KR0165196B1

KR0165196B1 - 평면 사각 브라운관의 마스크와 판넬 자동 용접 및 절단장치

Info

Publication number: KR0165196B1
Application number: KR1019940039793A
Authority: KR
Inventors: 최영묵
Original assignee: 이헌조; 엘지전자주식회사
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR960025956A

Abstract

본 발명은 평면 사각 브라운관의 제조에 있어, 마스크 클램핑(Clamping) 및 스트랫칭(Stretching)에 의한 9점 얼라인먼트(Alignment), X,Y,θ위치 결정, 화상 처리 데이터의 전송 및 보정에 의한 마스크와 판넬에 부착된 레일을 자동적으로 용접 및 절단하는 평면 사각 브라운관의 마스크와 판넬 자동 용접 및 절단장치에 관한 것이다.

종래의 기술은, 기구부의 정밀 가공과 제어부의 정밀 제어를 최적의 조건으로 구현한다고 해도, 마스크 카트가 캠 구동 드라이브의 상하좌우 이송에 의해 클램핑 및 스트랫칭 다이 밑에 세팅되기 때문에, 위치 결정의 오차가 필연적으로 발생하고, 또한 마스크용 카메라와 판넬용 카메라가 각각의 중심에서 일치한다고 해도, 서로 다른 공간에서 서로 다른 중심을 기준으로 데이터 인식이 이루어지기 때문에 이 둘의 공통 중심과는 차이가 발생하여 고정도의 자동조립이 어렵고, 불량 발생에 따른 생산성 저하가 초래되었다.

본 발명은 마스크 및 판넬의 위치 촬영과 정렬, 레이져 빔을 이용한 용접과 절단을 실행하는 가공부(50)와, 상기 가공부(50)에 의한 마스크 및 판넬 카메라 중심에 일치하며 마스크를 인도받아 상기 가공부(50)에 공급하는 마스크 카트(60)와 판넬을 인도받아 정렬하며, 상기 가공부(50) 및 마스크 카트(60) 카메라 중심에 일치하며 판넬을 상기 가공부(50)에 공급하는 판넬 카트(70)로 평면 사각 브라운관의 마스크와 패널 자동 용접 및 절단장치를 구성하여, 마스크 카메라와 펜넬용 카메라의 중심(C*)을 공동 중심으로 하는 시스템을 구성하고, 판넬 카트가 고정 중심(C*)에 고정되게 하고 마스크 카트도 이 중심을 기준으로 회전하게 함으로써, 캠 구동 드라이버의 이송에 따른 오차 발생을 제거한다.

Description

평면 사각 브라운관의 마스크와 판넬 자동 용접 및 절단장치

본 발명은 평면 사각 브라운관의 제조에 있어, 마스크 클램핑(Clamping) 및 스트랫칭(Stretching)에 의한 9점 얼라인먼트(Alignment), X,Y,θ위치 결정, 화상처리 테이타의 전송 및 보정에 의한 마스크와 판넬에 부착된 레일을 자동적으로 용접 및 절단하는 평면 사각 브라운관의 마스크와 패널 자동 용접 및 절단장치에 관한 것이다.

평면 사각 브라운관의 제조에 있어서, 제1도에 도시한 바와같이 마스크(1)와 판넬 (2)의 레일(3)을 자동적으로 용접하고 절단하는 장치는 그 얼라인먼트의 정도가 5㎛가 되어야 소기의 평면 사각 브라운관을 구 할 수 있다.

제2도는 마스크와 판넬의 자동 절단과 용접을 실행하는 종래의 장치 구성을 도시한 도면으로서, 크게 나누어, 레이져를 이용한 용접과 절단을 실행하는 가공부(10)와, 마스크를 정위치하여 상기 가공부(10)에 인도하는 마스크 카트(20)와, 판넬을 정위치하여 상기 가공부(10)에 인도하는 판넬카트(30)와, 판넬과 마스크의 이송을 위한 캠 구동 드라이버(40)로 구성된다.

