KR101179957B1

KR101179957B1 - 도광판 가공장치 및 이를 이용한 도광판의 가공 방법

Info

Publication number: KR101179957B1
Application number: KR1020100103865A
Authority: KR
Inventors: 배한구
Original assignee: 협성정밀 주식회사
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2012-09-07
Also published as: KR20120042259A

Abstract

본 발명은 둘레 방향을 따라 제1 내지 제3장착위치를 구비하는 지지대와, 회전 구동부에 의해 상기 지지대에 회전 구동 가능하게 설치되는 회전 스테이지와, 상기 회전 스테이지의 원주 방향을 따라 상기 제1 내지 제3장착위치에 대응되는 위치에 형성되며 도광판의 적층체를 안착시키기 위한 복수의 안착부와, 상기 제1장착위치에 설치되며 상기 적층체를 제1장착위치에 대응되는 안착부에 로딩시키는 로딩 유닛과, 상기 제2장착위치에 설치되며 상기 제2장착위치에 대응되는 안착부에 위치한 적층체의 X축 방향과 평행한 양면을 절삭 가공하는 X축 절삭유닛과, 상기 제3장착위치에 설치되며 상기 제3장착위치에 대응되는 안착부에 위치한 적층체의 Y축 방향과 평행한 양면을 절삭 가공하는 Y축 절삭유닛, 및 상기 로딩 유닛과 X축 및 Y축 절삭유닛을 동시에 동작시키며, 상기 안착부가 상기 제1 내지 제3장착위치에 대응되는 위치로 순차적으로 이동하도록 상기 회전 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 도광판 가공장치 및 이를 이용한 도광판의 가공 방법을 개시한다.

Description

도광판 가공장치 및 이를 이용한 도광판의 가공 방법{LIGHT GUIDE PLATE MACHINING DEVICE AND MACHINING METHOD OF LIGHT GUIDE PLATE USING THE SAME}

본 발명은 도광판의 네 모서리 측면을 절삭 가공하기 위한 도광판 가공장치 및 이를 이용한 도광판의 가공 방법에 관한 것이다.

일반적으로, LCD, LED 등 디스플레이 모듈에는 조명을 위한 라이트에서 나온 빛을 가이드하기 위한 도광판(Light Guide Plate)이 사용된다. 도광판의 표면에는 미세패턴이 형성되어 빛을 적절한 각도로 반사시키게 된다.

도광판의 제조 공정 완료 후 도광판은 적절한 크기의 직사각형 형태로 절단되게 되는데, 절단된 도광판의 네 모서리 부분이 깨끗하고 평탄한 면을 갖도록 절삭 가공할 필요가 있다.

이와 같이 도광판의 네 모서리 부분을 절삭하기 위하여 다양한 형태의 가공장치들이 사용되고 있다. 이러한 도광판의 가공 공정에서 가장 중요한 것 중 하나로 가공 시간을 들 수 있다. 왜냐하면, 가공 시간이 증가는 시간당 전체 가공 수량의 단축을 의미하기 때문이다. 이를 극복하기 위하여 동일한 가공 장치들을 여러 개 설치하여 각 장치들을 가동하는 방법이 있으나, 설치 비용, 설치 면적 등이 증가하는 단점이 있다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 하나의 가공 장치로서 한 번에 보다 많은 개수의 도광판을 가공하기 위하여 다양한 형태의 가공 장치들이 제안되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 하나의 가공 장치에서 단위 시간당 가공되는 도광판의 개수를 증가시켜 도광판의 생산량을 증대시킬 수 있는 구조의 도광판 가동장치 및 이를 이용한 도광판의 가공 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 둘레 방향을 따라 제1 내지 제3장착위치를 구비하는 지지대와, 회전 구동부에 의해 상기 지지대에 회전 구동 가능하게 설치되는 회전 스테이지와, 상기 회전 스테이지의 원주 방향을 따라 상기 제1 내지 제3장착위치에 대응되는 위치에 형성되며 도광판의 적층체를 안착시키기 위한 복수의 안착부와, 상기 제1장착위치에 설치되며 상기 적층체를 제1장착위치에 대응되는 안착부에 로딩시키는 로딩 유닛과, 상기 제2장착위치에 설치되며 상기 제2장착위치에 대응되는 안착부에 위치한 적층체의 X축 방향과 평행한 양면을 절삭 가공하는 X축 절삭유닛과, 상기 제3장착위치에 설치되며 상기 제3장착위치에 대응되는 안착부에 위치한 적층체의 Y축 방향과 평행한 양면을 절삭 가공하는 Y축 절삭유닛, 및 상기 로딩 유닛과 X축 및 Y축 절삭유닛을 동시에 동작시키며, 상기 안착부가 상기 제1 내지 제3장착위치에 대응되는 위치로 순차적으로 이동하도록 상기 회전 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 도광판 가공장치를 개시한다.

