KR100693934B1 - 벤딩부가 장착된 유리절단 장치 및 이를 이용한 유리의절단방법 - Google Patents

벤딩부가 장착된 유리절단 장치 및 이를 이용한 유리의절단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유리의 절단장치 및 이를 이용한 절단 방법에 관한 것으로서, 특히 먼저 레이저빔에 의해 유리에 크랙을 형성하고, 후에 유리를 들어올려 유리를 절단하는 벤딩부가 장착된 유리절단 장치 및 이를 이용한 유리의 절단 방법에 관한 것이다.
벤딩부, 유리절단, 레이저, 크랙.

Description

벤딩부가 장착된 유리절단 장치 및 이를 이용한 유리의 절단방법 { GLASS CUTTING APPARATUS WITH BENDING MEMBER AND METHOD USING THEREOF }
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유리절단 장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 유리절단 장치의 측면도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 유리절단 장치의 정면도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 유리절단 장치의 사시도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 유리절단 장치의 측면도.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 유리절단 장치의 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 유리 절단시 레이저빔의 세기를 변화하는 것을 보여주는 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110, 210, 310 : 레이저발생장치, 120, 220, 320: 스테이지,
122, 222. 322 : 가이드부, 125, 225, 325 : 공기흡입구,
130, 230, 330 : 하부회광판, 140, 240 : 유리,
150, 250 : 고정부재, 151, 251 : 상부가로부재,
152, 252 : 세로부재, 153, 253 : 하부가로부재,
155, 255 : 높이조절부, 160, 260, 360 : 벤딩부,
161 : 롤러, 162 : 벤딩높이조절부,
163 : 몸체, 350 : 제1이송부재,
351 : 가로지지대, 352 : 세로지지대,
353 : 슬라이더, 354 : 제1베이스부,
360 : 제2이송부재, 361 : 제2베이스부,
362 : 몸체부, 363 : 스크류,
364 : 모터.
본 발명은 유리의 절단장치 및 이를 이용한 절단 방법에 관한 것으로서, 특히 먼저 레이저빔에 의해 유리에 크랙을 형성하고, 후에 유리를 들어올려 유리를 절단하는 벤딩부가 장착된 유리절단 장치 및 이를 이용한 유리의 절단 방법에 관한 것이다.
종래에 유리를 절단하기 위해서는 끝단에 다이아몬드가 장착된 칼을 이용하여 절단하였다.
그러나, 이는 절단시 절단면의 품질이 우수하지 못하고 대형 및 두꺼운 유리를 절단함에 있어서 적절하지 못하였다.
이를 위해 최근에는 레이저를 이용하여 유리를 절단하고 있는데, 이때 상기 유리를 스테이지에 올려놓고 상부에서 레이저빔을 조사하여 유리를 절단하는 방식 을 취하고 있다.
유리가 절단될 경우 새로 생성되는 계면 즉 절단면에서 생기는 반발력을 가지고 유리가 절단이 되어야 하는데, 유리가 대형으로 갈수록 자중이 커지면서 마찰력도 커지게 된다.
마찰력은 절단에 방해되는 스트레스로 작용하여 절단이 잘 되지 않고, 절단이 되더라도 절단면의 품질이 저하된다.
위와 같은 종래의 스테이지 장치는, 상기 스테이지와 상기 유리가 면접촉을 하고 있기 때문에, 상기 스테이지와 유리 사이에 큰 마찰력이 발생하게 되어 유리 절단시 유리의 절단면을 기준을 좌우측의 절단된 유리가 좌우측으로 잘 미끄러지지 않게 된다.
따라서, 절단이 잘 이루어지지 않으며 절단면의 품질이 저하될 뿐만 아니라, 절단에 많은 에너지가 필요하여 효율이 저하되며, 에너지의 낭비가 많아지는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유리 절단시 유리와 스테이지의 마찰력을 최소화하고 적은 에너지로 유리의 절단이 용이하게 이루어지도록 하는 벤딩부가 장착된 유리절단 장치 및 이를 이용한 유리의 절단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 벤딩부가 장착된 유리절단 장치는, 레이저빔을 발생시켜 전후방향으로 이동하면서 유리에 조사하는 레이저발생장치와; 상기 레이저발생장치의 하부에 배치되되 상부에 유리가 놓이며 중앙에 가이드부가 형성된 스테이지와; 상기 레이저발생장치에 인접하게 상기 가이드부에 배치되고 상단이 상기 스테이지의 상면보다 높게 장착되며 상단에 유리가 놓이는 벤딩부와; 상기 벤딩부를 이동시키는 이동수단을 포함하여 이루어진다.
