KR100819385B1

KR100819385B1 - 레이저 절단 장치

Info

Publication number: KR100819385B1
Application number: KR1020070018270A
Authority: KR
Inventors: 이건하
Original assignee: 주식회사 엔 이 에스
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2008-04-04

Abstract

본 발명에 따라 신규의 유리 절단용 레이저 절단 장치가 개시된다. 상기 장치는 유리의 폭 또는 길이 방향을 따라 이동하면서 레이저를 발생시켜 하방의 유리를 향해 조사하는 레이저 발생기 헤드와, 상기 유리의 하방에 배치되고, 상기 유리의 하면에 밀착하여 레이저 발생기 헤드와 동기하여 이동하면서 레이저에 의한 유리 절단을 보조하는 보조 롤러 장치를 포함하고, 상기 보조 롤러 장치는, 상기 유리의 하면에 밀착하여 유리를 지지하는 롤러와, 상기 롤러와 유리의 비평형 위치 관계를 자동으로 보정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 절단하고자 하는 유리와 유리를 지지하는 롤러가 비평형 관계로 접촉하여도, 상기 수단에 의해 이러한 비평형 위치 관계가 자동으로 보정되어, 롤러가 평형하게 유리와 접촉하게 되고, 따라서 원하는 직각 절단면을 얻을 수 있다.

Description

레이저 절단 장치{LASER CUTTING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 한 가지 실시예에 따른 레이저 절단 장치의 전체적인 구성을 보여주는 개략도이다.

도 2는 도 1에 도시한 레이저 절단 장치의 보조 롤러 장치의 확대도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 레이저 절단 장치 및 관련 구성을 모식적으로 보여주는 도면이다.

도 4는 도 3에 도시한 레이저 절단 장치의 확대 단면도이다.

도 5는 레이저 절단 장치의 롤러가 기울어진 상태에서 유리와 접촉하는 상태 및 이에 따른 유리 절단면을 보여주는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 레이저 발생기 헤드

40: 척(chuck)

50: 유리

60: 보조 롤러 장치

62: 롤러

66: 지지 부재

68: 받침 부재

본 발명은 레이저 절단 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 평판 디스플레이 제조시 레이저를 이용하여 유리 등을 절단할 때 그 유리를 직각으로 절단할 수 있도록 해주는 수단이 구비되어 있는 레이저 절단 장치에 관한 것이다.

화상 표시 장치의 기판은 비금속 물질인 유리 또는 세라믹 등이 이용된다. 이러한 기판으로 사용되는 유리는 다이아몬드 톱이나 열충격을 가하여 절단하는 방법이 이용되기도 하지만, 최근에는 레이저를 이용하여 유리를 절단하는 장치가 보편적으로 이용되고 있다.

도 3에는 종래에 이용되고 있는 레이저 절단 장치가 개략적으로 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 절단하고자 하는 유리(50)는 척(chuck)(40) 상에 안착된다. 이때 유리는 척(40)에 흡착되어 안정되게 유지된다. 이와 같은 상태에서, 리니어 모터(도시 생략)에 의해 레이저 발생기 헤드(10)가 화살표 방향으로 왕복 운동하면서 유리의 절단부(C)에 레이저를 조사하여 유리 절단 과정을 수행한다.

이때, 척(40) 사이에는 절단 보조 롤러 장치(20) 및 반사경(30)이 유리 아래 에 배치되어 있다. 반사경(30)은 유리를 투과하는 레이저를 반사시켜 레이저에 의한 손상이 발생하는 것을 방지한다. 즉, 반사경(30)은 순도가 높은 순금으로 구성되는데, 순도가 높은 반사체는 레이저에 의해 절단되지 않고 그 레이저를 반사시키게 되므로, 이러한 원리를 이용하여 레이저 절단 장치의 하부에 놓이는 부품들을 보호하는 역할을 하게 된다. 한편, 반사경이 고정 장착되어 있는 절단 보조 롤러 장치(20)는 유리를 지지하면서 유리에 밀착되게 유지되어, 유리의 분리를 보조하는 역할을 한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 4에는 보조 롤러 장치(20)와 유리(50)와의 위치 관계가 보다 구체적으로 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 보조 롤러 장치(20)는 유리(50)와 밀착하여 유리를 지지하는 롤러(22)와, 축을 매개로 롤러(22)를 장착하는 지지 부재(24)를 포함한다. 지지 부재(24)는 고정식으로 구성되어, 외부 힘에 의해 그 위치가 전혀 변하지 않도록 되어 있다. 이러한 구성에 의해, 유리(50)는 척(40)에 의해 하방으로 힘을 받음과 함께 롤러(22)에 의해 상방으로 벤딩 스트레스를 받으면서 유지된다.