상기 지지대는 제3장착위치로부터 둘레 방향을 따라 제4 및 제5장착위치를 추가로 구비하고, 상기 제4장착위치에는 상기 적층체의 X축 방향과 평행한 양면에 측면홈을 형성하기 위한 X축 홈가공유닛이 설치되며, 상기 제5장착위치에는 상기 적층체의 Y축 방향과 평행한 양면에 측면홈을 형성하기 위한 Y축 홈가공유닛이 설치될 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 로딩 유닛에 도광판을 적층시킴과 동시에 가공 완료된 적층체를 언로딩시킨 후, 상기 로딩 유닛을 동작시키는 제1단계와, 상기 도광판을 적층시키고 상기 로딩 유닛을 동작시키는 동안에, 상기 X축 및 Y축 절삭유닛을 동시에 작동시키는 제2단계와, 어느 일 공정이 완료된 적층체에 다음 공정이 수행될 수 있도록 상기 회전 구동부를 구동시키는 제3단계를 포함하고, 상기 제1 내지 제3단계는 순차적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 도광판의 가공 방법을 개시한다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 하나의 장치에서 적층체의 로딩, 적층체의 x축 면 가공, 적층체의 y축 면 가공 등이 동시에 이루어지게 하는 구조로서, 시간당 가공되는 도광판의 개수를 획기적으로 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판 가공장치의 사시도.
도 2a 및 2b는 도광판이 적층된 적층체의 가공 전후의 상태를 각각 도시한 도면들.
도 3a 및 3b는 도 1에 도시된 지지대 및 회전 스테이지의 구성을 나타낸 사시도 및 평면도.
도 4는 도 1에 도시된 로딩 유닛의 사시도.
도 5는 도 4의 로딩 유닛과 연동하여 동작되는 가이드 유닛의 사시도.
도 6a 및 6b는 로딩 유닛과 가이드 유닛의 작동 상태를 나타내는 작동 상태도.
도 7은 도 1에 도시된 X축 절삭유닛의 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 제1절삭유닛의 후방 사시도.
도 9a 내지 9c는 가공툴의 진행 방향을 나타내는 순차적으로 나타내는 측면도들.
도 10은 도 1에 도시된 Y축 절삭 유닛을 나타내는 사시도.
도 11은 도 1에 도시된 X축 홈가공유닛을 나타내는 사시도.
도 12는 도 11에 도시된 제1홈가공유닛의 후방 사시도.
도 13은 제1 및 제2홈가공유닛의 가공툴의 진행 방향을 나타내는 측면도.
도 14는 도 1에 도시된 X축 홈가공유닛을 나타내는 사시도.

이하, 본 발명과 관련된 도광판 가공장치 및 이를 이용한 도광판의 가공 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판 가공장치의 사시도이고, 도 2a 및 2b는 도광판이 적층된 적층체의 가공 전후의 상태를 각각 도시한 도면들이다.

도 1을 참조하면, 도광판 가공장치는 지지대(100), 회전 스테이지(200), 로딩 유닛(300), X축 절삭유닛(400), Y축 절삭유닛(500), X축 홈가공유닛(600), Y축 홈가공유닛(700), 및 제어부(미도시)를 포함한다.

지지대(100)는 도광판 가공장치의 설치면에 지지되며, 회전 스테이지(200), 로딩 유닛(300), X축 절삭유닛(400), Y축 절삭유닛(500), X축 홈가공유닛(600), Y축 홈가공유닛(700)의 각 구성들을 지지하는 기능을 한다. 지지대(100)의 상부에는 이들 각 구성들을 덮는 커버(180)가 설치될 수 있다.

회전 스테이지(200)는 지지대(100)에 회전 가능하게 설치되며, 회전 구동에 의해 도광판을 각 공정(예를 들어, 절삭공정, 홈 가공 공정)에 해당하는 위치로 이송하는 기능을 한다.

도광판은 도 2a의 도시와 같이 일정 개수만큼 적층된 적층체(10)의 형태로서 회전 스테이지(200)로 투입된다. 적층체에는 더미 시트(20)가 게재되며, 이는 추후 설명되는 바와 같이 도광판에 가공 자국이 형성되는 것을 방지하기 위한 것이다. 도광판의 적층 과정은, 일정 개수(예를 들어, 30장)의 도광판을 차례로 적층하고, 그 위에 더미 시트를 적층한 후, 다시 일정 개수(예를 들어, 30장)의 도광판을 차례로 적층하는 공정을 통해 이루어질 수 있다. 더미 시트(20)는 적층체(10)의 중간 높이에 게재되어 더미 시트(20)를 기준으로 그 상하부가 대칭을 이루도록 하는 것이 바람직하다.

로딩 유닛(300)은 적층체(10)를 회전 스테이지(200)로 투입하는 기능을 한다. 그리고, X축 절삭유닛(400)은 적층체(10)의 X축 방향과 평행한 양면(S1,S2)을 절삭 가공하는 기능을 하며, Y축 절삭유닛(500)은 적층체(10)의 Y축 방향과 평행한 양면(S3,S4)을 절삭 가공하는 기능을 한다.

X축 홈가공유닛(600)은 적층체(10)의 X축 방향과 평행한 양면(S1,S2)에 측면홈(11)을 형성하는 가공을 수행하며, Y축 홈가공유닛(700)은 적층체(10)의 Y축 방향과 평행한 양면(S3,S4)에 측면홈(12)을 형성하는 공정을 수행한다. 측면홈(11,12)은 디스플레이 모듈의 조립 공정에서 도광판의 얼라인을 위해 형성하는 것으로서, 본 실시예는 적층체(10)의 X축 방향과 평행한 양면(S1,S2)에 6개, Y축 방향과 평행한 양면(S3,S4)에 2개를 형성한 것을 예시하고 있다.