상기 가공부(10)에는, 마스크의 클램핑 및 스트랫칭을 위한 다이(10a)가 있고, 클램퍼 구동을 위한 모터(10b)와, 상기 모터(10b)에 의해 구동되며 공압 실린더의 작용으로 마스크를 클램핑하는 클램퍼(10c)와, 가공을 위한 레이져 노즐(10d), X축 및 Y축 방향의 구동을 위한 X테이블(10e) 및 Y테이블(10f)과, 카메라 촬영을 위한 LED(10ｇ)와, 마스크 스트래칭 데이터 인식을 위해 영상을 촬영하는 CCD카메라 및 그 구동을 위한 실린더(10h)가 구비되어 있다.

상기 마스크 카트(20)에는, 마스크(1) 영상 촬영을 위한 카메라(20a)와, 마스크 정렬을 위한 볼/그루브(20b), 이들을 구동시키는 실린더(20c)가 구비된다.

상기 판넬 카트(30)에는, 판넬(2) 영상의 촬영을 위한 카메라 및 근접 접촉식 스위치부(30a)와, 이들을 구동시키는 실린더(30b), 판넬 정위치를 위한 볼/그루브(30c) 및 위치 결정을 위한 테이블(30d), 카트 구동을 위한 실린더(30e), 위치 데이터 촬영 감지를 위한 LED(10f)가 구비되어 있다.

이와같이 구성된 종래 장치의 용접과 절단 동작을 살펴보면 다음과 같다.

수작업 또는 자동 이송 기구에 의해서 마스크 카트(20)에 마스크(1)가 도착하면, 캠구동 드라이버(40)와 실린더(20c)의 작동에 의해서 판넬카트가 상승하고, 볼/그루브(20b)에 의해 가공부(10)의 클램핑 및 스트랫칭 다이(10a)밑에 미세 정밀 위치 조정되면, 마스크(1)는 클램퍼(10c)의 위치까지 상승한다.

클램퍼(10c)는 제3도에 도시한 바와같이, 공압 실린더(104)에 의해 웨지(Wedge)(103)가 전진하면 홀더(102)의 수직력에 의해 클램프(101)가 마스크(1)를 클램프하게 된다.

이와같이 마스크(1)가 클램핑되면 제2도에서, 모터(10b)가 후진하여 마스크(1)가 스트랫칭되고, 실린더(10h)의 하강 및 LED(10ｇ)의 발광으로 카메라(20a)가 상기 스트랫칭 데이터를 인식한 다음, 판넬 카트(30)에 전송한다.

한편, 판넬카트(30)에서는 근접 접촉식 스위치 및 카메라(30a)가 실린더(30b)의 작동으로 하강하여 볼/그루브(30c)에 의해 초정밀 위치결정을 한 후, 판넬(2)의 하부에 있는 LED(30f)가 발광하여 패널(2)의 X,Y,θ위치 데이터 및 레일 궤적(제1도 참조)데이타를 얻는다.

이어서, X,Y,θ테이블(30d)에서 상기 스트랫칭 데이터와 비교하여 X',Y',θ'의 위치를 결정하고, 레일의 궤적 데이터를 레이져 노즐(10d)으로 전송한다.

그리고, 실린더(30e)의 작동으로 판넬 카트가 상승하여 가공부의 클램핑 및 스트랫칭 다이(10a)밑에 셋팅되면 레어져 노즐(10d)이 하강하여 작동하고, 이때 X테이블(10e) 및 Y테이블(10f)의 좌우 이송에 의해 레일을 따라 용접 및 절단 작업이 이루어지고, 작업이 완료되면 모든 기구부가 원위치로 복귀된다.

그러나, 상기한 바와같은 종래의 기술은, 마스크(1)와 판넬(2)의 얼라인먼트 정도가 5㎛가 되어야 하는데, 기구부의 정밀 가공과 제어부의 정밀 제어를 최적의 조건으로 구현한다고 해도, 마스크 카트(20)가 캠 구동 드라이브(40)의 상하좌우 이송에 의해 클램핑 및 스트랫칭 다이(10a)밑에 세팅되기 때문에, 위치 결정의 오차가 필연적으로 발생하고, 또한 마스크용 카메라(20a)와 판넬용 카메라(30a)가 각각의 중심에서 일치한다고 해도, 서로 다른 공간에서 서로 다른 중심을 기준으로 데이터 인식이 이루어지기 때문에 이 둘의 공통 중심과는 차이가 발생하여 고정도의 자동 조립이 어렵고, 불량 발생에 따른 생산성 저하가 초래되는 등의 문제점이 있었다.

