KR101134361B1 - 마스크 용접장치용 클램프 유닛 - Google Patents

마스크 용접장치용 클램프 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스크를 인장시킬 때에 적절한 인장력을 부여하여 마스크의 손상을 방지하고, 이에 의해 제품의 불량을 대폭적으로 줄일 수 있는 마스크 용접장치용 클램프 유닛에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 마스크 프레임(31) 상면에 박판 형태의 마스크(M)를 용접하기 위해 상기 마스크(M)를 그립하여 인장시키도록 된 클램프 유닛에 있어서; 상면에 전후방향으로 가이드레일(42,43)이 구비된 받침대(41)와, 상기 가이드레일(42) 상에서 이동 가능하게 구비되는 클램프다이(44)와, 이 클램프다이(44) 상에 구비되어 상기 마스크(M)의 단부를 그립하도록 집게 형상으로 구비되는 클램프헤드(45) 및 이 클램프헤드(45)를 구동하도록 결합되는 가압실린더(46)를 포함하는 클램프수단(40)과; 상기 클램프다이(44)를 전후로 이동시키도록 상기 받침대(31) 상에 구비되며, 상기 가이드레일(43) 상에서 이동 가능하게 구비되는 구동체(61)와, 이 구동체(61)를 전후로 이동시키도록 결합되는 구동모터(62)를 포함하는 구동수단(60)과; 상기 클램프수단(40)과 구동수단(60) 사이에 개재되어 상기 구동수단(60)에 의한 구동력을 탄성적으로 상기 클램프수단(40)에 전달하도록 상기 클램프다이(44)와 구동체(61)에 양단이 결합되는 감쇠스프링(70)을 포함하여 이루어지는 마스크 용접장치용 클램프 유닛이 제공된다.
마스크, 용접장치, 클램프수단, 구동수단, 감쇠스프링

Description

마스크 용접장치용 클램프 유닛{Clamp unit for a mask welding apparatus}
본 발명은 마스크 용접장치용 클램프 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마스크를 인장시킬 때에 적절한 인장력을 부여하여 마스크의 손상을 방지하고, 이에 의해 제품의 불량을 대폭적으로 줄일 수 있는 마스크 용접장치용 클램프 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 마스크는 메탈소재의 박판 상에 감광성 코팅막을 형성한 후에 식각(Etching)공정에 의해 소정의 패턴이 형성되는 것으로, 이러한 마스크는 유기 전계(EL:Electro Luminescence) 발광소자 등의 박막제조를 위해서 마스크 프레임 상에 레이저 용접에 의해 고정되게 된다.
이러한 마스크를 마스크 프레임에 용접함에 있어서, 상기 마스크는 처짐을 방지함과 동시에 패턴 위치를 정확하게 맞춘 상태로 마스크 프레임에 용접될 수 있도록 적절한 인장력을 부여하여 팽팽하게 스트레칭된 상태로 용접이 이루어지게 되는데, 이를 위한 종래의 마스크 용접장치와 이에 구비되는 클램프 유닛의 일례를 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 마스크 용접장치(10)는 판형상의 마스크(M)가 그 상면에 안착되도록 사각틀 형태로 마스크 프레임(11)이 구비되고, 이 마스크 프레임(11)의 양측에는 상기 마스크(M)의 단부를 그립하는 클램프 유닛(12)이 구비되어 있으며, 상기 마스크 프레임(11)의 상부에는 상기 마스크(M)를 마스크 프레임(11)에 용접하기 위한 레이저 용접기(15)와 상기 마스크(M)에 형성된 패턴 위치를 확인하기 위한 CCD카메라(16)를 포함하여 이루어져 있다.
이러한 구성에 있어서, 상기 클램프 유닛(12)은 상기 마스크를 그립하는 집게형상의 클램프헤드(13)와 이 클램프헤드(13)를 구동하도록 결합되는 구동수단(14)이 구비되고, 상기 구동수단(14)은 그 구동력이 직접적으로 상기 클램프헤드(13)에 전달되도록 결합된 모터 또는 실린더로 구비되어 있으며, 이 클램프 유닛(12)에 의해 상기 마스크(M)가 사방으로 팽팽하게 인장된 상태에서 상기 레이저 용접기(15)에 의해 용접이 이루어지게 된다.