한편, 보조 롤러 장치(20)는 별도의 구동원(도시 생략)에 의해 레이저 발생기 헤드(10)와 함께 화살표 방향으로 이동하면서, 레이저에 의한 절단을 보조하게 된다. 즉, 롤러(22)가 유리의 절단부에 대하여 상방으로 유리에 힘을 가하고 있어, 레이저 발생기 헤드(10)에서 방출되는 레이저에 의해 유리(50)가 절단부를 중 심으로 용융 절단되면서, 롤러(22)의 보조에 의해 최종적으로 두 개의 유리로 분리된다.

그러나, 이러한 종래 기술의 레이저 절단 장치는 다음과 같은 문제를 야기하고 있다. 즉, 롤러(22)와 레이저 절단부를 확대하여 나타낸 도 5a에 도시한 바와 같이, 제조상의 오차 또는 조립상의 오차로 인해, 롤러(22)는 그 표면 전체가 유리(50)를 지지하는 것이 아닌 어느 일부분만이 유리(50)를 지지하는 경우가 발생한다. 상기한 바와 같이, 레이저에 의해 용융 절단되는 양쪽의 유리는 롤러(22)에 의한 상방 벤딩 스트레스에 의해 완전하게 분리되는데, 롤러(22)와 유리(50)가 평행 상태를 유지하지 못한 채 용융 절단 및 분리가 일어나게 되면, 유리의 절단면이 고르지 않게 나타나고, 결국 도 5b에 나타낸 것처럼 유리의 절단면이 직각으로 나타나지 않아 불량품으로 처리된다.

또한, 롤러(22)에 의해 유리(50)가 안정적으로 밀착되면서 유지되어야 하는데, 롤러의 일부분만이 유리와 접촉하고 있고, 롤러의 다른 부분은 유리와 접촉하지 못하고 있어, 그 부분에서 유리가 안정적으로 유지되지 못한다. 더욱이, 롤러(22)의 일부분만이 유리와 접촉하여 지지하고 있기 때문에, 그 일부분에 대해 과도한 부하가 걸리게 되고, 이는 결국 롤러의 손상을 야기하게 된다.

본 발명은 전술한 종래의 레이저 절단 장치에서 나타나는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 롤러가 유리와 평행하지 않은 채 접촉하여도 그러한 비평형을 바로 보정할 수 있는 수단이 구비된 레이저 절단 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유리와의 접촉시 롤러의 특정 부분에만 부하가 인가되는 것을 방지하여, 롤러의 수명을 안정되게 유지할 수 있는 레이저 절단 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따라 화상 표시 장치의 유리를 절단하는 데 사용되는 레이저 절단 장치가 제공된다. 상기 레이저 절단 장치는 유리의 폭 또는 길이 방향을 따라 이동하면서 레이저를 발생시켜 하방의 유리를 향해 조사하는 레이저 발생기 헤드와, 상기 유리의 하방에 배치되고, 상기 유리의 하면에 밀착하여 레이저 발생기 헤드와 동기하여 이동하면서 레이저에 의한 유리 절단을 보조하는 보조 롤러 장치를 포함하고, 상기 보조 롤러 장치는, 상기 유리의 하면에 밀착하여 유리를 지지하는 롤러와, 상기 롤러와 유리의 비평형 위치 관계를 자동으로 보정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 가지 바람직한 실시예에 따르면, 상기 비평형 위치 관계 보정 수단은 제1 축을 매개로 상기 롤러를 이동 가능하게 장착하는 지지 부재와, 상기 지지 부재를 상기 제1 축과 직교 방향의 제2 축을 매개로 이동 가능하게 장착하는 받침 부재를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 보조 롤러 장치의 롤러는 중앙의 일부가 절취된 H 형상의 롤러이다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 중앙의 절취부에 대응되는 위치의 유리에 레이저가 조사되어 유리를 절단하도록 구성되어 있다.

