, 206)는 각각 전면유리(102)의 자중을 균일하게 나누어 지지할 수 있도록 스커트부(106)의 하단둘레를 따라 대략 등간격으로 배치된다. 그리고, 각각의 지지패드(202,204,206)는 제1 내지 제3의 구동장치(208,210,212)에 의해서 승강운동하게 되며, 이들 구동장치(208,210,212)의 동작은 제1 내지 제4센서 (166,168, 170,172)로부터의 입력데이터에 근거하여 제어기(164)에 의해서 제어된다. 제11도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 제1의 구동장치(208)는 출력축(216)을 갖는 스텝핑모터(214)와 상기 출력축(216)에 부착된 캠(218)으로 이루어지며, 이 캠(218)은 제1의 지지패드(202)의 하면에 접촉하고 있다. 또한, 상기 제1의 지지패드(202)는 항시 스프링(220)에 의해서 하방으로 탄성가압되고 있다. 제2 및 제3의 구동장치 (210,212)도 제1의 구동장치(208)와 마찬가지로 그에 대응하는 지지패드(204,206)를 승강시키기 위한 스텝핑 모터(222,224)를 갖추고 있다.

상기 구성을 갖는 제2실시예의 핀 봉착장치는 3점지지방식을 채택하고 있기 때문에 지지패드(202,204,206)의 높이를 조절하는 방식이 제1실시예의 핀 봉착장치와는 다르다. 즉, 제14도에서 스텝 S1, S2, S3, S5 및 제S6는 제1실시예에서와 동일하고, 스텝 S4만이 상위한 것이다. 제1내지 제3의 지지패드(202,204,206)의 수직 이동량은 다음과 같이 결정된다. X-Y좌표계에서 지지패드(202,204,206)의 위치 a, b, c를 각각(xa, ya), (xb, yb), (xc, yc)라 하고, 그들의 높이를 Ha, Hb, Hc라 하면, 패드의 평면 방정식은 다음과 같다.

각각의 패드(202,204,206)의 높이가 △Ha, △Hb, △Hc만큼 변화할 때 거리측정센서(106,168,170,172)에 대응하는 위치에서 패드기준면의 높이변화 △z(A),△z(B), △z(C), △z(D)는 상기 식에서 △Ha, △Hb, △Hc의 함수로써 계산가능하며, 이들이 바로 전면유리(102)의 4개코너 포인트의 높이변화가 된다. 현재의 코너 포인트의 높이 HA, HB, 및 HCD(=HC-HD)가 각각 기준값 HAO, HBO 및 HCDO로부터 벗어나 있을 경우, 이들을 기준평면으로 이동시키기 위해서는 다음식,

이 만족되어야 한다. 상기 식은 다음과 같은 연립방정식으로 정리된다.

식중, a1, a2, a3, b1, b2, b3, c1, c2, c3 및 △A, △B, △CD, N 등은 계산과정상 정리되는 상수값들이며 이의 해를 구하면 이동시켜야할 패드의 높이 △Ha, △Hb, △Hc가 결정된다.

이와 같이, 지지패드의 수직방향 이동량이 결정되면, 제어기(164)는 제1 내지 제3의 구동장치(208,210,212)의 스텝핑모터(214,222,224)를 작동시켜서 각각의 지지패드(202,204,206)를 정해진 높이로 이동시킴으로써 전면유리(102)를 기준평면상에 정확히 위치시키게 된다.

제12도 및 제13도를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 핀 봉착장치가 평면도 및 단면도로 각각 도시되어 있는 것을알 수 있다. 제3실시예의 핀 봉착장치는, 테이블(100)의 중앙에 전면유리(102)의 센터포인트의 높이를 측정하기 위한제5의 센서(302)가 설치되고, 제어기(164)에 표시장치(304)가 연결되어 있는 점을 제외하고는 상술한 제1실시예의 핀 봉착장치와 동일한 구성을 취하고 있다. 따라서, 제1실시예의 핀 봉착장치와 동일한 부품에 대하여는 동일한 부호를 붙이고 자세한 설명을 생략한다.

상기 제5의 거리측정센서(302)는 제1 및 제2센서(166,168) 또는 제3 및 제4센서(170,172)와 협동하여 대각선 방향 코너포인트 2곳과 센터포인트의 높이를 검출하여 제어기(164)로 입력한다. 이에 따라 제어기(164)는 다음의 식으로 표시되는 전면유리(102)의 페이스부(104) 내면의 곡률대표값을 계산한다.