상기 벤딩부는, 상기 가이드부를 따라 전후방향으로 이동하는 몸체와, 상기 몸체의 상부에 장착되어 유리에 접하는 롤러 또는 볼과, 상기 롤러 또는 볼의 높이를 조절하는 벤딩높이조절부로 이루어진다.
상기 스테이지에는 진공펌프와 연통되는 공기흡입구가 형성되어 있다.
상기 이동수단은, 상기 벤딩부를 상기 레이저발생장치에 연결하여 고정시키는 고정부재로 이루어지되, 상기 고정부재는, 상기 레이저발생장치의 측방으로 장착되어 상기 스테이지의 측면을 감싸면서 상기 벤딩부와 연결되도록 한다.
또한, 상기 이동수단은, 상기 벤딩부를 상기 레이저발생장치에 연결하여 고정시키는 고정부재로 이루어지되, 상기 고정부재는, 상기 레이저발생장치의 후방에 장착되어 상기 벤딩부와 연결되도록 한다.
또는, 상기 이동수단은, 상기 레이저발생장치를 전후방향으로 이동시키는 제1이송부재와; 상기 벤딩부을 전후방향으로 이동시키는 제2이송부재와; 상기 제1이송부재와 제2이송부재의 이동속도를 제어하는 제어부로 이루어지도록 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저를 이용한 유리의 절단 방법은, 유리에 레이저빔을 조사하여 크랙을 형성하는 조사단계와; 상기 유리의 크 랙부위를 들어올려 절단하는 절단단계로 이루어진다.
상기 절단단계는, 이동하면서 레이저빔을 조사하는 레이저발생치의 후방에서 동일한 속도로 따라오면서 상기 유리를 들어올리면서 이동하도록 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유리절단 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 유리절단 장치의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 유리절단 장치의 정면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1실시예는, 레이저발생장치(110)와, 스테이지(120)와, 하부회광판(130)과, 고정부재(150), 벤딩부(160)로 이루어진다.
상기 레이저발생장치(110)는 종래의 레이저발생장치(110)와 마찬가지로 레이저빔을 발생시켜 유리(140)에 조사하는 것으로서, 전후방향으로 이동하게 된다.
상기 스테이지(120)는, 상기 레이저발생장치(110)의 상부에 배치되고, 상부에 유리(140)가 놓이며, 중앙에는 상기 하부회광판(130) 및 벤딩부(160)가 이동할 수 있는 가이드부(122)가 형성되어 있다.
상기 가이드부(122)는 상기 스테이지(120)의 상부를 오목하게 가공하여 홈 형상으로 형성할 수도 있고, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 스테이지(120)를 2개로 분할하여 그 사이공간을 사용할 수도 있다.
상기 하부회광판(130)은, 상기 레이저발생장치(110)의 수직 하부에 배치되어 상기 가이드부(122) 즉 상기 스테이지(120)의 사이공간을 따라 이동하게 된다.
상기 하부회광판(130)은 상기 레이저발생장치(110)로부터 조사되는 레이저빔을 반사하는 역할을 한다.
상기 하부회광판(130)은 원형으로서 크기는 상기 레이저발생장치(110)의 굵기와 거의 동일하게 형성함이 바람직하다.
이때, 상기 레이저발생장치(110)의 하부에는 상기 하부회광판(130) 및 유리(140)보다 상부에 배치되는 상부회광판(미도시)을 장착하여 상기 하부회광판(130)에 의해 반사된 레이저빔이 상부회광판에 다시 반사되어 유리(140)에 반복적으로 조사되도록 함이 바람직하다.
상기 고정부재(150)는, 상기 벤딩부(160)와 상기 레이저발생장치(110)를 동시에 이동시키는 상기 이동수단으로서, 상기 벤딩부(160)와 상기 레이저발생장치(110)를 서로 연결하여 상기 벤딩부(160)를 상기 레이저발생장치(110)와 함께 이동하도록 한다.
이렇게 함으로써, 상기 하부회광판(130)은 작게 제작할 수 있고, 항상 레이저빔이 상기 하부회광판(130)에 의해 반사되도록 할 수 있다.
상기 고정부재(150)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 레이저발생장치(110)의 측방으로 장착되어 상기 스테이지(120)의 측면을 감싸면서 상기 하부회광판(130) 및 벤딩부(160)와 연결된다.
따라서, 상기 하부회광판(130) 및 벤딩부(160)는 상기 고정부재(150)에 의해 상기 레이저발생장치(110)와 일체가 되어 상기 레이저발생장치(110)와 함께 동시에 이동하게 된다.
