이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고, 도 1 내지 도 9는 커버레이 시트 및 커버레이가 롤 형태로 공급되는 실시예가 도시되지만 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 커버레이 시트 및 커버레이가 다각형 형상을 갖는 낱장 타입으로 공급되는 실시예도 가능함을 미리 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 커버레이 가접장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 주요 부분에 대한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면 본 발명의 커버레이 가접장치는 능동형 절단기(100)와 가접 유니트(500)를 포함한다. 능동형 절단기(100)는 동박시트의 외곽 형상에 따라 결정되는 커버레이의 절단선을 따라 커버레이를 절단하는 것으로 구조 및 작용에 대한 상세한 설명은 도 4 내지 도 14에 대한 설명 부분에서 후술한다.
가접 유니트(500)는 능동형 절단기(100)에 의하여 절단된 커버레이를 동박시트에 가접하는 장치로서, 동박시트 및 커버레이에 열 또는 압력을 가하여 가접하는 가접기(530) 및 가접기(530)를 원하는 위치로 이동시키는 제1이동부(510) 및 제2이동부(520)를 구비하는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에 의하면 제1이동부(510)는 가접기(530)를 x축 방향으로 이동하고 제2이동부(520)는 가접기(530)를 z축 방향으로 이동하며, 가접기(530)는 제2이동부(520)의 선단부를 기준으로 y축 방향으로 이동 가능하다. 따라서, 가접기(530)의 x축, y축 및 z축에 대한 위치 조절이 자유로이 가능하다.
한편, 커버레이 가접장치는 동박시트 테이블(200), 가접 테이블(300), 적재 테이블(400), 운반 유니트(40,40') 중 적어도 하나를 더 포함하는 것이 바람직하다. 동박시트 테이블(200)은 가접 유니트(500)에 공급될 동박시트를 적재하는 것이다. 동박시트 테이블(200)에 인접 배치된 운반 유니트(40)는 동박시트 테이블(200)에 적재된 동박시트를 한 장씩 픽업(pick up)하여 가접 테이블(300)로 이송한다. 가접 테이블(300)에는 동박시트 테이블(200)로부터 이송된 동박시트가 놓여지며 그 위에는 능동형 절단기(100)에서 절단된 커버레이가 정렬된다.
가접 테이블(300) 위에 동박시트 및 커버레이가 정렬되면 가접 유니트(500)가 동작하며 동박시트 및 커버레이를 가접한다(설명의 편의상 이를 '가접물'이라 정의한다). 가접물을 적재한 가접 테이블(300)은 적재 테이블(400) 쪽으로 이동되며 이 위치로 이동된 가접 테이블은 참조부호 300'로 나타내었다. 가접 유니트(500)의 출측에 배치되는 또 하나의 운반 유니트(40')는 가접 테이블(300') 상의 가접물을 적재 테이블(400)로 이송한다. 적재 테이블(400)은 가접 완료된 가접물을 적재하는 것으로 동박시트 및 커버레이의 완전한 접합 공정을 진행하기 전에 가접물을 잠시 대기시켜 두는 곳이다.
가접 공정은 다음과 같이 진행된다. 동박시트 테이블(200)에 적재된 동박시트는 이송 유니트(40)에 의하여 가접 테이블(300)로 이송된다. 능동형 절단기(100)에서 원하는 형상으로 절단된 커버레이는 커버레이 테이블(190)을 거쳐 가접 테이블(300)로 이송되며 미리 놓여진 동박시트와 겹쳐지도록 정렬된다. 커버레이를 커버레이 테이블(190)로부터 가접 테이블(300)로 이송 및 정렬하는 수단은 다양한 실 시예가 가능하며 해당 분야의 기술자에게 있어 자명한 사항들로 구현될 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다. 가접기(530)는 동박시트 및 커버레이가 정렬된 위치로 이동되며 이들을 가접한다. 가접기(530)에 인접한 위치에 있던 가접 테이블(300)은 가접물을 적재한 채 적재 테이블(400) 쪽으로 이동된다. 이송 유니트(40')는 적재 테이블(400)과 인접한 위치에 있는 가접 테이블(300')로부터 가접물을 집어서 적재 테이블(400)로 배출한다. 적재 테이블(400)로 배출된 가접물은 후공정에서 완전히 접합된다.