측면홈(11,12)의 가공이 필요없는 경우, 도광판 가공장치는 X축 홈가공유닛(600)과 Y축 홈가공유닛(700)가 구비되지 않은 형태로도 구현 가능하다. 아울러, 필요에 따라 X축 홈가공유닛(600)과 Y축 홈가공유닛(700) 중 어느 하나만을 설치하는 것도 가능하다 할 것이다.

제어부는 로딩 유닛(300), X축 및 Y축 절삭유닛(400,500), X축 및 Y축 홈가공유닛(600,700)을 동시에 동작시킨다. 그리고, 해당 공정의 완료 후 제어부는 회전 스테이지(200)를 회전 구동시켜 적층체(10)에 다음 공정이 수행될 수 있도록 한다. 예를 들어, 로딩 유닛(300)에 의해 회전 스테이지(200)로 투입된 적층체(10)는 회전 스테이지(200)의 회전 구동에 의해 X축 절삭유닛(400) 쪽으로 이송되게 되며, X축 절삭유닛(400)의 동작에 의해 X축 방향과 평행한 양면(S1,S2)이 절삭 가공된다. 이 때, 적층체(10)의 절삭 공정과 동시에 로딩 유닛(300)이 동작하여 다른 적층체(10)의 로딩도 동시에 이루어지게 된다.

이와 같이, 본 발명의 도광판 가공 장치에 따르면, 제어부는 각 구성들을 동시에 동작시킴으로써, 복수의 적층체(10)에 각각에 대하여 로딩 공정, X축 방향과 평행한 양면(S1,S2)에 대한 절삭 공정, Y축 방향과 평행한 양면(S3,S4)에 대한 절삭 공정, X축 방향과 평행한 양면(S1,S2)에 측면홈(11)을 형성하는 공정, 및 Y축 방향과 평행한 양면(S3,S4)에 측면홈(12)을 형성하는 공정이 동시에 수행되도록 한다.

제어부는 회전 스테이지(200)의 회전 구동시켜 일 공정이 완료된 적층체(10)가 다음 공정으로 이송되게 된다. 이 과정에서 로딩 유닛(300)에 도광판을 적층시킴과 동시에 가공 완료된 적층체를 언로딩시켜 주어야 한다. 도광판의 적층과 적층체의 언로딩은 별도의 이송 기구 또는 작업자에 의해 수행될 수 있다.

적층체(10)의 이동 과정을 중심으로 설명하면, 로딩 유닛(300)에 의해 회전 스테이지(200)에 안착된 적층체(10)는 회전 스테이지(200)의 회전에 의해 X축 절삭유닛(400) 쪽으로 이송된 후 X축 방향과 평행한 양면(S1,S2)에 대한 절삭 공정이 수행되게 된다. 공정 완료 후, 적층체(10)는 회전 스테이지(200)의 회전에 의해 Y축 절삭유닛(500) 쪽으로 이송되어 Y축 방향과 평행한 양면(S3,S4)에 대한 절삭 공정이 수행되게 되는 것이다. 이와 마찬가지 방식으로, X축 방향과 평행한 양면(S1,S2)에 측면홈(11)을 형성하는 공정 및 Y축 방향과 평행한 양면(S3,S4)에 측면홈(12)을 형성하는 공정이 순차적으로 수행되게 된다.

이하, 지지대(100), 회전 스테이지(200), 로딩 유닛(300), X축 절삭유닛(400), Y축 절삭유닛(500), X축 홈가공유닛(600), Y축 홈가공유닛(700)의 상세한 구성에 대한 살펴 보기로 한다.

도 3a 및 3b는 도 1에 도시된 지지대 및 회전 스테이지의 구성을 나타낸 사시도 및 평면도이다.

도 3a를 참조하면, 지지대(100)는 둘레 방향을 따라 '제1 내지 제5장착위치'를 차례로 구비한다. 여기서, 제1 내지 제5장착위치라 함은 로딩 유닛(300), X축 절삭유닛(400), Y축 절삭유닛(500), X축 홈가공유닛(600), Y축 홈가공유닛(700)의 설치 위치를 의미한다. 지지대(100)는 다각형(예를 들어, 5각형)의 형태를 이룰 수 있으며, 이 때 다각형의 한 변에 해당하는 위치들을 각각 제1 내지 제5장착위치로 지칭할 수 있다.

지지대(100)는 가공 장치의 설치면에 설치되는 하부 지지대(110)와, 하부 지지대(100)에서 상측으로 연장된 지지 기둥(120)에 의해 지지되는 상부 지지대(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 지지 기둥(120)은 각 장착 위치들 사이의 공간에 복수로 구비될 수 있으며, 상부 및 하부 지지대(130, 110)는 각 구성들을 지지하기 위한 지지면을 제공한다.

회전 스테이지(200)는 지지대, 구체적으로 하부 지지대(110)에 회전 가능하게 설치된다. 회전 스테이지(200)에는 적층체(10)를 안착시키기 위한 안착부(250)가 복수로 구비된다. 복수의 안착부(250)는 회전 스테이지(200)의 원주 방향을 따라 제1 내지 제5장착위치에 대응되는 위치에 형성된다. 안착부(250)는 장착 위치의 개수에 대응되는 개수를 가지며, 본 실시예에서는 안착부(250)의 개수가 5개인 것을 예시하고 있다.