상기 고정부재(150)는 상기 레이저발생장치(110)에 장착되어 상기 스테이지(120)의 상부에서 측방향으로 배치되는 상부가로부재(151)와, 상기 하부회광판(130) 및 벤딩부(160)에 장착되어 상기 스테이지(120)의 하부에서 측방향으로 배치되는 하부가로부재(153)와, 상기 상부가로부재(151)와 하부가로부재(153)를 연결하는 세로부재(152)로 이루어진다.
이때, 상기 세로부재(152)는 두 개의 부재로 슬라이딩되도록 결합되어 이루어지고, 상기 세로부재(152)에 높이조절부(155)가 장착되어 상기 세로부재(152)의 길이를 조절할 수 있도록 한다.
상기 높이조절부(155)는 일반적으로 공지된 마이크로미터를 사용하여 정확하고 쉽게 높이조절을 할 수 있으며, 상기 높이조절부(155)에 의해 상기 하부회광판(130) 및 벤딩부(160)의 높이를 조절할 수 있다.
또한, 상기 고정부재(150)의 상부가로부재(151) 또는 하부가로부재(153)에는 가로방향으로 길이 조절이 가능하도록 가로길이조절부(미도시)가 장착되도록 할 수도 있다.
상기 벤딩부(160)는 상기 가이드부(122) 즉 상기 스테이지(120)의 사이공간을 따라 이동하도록 배치되고 상단이 상기 스테이지(120)의 상면보다 높게 장착되며 상단에 유리(140)가 놓인다.
이때 상기 벤딩부(160)는 상기 레이저발생장치(110)의 아래에서 상기 레이저발생장치(110)의 전방 또는 후방에 인접하게 배치된다.
즉, 상기 벤딩부(160)는 상기 하부회광판(130)의 전방 또는 후방에 장착되어 상기 하부회광판(130)과 함께 이동하도록 함이 바람직하다.
상기 벤딩부(160)는, 상기 가이드부(122)를 따라 전후방향으로 이동하는 몸체(163)와, 상기 몸체(163)의 상부에 장착되어 유리에 접하는 롤러(161) 또는 자유롭게 회전하는 볼과, 상기 롤러(161) 또는 볼의 높이를 조절하는 벤딩높이조절부(162)로 이루어진다.
상기 벤딩부(160)의 상단 즉, 상기 롤러(161) 또는 볼은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 스테이지(120)의 상면보다 높게 장착되도록 한다.
이때 상기 롤러(161)는 도 3 (a)에 도시된 바와 같이 상기 몸체(163)의 중심에 하나만 장착하여 상기 레이저발생장치(110) 및 하부회광판(130)과 함께 수직선상에 배치되도록 할 수도 있고, 도 3 (b)에 도시된 바와 같이 상기 몸체(163)의 양측에 하나씩 즉 2개를 장착하여 상기 레이저발생장치(110)와 하부회광판(130)을 잇는 수직선이 상기 롤러(161) 사이에 배치되도록 할 수도 있다.
위와 같이 상기 벤딩부(160)를 장착함으로써, 상기 스테이지(120) 상부에 유리(140)를 올려놓으면, 상기 벤딩부(160)의 상단이 상기 스테이지(120)의 상부보다 높기 때문에 도 3에 도시된 바와 같이 상기 벤딩부(160)의 상단 즉 롤러(161)와 접하는 상기 유리(140)를 중앙부는 위 방향으로 돌출되고 양측은 자중에 의해 스테이지(120)에 접하게 되어 상기 유리(140)의 전체적인 형상이 양측으로 하향 경사진 형태를 취하게 된다.
위와 같은 상태에서는 상기 유리(140)의 중앙부에 벤딩력에 의한 응력이 집 중되게 되고, 이때 상기 레이저발생장치(110)를 이용하여 상기 유리(140)의 중앙부에 레이저빔을 조사함으로써, 보다 적은 에너지로 유리(140)를 절단할 수 있다.
또한, 상기 벤딩부(160)를 상기 하부회광판(130)의 후방에 장착함으로써, 상기 유리(140)에 레이저빔을 조금 조사하더라도 상기 벤딩부(160)가 상기 유리(140)를 상방향으로 밀기 때문에 상기 유리(140)가 쉽게 절단되도록 할 수 있다.
이때, 도 3(a) 및 상술한 바와 같이 상기 롤러(161)가 하나인 경우에는 상기 유리(140)에 형성된 절개선의 수직 하부에서 상기 유리(140)를 상방향으로 밀도록 하고, 도 3(b) 및 상기 롤러(161)가 두 개인 경우에는 상기 유리(140)에 형성된 절개선의 양측 하부에서 상기 유리(140)를 상방향으로 밀도록 한다.
또한, 상기 스테이지(120)에는 다수의 공기흡입구(125)를 형성하고 진공펌프와 연결되도록 함이 바람직하다.