바람직하게는, 상기 중앙의 절취부 양쪽의 단부가 각각 유리를 지지할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따라서, 유리 절단용 레이저 절단기의 레이저 발생기 헤드와 동기하여 이동하면서 레이저에 의한 유리 절단을 보조하는 레이저 절단 장치용 보조 롤러 장치가 제공되는데, 절단하고자 유리의 하면에 밀착하여 유리를 지지하는 롤러와, 상기 롤러와 유리의 비평형 위치 관계를 자동으로 보정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 상기 비평형 위치 관계 보정 수단은 제1 축을 매개로 상기 롤러를 이동 가능하게 장착하는 지지 부재와, 상기 지지 부재를 상기 제1 축과 직교 방향의 제2 축을 매개로 이동 가능하게 장착하는 받침 부재를 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 구성, 목적 및 효과는 이하의 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 보다 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 이하의 설명에 있어서, 도 3 내지 도 5와 관련하여 설명한 종래 기술 부분에 대해서는 그 중복되는 설명은 생략한다.

도 1에는 화상 표시 장치의 유리(50)를 절단하는 데 사용되는 레이저 절단 장치 및 이와 관련된 유리(50) 및 유리를 흡착 지지하는 척(40)이 도시되어 있다.

이와 같이 지지되어 있는 유리(50)를 본 발명에 따른 레이저 절단 장치를 이용하여 절단하게 되는데, 도시한 바와 같이 레이저 절단 장치는 레이저 발생기 헤드(10)를 포함한다.

레이저 발생기 헤드(10)는 리니어 모터(도시 생략) 등과 같은 구동원에 의해 유리의 폭 또는 길이 방향(도 3의 화살표 방향)을 따라 이동하면서 레이저를 발생시켜 하방의 유리(50)를 항해 조사(照射)한다. 구체적으로, 레이저 발생기 헤드(10)는 유리(50)의 절단부를 향해 레이저를 조사하는데, 본 발명에 따르면 상기 절단부는 본 발명에 따라 제공되는 H-형 롤러(62)의 중앙부에 대응되게 위치되어, 유리 절단 과정에서 H-형 롤러의 양단부(62a)(도 2a 참조)는 각각 유리를 안정적으로 밀착하면서 지지하고, 롤러의 절취된 중앙부, 즉 유리와 직접적으로 접촉하지 않는 롤러 부분은 유리의 절단된 부분과 직접적인 접촉을 피할 수가 있어, 롤러의 훼손을 방지할 수가 있게 된다. 이에 대해서는 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.

또한, 레이저 절단 장치는 유리(50)의 하방에 배치되고 유리의 하면에 밀착되게 배치되는 보조 롤러 장치(60)를 포함한다. 이 보조 롤러 장치는 레이저 발생기 헤드(10)와 동기(同期)하여 이동하면서 레이저에 의한 유리 절단을 보조함과 아울러 롤러와 유리의 비평형 위치 관계를 보정하는 역할을 한다.

구체적으로, 도면에 도시한 바와 같이, 보조 롤러 장치(60)는 유리(50)의 하면에 밀착하여 유리를 지지하는 롤러(62)와, 연결축(64)을 매개로 롤러(62)를 이동 가능하게 지지하고, 샤프트(S)를 매개로 받침 부재(68)에 이동 가능하게 장착되는 지지 부재(66)를 포함한다.

즉, 지지 부재(66)는 롤러(62)를 이동 가능하게 장착하고 있으며, 아울러 그 자체도 움직일 수 있도록 샤프트(S)를 매개로 받침 부재(68)에 장착되어 있다. 이를 위해, 상기 연결축(64)과 샤프트(S)는 도시한 바와 같이 직각 방향으로 배치되어 있다.

한편, 본 발명의 한 가지 실시예에 따르면, 도면에 도시된 바와 같이, 롤러(62)는 그 중앙의 일부가 절취된 H-형 롤러이다. 상기 절취된 중앙부에 대응되는 위치에 유리의 절단부가 위치하게 되어 있어, 레이저 발생기 헤드(10)는 H-형 롤러(22)의 중앙 절취부를 향해 레이저를 조사하게 된다. 따라서, 레이저에 의해 유리가 절단되는 과정에서, H-형 롤러(62)의 양단부(62a)가 각각 절취되어지는 유리를 안정적으로 지지하고, 롤러의 절취된 중앙부, 즉 유리와 직접적으로 접촉하지 않는 롤러 부분은 유리의 절단된 부분과 직접적인 접촉을 피할 수가 있어, 롤러의 훼손을 방지할 수가 있게 된다(도 2b 참조).