회전 스테이지(200)는 하부 지지대(110)에 회전 가능하게 설치되는 베이스부(210)와, 베이스부(210)에서 연장된 기둥(220)에 의해 지지되는 상부 프레임(230)과, 상부 프레임(230)의 저면에 설치되는 푸싱 유닛(240, 도 3b 참조)을 포함한다.

베이스부(210)에는 복수의 안착부(250)가 돌출 형성되어 있으며, 베이스부(210)의 중앙 영역에는 샤프트(260)가 돌출 형성된다. 샤프트(260)에는 회전 스테이지(200)를 회전 구동시키기 위한 회전 구동부(미도시)가 연결될 수 있으며, 회전 구동부는 커버(180)의 내측에 고정 설치될 수 있다. 다만, 회전 구동부의 위치는 여기에 한정되는 것은 아니며, 다양한 위치에 설치 가능하다.

제어부는 안착부(250)가 제1 내지 제5장착위치에 대응되는 위치로 순차적으로 이동하도록 회전 구동부를 제어한다. 예를 들어, 제어부는 제1장착위치에 있던 안착부(250)에 적층체(10)가 로딩되면, 회전 구동부를 동작시켜 안착부(250)가 제2장착위치에 대응되는 위치로 이동하도록 한다.

상부 프레임(230)을 지지하는 기둥(220)은 지지 기둥(120)의 내측에 위치하며, 상부 프레임(230)은 상부 지지대(130)의 하부에 배치되도록 형성된다.

푸싱 유닛(240)은 적층체(10)가 안착부(250)에 안착될 때 푸싱 동작에 의해 적층체(10)의 상면을 가압하여 고정시키는 기능을 한다. 푸싱 유닛(240)은 에어 실린더 등의 구동 기구에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 적층체(10)는 푸싱 유닛(240)과 안착부(250)에 의해 그 상하면이 고정되므로, 회전 스테이지(200)가 회전하더라도 그 유동이 제한된다.

도 4는 도 1에 도시된 로딩 유닛의 사시도이다.

로딩 유닛(300)은 제1장착위치에 설치되며, 적층체(10)를 제1장착위치에 대응되는 안착부(250)에 로딩시키는 기능을 한다.

로딩 유닛(300)은 하부 지지대(110)에 고정되는 지지체(310)와, 적층체(10)를 수용한 상태로 안착부(250)로 진입 동작하는 로딩부(320)와, 적층체(10)의 측면을 가압하는 가압부(330)를 포함할 수 있다.

지지체(310)는 로딩부(320)의 직선 이동을 가이드하기 위한 가이드 레일(311)을 구비하며, 로딩부(320)는 지지체(310)에 직선 이동 가능하게 설치된다. 지지체(310)와 로딩부(320)의 사이에는 로딩부(320)의 직선 구동을 위한 구동기구(312, 예를 들어, 모터와 볼 스크루)가 설치된다.

로딩부(320)의 단부에는 적층체(10)를 수용하기 위한 수용부(325)가 구비된다. 수용부(325)는 로딩부(320)의 양 측벽에 의해 한정되는 공간을 말하며, 상하부가 개구된 형태로 형성된다. 로딩부(320)의 직선 구동에 따라 수용부(325)가 안착부(250)로 진입하거나 안착부(250)로부터 후퇴하게 된다.

가압부(330)는 로딩부(320)에 설치되며, 직선 구동에 의해 적층체(10)의 측면을 가압하는 기능을 한다. 가압부(330)는 적층체(10)의 X축 방향과 평행한 한 면(S1)을 가압하는 제1가압부(331)와, 적층체(10)의 Y축 방향과 평행한 한 면(S4)을 가압하는 제2가압부(332)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2가압부(331,332)는 로딩부(320)에 설치된 구동기구(예를 들어, 에어 실린더)의 구동에 의해 직선 이동하게 된다.

한편, 로딩부(320)에는 적층체(10)의 측면을 지지하는 도어(340)가 추가로 설치될 수 있다. 도어(340)는 로딩부(320)에 힌지 연결되며, 적층체(10)의 X축 방향과 평행한 한 면(S1)을 지지한다. 여기서, 도어(340)와 로딩부(320)의 사이에는 도어(340)에 닫히는 방향으로 탄성력을 제공하기 위한 스프링이 설치될 수 있다. 도어(340)는 로딩부(320)의 후퇴시 적층체(10)에 밀려 회전하게 된다.

도 5는 도 4의 로딩 유닛과 연동하여 동작되는 가이드 유닛의 사시도이다.

가이드 유닛(800)은 로딩 유닛(300)의 동작과 연동하여 동작되어 적층체(10)의 안착시 적층체(10)의 정렬을 가이드하는 기능을 한다. 도 5를 참조하면, 가이드 유닛(800)은 가이드 레일(810), 이동체(820), 및 지지판(830)을 포함한다.

가이드 레일(810)은 상부 지지대(130)에 고정 설치되며, 로딩 유닛(300)과 대응되는 위치에 설치된다.

이동체(820)는 가이드 레일(810) 상에 적층체(10)의 Y축 방향을 따라 직선 이동 가능하게 설치된다. 이동체(820)는 구동 기구(,예를 들어, 모터와 볼 스크루)에 구동에 의해 구동된다.