이렇게 함으로써, 상기 스테이지(120) 상부에 유리(140)를 올려놓고 상기 공기흡입구(125)를 통해 상기 스테이지(120)와 유리(140) 사이의 공기를 배출시켜 상기 유리(140)를 상기 스테이지(120)에 밀착되도록 하고, 이로 인해 상기 유리(140)의 중심부에 상기 벤딩부(160)에 의한 응력이 더욱 집중되도록 할 수 있으며, 또한 상기 벤딩부(160)의 롤러(161)에 의해 상기 유리(140)가 밀리는 것을 방지할 수 있다.
이때, 공기흡입구(125)의 갯수 및 위치는 유리(140)의 절단선을 기준으로 좌우 대칭이며 진공압이 일정하도록 하여야 한다.
이는 상기 유리(140)를 상기 스테이지(120)에 배치할 때 절단하고자 하는 선 을 중심으로 좌측과 우측의 공기흡입부(125)의 갯수 및 위치를 동일하게 하여 이룰 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 유리절단 장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 유리절단 장치의 측면도이다.
도 4 및 도 4에 도시된 바와 같이 제 2실시예는, 레이저발생장치(210), 스테이지(220), 하부회광판(230), 고정부재(250), 벤딩부(260)로 이루어진다.
상기 레이저발생장치(210)와, 가이드부(222) 및 공기흡입구(225)가 형성된 스테이지(220), 하부회광판(230) 및 벤딩부(260)는 상술한 제 1실시예의 구성요소와 동일한바, 이에 대한 자세한 설명은 생략하고 상기 고정부재(250)를 중심으로 설명한다.
상기 고정부재(250)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 레이저발생장치(210)의 후방에 장착되어 상기 하부회광판(230) 및 벤딩부(260)와 연결된다.
따라서, 상기 하부회광판(230) 및 벤딩부(260)는 상기 고정부재(250)에 의해 상기 레이저발생장치(210)와 일체가 되어 상기 레이저발생장치(210)와 함께 동시에 이동하게 된다.
상기 고정부재(250)는 상기 레이저발생장치(210)의 후방에 결합되는 상부가로부재(251)와, 상기 하부회광판(230)과 결합되어 후방으로 배치되는 하부가로부재(253)와, 상기 상부가로부재(251)와 하부가로부재(253)를 상호 연결하는 세로부재(252)로 이루어진다.
이때, 상기 세로부재(252)는 두 개의 부재로 슬라이딩되도록 결합되어 이루어지고, 상기 세로부재(252)에 높이조절부(255)가 장착되어 상기 세로부재(252)의 길이를 조절할 수 있도록 한다.
또한, 상기 세로부재(252)는 상기 벤딩부(260)보다 후방에 배치되도록 한다.
상기 높이조절부(255)는 일반적으로 공지된 마이크로미터를 사용하여 정확하고 쉽게 높이조절을 할 수 있으며, 상기 높이조절부(255)에 의해 상기 하부회광판(230)의 높이를 조절할 수 있다.
상기 세로부재(252)는 유리(240)와 닿는 부분의 두께가 얇음이 바람직하고, 상기 높이조절부(255)는 상기 세로부재(252)의 상부 즉 유리(240)와 맞닿지 않는 부위에 장착되도록 함이 바람직하다.
이렇게 함으로써, 상기 레이저발생장치(210)에 의해 유리(240)에 레이저빔이 조사되고 유리(240)에 절단선이 발생하면, 상기 세로부재(252)가 뒤따라오면서 상기 유리(240)의 절단선에 끼워져 유리(240)를 벌어지게 하여 유리(240)가 보다 빨리 절단되도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 유리절단 장치의 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 제 3실시예는, 레이저발생장치(310)), 스테이지(320), 하부회광판(330), 이동수단, 벤딩부(360), 제어부(미도시)로 이루어진다.
상기 레이저발생장치(310)와, 가이드부(322)와 공기흡입구(325)가 형성된 스테이지(320), 하부회광판(330) 및 벤딩부(360)는 상술한 제 1실시예의 구성요소와 동일한바, 이에 대한 자세한 설명은 생략하고 상기 이동수단 및 제어부를 중심으로 설명한다.
상기 이동수단은, 상기 레이저발생장치(310)를 전후방향으로 이동시키는 제1이송부재(350)와, 상기 하부회광판(330) 및/또는 벤딩부(360)를 전후방향으로 이동시키는 제2이송부재(360)로 이루어진다.