도 3은 본 발명의 운반 유니트(40)의 일 실시예를 도시한 사시도이다. 운반 유니트(40)는 커버레이 또는 동박시트를 흡착하는 흡착판(45)과, 흡착판(45)을 각 방향으로 이동하는 제1운반부(41) 및 제2운반부(42)와, 커버레이 또는 동박시트의 정상 흡착 여부를 감지하는 감지 센서(44)를 구비하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 능동형 절단기(100)의 일 실시예를 도시한 사시도이다. 도 5는 도 4의 측면도이다. 도 6 내지 도 9는 본 발명의 능동형 절단기(100)의 동작을 설명하는 사시도이다. 도 4 내지 도 9를 함께 참조하면 능동형 절단기(100)는 커버레이를 절단하는 커터(169)와, 커터(169)를 이동시키는 커터 이동부(160)와, 커버레이를 픽업하는 홀더부(170)와, 홀더부(170)를 이동시키는 홀더 이동부(180)를 포함한다. 그 외에도 능동형 절단기(100)는 커버레이시트 롤러(110), 분리 롤러(150), 이형지 롤러(120), 클리닝 롤러(140), 텐션 롤러(130) 중 적어도 하나를 더 포함하는 것이 바람직하다.
커터(169)는 도 4에 도시된 바와 같이 이동 가능 영역(600)에서 이동되며 이 형지(20)가 분리된 커버레이(30)를 원하는 형상으로 절단한다. 도시되지 않은 실시예로서, 커터가 커버레이시트 자체를 원하는 형상으로 절단한 다음에 이형지를 분리하는 실시예도 가능하다. 그리고, 일 실시예로서 칼날 형태의 커터(169)가 도시되지만 레이저 커터, 와이어 커터, 워터 제트, 초음파 커터 등 공간상의 임의의 좌표로 이동됨으로써 커버레이를 절단할 수 있는 것이면 어떠한 종류의 커터라도 무방하다.
커터(169)는 커터 이동부(160)에 의하여 이동 가능 영역(600)내에서 이동된다. 커터 이동부(160)는 적어도 3개의 이동부로서, 제1커터 이동부(161), 제2커터 이동부(162) 및 제3커터 이동부(163)를 구비하며 커터(169)의 x축, y축 및 z축에 대한 공간 좌표를 이동 가능 영역(600)내에서 자유로이 가변시킨다. 따라서, 커터(169)의 이동 궤적에 따라 결정되는 커버레이(30)의 절단 형상은 실시간으로 유연하게 가변될 수 있다.
더욱 상세히 설명하면, 커터 이동부(160)는 커버레이(30)의 절단선의 좌표값을 입수하고 상기 좌표값에 추종하도록 커터(169)를 이동시킴으로써 커버레이(30)의 외곽 형상이 미리 입력된 절단선과 정확히 일치되도록 한다. 동박시트의 외곽 형상을 제1형상으로 정의하고 절단된 커버레이(30)의 외곽 형상을 제2형상으로 정의할 때, 커터 이동부(160)에 입력되는 절단선은 제1형상 및 제2형상의 상관 관계 및 제2형상끼리의 상관 관계를 만족시킬 수 있도록 설정된다.
제1형상 및 제2형상의 상관 관계라 함은, 예를 들어 다양하게 변동되는 제1형상에 실질적으로 일치하도록 제2형상을 가변하는 것, 곡선이나 요철 부분을 다수 포함하는 제1형상에 실질적으로 일치하도록 제2형상을 설정하는 것 등을 포함하며, 커버레이의 손실 부분을 줄여줌으로써 커버레이 절단 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 일련의 상관 관계가 이에 해당된다.