CC=HO-(HA+HB)/2

식중, HA, HB, HO는 각각 전면유리의 대각선방향 코너포인트의 높이 및 센터 포인트의 높이를 의미한다. 이렇게 계산된 곡률대표값은 프레스의 온도에 따른 전면유리의 수축정도를 알아내는 척도로서, 표시장치(304)를 통해서 외부로 디스플레이된다. 또한 상기 곡률대표값은 도면에 나타내지 않은 프레스 냉각장치로 피이드백되어 그 작동을 제어하게 된다. 다시 말해서, 곡률대표값이 기준값보다 클때는 전면유리가 지나치게 수축된 것이므로 프레스 냉각장치로 하여금 프레스의 온도를 높이도록 하고, 곡률대표값이 기준값보다 작을 때에는 전면유리가 덜 수축된 것이므로 프레스 냉각장치로 하여금 프레스의 온도를 낮추도록 한다. 곡률대표값의 계산은 핀 봉착장치로 연속공급되는 모든 전면유리에 대하여 자동적으로 행하여진다.

이상에서 상세히 설명한 본 발명의 핀 봉착장치에 의하면, 종래의 전면유리의 페이스부 내면을 지지하던 지지포스트를 제거함으로써 핀봉착공정중 전면유리에눌림자국이나 균열이 발생하는 것을 방지하여 수율의 향상을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 큰 부피를 차지하던 유동식 지지체, 홀드다운장치, 지지포스트가열장치 등을 사용할 필요가 없게 되어 핀 봉착장치의 전체구조를 단순화시킬 수 있다.

또한, 포스트에 의한 눌림자국의 발생 염료가 없어짐에 따라 전면유리를 특정온도까지 냉각시킬 필요가 없으므로, 프레스성형후의 전면유리를 컨베이어상에서 일부러 냉각시키는 일 없이 곧바로 핀 봉착장치로 이송할 수 있고, 이 결과 컨베이어를 제거하여 공정의 레이아웃을 감소시킬 수 있다.

그리고 비교적 고온의 전면유리를 대상으로 핀봉착을 행하게 되므로 봉착시간의 감소에 따른 기계댓수의 감소를 기대할수 있고, 비교적 고온의 전면유리를 핀 봉착장치로부터 서냉로로 배출함으로써 전면유리가 서냉로내에서 큰 온도차로 인하여 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

그밖에도, 프레스로부터 연속공급되는 모든 전면유리의 곡률대표값을 자동적으로 모니터링함으로써 전면유리의 칫수산포원인을 즉시 추적하여 근원적 조치를 취할 수 있게 되며, 나아가서는 곡률대표값을 프레스 냉각장치로 피이드백시켜서 프레스의 금형온도를 자동제어하는 것도 가능하다.

제1도는 통상적인 음극선관의 구조를 보여주는 일부절결측면도이다.

제2도는 제1도에 도시한 음극선관의 전면유리에 새도우 마스크 지지용 핀이 봉착되어 있는 상태를 나타내는 확대단면도이다.

제3도는 종래 기술에 따른 전면유리의 핀 봉착장치를 나타내는 개략평면도이다.

제4도는 제3도의 IV-IV선 단면도로서, 고정식 지지포스트에 의해 지지된 전면유리를 보여준다.

제5도는 제3도의 V-V선 단면로서, 유동식 지지포스트에 의해 지지된 전면유리를 보여준다.

제6도는 본 발명의 제1실시예에 따른 음극선관용 전면유리의 핀 봉착장치를 나타내는 평면도이다.

제7도는 제6도의 VII-VII선 단면도이다.

제8도는 제6도의 VIII-VIII선 단면도이다.

제9도는 제6도의 IX-IX선 단면도이다.

제10도는 본 발명의 제2실시예에 따른 음극선관용 전면유리의 핀 봉착 장치를 나타내는 평면도이다.

제11도는 제10도의 XI-XI선 단면도이다.

제12도는 본 발명의 제3실시예에 따른 음극선관용 전면유리의 핀 봉착 장치를 나타내는 평면도이다.

제13도는 제12도의 XIII-XIII선 단면도이다.