상기 제1이송부재(350)는, 상기 레이저발생장치(310)와 연결된 가로지지대(351)와, 상기 가로지지대(351)의 양측에서 아래방향으로 연장 형성된 세로지지대(352)와, 상기 스테이지(320)의 가이드부(322)와 평행하게 지면에 장착된 제1베이스부(354)와, 상기 세로지지대(352)의 하부에 형성되어 상기 제1베이스부(354)에 슬라이딩되게 장착되는 슬라이더(353)로 이루어진다.
상기 슬라이더(353)가 상기 제1베이스부(354)를 따라 전후방향으로 이동함에 따라 상기 세로지지대(352) 및 가로지지대(351)도 이동하게 되고, 결국 상기 레이저발생장치(310)도 상기 가이드부(322)를 따라 전후방향으로 이동하게 된다.
이때, 상기 슬라이더(353)는 공지된 모터 및 기어장치 등을 이용하여 자동으로 이동되도록 하고, 상기 슬라이더(353)와 상기 제1베이스부(354)의 결합구조는 공지된 레일 구조를 이용할 수도 있고, 상기 제1베이스부(354)에 슬라이드홈을 형성하고 상기 슬라이더(353)에 돌기를 형성하여 상기 슬라이드홈에 삽입함으로써 상기 슬라이더(353)가 이동하도록 할 수 있는 등 공지된 다양한 슬라이딩 구조를 사용하면 족하다.
상기 제2이송부재(360)는, 상기 가이드부(322)에 배치되는 제2베이스부(361) 와, 상기 제2베이스부(361)에 슬라이딩되도록 결합되고 상부에 상기 하부회광판(330) 및 벤딩부(360)가 장착된 몸체부(362)와, 상기 몸체부(362)를 이동시키는 모터(364) 및 스크류(363) 등으로 이루어진다.
상기 모터(364)의 회전축에 상기 스크류(363)를 장착하고, 상기 몸체부(362)에 나사산이 형성된 관통공을 형성하여 여기에 상기 스크류(363)를 삽입함으로써, 상기 모터(364)를 회전시키면 상기 몸체부(362)가 상기 제2베이스부(361)를 따라 전후방향으로 이동하도록 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1이송부재(350)와 제2이송부재(360)를 제어하는 것으로서, 상기 레이저발생장치(310)와 상기 하부회광판(330) 및 벤딩부(360)가 동일한 속도로 이동하도록 상기 제1이송부재(350)와 제2이송부재(360)를 제어하도록 한다.
따라서, 상기 레이저발생장치(310)와 하부회광판(330)은 상기 제1이송부재(350)와 제2이송부재(360) 및 제어부에 의해 동일 속도로 이동하게 되어, 항상 상기 레이저발생장치(310)의 수직 하부에는 상기 하부회광판(330)이 배치되도록 할 수 있고, 그 전방 또는 후방에는 상기 벤딩부(360)가 배치되어 유리를 들어올리도록 할 수 있다.
위와 같은 구조에 의해 상기 벤딩부(360)가 유리를 들어올리기 때문에 상기 벤딩부(360)에 의해 들어 올려진 유리의 부위에 응력이 집중되게 되고, 여기를 상기 레이저발생장치(310)를 이용하여 절단함으로써 보다 적은 에너지로 유리를 절단할 수 있을 뿐만 아니라, 벤딩부(360)가 레이저발생장치(310)의 후방에 배치되어 절단된 유리를 양측으로 밀어내는 역할을 수행하도록 할 수도 있다.
한편, 위와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 유리절단방법은, 유리에 레이저빔을 조사하여 크랙을 형성하는 조사단계와, 상기 유리의 크랙부위를 들어올려 절단하는 절단단계로 이루어진다.
상기 조사단계에서는 상기 유리를 완전하게 절단할 수도 있으나, 절단하지 않고 단지 크랙을 형성함이 바람직하고, 절단은 상기 절단단계에서 상기 벤딩부에 의해 유리를 들어올림으로써 상기 크랙을 따라 유리가 절단되도록 한다.
이때, 상기 벤딩부의 상단에 장착된 상기 롤러는 상기 유리에 형성된 크랙을 따라 이동하게되고, 상기 유리에 형성된 크랙이 취약점인바, 상기 크랙을 따라 유리가 절단되어 지게 된다.
상기 절단단계는, 상기 레이저발생치와 동일한 속도로 이동하는 상기 벤딩부에 의해 이루어지는데 상기 벤딩부와 상기 레이저발생장치의 이동속도를 동일하게 함으로써, 레이저빔의 조사위치와 유리가 들리는 위치가 항상 일정하여 후술하는 바와 같이 레이저빔의 세기 조절이 보다 용이하다.
한편, 상기 조사단계에서는, 상기 절단단계에 의해 상기 유리를 들어올린 후부터는 상기 유리를 들어올리기 전보다 약한 세기의 레이저빔을 유리에 조사하도록 한다.