하지만, 종래의 클램프 유닛(12)에 의하면, 상기 클램프헤드(13)는 상기 구동수단(14)에 의한 구동력이 직접적으로 전달되도록 구비될 뿐만 아니라 종래의 구동수단(14)은 인장량의 조절이 용이하지 않은 실린더나 모터로 구비됨으로 인해, 상기 구동수단(14)의 작동이 개시될 때에 과도한 힘이 급작스럽게 상기 마스크(M)에 작용하여 마스크(M)를 적절하게 인장시키는 데에 어려움이 따를 뿐만 아니라 심각한 경우에는 상기 마스크(M)의 손상(구동수단(14)의 과도한 인장력에 의한 마스크(M)의 찢어짐)이 발생되어 제품의 불량을 초래할 우려가 있는 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 마스크에 형성된 패턴 위치를 정확하게 맞춘 상태에서 용접이 이루어질 수 있도록 마스크를 인장시킬 때에, 적절한 인장력을 부여하여 마스크의 손상을 방지할 수 있도록 구비되고, 또한 상기 마스크를 그립하는 클램프력을 확실하게 발휘하도록 구비되어 제품의 불량을 대폭적으로 줄일 수 있는 마스크 용접장치용 클램프 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 마스크 프레임(31) 상면에 박판 형태의 마스크(M)를 용접하기 위해 상기 마스크(M)를 그립하여 인장시키도록 된 클램프 유닛에 있어서;
상면에 전후방향으로 가이드레일(42,43)이 구비된 받침대(41)와, 상기 가이드레일(42) 상에서 이동 가능하게 구비되는 클램프다이(44)와, 이 클램프다이(44) 상에 구비되어 상기 마스크(M)의 단부를 그립하도록 집게 형상으로 구비되는 클램프헤드(45) 및 이 클램프헤드(45)를 구동하도록 결합되는 가압실린더(46)를 포함하는 클램프수단(40)과;
상기 클램프다이(44)를 전후로 이동시키도록 상기 받침대(31) 상에 구비되 며, 상기 가이드레일(43) 상에서 이동 가능하게 구비되는 구동체(61)와, 이 구동체(61)를 전후로 이동시키도록 결합되는 구동모터(62)를 포함하는 구동수단(60)과;
상기 클램프수단(40)과 구동수단(60) 사이에 개재되어 상기 구동수단(60)에 의한 구동력을 탄성적으로 상기 클램프수단(40)에 전달하도록 상기 클램프다이(44)와 구동체(61)에 양단이 결합되는 감쇠스프링(70)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크 용접장치용 클램프 유닛이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 클램프헤드(45)는 상기 마스크(M)의 저면에 접촉되는 고정헤드(47)와, 상기 가압실린더(46)에 의해 회동되어 상기 마스크(M)의 상면에 가압 접촉되는 가동헤드(48)로 구성되고;
상기 가동헤드(48)는 상기 가압실린더(46)와 클램프다이(44)에 양단이 각각 회동 가능하게 결합된 제1 링크체(49)와, 이 제1 링크체(49)와 상기 가동헤드(48)에 양단이 각각 회동 가능하게 결합된 제2 링크체(50)에 의해 상기 가압실린더(46)에 결합되며;
상기 클램프다이(44)에는 상기 제2 링크체(50)의 단부가 접촉되어 상기 가압실린더(46)의 가압력을 상기 가동헤드(48)로 전달하도록 경사면(51)이 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 용접장치용 클램프 유닛이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 받침대(41)의 하부에는 이 받침 대(41)의 횡방향으로 가이드레일(53)이 구비된 하부프레임(52)과;
이 하부프레임(52)의 일측에 구비되어 상기 받침대(41)를 횡방향으로 이동시키는 구동모터(54)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 마스크 용접장치용 클램프 유닛이 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 마스크(M)를 그립하는 클램프수단(40)과 이 클램프수단(40)을 구동하는 구동수단(60) 사이에 감쇠스프링(70)이 개재됨으로써, 상기 구동수단(60)에 의한 구동력을 탄성적으로 상기 클램프수단(40)에 전달하여 상기 구동수단(60)의 작동이 개시될 때에 과도한 힘이 직접적으로 상기 