지지판(830)은 이동체(820) 상에 상하 방향으로 직선 이동 가능하게 설치된다. 지지판(830)은 구동기구, 예를 들어, 모터(825)와 볼 스크루(826)에 의해 상하 방향으로 구동하게 된다.

지지판(830)은 로딩부(320)가 안착부(250)에 진입할 때 도어(340)를 지지함으로써 적층체(10)의 X축 방향과 평행한 양면(S1,S2)이 동시에 제1가압부(331)와 도어(340)에 의해 각각 가압되도록 한다. 이 때, 적층체(10)의 Y축 방향과 평행한 양면(S3,S4)는 로딩부(320)의 측벽과 제2가압부(332)에 의해 가압되므로, 적층체(10)의 4 측면이 동시에 가압되게 되어 적층체(10)의 정렬이 이루어지게 된다.

도 6a 및 6b는 로딩 유닛(300)과 가이드 유닛(800)의 작동 상태를 나타내는 작동 상태도이다.

도 6a와 같이, 작업자 또는 적층기구가 수용부(325)에 도광판을 적층한다. 이 때, 지지체(310)의 상면은 적층되는 도광판을 지지하는 기능을 한다. 수용부(325)에 적층체(10)가 놓이게 되면, 제1 및 제2가압부(331,332)가 직선 구동되어 적층체(10)의 측면을 가압한여 적층체(10)를 고정시킨다. 가이드 유닛(800)의 지지판(830)은 이동체(820)의 상측으로 들려져 있으며, 이동체(820)는 이 상태로 회전 스테이지(200)의 중심 방향을 향하여 직선 구동하게 된다.

다음으로, 도 6b와 같이 로딩 유닛(300)의 로딩부(320)가 안착부(250)를 향하여 직선 이동하여 적층체(10)가 안착부(250) 상에 놓이도록 한다. 로딩부(320)의 직선 이동과 동시에 가이드 유닛(800)의 지지판(830)이 하측으로 이동한다. 이에 따라, 지지판(830)이 로딩부(320)에 설치된 도어(340)를 가압하게 된다.

다음으로, 회전 스테이지(200)의 푸싱 유닛(240)이 동작하여 적층체(10)를 안착부(250)에 고정시킨다. 그리고, 지지판(830)이 상측으로 이동하게 되어 원위치로 복귀하게 되며, 로딩부(320)의 후퇴 이동 및 이동체(820)의 후퇴 이동이 동시에 이루어지게 된다. 로딩부(320)의 후퇴시 도어(340)는 적층체(10)에 밀려 회전하므로 로딩부(320)의 후퇴시 적층체(10)와 간섭되지 않는다. 이와 같이, 로딩 유닛(300)과 가이드 유닛(800)의 구성들이 원위치로 복귀한 후, 회전 스테이지(200)는 회전 구동하여 안착부(250)에 위치한 적층체(10)가 X축 절삭유닛(400)의 위치로 이송시킨다.

도 7은 도 1에 도시된 X축 절삭유닛의 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 제1절삭유닛의 후방 사시도이다.

X축 절삭유닛(400)은 지지대(100)의 제2장착위치에 설치되며, 제2장착위치에 대응되는 안착부(250)에 위치한 적층체(10)의 X축 방향과 평행한 양면(S1,S2)을 절삭 가공한다.

X축 절삭유닛(400)은 하부 지지대(110)에 설치되는 3축 로봇 구조의 제1절삭유닛(410)과, 상부 지지대(130)에 설치되는 3축 로봇 구조의 제2절삭유닛(420)을 포함한다. 제1절삭유닛(410)은 적층체(10)의 일측면(S1)을 절삭 가공하며, 제2절삭유닛(420)은 제1절삭유닛(410)의 동작시 적층체(10)의 타측면(S2)을 절삭 가공한다.

제1절삭유닛(410)은 하부 지지대(110)에 설치되는 슬라이드 레일(411)과, 슬라이드 레일(411) 상에서 적층체(10)의 X축 방향으로 직선 구동되는 X축 이동체(412)와, X축 이동체(412) 상에서 Y축 방향으로 직선 구동되는 Y축 이동체(413)와, Y축 이동체(413) 상에서 상하 방향으로 직선 구동되는 상하 이동체(414)를 포함한다. 이들 각 구성들의 직선 구동은 로딩 유닛의 경우와 마찬가지로 모터와 볼 스크루로 구성된 구동장치에 의해 이루어지게 된다. 상하 이동체(414)에는 가공툴(415)이 장착된 스핀들이 설치되며, 스핀들의 회전 구동에 의해 가공툴(415)의 절삭 가공이 이루어지게 된다. 가공툴(415)이 고속 회전하면서 가공면을 이동함에 따라, 적층체(20)의 측면이 평평한 면을 갖도록 절삭 가공되는 것이다.

제2절삭유닛(420)은 설치 위치를 제외하면 제1절삭유닛(410)과 유사한 구성을 가진다. 제2절삭유닛(420)은 상부 지지대(130)에 설치되는 슬라이드 레일(421)과, 슬라이드 레일(421) 상에서 X축 방향으로 직선 구동되는 X축 이동체(422)와, X축 이동체(422) 상에서 Y축 방향으로 직선 구동되는 Y축 이동체(423)와, Y축 이동체(423) 상에서 상하 방향으로 직선 구동되며 가공툴(425)이 설치되는 상하 이동체(424)를 포함한다.