즉, 제4도의 (a)에 도시한 바와같이, 마스크 카메라(20a)와 판넬 카메라(30a)가 각각 중심(A*)(B*)에 설치되어 마스크 절대 제어 제어 위치점(9점)의 중심과, 판넬 절대 제어 위치점(4점)의 각 중심(A*)(B*)이 일치하지 않기 때문에, 카메라 설치 및 기구부 재 셋팅시 절대 중심의 옵셋(Off-Set)으로 인해 마스트 마스크/마스트 판넬의 의미를 상실하고, 그러므로 마스크(1)와 패널(2)의 얼라인먼트 정도를 요구치인 5㎛내에서 실시할 수 없게되었던 것이다.

본 발명은 판넬과 마스크를 동심의 축상에서 위치 결정을 위한 영상의 촬영과 제어를 실행하고, 마스크 카트가 판넬 카트의 고정 중심을 기준으로 회전하게 함으로써 캠 구동 드라이버의 이송에 따라 발생되는 위치 오차를 제거한 평면 사각 브라운관의 마스크와 판넬 자동 용접 및 절단장치를 제공함을 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 제4도의 (b)에 도시한 바와같이 마스크 카메라와 판넬용 카메라의 중심(C*)을 공동 중심으로 하는 시스템을 구성하고, 판넬 카트가 고정 중심(C*)에 고정되게 하고 마스크 카트도 이 중심을 기준으로 회전하게 함으로써, 캠 구동 드라이버의 이송에 따른 오차 발생을 제거하고자 하는 것이다.

제1도는 마스크와 브라운관의 제품도.

제2도는 종래의 마스크와 판넬 자동 용접 및 절단장치의 구성도.

제3도는 종래의 마스크 클램퍼 구성을 나타낸 도면.

제4도의 (a)는 종래의 기술에 따른 마스크와 판넬의 위치점을 나타낸 도면.

(b)는 본 발명에 따른 마스크와 판넬의 위치점을 나타낸 도면.

제5도는 본 발명의 마스크와 판넬 자동 용점 및 절단장치의 구성도.

제6도는 본 발명의 판넬 클램핑 개요를 나타낸 도면.

제7도는 본 발명의 판넬 클램퍼 구성을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 가공부(용접/절단) 60 : 마스크 카트

70 : 판넬 카트 80 : 판넬 자동 공급장치

1 : 마스크 2 : 판넬

50a : 클램핑 및 스트랫칭 다이 50b : 모터

50c : 마스크 클램퍼 50d : 레이져 노즐

50e : X테이블 50f : Y테이블

50g : CCD카메라(접촉식 변위센서) 50h : 실린더

60a : 모터 60b : LED

60c : 실린더 60d : LED

70a,70b : 실린더 70c : X,Y,θ테이블

70d : 볼/그루브 70e : LED

제5도는 이와같은 목적을 달성하는 본 발명의 평면 사각 브라운관의 마스크와 판넬 자동 용접 및 절단장치 구성을 도시한 도면으로서, 제5도를 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

마스크 및 판넬의 위치 촬영과 정렬, 레이져 빔을 이용한 용접과 절단을 실행하는 가공부(50)와, 상기 가공부(50)에 의한 마스크 및 판넬 카메라 중심에 일치하며 마스크를 인도받아 상기 가공부(50)에 공급하는 마스크 카트(60)와, 판넬을 인도받아 정렬하며, 상기 가공부(50) 및 마스크 카트(60) 카메라 중심에 일치하며 판넬을 상기 가공부(50)에 공급하는 판넬 카트(70)로 구성된다.