이는, 레이저빔에 의해 크랙이 형성된 유리가 들어 올려짐으로써, 유리의 들어올려진 중앙부위에 벤딩력에 의한 응력이 집중되고 동시에 유리의 절단면이 벌어지면서 양측으로 이동하려는 힘이 발생하게 되는바, 약한 레이저의 세기로도 충분 히 유리를 절단할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 조사단계에서는, 상기 유리의 첫단에서 끝단으로 이동할수록 레이저빔의 세기를 점점 약하게 조사하도록 한다.
이는, 유리의 절단이 이루어짐에 따라 절단면이 점점 많이 벌어지면서 양측으로 이동하려는 힘 또한 점점 크게 발생하게 되는바, 위와 같은 힘에 의해 상기 유리에 조사되는 레이저빔의 세기를 점점 약하게 하여도 유리를 쉽게 절단할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 유리의 끝단으로부터 대략 10mm 정도 떨어진 지점에서는 레이저빔의 세기를 가장 약하게 하여 유리에 조사하도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 조사단계에서는 유리의 끝단의 단면 형상이 라운딩처리된 경우에는, 유리의 끝단의 단면이 레이저빔에 의해 절단되어 직선처리된 경우보다 더 센 세기의 레이저빔을 유리에 조사한다.
위와 같이 레이저빔의 세기를 조절하는 것은, 도 7에 도시된 실험 결과 그래프를 통하여 알 수 있다.
도 7의 (a)그래프는 끝단이 라운딩처리된 유리 절단시 레이저빔의 세기를 변화하는 것을 보여주는 그래프이고, 도 7의 (b)그래프는 끝단이 수직처리된 유리 절단시 레이저빔의 세기를 변환하는 것을 보여주는 그래프이다.
본 실험은 PD200 42인치의 유리를 사용하였고, 레이저빔을 조사하는 레이저발생장치의 절단 이동속도는 150mm/s이다.
먼저, 도 7의 (a)그래프를 살펴보면, 여기에 사용된 유리는 첫단과 끝단이 모두 라운딩처리(R면취)된 것이고, 절단길이가 1930mm이며 폭이 1163mm이다.
초기에는 유리의 첫단에 크랙을 형성하기 위하여 800w의 세기로 레이저빔을 조사하였고, 상기 유리가 들어올려진 상태(a1지점)부터는 650w의 세기로 레이저빔을 조사하였으며, 중간부위에서는 600w의 세기로 레이저빔의 세기를 약화시켰고, 상기 유리의 끝단에서 10mm 정도 떨어진 지점(a2지점)부터는 400w의 세기로 레이저빔을 조사하여 유리를 절단하였다.
위와 같이, 유리를 들어올리기 전인 초기에는 강한 레이저빔의 세기를 필요로 하는데 반해 상기 유리를 들어올린 중간부에는 약한 레이저빔의 세기를 필요하고, 유리의 끝단에 인접한 후반부에서는 더욱 약한 레이저의 세기를 필요함을 알 수 있다.
그리고, 도 7의 (b) 그래프에서 사용된 유리는 첫단이 라운딩처리되고 끝단이 레이저에 의해 절단되어 수직처리(Laser면취)되어 있고, 절단길이는 581mm이고 폭은 1930mm이다.
초기에는 유리의 첫단에 크랙을 형성하기 위하여 800w의 세기로 레이저빔을 조사하였고, 상기 유리가 들어올려진 상태(b1지점)부터는 600w의 세기로 레이저빔을 약하게 조사하였으며, 상기 유리의 끝단에서 10mm 정도 떨어진 지점(b2지점)부터는 100w의 세기로 레이저빔을 조사하여 유리를 절단하였다.
위와 같이, 유리를 들어올리기 전인 초기에는 강한 레이저빔의 세기를 필요로 하는데 반해 상기 유리를 들어올린 중간부에는 약한 레이저빔의 세기를 필요하고, 유리의 끝단에 인접한 후반부에서는 더욱 약한 레이저의 세기를 필요함을 알 수 있다.
위와 같은 실험에 의한 그래프를 통하여 알 수 있듯이, 초기에는 유리에 크랙이 형성될 수 있을 만큼의 세기(800w)로 레이저빔을 조사하고, 유리가 들어올려진 후에는 레이저빔의 조사 세기(650w,600w)를 약하게 변환하고, 끝으로 유리의 끝단에 근접하면 더욱 약하게 레이저빔의 세기(400w,100w)를 변환하여 적은 에너지를이용하여 절단면의 품질이 우수하게 유리를 절단할 수 있다.