도 11은 절단선(C1)이 곡선이나 요철 부분을 다량 포함하여 커버레이(30)를 임의의 제2형상으로 실시간으로 절단할 수 있음을 가시적으로 보여준다. 커버레이(30)에는 필요시 다수의 홈(31)이 형성될 수 있고, 커버레이(30)의 외곽 형상인 제2형상 역시 필요에 따라 매우 복잡한 형상이 될 수 있도록 절단선(C1)을 임의의 위치에 임의의 형상으로 설정할 수 있는 것이 본 발명의 특징이다.
그리고, 도 12를 참조하면 동박시트(1)의 제1형상과 커버레이(30)의 제2형상이 실질적으로 일치되도록 절단선(C1-1, C1-2, C1-3, C1-4, C2, C3, C4)의 위치를 설정할 수 있는 실시예가 설명된다. 예를 들어 참조부호 C1-1 및 C4의 절단선으로 규정되는 커버레이(30)의 제2형상은 사각형이며 동박시트(1)의 사각형으로 된 제1형상과 실질적으로 일치한다. 또한, 참조부호 C1-3, C2 및 C3의 절단선으로 규정되는 커버레이(30)의 제2형상은 다각형이며 동박시트(1)의 다각형으로 된 제1형상과 실질적으로 일치한다. 실질적으로 일치한다는 것은 제1형상 및 제2형상이 기하학적으로 완전히 일치하는 것은 물론, 제1형상을 전체적으로 덮어야 하는 제2형상이 소정의 여유분을 가질 수 있도록 제2형상이 제1형상보다 적정 배율로 확대된 경우를 포함하는 의미이다.
한편, 제2형상끼리의 상관 관계라 함은, 예를 들어 어느 하나의 제2형상의 오목부가 다른 하나의 제2형상의 볼록부에 대면되는 것과 같이, 2개 이상의 제2형 상들의 경계 사이에 형성되는 빈 공간으로서 버려지는 손실 부분을 줄일 수 있는 일련의 상관 관계를 말한다.
도 13 및 도 14를 비교하면 이러한 상관 관계가 상세히 설명된다. 도 13은 비교를 위한 가상의 실시예로서, 2개의 커버레이(30,30')에 대하여 볼록부(36,36')는 볼록부(36,36')끼리 대면되고 오목부(37,37')는 오목부(37,37')끼리 대면되도록 각각의 절단선(C30,C30')이 형성되는 경우이며, 절단선(C30,C30') 사이의 빈 공간은 손실 부분(39)으로서 버려지게 된다. 절단선(C30,C30')의 배치를 본 발명과 같이 조절하면 이러한 손실 부분(39)을 줄일 수 있으며 도 14에 일 예가 도시되었다.
도 14는 본 발명의 실시예로서, 2개의 커버레이(30,30')에 대하여 볼록부(36)는 오목부(37')에 대면되고 오목부(37)는 볼록부(36')에 대면되도록 각각의 절단선(C30,C30')이 형성되는 경우이며, 특별한 경우로서 각각의 절단선(C30,C30')이 공통인 실시예가 도시된다. 이와 같이 제2형상끼리의 상관 관계를 고려한 최적의 절단선이 커버 이동부(160)에 입력되면 절단선(C30,C30') 사이의 빈 공간에 해당하는 손실 부분이 최소로 억제됨으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
한편, 일 실시예로서 커버레이시트(10)가 롤 형태로 공급되며, 커버레이시트(10)로부터 이형지(20)를 분리하는 구성은 도 5에서 가장 구체적으로 설명된다. 커버레이시트 롤러(110)로부터 풀려진 커버레이시트(10)는 텐션 롤러(130)에 의하여 눌려짐으로써 팽팽한 상태를 유지한다. 커버레이시트(10)는 클리닝 롤러(140)를 통과하며 이물질이 제거된다. 클리닝된 커버레이시트(10)는 분리 롤러(150)에 걸쳐진다.
분리 롤러(150)에 걸쳐진 커버레이시트(10)에 대하여 커버레이(30) 및 이형지(20)가 서로 다른 방향으로 당겨짐으로써 이형지(20)가 분리된다. 즉, 커버레이(30)는 홀더부(170)에 픽업된 채로 홀더 이동부(180)에 의하여 분리 롤러(150)의 출측 방향(y축 방향)으로 당겨지며 이형지(20)는 이형지 롤러(120)에 의하여 분리 롤러(150)의 하측 방향(음의 z축 방향)으로 당겨짐으로써, 이형지(20)가 커버레이(30)로부터 분리된다.