도 9a 내지 9c는 가공툴의 진행 방향을 나타내는 순차적으로 나타내는 측면도들이다.

제어부는 가공툴들(415,425)의 이동 경로가 도 9a 내지 9c에 나타난 바와 같은 경로를 가지도록 X축 절삭유닛(400)의 동작을 제어한다.

회전 스테이지(200)의 회전 구동이 완료하여 안착부(250)가 제1 및 제2절삭유닛(420)의 사이에 위치하게 되면, 제1 및 제2절삭유닛(420)의 각 Y축 이동체들(413,423)이 서로 가까워지는 방향으로 이동하게 된다.

다음으로, 도 9a와 같이 제1 및 제2절삭유닛(420)의 각 X축 이동체들(412,422)이 함께 직선 이동하여 가공툴들(415,425)이 가공 대상 면적의 일단에서 타단까지 수평 이동되도록 한다. 그에 따라 더미 시트(20)의 상측 부분이 절삭 가공되게 된다. 다음으로, 도 9b와 같이 제1 및 제2절삭유닛(420)의 각 상하 이동체들(414,424)이 함께 하측으로 구동되어 가공툴들(415,425)이 더미 시트(20)의 하측 부분으로 이동하도록 한다. 다음으로, 도 9c와 같이 제1 및 제2절삭유닛(420)의 각 X축 이동체들(412,422)이 함께 직선 이동하여 가공툴들(415,425)이 가공 대상 면적의 타단에서 일단까지 수평 이동되도록 한다.

가공툴들(415,425)의 가공 과정에서 가공툴의 상하 끝단이 지나간 영역에는 가공 자국이 남게 되는데, 본 발명에서는 이러한 가공 자국이 남는 것을 방지하기 위해 더미 시트(20)가 사용되었다. 가공툴들(415,425)의 가공 영역이 더미 시트(20)와 중첩되도록 하여 더미 시트(20)에 가공 자국을 남기게 함으로써, 적층체(10) 상에는 가공 자국이 남지 않게 하였다.

도 10은 도 1에 도시된 Y축 절삭 유닛을 나타내는 사시도이다.

Y축 절삭유닛(500)은 제3장착위치에 설치되며, 제3장착위치에 대응되는 안착부(250)에 위치한 적층체(10)의 Y축 방향과 평행한 양면(S3,S4)을 절삭 가공한다.

Y축 절삭유닛(500)은 X축 절삭유닛(400)과 마찬가지로 3축 로봇의 형태로 구현 가능하며, 본 실시예에 따르면, Y축 레일(510), Y축 이동체(520), 상하 이동체(530), 및 한 쌍의 암 부재(540,550)를 포함하는 구성을 갖는다.

Y축 레일(510)은 하부 지지대(110)에 고정되어 일정 높이의 지지면을 이루며, Y축 이동체(520)는 Y축 레일(510)에 적층체(10)의 Y축 방향을 따라 직선 구동 가능하게 설치된다. 상하 이동체(530)는 Y축 이동체(520)에 상하 방향으로 직선 구동 가능하게 설치되며, 암 부재(540,550)는 적층체(10)의 X축 방향을 따라 직선 구동 가능하게 설치된다. 각 암 부재(540,550)에는 가공툴(545,555)이 장착되는 스핀들(546,556)이 설치된다.

Y축 절삭유닛(500)은 X축 절삭유닛(400)과 마찬가지로 한 쌍의 가공툴들(545,555)의 가공 경로가 'ㄷ'자 형태를 따르도록 제어부에 의해 그 동작이 제어된다.

회전 스테이지(200)의 회전에 따라 안착부(250)가 제3장착위치에 대응되는 위치에 놓이면, 한 쌍의 암 부재(540,550)는 적층체(10)의 폭에 대응되는 간격으로 수평 이동한다. 다음으로, Y축 이동체(520)가 적층체(10)의 Y축 방향을 따라 직선 구동하여 가공툴들(545,555)이 가공 대상 면적의 일단에서 타단까지 수평 이동되도록 한다. 다음으로, 상하 이동체(530)가 하측으로 구동되어 가공툴들(545,555)이 하측으로 이동하며, Y축 이동체(520)가 앞선 동작과 반대 방향으로 이동하여 가공툴들(545,555)이 가공 대상 면적의 타단에서 일단까지 수평 이동되도록 한다.

도 11은 도 1에 도시된 X축 홈가공유닛을 나타내는 사시도이고, 도 12는 도 11에 도시된 제1홈가공유닛의 후방 사시도이다.

X축 홈가공유닛(600)은 제4장착위치에 설치되며, 적층체(10)의 X축 방향과 평행한 양면(S1,S2)에 측면홈(11)을 형성한다. X축 홈가공유닛(600)은 하부 지지대(110)에 설치되는 제1홈가공유닛(610)과, 상부 지지대(130)에 설치되는 제2홈가공유닛(620)을 포함한다. 제1홈가공유닛(610)은 적층체(10)의 일측면(S1)에 측면홈(11)을 가공하고, 제2홈가공유닛(620)은 적층체(10)의 타측면(S2)에 측면홈(11)을 가공한다. 여기서, 제1 및 제2홈가공유닛(610,620)의 장착 위치는 서로 바뀌어도 무방하다.