또한, 도 7의 (a)와 (b)를 비교하면 알 수 있듯이, 유리의 폭이 커지면 유리가 들어 올려지면서 양방향으로 이동하는 힘이 더 커지기 때문에, 폭이 1633mm인 도 7의 (a)에서는 유리의 끝단에 근접한 상태에서 레이저빔의 세기가 400w인데 반해, 폭이 1930mm인 도 7의 (b)에서는 유리의 끝단에 근접한 상태에서 레이저빔의 세기가 더욱 작은 100w를 사용하고 있다.
이는 도 7의 (a)에 사용된 유리의 끝단이 라운딩처리되어 있고, 도 7의 (b)에 사용된 유리의 끝단이 수직처리되어 있는 것에 의해서도 영향을 받고 있다.
즉, 유리의 끝단이 라운딩처리된 경우에는, 유리의 끝단이 수직처리된 경우보다 많은 레이저빔의 세기를 필요로 한다.
한편, 유리를 절단하기 위하여 상기 유리의 상부에 하부에 각각 회광판을 장착하여 상기 유리에 반복적으로 레이저빔이 조사되도록 할 수 있는데, 이때 상기 상부회광판의 크기는 대략 1인치 정도로 하고, 상부회광판과 하부회광판 사이의 거리는 대략 15mm이하가 되도록 함이 바람직하다.
상기 상부회광판은 상기 하부회광판의 수직상부에 배치되고, 중앙에 레이저 빔이 통과할 수 있는 구멍이 형성되어 있다.
이는 상부회광판의 크기를 너무 크게 하거나, 상부회광판과 하부회광판 사이의 거리를 너무 크게 하면, 상부회광판과 하부회광판 사이의 반사면적이 넓어지고 반사횟수가 많아지게 되는바, 절단하고자 하는 유리의 절단부위에 흡수되는 에너지의 양이 상대적으로 줄어들어 절단면이 불량화될 수 있고, 특히 유리의 첫단에서는 버(burr)가 발생할 수 있기 때문이다.
또한, 상부회광판의 크기를 너무 작게 하면, 회광판에 반사되는 반사횟수가 줄어들어 레이저빔에 의해 유리에 흡수되는 에너지가 작아 유리를 절단하기 어렵기 때문이다.
본 발명인 벤딩부가 장착된 유리절단 장치 및 이를 이용한 유리의 절단방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 벤딩부가 장착된 유리절단 장치 및 이를 이용한 유리의 절단방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 벤딩부를 상기 스테이지의 상면보다 높게 장착함으로써, 유리의 중심부를 들어올리고 양측으로 하향경사지게 배치되도록 하여, 유리의 절단하고자 하는 중심부에 응력이 집중되도록 할 수 있어 적은 에너지로 유리를 쉽게 절단할 수 있다.
특히, 벤딩부를 레이저발생장치의 후방에 장착함으로써, 상기 벤딩부가 유리 를 상부로 밀어 유리의 절단이 보다 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.
둘째, 벤딩부의 높이를 조절함으로서, 유리의 벤딩상태를 조절할 수 있어 유리의 두께 및 크기에 따라 유리의 절단될 부위에 가해지는 응력을 조절할 수 있다.
셋째, 스테이지에 공기흡입구를 형성함으로써, 유리가 밀리는 것을 방지할 수 있고, 상기 벤딩부와 더불어 상기 유리의 중심부 즉 절단하고자 하는 유리의 부위를 더욱 휘어지도록 할 수 있어, 응력 집중이 이루어지는바 적은 에너지로 유리를 쉽게 절단할 수 있다.
넷째, 상기 벤딩부를 상기 레이저발생장치에 연결하여 고정시키는 고정부재를 장착함으로써, 간단한 구조로 상기 벤딩부를 상기 레이저발생장치와 함께 이동되도록 할 수 있다.
다섯째, 상기 고정부재가 상기 레이저발생장치의 측방으로 장착되어 상기 스테이지의 측면을 감싸면서 상기 벤딩부와 연결됨으로써, 상기 고정부재가 유리와 부딪침 없이 절단할 수 있다.
여섯째, 상기 고정부재가 상기 레이저발생장치의 후방에 장착되어 상기 벤딩부와 연결됨으로써, 유리의 크기에 상관없이 절단할 수 있으며 또한 고정부재의 두께를 얇게 하고 끝단을 날카롭게 제작하여 상기 고정부재가 상기 유리의 절단면을 양측으로 밀도록 하여 절단이 신속하고 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.
일곱째, 상기 레이저발생장치를 전후방향으로 이동시키는 제1이송부재와, 상기 벤딩부를 전후방향으로 이동시키는 제2이송부재를 장착하고, 제어부에 의해 상기 제1이송부재와 제2이송부재의 이동속도를 제어하여 상기 레이저발생장치와 벤딩 부를 동일한 속도로 이동되도록 함으로서, 상기 레이저발생장치가 레이저빔을 조사할 때에 항상 상기 벤딩부에 의해 유리가 들어올려지게 할 수 있다.