한편, 상기 가공부(50)에는, 마스크의 클램핑 및 스트랫칭을 위한 다이(50a)가 있고, 마스크 클램퍼 구동을 위한 모터(50b)와, 상기 모터(50b)에 의해 구동되며 공압 실린더의 작용으로 마스크를 클램핑하는 마스크 클램퍼(50c)와, 판넬과 마스크의 용접 및 절단 가공을 위한 레이져 노즐(50d), 상기 레이져 노즐(50d)에 의한 가공시 판넬과 마스크의 레일 추종을 위하여 X축 및 Y축 방향의 구동을 수행하는 X테이블(50e) 및 Y테이블(50f)과, 마스크와 판넬의 공동 중심선상에서 클램핑 및 스트래칭 테이타 인식을 위해 마스크와 판넬의 영상을 촬영하는 CCD카메라(50ｇ) 및 그 구동을 위한 실린더(50h)가 구비되어 있고, 상기 CCD카메라는 접촉식 변위센서와 함께 구성된다.

그리고, 상기 마스크 카트(60)에는, 구동을 위한 모터(60a)와, 상기 모터(60a)와 함께 마스크(1)을 상기 가공부(50)에 공급하기 위한 웨이트 밸런스(60b) 및 실린더(60c)와, 마스크 촬영을 위한 LED(60d)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 판넬 카트(70)에는, 카트 구동을 위한 실린더(70a)(70b)와, 상기 판넬 위치 데이터를 처리하여 정위치 시키기 위한 X,Y,θ 테이블(70c) 및 볼/그루브(70d)와 판넬의 촬영을 위한 LED(70e), 판넬이 클램핑을 위한 판넬 클램퍼가 구비되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 평면 사각 브라운관의 마스크와 판넬 자동 용접 및 절단장치에 의한 마스크와 판넬의 자동 용접과 절단 동작을 설명하면 다음과 같다.

판넬(2)은 작업자에 의해 직접 판넬 카트(70)위에 수동 공급되던가, 또는 자동 공급 장치에 의해서 자동적으로 공급된다.

판넬의 클램핑과 판넬 카트로의 자동 공급을 위해서는, 판넬 공급부(80)가 구비되는데, 이 판넬 공급부(80)는 제5도에 도시한 바와같이, 판넬(2)을 상기 판넬 카트(70)로 인도하기 위한 실린더(80a), 가이드축(80b), 지지프레임(80c)으로 구성되어, 제5도에와 같이 실린더(80a)의 구동으로 가이드축(80b)에 안내되어 판널(2)이 판넬 카트(70)에 자동적으로 들어오게 된다.

수동 작업 또는 자동 공정에 의해 판넬(2)이 판넬 카트(70)에 들어오면, 판넬을 클램핑하게 되는데, 이 판넬 클램퍼의 구성을 제6도 및 제7도에 도시하였다.

즉, 제6도에 도시한 바와같이, 판넬(2)을 클램핑하기 위하여 지지 프레임(91)의 3지점의 지지점(92)에 리프 스프링(93)을 설치하고, 이 리프 스프링(93)에 의해 위치 결정된 판넬(2)을 지지하기 위하여 4개의 클램프(94)를 설치하였다.

상기 클램프(94)는 제7도에 도시한 바와같이, 클램핑을 위한 실린더(94a) 및 그 레버(94b)와, 상기 레버(94b)의 단부에서 판넬 가장자리를 지지하는 롤러(94c)와, 롤러 지지부분에서 판넬(2)의 상하를 고정하는 상하 고정 실린더(95)로 구성하였다.

따라서, 상기한 바와같이 수동 작업 또는 자동공정에 의해 판넬 카트(70)에 판넬(2)이 들어오면, 지지프레임(91)상의 3점의 지지점(92)과 리프 스프링(93)의 탄성력에 의해 판넬(2)의 위치가 결정되고, 이와같이 위치가 결정되고 난 후 판넬(2)을 4개의 클램프(94)가 4곳에서 단단히 지지하게 된다.

즉, 제7도에 도시한 바와같이, 공압 실린더(94a)의 작동에 의해 레버(94b)가 회전하고 이에 따라 레버(94b)단부의 롤러(94c)가 판넬(2)의 가장자기를 밀어서 4개의 클램프에 의한 지지가 이루어지게 되고, 이때 상하 고정 실린더(95)에 의해서 수직 방향으로 판넬(2)이 고정되는 것이다.