제1 및 제2홈가공유닛(610,620)은 각각 3축 로봇의 형태로서, 가공툴(615,625)의 장착 위치, 개수를 제외하고, X축 절삭유닛(400)의 제1 및 제2절삭유닛(410,420)과 동일한 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에 따르면, 제1 및 제2홈가공유닛(610,620)은 각각 슬라이드 레일(611,621), X축 이동체(612,612), Y축 이동체(613,623), 상하 이동체(614,624)를 포함하는 구성을 갖는다. 가공툴들(615,625)이 장착된 스핀들(616,626)은 각 상하 이동체(614,624)에 수평 방향을 따라 3개씩 구비될 수 있다.

제어부는 가공툴(615,625)이 상측에서 하측 방향으로 이동하도록 X축 홈가공유닛(600)의 동작을 제어한다. 여기서, 제1 및 제2홈가공유닛(610,620)은 각 상하 이동체(614,624)가 동시에 하측으로 이동되도록 제어된다.

도 13은 제1 및 제2홈가공유닛의 가공툴의 진행 방향을 나타내는 측면도이다.

제1 및 제2홈가공유닛(610,620)은 기본적으로 제1 및 제2절삭유닛(410,420)과 동일한 작동 메커니즘을 가지며, 제어부는 상하 이동체(614,624)가 상측에서 하측 방향으로 이동하도록 제1 및 제2홈가공유닛(610,620)을 제어한다. 상하 이동체(614,624)가 하측 방향으로 직선 구동됨에 따라, 도 13의 도시와 같이 가공툴들(615,625)이 하측으로 이동하여 측면홈(11)이 형성되게 된다.

측면홈(11)의 가공을 위해서는 상하 이동체(614,624)의 상하 방향 구동만이 필요하므로, 가공툴들(615,625)의 X축 방향 위치를 조절할 필요가 없는 경우에는 제1 및 제2홈가공유닛(610,620)을 2축 로봇의 형태로 구현하여도 무방하다.

도 14는 도 1에 도시된 X축 홈가공유닛을 나타내는 사시도이다.

Y축 홈가공유닛(700)은 제5장착위치에 설치되며, 적층체(10)의 Y축 방향과 평행한 양면에 측면홈(12)을 형성한다.

Y축 홈가공유닛(700)은 Y축 절삭유닛(500)과 마찬가지로 3축 로봇의 형태로 구현 가능하다. 본 실시예에 따르면, Y축 홈가공유닛(700)은 Y축 절삭유닛(500)과 마찬가지로 Y축 레일(710), Y축 이동체(720), 상하 이동체(730), 및 한 쌍의 암 부재(740,750)를 포함하는 구성을 갖는다. 이에 따르면, Y축 홈가공유닛(700)은 Y축 절삭유닛(500)과 동일한 작동 메커니즘을 갖는다.

제어부는 상하 이동체(730)가 상측에서 하측 방향으로 이동하도록 Y축 홈가공유닛(700)을 제어한다. 상하 이동체(730)가 하측 방향으로 직선 구동됨에 따라 적층체(10)의 Y축 방향과 평행한 양면(S3,S4)에 측면홈(12)이 형성되게 된다.

이상에서 설명한 구성의 도광판 가공장치를 이용한 도광판의 가공 방법은 다음과 같다. 이하에서는, 회전 스테이지(200)의 안착부(250) 모두에 적층체(10)가 안착되어 있음을 가정하여 설명하기로 한다.

회전 스테이지(200)를 회전 구동시켜 가공 완료된 적층체(10)가 로딩 유닛(300) 쪽으로 이송되도록 한다. 로딩 유닛(300)에 도광판을 적층시킴과 동시에 가공 완료된 적층체(10)를 회전 스테이지(200)의 안착부(250)로부터 언로딩시킨 후, 로딩 유닛(300)을 동작시켜 적층체(10)를 안착부(250)에 안착시킨다. 도광판의 적층 및 로딩 유닛(300)의 로딩 과정이 수행되는 동안에, X축 및 Y축 절삭유닛(400,500), X축 및 Y축 홈가공유닛(600,700)을 작동시켜 나머지 안착부(250)의 적층체(10)에 가공이 수행되도록 한다.

각 안착부(250)에 위치한 적층체(10)에 해당 공정이 완료되면, 다음 공정의 수행을 위하여 회전 구동부를 구동시켜 회전 스테이지(200)를 회전시킨다. 이와 같은 과정을 순차적으로 반복하여 각 공정이 순차적으로 반복되도록 하며. 이와 같은 가공 방법에 따르면 하나의 가공 장치를 사용하면서도 많은 개수의 도광판을 동시에 가공할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명에 따른 도광판 가공장치 및 이를 이용한 도광판의 가공 방법을 첨부한 도면들을 참조로 하여 설명하였으나,　본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims

둘레 방향을 따라 제1 내지 제3장착위치를 구비하는 지지대;
회전 구동부에 의해 상기 지지대에 회전 구동 가능하게 설치되는 회전 스테이지;
상기 회전 스테이지의 원주 방향을 따라 상기 제1 내지 제3장착위치에 대응되는 위치에 형성되며, 도광판의 적층체를 안착시키기 위한 복수의 안착부;
상기 제1장착위치에 설치되며, 상기 적층체를 제1장착위치에 대응되는 안착부에 로딩시키는 로딩 유닛;
상기 제2장착위치에 설치되며, 상기 제2장착위치에 대응되는 안착부에 위치한 적층체의 X축 방향과 평행한 양면을 절삭 가공하는 X축 절삭유닛;
상기 제3장착위치에 설치되며, 상기 제3장착위치에 대응되는 안착부에 위치한 적층체의 Y축 방향과 평행한 양면을 절삭 가공하는 Y축 절삭유닛; 및
상기 로딩 유닛과 X축 및 Y축 절삭유닛을 동시에 동작시키며, 상기 안착부가 상기 제1 내지 제3장착위치에 대응되는 위치로 순차적으로 이동하도록 상기 회전 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 도광판 가공장치.
제1항에 있어서, 상기 지지대는,
설치면에 설치되는 하부 지지대;
상기 하부 지지대에서 상측으로 연장된 지지기둥에 의해 지지되는 상부 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 가공장치.
제2항에 있어서, 상기 회전 스테이지는,
상기 안착부가 돌출 형성되며, 상기 하부 지지대에 회전 가능하게 설치되는 베이스부;
상기 베이스부에서 연장된 기둥에 의해 지지되며, 상기 상부 지지대의 하부에 배치되는 상부 프레임; 및
상기 상부 프레임의 저면에 설치되며, 상기 적층체가 안착부에 안착될 때 푸싱 동작에 의해 상기 적층체의 상면을 가압하여 고정시키는 푸싱 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 가공장치.
제2항에 있어서, 상기 로딩 유닛은,
상기 하부 지지대에 고정되는 지지체;
상기 적층체를 수용하며, 상기 지지체 상에서 직선 구동되어 상기 안착부의 위치로 진입하거나 후퇴하는 로딩부; 및
상기 로딩부에 설치되며, 직선 구동에 의해 상기 적층체의 측면을 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 가공장치.
제4항에 있어서, 상기 로딩 유닛은,
상기 로딩부에 힌지 연결되며, 상기 적층체의 측면을 지지함과 아울러 상기 로딩부의 후퇴시 상기 적층체에 밀려 회전하는 도어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 가공장치.
제5항에 있어서, 상기 적층체가 안착시 상기 적층체의 정렬을 가이드하는 가이드 유닛을 더 포함하고,
상기 가이드 유닛은,
상기 상부 지지대에 고정되는 가이드 레일;
상기 가이드 레일 상에서 상기 적층체의 Y축 방향을 따라 직선 구동되는 이동체;
상기 이동체 상에서 상하 방향으로 직선 구동되며, 상기 로딩부의 진입시 상기 도어를 지지하는 지지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 가공장치.
제2항에 있어서, 상기 X축 절삭유닛은,
상기 하부 지지대에 설치되며, 상기 적층체의 일측면을 절삭 가공하는 3축 로봇 구조의 제1절삭유닛; 및
상기 상부 지지대에 설치되며, 상기 제1절삭유닛의 동작시 상기 적층체의 타측면을 절삭 가공하는 3축 로봇 구조의 제2절삭유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 가공장치.
제2항에 있어서, 상기 Y축 절삭유닛은,
상기 하부 지지대에 고정되는 Y축 레일;
상기 Y축 레일에 상기 적층체의 Y축 방향을 따라 직선 구동 가능하게 설치되는 Y축 이동체;
상기 Y축 이동체에 상하 방향으로 직선 구동 가능하게 설치되는 상하 이동체; 및
상기 상하 이동체에 상기 적층체의 X축 방향을 따라 직선 구동 가능하게 설치되며, Y축 가공툴이 설치된 스핀들이 각각 장착되는 한 쌍의 암 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 X축 및 Y축 절삭유닛의 가공툴이 가공 대상 면적의 일단에서 타단까지 수평 이동한 후, 하측 방향으로 이동한 후, 상기 가공 대상 면적의 타단에서 일단까지 수평 이동하도록 상기 X축 및 Y축 절삭유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 도광판 가공장치.
제9항에 있어서,
상기 적층체에는 상기 가공툴의 가공 자국이 생성되는 것을 방지하는 더미 시트가 게재되는 것을 특징으로 하는 도광판 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 지지대는 제3장착위치로부터 둘레 방향을 따라 제4 및 제5장착위치를 추가로 구비하고,
상기 제4장착위치에는 상기 적층체의 X축 방향과 평행한 양면에 측면홈을 형성하기 위한 X축 홈가공유닛이 설치되며,
상기 제5장착위치에는 상기 적층체의 Y축 방향과 평행한 양면에 측면홈을 형성하기 위한 Y축 홈가공유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 도광판 가공장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 상기 X축 및 Y축 홈가공유닛의 가공툴이 하측 방향으로 이동하도록 상기 X축 및 Y축 홈가공유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 도광판 가공장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항을 따르는 도광판 가공장치를 이용한 도광판의 가공 방법에 있어서,
상기 로딩 유닛에 도광판을 적층시킴과 동시에 가공 완료된 적층체를 언로딩시킨 후, 상기 로딩 유닛을 동작시키는 제1단계;
상기 도광판을 적층시키고 상기 로딩 유닛을 동작시키는 동안에, 상기 X축 및 Y축 절삭유닛을 동시에 작동시키는 제2단계;
어느 일 공정이 완료된 적층체에 다음 공정이 수행될 수 있도록 상기 회전 구동부를 구동시키는 제3단계를 포함하고,
상기 제1 내지 제3단계는 순차적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 도광판의 가공 방법.