이하에서는, 상기한 것과 같이 구성된 레이저 절단 장치를 이용하여 유 리(50)를 절단하는 과정을 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2a에 도시한 바와 같이, 조립 과정 중의 오차 등으로 인해 롤러(62)가 유리와 평행하게 유지되지 않는 경우가 발생한다. 그러나, 유리(50)는 척(40)에 의해 하방으로 흡착 유지되고 있어, 롤러(62)에 대해 소정의 힘을 가하게 되며, 아울러 롤러(62) 역시 상방으로 소정의 벤딩 스트레스를 가하면서 유리를 지지하고 있다. 한편, 롤러(62)를 이동 가능하게 장착하고 있는 지지 부재(66) 역시 연결축(64)과 직교 방향의 샤프트(S)를 매개로 받침 부재(68)에 이동 가능하게 장착되어 있다. 따라서, 롤러(62)가 유리에 대해 평행하지 않더라도, 유리가 롤러(62), 구체적으로는 롤러의 단부(62a)에 가하는 하향 힘으로 인해 지지 부재(66)가 반대 방향, 즉 상방으로 이동하게 되고, 결국 도면에 도시한 것과 같이 롤러(62)의 양단부(62a)가 유리에 밀착되어 유리를 지지하게 된다. 즉, 롤러의 평행이 유지되지 않더라도, 롤러에 가해지는 힘에 의해 지지 부재(66)가 상방으로 이동하여 롤러의 틀어진 각도를 자동으로 조정하게 되어, 롤러(62)와 유리(50)의 평행 접촉 관계를 형성할 수가 있게 된다. 이에 따라, 유리는 도 5c에 도시한 것과 같이 직각으로 절단되어, 롤러의 비평행으로 인한 유리의 경사 절단을 방지할 수가 있게 된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 제한되지 않는다는 점에 유의하여야 한다. 즉, 본 발명은 후술하는 특허청구범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변형 및 수정될 수 있으며, 이들 은 모두 특허청구범위에 포함된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면 롤러와 유리의 비평형 접촉 관계를 자동으로 보정하는 수단이 제공된다. 따라서, 조립 공정 상의 오차 등으로 인해, 롤러가 유리와 비평형 관계로 접촉하여도, 상기 수단에 의해 그 비틀어진 위치 관계가 자동으로 보정되어, 롤러가 유리의 하면에 평평하게 밀착된 채 접촉하게 되고, 결국 유리를 직각으로 절단할 수가 있게 된다.

Claims

화상 표시 장치의 유리를 절단하는 데 사용되는 레이저 절단 장치로서,

유리의 폭 또는 길이 방향을 따라 이동하면서 레이저를 발생시켜 하방의 유리를 향해 조사하는 레이저 발생기 헤드와,

상기 유리의 하방에 배치되고, 상기 유리의 하면에 밀착하여 레이저 발생기 헤드와 동기하여 이동하면서 레이저에 의한 유리 절단을 보조하는 보조 롤러 장치

를 포함하고,

상기 보조 롤러 장치는,

상기 유리의 하면에 밀착하여 유리를 지지하는 롤러와,

상기 롤러와 유리의 비평형 위치 관계를 자동으로 보정하는 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 비평형 위치 관계 보정 수단은 제1 축을 매개로 상기 롤러를 이동 가능하게 장착하는 지지 부재와, 상기 지지 부재를 상기 제1 축과 직교 방향의 제2 축을 매개로 이동 가능하게 장착하는 받침 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 보조 롤러 장치의 롤러는 중앙의 일부가 절취된 H 형상의 롤러인 것을 특징으로 하는 레이저 절단 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 중앙의 절취부에 대응되는 위치의 유리에 레이저가 조사되어 유리를 절단하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 중앙의 절취부 양쪽의 단부가 각각 유리를 지지하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 장치.
유리 절단용 레이저 절단기의 레이저 발생기 헤드와 동기하여 이동하면서 레이저에 의한 유리 절단을 보조하는 레이저 절단 장치용 보조 롤러 장치로서,

절단하고자 유리의 하면에 밀착하여 유리를 지지하는 롤러와,

상기 롤러와 유리의 비평형 위치 관계를 자동으로 보정하는 수단

을 포함하고,

상기 비평형 위치 관계 보정 수단은 제1 축을 매개로 상기 롤러를 이동 가능하게 장착하는 지지 부재와, 상기 지지 부재를 상기 제1 축과 직교 방향의 제2 축을 매개로 이동 가능하게 장착하는 받침 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 장치용 보조 롤러 장치.