이와같이 판넬(2)이 판넬 카트(70)에 들어와 클램핑되면 실리더(70a)(70b)에 의해 판넬 카트(70)가 상승하고, 판넬 카트(70)가 상승하여 클램핑 및 스트랫칭다이(60a)밑에 도달해서 볼/그루브(70d)에 의해 판넬(2)의 정확한 위치 결정이 이루어지게 된다.

위치 결정이 끝나면 가공부(50)의 실린더(50h)가 작동하여 카메라(50ｇ) 및 접촉식 변위센서가 하강하고, 이때 판넬 LED(70e)가 발광하며, 카메라의 촬영과 접촉식 변위센서에 의해 판넬 위치점 및 레일을 인식하게 된다.

이러한 인식이 종료되면 실린더(50h)의 작동에 의해 상기 카메라(50ｇ)와 접촉식 변위센서는 상승하고, 판넬 카트(70)는 실린더(70a)(70b)에 의해 하강한다.

이어서 마스크(1)가 마스크 카트(60)에 들어오면 구동 모터(60a)가 구동하고 모터의 구동력과 밸런스 웨이트(60b)의 회전에 의해 마스크(1)를 클램핑 및 스트랫칭 다이(50a)밑에 위치시키고, 실린더(60c)가 작동하여 마스크(1)를 상승시킨다.

마스크(1)가 상승하면 마스크 클램퍼(50c)에 의해 마스크(1)를 클램핑시키고(제3도 동작설명 참조), 구동 모터(50b)가 후진하여 클램핑 및 스트랫칭을 실시한 후, 실린더(50h)의 작동으로 카메라(50ｇ)가 하강한다.

그리고 이때, 마스크 LED(60d)가 발광하여 제4도의 (b)에 도시한 바와같이 마스크 위치점 9점을 인식하고, 인식된 정보를 판넬 카트(70c)측으로 보내준다.

판넬카트(70)에서는 미리 측정해둔 상기 판넬 위치 정보와 마스크 9점 위치정보를 비교하여 마스크(1)의 X,Y,θ정보에 맞추어 판넬(2)을 X,Y,θ 테이블(70c)로 위치 조정하여 X,Y,θ를 설정해 준다.

한편, 마스크 스트랫칭의 위치 측정값을 제4도의 (b)에 도시한 바와같이, 마스트 마스크 절대 제어 위치점(i=1,2,3,..,9)과 마스크 위치 측정점(i=1,2,3,...,9)을 서로 비교하여, 아래의 식에서와 같이 오차를 구하고,

[ (마스트 마스크 절대 제어 위치점)i-(마스크 위치 측정점)i],

이와 같이 구한 그 오차만큼을 구동모터(50b)로 구동시켜 2차 스트랫칭한다.

2차 스트랫칭을 실시한 다음 판넬 카트(70)가 실린더(70a)(70b)에 의해 상승하여 판넬(2)이 마스크(1)의 밑에 위치하면, 미리 측정해둔 상기 레일 궤적을 따라 레이져 노즐(50d)이 X테이블(50e) 및 Y테이블(50f)에 의해 구동되면서 용접과 절단을 실행하게 되고, 용접 및 절단이 완료되면 판넬카트(70)가 실린더(70a)(70b)에 의해서 하강하여 완성된 판넬(2)을 빼내고 다음 단계의 공정을 상한 바와같이 계속 진행하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명의 평면 사각 브라운관의 마스크와 판넬자동 용접 및 절단장치에 의하면, 5㎛내의 마스크/판넬 얼라인먼트 정도를 갖게 함으로서 평면 사각 브라운관을 제조할 수 있고, TV용 및 모니터용 평면 사각 브라운관으로서 브라운관의 해상도를 증가시키고, 기존의 브라운관 제작시 노광, 도포 공정에서 마스크와 판넬이 항상 짝을 지어 다니며 노광, 도포를 실시해 발생하는 불량 및 설비 복잡성을 최소화하여 브라운관 제조 공정을 간단히 하는 등의 효과가 있다.