클램프수단(40) 및 마스크(M)로 전달되는 것을 방지하고, 또한 상기 구동수단(60)의 구동모터(62)가 위치나 이동량 제어가 정밀한 서보모터로 구비할 경우에는 상기 감쇠스프링(70)에 전달되는 구동수단(60)이 구동력을 보다 정교하면서도 적절한 인장력으로 상기 마스크(M)를 인장시킬 수 있게 되며, 이에 의해 상기 마스크(M)의 인장정도를 보다 미세하게 조절 가능하여 마스크(M)의 손상을 방지하여 제품의 불량을 대폭적으로 줄임과 동시에 보다 우수한 품질의 제품을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 클램프수단(40)은 가압실린더(46)의 가압력을 클램프헤드(45)로 전달하는 제1 링크체(49)와 제2 링크체(50)가 구비됨으로써, 상기 마스크(M)를 그립하는 클램프력을 강화하여 상기 클램프수단(40)에 의한 마스크(M)의 그립상태를 더욱 견고하게 유지할 수 있으며, 이에 의해 상기 마스크(M)의 인장시에 상기 마스 크(M)가 클램프수단(40)으로부터 분리되거나 또는 상기 클램프수단(40)이 슬립(slip)되면서 상기 마스크(M)의 표면을 손상시키는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 클램프수단(40)은 받침대(41) 상에 구비되어 전후로 이동 가능하고, 이 받침대(41)는 하부프레임(52) 상에서 횡방향으로 이동 가능하게 구비됨으로써, 상기 클램프수단(40)이 전후좌우로 이동 가능하여 상기 마스크(M)를 사방으로 인장시켜 인장효과를 더욱 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 개별적으로 구비되는 구동모터(54,62)에 의해 각 클램프수단이 보다 정교하게 이동 가능한 장점이 있다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예를 개념적으로 도시한 사시도와 측면도 그리고 작동상태도를 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 내부가 관통된 사각틀 형태의 마스크 프레임(31)이 구비되고, 이 마스크 프레임(31)의 대향된 양측에는 상기 마스크 프레임(31)의 상면에 안착되는 시트 또는 판형상의 마스크(M)의 양단부를 클램핑하여 상기 마스크(M)를 인장시키는 클램프 유닛(30)이 구비되는데, 이러한 구성은 종래와 유사한 것이다.
여기에서, 상기 마스크(M)는 그 양단부가 소정의 곡률반경으로 절개되어 다 수의 돌출부가 일정 간격으로 형성되고, 상기 클램프 유닛(30)은 상기 마스크(M)의 각 돌출부를 그립하여 개별적으로 전후좌우로 이동 가능하도록 다수개가 구비되어 상기 마스크(M)를 인장시키게 되는데, 상기 각 클램프 유닛(30)은 상기 마스크(M)를 그립하는 클램프수단(40)이 구동수단(60)에 의해 전후로 이동 가능하게 구비되고, 또한 상기 클램프수단(40)과 구동수단(60)은 하나의 받침대(41) 상에 구비된 상태에서 그 하부에 구비되는 하부프레임(52) 상에서 구동모터(54)에 의해 횡방향으로 이동 가능하게 구비되어 있다.
이러한 구성에 의한 클램프 유닛(30)은 상기 마스크(M)의 대향된 양측에 각각 다수개가 구비되어 상기 클램프수단(40)에 의해 상기 마스크(M)의 양단부를 그립한 상태에서 상기 받침대(41) 상에 구비된 구동수단(60)에 의해 상기 마스크(M)의 길이방향 양측으로 인장시킴과 동시에 이 받침대(41)는 하부프레임(52) 상에 횡방향으로 구비된 가이드레일(53) 상에서 상기 하부프레임(52)에 구비되는 구동모터(54)에 의해 상기 마스크를 횡방향으로 인장시키게 된다.
이와 같은 각 클램프 유닛(30)의 보다 구체적인 구성을 도 3을 더하여 설명하면 다음과 같다. 도시된 바와 같이, 상기 클램프 유닛(30)은 받침대(41)의 상면에 상기 마스크(M)의 길이방향으로 가이드레일(42,43)이 구비되는 받침대(41)가 구비되고, 이 받침대(41) 상에는 상기 가이드레일(42)을 따라 전후로 이동 가능한 클램프다이(44)가 구비되며, 이 클램프다이(44)에는 상기 마스크(M)의 단부을 그립하는 집게 형상의 클램프헤드(45)와 이 클램프헤드(45)를 구동하는 가압실린더(46)를 포함하는 클램프수단(40)이 구비되어 있다.