또한, 상기 벤딩부와 레이저발생장치가 구조물에 의해 직접적으로 연결되어 있지 않기 때문에 유리를 절단함에 있어서 장애물이 없게 되어 유리의 크기에 상관없이 절단이 가능하다.
여덟째, 유리에 레이저빔을 조사하여 크랙을 형성하고, 유리의 크랙부위를 들어올림으로써 적은 레이저빔의 에너지로 대형의 유리를 용이하게 절단할 수 있고, 또한 절단면의 품질을 우수하게 할 수 있다.
아홉째, 레이저발생장치의 후방에서 동일한 속도로 따라오면서 상기 유리를 들어올림으로써, 레이저빔의 조사위치와 유리가 들리는 위치가 항상 일정하여 레이저빔의 세기 조절이 보다 용이하다.
열째, 상기 유리를 들어올린 후부터는 상기 유리를 들어올리기 전보다 약한 세기의 레이저빔을 유리에 조사하도록 함으로써, 불필요한 에너지의 낭비를 줄일 수 있어 최소한의 에너지로 절단면이 우수하게 유리를 절단할 수 있다.
또한, 상기 유리의 첫단에서 끝단으로 갈수록 유리에 조사되는 레이저빔의 세기를 더욱 약하게 함으로써, 유리를 절단함에 필요한 최소한의 에너지를 가지고 유리를 절달할 수 있어 불필요한 에너지의 낭비를 더욱 줄일 수 있고 유리 끝단의 절단의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 유리의 끝단의 단면 형상이 라운딩처리된 경우에는, 유리의 끝단의 단면이 직선인 경우보다 더 센 세기의 레이저빔을 유리에 조사하도록 함으로써, 유리 의 끝단의 단면이 라운딩처리된 경우와 직선처리된 경우에 따라 적절하게 레이저빔의 세기를 조절하여 최소한의 에너지로 절단면이 우수하게 유리를 절단할 수 있다.

Claims (8)

  1. 레이저빔을 발생시켜 전후방향으로 이동하면서 유리에 조사하는 레이저발생장치와;
    상기 레이저발생장치의 하부에 배치되되 상부에 유리가 놓이며 중앙에 가이드부가 형성된 스테이지와;
    상기 레이저발생장치에 인접하게 상기 가이드부에 배치되고 상단이 상기 스테이지의 상면보다 높게 장착되며 상단에 유리가 놓이는 벤딩부와;
    상기 벤딩부를 이동시키는 이동수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 벤딩부가 장착된 유리절단 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 벤딩부는,
    상기 가이드부를 따라 전후방향으로 이동하는 몸체와,
    상기 몸체의 상부에 장착되어 유리에 접하는 롤러 또는 볼과,
    상기 롤러 또는 볼의 높이를 조절하는 벤딩높이조절부로 이루어진 것을 특징으로 하는 벤딩부가 장착된 유리절단 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 스테이지에는 진공펌프와 연통되는 공기흡입구가 형성된 것을 특징으로 하는 벤딩부가 장착된 유리절단 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이동수단은,
    상기 벤딩부를 상기 레이저발생장치에 연결하여 고정시키는 고정부재로 이루어지되,
    상기 고정부재는,
    상기 레이저발생장치의 측방으로 장착되어 상기 스테이지의 측면을 감싸면서 상기 벤딩부와 연결되는 것을 특징으로 하는 벤딩부가 장착된 유리절단 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이동수단은,
    상기 벤딩부를 상기 레이저발생장치에 연결하여 고정시키는 고정부재로 이루어지되,
    상기 고정부재는,
    상기 레이저발생장치의 후방에 장착되어 상기 벤딩부와 연결되는 것을 특징으로 하는 벤딩부가 장착된 유리절단 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 이동수단은,
    상기 레이저발생장치를 전후방향으로 이동시키는 제1이송부재와;
    상기 벤딩부를 전후방향으로 이동시키는 제2이송부재와;
    상기 제1이송부재와 제2이송부재의 이동속도를 제어하는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 벤딩부가 장착된 유리절단 장치.
  7. 유리에 레이저빔을 조사하여 크랙을 형성하는 조사단계와;
    상기 유리의 크랙부위를 들어올려 절단하는 절단단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리의 절단 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 절단단계는,
    이동하면서 레이저빔을 조사하는 레이저발생치의 후방에서 동일한 속도로 따라오면서 상기 유리를 들어올리면서 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리의 절단 방법.
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