Claims

마스크 및 판넬의 위치 촬영과 정렬, 레이져 빔을 이용한 용접과 절단을 실행하는 가공부(50)와, 상기 가공부(50)에 의한 마스크 및 판넬 카메라 중심에 일치하며 마스크를 인도받아 상기 가공부(50)에 공급하는 마스크 카트(60)와, 판넬을 인도받아 정렬하며, 상기 가공부(50) 및 마스크 카트(60) 카메라 중심에 일치하며 판넬을 상기 가공부(50)에 공급하는 판넬 카트(70)로 구성됨을 특징으로 하는 평면사각 브라운관의 마스크와 판넬 자동 용접 및 절단장치.
제1항에 있어서, 상기 가공부(50)에는, 마스크의 클램핑 및 스트랫칭을 위한 다이(50a)와, 마스크 클램퍼 구동을 위한 모터(50b)와, 상기 모터(50b)에 의해 구동되며 실린더의 작용으로 마스크를 클램핑하는 마스크 클램퍼(50c)와, 판넬과 마스크의 용접 및 절단 가공을 위한 레이져 노즐(50d)과, 상기 레이져 노즐(50d)에 의한 가공시 판넬과 마스크의 레일 추종을 위하여 X축 및 Y축 방향의 구동을 수행하는 X테이블(50e) 및 Y테이블(50f)과, 마스크와 판넬의 공동 중심선상에서 클램핑 및 스트래칭 데이터 인식을 위해 마스크와 판넬의 영상을 촬영하는 CCD카메라(50ｇ) 및 그 구동을 위한 실린더(50h)가 구비되어 있고, 상기 CCD카메라는 접촉식 변위센서와 함께 구성됨을 특징으로 하는 평면 사각 브라운관의 마스크와 패널 자동 용접 및 절단장치.
제1항에 있어서, 상기 마스크 카트(60)에는, 구동을 위한 모터(60a)와, 상기 모터(60a)와 함께 마스크(1)를 상기 가공부(50)에 공급하기 위한 웨이트 밸런스(60b) 및 실린더(60c)와, 마스크 촬영을 위한 LED(60d)가 구성됨을 특징으로 하는 평면 사각 브라운관의 마스크와 판넬 자동 용접 및 절단장치.
제1항에 있어서, 상기 판넬 카트(70)에는, 카트 구동을 위한 실린더(70a)(70b)와, 상기 판넬 위치 데이터를 처리하여 정위치 시키기 위한 X,Y,θ테이블(70c) 및 볼/그루브(70d)와, 판넬의 촬영을 위한 LED(70e), 판넬이 클램핑을 위한 판넬 플램퍼가 구성됨을 특징으로 하는 평면 사각 브라운관의 마스크와 판넬 자동 용접 및 절단장치.
제1항에 있어서, 상기 판넬 카트(70)로 판넬(2)을 자동 공급하기 위하여 판넬(2)을 공급하는 실린더(80a)와, 상기 실린더(80a)에 의해 판넬을 이송하는 가이드축(80b)과, 상기 실린더 및 가이드축이 지지되는 지지 프레임(80c)으로 구성되는 판넬 자동 이송 기구를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 평면 사각 브라운관의 마스크와 판넬 자동 용접 및 절단장치.
제4항에 있어서, 상기 판넬 카트(70)에 인도된 판넬(2)을 클램핑 및 위치정렬 하기 위하여, 지지 프레임(91)을 구비하고, 이 지지프레임(91)의 3점의 지지점(92)에 리프 스프링(93)을 설치하며, 이 리프 스프링(93)에 의해 위치 결정된 판넬(2)을 지지하기 위하여 4개의 클램프(94)를 설치하고, 상기 클램프(94)에는 클램핑을 위한 실린더(94a) 및 그 레버(94b)와, 상기 레버(94b)의 단부에서 판넬 가장자리를 지지하는 롤러(94c)를 구비하여 판넬 가장자리를 지지하게 구성하는 한편, 롤러 지지부분에서 판넬(2)의 상하 고정하는 실린더(95)를 구성하여 패널 카트(70)에 인도된 판넬을 클램핑 및 위치 정렬함을 특징으로 하는 평면 사각 브라운관의 마스크과 판넬 자동 용접 및 절단장치.