또한 상기 받침대(41) 상에는 상기 클램프수단(40)을 전후로 이동시키도록 구동하는 구동수단(60)이 구비되는데, 상기 구동수단(60)은 상기 받침대(41)의 가이드레일(43) 상에서 전후로 이동 가능한 구동체(61)와 이 구동체(61)를 후방에 결합된 구동모터(62)를 포함하는 구동수단(60)이 구비되어 있다.
또한 상기 클램프수단(40)과 구동수단(60) 사이에는 상기 구동수단(60)에 의한 구동력을 상기 클램프수단(40)으로 전달하기 위한 감쇠스프링(70)이 개재되는데, 이 감쇠스프링(70)은 각 일단이 상기 클램프다이(44)와 구동체(61)에 결합되어 있다.
여기에서, 상기 구동모터(62)는 상기 구동체(61)의 이동량을 정밀하게 조절할 수 있도록 서보모터로 구비되는 것이 바람직하고, 상기 구동체(61)와 구동모터(62)는 리드스크류(63)에 의해 결합되어 상기 구동모터(62)의 회전운동을 상기 구동체(61)의 직선운동으로 변환하도록 되어 있으며, 상기 가이드레일(42,43)은 통상의 리니어 가이드(또는 LM가이드)로 구비되어 있다.
이러한 본 발명은 상기 구동수단(60)에 의해 클램프수단(40)을 구동하여 상기 마스크(M)를 인장시킬 때에, 상기 구동수단(60)의 구동력이 클램프수단(40)에 직접적으로 전달되는 것이 아니라 상기 감쇠스프링(70)에 의해 상기 구동수단(60)의 구동력을 탄성적으로 전달시키게 되므로, 상기 구동수단(60)에 의해 상기 마스크(M)에 가해지는 힘을 완충시킬 수 있게 된다. 이러한 완충효과는 상기 구동수단(60)의 작동 개시 초기에 상기 마스크(M)에 급작스럽게 인장력이 가해지는 것을 방지하여 마스크(M)의 찢어짐과 같은 손상을 방지할 수 있게 된다.
또한 상기 클램프다이(44) 측에는 상기 감쇠스프링(70)의 일단이 결합되어 상기 인장하중(또는 인장력)의 정도를 감지할 수 있는 하중센서(80)가 더 구비될 수 있으며, 이 하중센서(80)는 상기 구동모터(62)를 제어하는 컨트롤러(도시되지 않음)에 전기적으로 연결되어 감지된 값에 의해 상기 구동모터(62)의 구동을 제어 가능하도록 구비될 수 있다.
이러한 하중센서(80)가 구비됨으로 인해 상기 마스크(M)의 탄성한계 범위 이내에서 최대한 인장시킬 수 있는 인장력을 가하는 데에 보다 용이한 효과를 가지게 되며, 또한 상기 구동모터(62)가 서보모터로 구비됨으로 인해 상기 클램프다이(44)의 이동량을 보다 정교하게 제어 가능하여 상기 마스크(M)를 보다 정밀하게 인장시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 받침대(41)는 상기 마스크(M)의 횡방향으로 이동 가능하도록 그 하부에 마스크(M)의 횡방향으로 가이드레일(53)이 구비된 하부프레임(52)이 더 구비되며, 이에 의해 상기 클램프수단(40)은 상기 마스크(M)를 길이방향 및 횡방향으로 인장시켜 인장효과를 배가시킬 수 있게 된다.
또한 상기 마스크(M)를 그립하는 클램프수단(40)은 그 클램프력을 보다 확실하게 유지할 수 있도록 구비되는데, 이를 도 4의 (a)와 (b)를 더하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 상기 클램프헤드(45)는 상기 마스크(M)의 저면에 접촉되도록 상기 클램프다이(44)의 선단에 결합된 고정헤드(47)와 이 고정헤드(47)의 상부에서 상기 마스크(M)의 상면에 가압 접촉되는 가동헤드(48)로 구비되어 있으며, 상기 가동헤드(48)는 상기 가압실린더(46)에 의해 상하로 회동 가능하게 구비되어 있다.
이때에, 상기 가동헤드(48)와 가압실린더(46)는 다수의 링크체(49,50)에 의해 상호 결합되는데, 상기 링크체(49,50)는 상기 가압실린더(46)와 클램프다이(44)에 상하방향으로 위치되어 양단이 각각 회동 가능하게 결합된 제1 링크체(49)와 이 제1 링크체(49)에 비해 상대적으로 짧은 길이로 구비되어 상기 제1 링크체(49)의 일측과 상기 가동헤드(48)의 일측에 양단이 각각 회동 가능하게 결합된 제2 링크체(50)로 이루어져 있다.