도 6 및 도 9에 도시된 홀더부(170)는 고정 블레이드(171) 및 회동 블레이드(172)로 이루어진 홀더(175)를 구비한다. 커버레이 절단부(L1,L2)의 다양한 형상에 불구하고 상기 절단부(L1,L2)를 정확하게 픽업할 수 있도록, 홀더(175)는 복수로 구비되며 각각의 홀더(175) 사이의 간격 조절이 가능한 것이 바람직하다.
능동형 절단기(100)의 동작은 도 6 및 도 9에 순차적으로 도시된다. 먼저, 도 6을 참조하면, 커터(169)가 이동되면서 커버레이(30)의 제1절단부(L1)를 절단한다. 이때 홀더부(170)는 대기 위치에 정지하고 있다. 도 7을 참조하면, 제1절단부(L1)의 절단이 완료된 다음 커버레이(30)가 이동되며 홀더부(170)에 제1절단부(L1)를 픽업시킨다. 도 8을 참조하면 고정 블레이드(171)에 대하여 회동 블레이드(172)가 회동됨으로써 제1절단부(L1)를 픽업한 홀더부(170)가 홀더 이동부(180)에 의하여 y축 방향으로 이송된다. 홀더 이동부(180)가 홀더부(170)를 이동시킴으로써 도 9와 같이 커버레이(30)의 제2절단부(L2)와 커터(169)가 대면된다. 도 9를 참조하면, 제2절단부(L2)와 대면된 커터(169)가 이동되면서 제2절단부(L2)를 절단한다. 이와 같이 제1절단부(L1) 및 제2절단부(L2)의 절단이 완료되면 홀더 이동 부(180)가 홀더부(170)를 이동시킴으로써 커버레이(30)를 커버레이 테이블(190, 도 4 내지 도 5 참조) 방향으로 배출한다.
도 10은 본 발명의 홀더부의 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 도시된 홀더부(170')는 고정 블레이드(171') 및 회동 블레이드(172')로 이루어진 복수의 홀더(175')와, 회동 블레이드(172')를 밀어서 회동시키는 블레이드 로드(179')와, 블레이드 로드(179')를 작동시키는 실린더(178')를 구비한다. 고정 블레이드(171') 및 회동 블레이드(172')는 커버레이 절단부의 다양한 형상에 대응할 수 있도록 소정의 폭만큼 연장된다. 커버레이의 크기 및 절단부의 다양한 형상에 대응할 수 있도록 복수의 홀더(175')가 마련되며 홀더(175') 사이의 간격이 띄워져 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 커버레이 가접장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 주요 부분에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 운반 유니트의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 능동형 절단기의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 측면도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 능동형 절단기의 동작을 설명하는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 홀더부의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 11 내지 도 14는 커버레이 절단부의 다양한 형상을 도시한다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1...동박시트 10...커버레이시트(coverlay sheet)
20...이형지 30...커버레이(coverlay)
40,40'...운반 유니트 41...제1운반부
42...제2운반부 44...감지 센서
45...흡착판 100...능동형 절단기
110...커버레이시트 롤러 120...이형지 롤러
130...텐션 롤러(tension roller) 140...클리닝 롤러(cleaning roller)
150...분리 롤러 160...커터 이동부
161...제1커터 이동부 162...제2커터 이동부
163...제3커터 이동부 169...커터(cutter)
170,170'...홀더부 171,171'...고정 블레이드
172,172'...회동 블레이드 175,175'...홀더(holder)
178'...실린더(cylinder) 179'...블레이드 로드(blade rod)
180...홀더 이동부 190...커버레이 테이블
200...동박시트 테이블 300,300'...가접 테이블
400...적재 테이블 500...가접 유니트
510...제1이동부 520...제2이동부
530...가접기 600...이동 가능 영역
L1...제1절단부 L2...제2절단부