제14도는 본 발명의 핀 봉착장치를 이용해서 전면유리의 위치를 설정하고 핀을 봉착하는 공정을 나타내는 플로우 챠트이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:테이블 102:전면유리(Panel)

104:페이스부(Face Portion) 106:스커트부(Skirt Portion)

108,110,112:핀 가열압입장치 114:핀

118:Y축방향 가압장치 122:X축방향 가압장치

124,126:독립조절식 지지패드 128,130:연동조절식 지지패드

136,138:제1 및 제2의 구동장치 52:틸트레버

156:제3의 구동장치 164:제어기

Claims (14)

1. 페이스부와 스커트부를 갖는 음극선관용 전면유리에 섀도우 마스크지지 핀을 봉착하는 방법에 있어서,

   상기 전면유리의 스커트부를 복수개의 지지점에서 지지하는 단계와,

   상기 전면유리의 페이스부 내면의 코너포인트의 높이를 측정하는 단계와,

   상기 각각의 코너포인트가 미리 설정된 기준평면과 일치하는지 아닌지를 판단하는 단계와,

   상기 각각의 코너포인트가 기준평면으로부터 어긋나 있는 것으로 판단될 경우, 상기 스커트부 지지점의 높이를 변화시켜서 각각의 코너포인트를 기준평면에 일치시키는 단계와,

   상기 전면유리의 스커트부의 내면에 상기 섀도우 마스크 지지핀을 압입하는 단계를 포함하는 음극선관용 전면유리의 핀봉착방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전면유리의 스커트부를 3개의 지지점에서 지지하는 것을 특징으로 하는 음극선관용전면유리의 핀 봉착방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 전면유리의 스커트부를 4개의 지지점에서 지지하는 것을 특징으로 하는 음극선관용전면유리의 핀 봉착방법.
4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 코너포인트의 높이를 측정하는 단계는 각각의 코너포인트의 아래에 설치된 4개의 거리측정센서에 의해서 행하여 지는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전면유리의 핀 봉착방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 3개의 지지점의 높이가 독립적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전면유리의 핀 봉착방법.
6. 제3항에 있어서, 상기 4개의 지지점은 전면유리의 제1의 대각선을 따라 배치된 제1 및 제2의 독립조절식 지지점과, 상기 제1의 대각선에 교차하는 제2의 대각선을 따라 배치된 제1 및 제2의 연동조절식 지지점을 포함하는 것을특징으로 하는 음극선관용 전면유리의 핀 봉착방법.
7. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전면유리의 페이스부 내면의 센터포인트의 높이를 측정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전면유리의 핀 봉착방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 코너포인트의 높이와 상기 센터포인트의 높이를 식, CC=HO-(HA+HB)/2(식중, Ha, HB,HO는 자각 하나의 대각선상에 놓인 양쪽 코너포인트의 높이 및 센터포인트의 높이이다)에 대입해서 곡률대표값을 산출하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전면유리의 핀 봉착방법.
9. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전면유리를 X축방향 및 Y축방향으로 고정시키는 단계를 추가로 포함하고, 이 고정단계는 상기 압입단계의 전에 실행하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전면유리의 핀 봉착방법.
10. 페이스부와 스커트부를 갖는 음극선관용 전면유리에 섀도우마스크 지지지핀을 봉착하기 위한 장치에 있어서,

    테이블과,

    상기 전면유리의 스커트부를 높이조절가능하게 지지하도록 상기 테이블에 설치된 복수개의 지지패드와,

    상기 각각의 지지패드를 수직방향으로 운동시키기 위한 구동수단과,

    상기 전면유리의 페이스부 내면의 코너포인트의 높이를 측정하도록 상기 테이블에 설치된 제1 내지 제4의 거리측정센서와,

    상기 거리측정센서에 의해 측정된 각각의 코너포인트가 미리 설정된 기준평면과 일치하는지 아닌지를 판단하여, 기준평면으로부터 어긋나 있을 때에는 상기 구동수단을 작동시켜서 상기 코너포인트가 기준평면상으로 이동되도록 하는 제어수단과,

    상기 섀도우마스크 지지핀을 상기 전면유리의 스커트부 내면에 압입하는 수단을 포함하는 음극선관용 전면유리의 핀 봉착장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 복수개의 지지패드는 전면유리의 제1의 대각선을 따라 배치된 제1 및 제2의 독립조절식 지지패드와, 상기 제1의 대각선에 교차하는 제2의 대각선을 따라 배치된 제1 및 제2의 연동조절식 지지패드로 구성됨을 특징으로 하는 음극선관용 전면유리의 핀 봉착장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2의 연동조절식 지지패드는 틸트레버에 의해서 서로 연결되어 있고, 상기 틸트레버의 중앙부는 지지스프링을 개재하여 상기 테이블에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전면유리의핀 봉착장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 복수개의 지지패드는 상기 전면유리의 스커트부를 안정적으로 지지할 수 있도록테이블상에 승강운동가능하게 설치된 제1 내지 제3의 독립조절식 지지패드로 구성됨을 특징으로 하는 음극선관용 전면유리의 핀 봉착장치.
14. 제10항에 있어서, 상기 전면유리의 페이스부 내면의 센터포인트의 높이를 측정할 수 있도록 상기 테이블상에 설치된 제5의 거리측정센서를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 핀 봉착장치.