이러한 링크체(49,50)는 상기 가압실린더(46)에 의해 회동되어 상기 가동헤드(48)를 보다 견고하게 가압하게 되는데, 이를 위해 상기 클램프다이(44)에는 후방으로 상향 경사진 경사면(51)이 형성되고, 이 경사면(51)에 상기 제2 링크체(50)의 하단이 접촉되면서 상기 가압실린더(46)에 의한 가압력을 극대화하여 상기 가동헤드(48)를 가압하도록 되어 있으며, 이때에 상기 제2 링크체(50)의 하단부는 만곡형상으로 형성되어 원활한 작동이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
또한 설명되지 않은 부호는 상기 마스크(M)의 상면에 접촉되어 상기 마스크(M)를 상기 마스크 프레임(31)에 밀착시키는 가압수단(90)을 나타낸 것으로, 이 가압수단(90)은 상기 마스크 프레임(31)의 상부로 연장 형성되는 로드부(91)와 이 로드부(91)를 상하로 회동시키는 구동부(92) 및 상기 로드부(91)의 단부에 결합되어 상기 마스크(M)의 상면에 접촉되는 가압부(93)로 이루어져 있다.
또한 설명되지 않은 다른 부호는 상기 클램프수단(40)의 개별 유닛에 각각 구비되는 구동모터(54a~54d)와 다른 구동모터(62a~62d)를 나타낸 것으로, 상기 구동모터(54a~54d)는 각 클램프수단(40)을 전후방향으로 이동시키도록 구비된 것이고, 다른 구동모터(62a~62d)는 상기 각 클램프수단(40)을 횡방향으로 개별 이동시키기 위한 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
도 1은 종래의 마스크 용접장치 일례를 도시한 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 측면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 작동 상태도

Claims (3)

  1. 마스크 프레임(31) 상면에 박판 형태의 마스크(M)를 용접하기 위해 상기 마스크(M)를 그립하여 인장시키도록 된 클램프 유닛에 있어서;
    상면에 전후방향으로 가이드레일(42,43)이 구비된 받침대(41)와, 상기 가이드레일(42) 상에서 이동 가능하게 구비되는 클램프다이(44)와, 이 클램프다이(44) 상에 구비되어 상기 마스크(M)의 단부를 그립하도록 집게 형상으로 구비되는 클램프헤드(45) 및 이 클램프헤드(45)를 구동하도록 결합되는 가압실린더(46)를 포함하는 클램프수단(40)과;
    상기 클램프다이(44)를 전후로 이동시키도록 상기 받침대(31) 상에 구비되며, 상기 가이드레일(43) 상에서 이동 가능하게 구비되는 구동체(61)와, 이 구동체(61)를 전후로 이동시키도록 결합되는 구동모터(62)를 포함하는 구동수단(60)과;
    상기 클램프수단(40)과 구동수단(60) 사이에 개재되어 상기 구동수단(60)에 의한 구동력을 탄성적으로 상기 클램프수단(40)에 전달하도록 상기 클램프다이(44)와 구동체(61)에 양단이 결합되는 감쇠스프링(70)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크 용접장치용 클램프 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 클램프헤드(45)는 상기 마스크(M)의 저면에 접촉되는 고정헤드(47)와, 상기 가압실린더(46)에 의해 회동되어 상기 마스크(M)의 상면에 가압 접촉되는 가동헤드(48)로 구성되고;
    상기 가동헤드(48)는 상기 가압실린더(46)와 클램프다이(44)에 양단이 각각 회동 가능하게 결합된 제1 링크체(49)와, 이 제1 링크체(49)와 상기 가동헤드(48)에 양단이 각각 회동 가능하게 결합된 제2 링크체(50)에 의해 상기 가압실린더(46)에 결합되며;
    상기 클램프다이(44)에는 상기 제2 링크체(50)의 단부가 접촉되어 상기 가압실린더(46)의 가압력을 상기 가동헤드(48)로 전달하도록 경사면(51)이 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 용접장치용 클램프 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 받침대(41)의 하부에는 이 받침대(41)의 횡방향으로 가이드레일(53)이 구비된 하부프레임(52)과;
    이 하부프레임(52)의 일측에 구비되어 상기 받침대(41)를 횡방향으로 이동시키는 구동모터(54)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 마스크 용접장치용 클램프 유닛.
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