KR101207159B1 - 도광판 표면처리장치 및 처리방법 - Google Patents

도광판 표면처리장치 및 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도광판의 표면에 요철이 원활하게 형성되도록 하는 도광판 표면처리장치에 관한 것이다. 개시발명은 도광판 표면처리장치에 있어서, 상호 마주 보며 이격 배치되어, 도광판을 사이로 통과시키며 표면 처리가능한 한 쌍의 롤러; 한 쌍의 롤러의 전방에 배치되어, 도광판의 두께를 측정하는 변위센싱부; 및 변위 센싱부로부터의 신호에 따라 한 쌍의 롤러 사이의 간격을 조절하는 제어부;를 포함한다. 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 도광판 표면처리장치는 변위센싱부를 이용해 도광판의 두께편차를 측정한 후 그 값을 제어부로 전송하고, 제어부의 제어에 의해 상,하부 롤러의 밸런스(간격)가 자동으로 조정되도록 이루어진다.

Description

도광판 표면처리장치 및 처리방법{Surface treating apparatus for light guide plate and treating method thereof}
본 발명은 도광판 표면처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 특히 도광판의 표면에 요철이 원활하게 형성되도록 하는 도광판 표면처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이 중 LCD는 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인해 이동형 평판 표시 장치로 많이 사용되고 있다. LCD는 그 자체에서 빛을 발하지 못하기 때문에 고품질의 화상을 실현하기 위해서는 별도의 외부 광원을 필요로 한다. LCD는 액정표시패널 외에 상기 액정표시패널의 광원으로 백라이트 장치를 더 포함하여 구성된다.
백라이트 장치는 액정표시패널로 고휘도의 광원을 균일하게 공급함으로써 고품질의 화상을 구현하게 된다. 이러한 백라이트 장치는 광원의 방출 방향(광원이 배치되는 방식)에 따라 측면형( Edge-lighting)과 직하형(Direct-lighting)으로 구분되고, 이중 측면형 백라이트 장치는 비교적 얇은 두께로 인하여 휴대용 통신 기기 등의 박형화를 목적으로 하는 LCD에 주로 사용되며, 직하형 백라이트 장치는 높은 광효율에 의해 노트북이나 TV 모니터 등의 대화면을 목적으로 하는 LCD에 주로 이용된다.
측면형 백라이트 장치는 일반적으로 선광원의 빛을 산란시켜 면광원으로 전환시키는 도광판의 측면에 광원인 형광램프가 위치한다. 형광램프는 램프반사체로 싸여 있어, 형광램프에서 발하는 빛은 직접 또는 램프반사체에 반사되어 도광판으로 입사된다. 도광판의 하측에는 반사판이 위치하고, 도광판의 상측에는 확산시트와 프리즘시트, 보호시트 등의 각종 시트류가 위치한다.
도광판은 형광램프에서 입사되는 선광원의 빛을 산란 및 분산시켜 면광원으로 전환시키기 위한 것으로, 백라이트 장치의 중요한 구성요소이다. 특히 액정표시장치에 있어서, 백라이트 장치의 전면(상측)으로 방출되는 빛은 높은 휘도 외에도 높은 균일도가 요구되는 것으로, 이를 위하여 도광판의 상면 전체에 걸쳐 균일한 빛이 방출되어야 한다. 따라서, 도광판에는 기계적인 방법으로 표면에 요철을 형성하게 된다. 요철은 도광판을 세척하고, 세척된 도광판을 한 쌍의 도광판 처리롤러 사이로 통과시키면서 형성가능하다. 이러한 과정에서 도광판에 요철이 용이하게 형성될 수 있도록 도광판 처리롤러는 가열장치로 가열되어 일정온도로 상승하게 된다.
그런데 종래에 도광판의 표면에 요철을 형성하는 과정에서는 다음과 같은 문제점들이 있다.
첫째, 도광판의 경우 좌우 두께 편차가 존재하는데, 종래의 공정에서는 도광판 편차에 따라 공정 조건을 셋팅하는데 많은 시간이 걸렸다. 즉, 종래에는 도광판의 두께 편차를 수동으로 측정하고 이에 맞게 롤러의 간격을 조정하도록 이루어짐으로써, 공정 조건을 셋팅하는데 많은 시간이 걸린다.
둘째, 도광판의 표면에 요철을 형성하는 과정에서 종래에는 한 쌍의 도광판 처리롤러가 외부로 노출되기 때문에 외부로의 열손실이 발생하여 원하는 온도를 일정하게 유지하기가 어려운 문제점이 있다. 또한, 가열된 도광판 처리롤러가 외부로 노출되기 때문에 이물질이 도광판 처리롤러에 달라붙어 결과적으로 도광판의 불량으로 이어지는 문제점도 있다.
셋째, 도광판의 표면에 요철을 형성하는 과정에서 도광판 처리롤러의 열이 도광판으로 전달되어 도광판의 온도가 상승하게 된다. 이처럼 도광판의 온도가 상승된 상태에서 도광판 처리롤러로부터 배출되면 열에 의해 도광판의 표면에 이물질이 달라붙게 되는 문제점이 있다. 그런데, 종래에는 도광판 처리롤러로부터 배출되는 도광판을 상온에서 냉각하였기 때문에 도광판의 표면에 이물질이 달라붙는 현상을 방지하지 못하는 문제점이 있다.
넷째, 상하로 배치된 한 쌍의 도광판 처리롤러는 간격이 도광판의 두께에 맞게 유지되어야만 도광판의 표면에 요철이 올바르게 형성될 수 있다. 그런데, 종래에는 이들 도광판 처리롤러를 하나의 체인으로 연결하여 하나의 구동모터로 구동하도록 이루어짐으로써, 구동모터의 구동으로 체인이 회전할 때 체인 자체에서 발생하는 유격으로 인해 한 쌍의 도광판 처리롤러의 간격이 일정하게 유지되지 못하는 문제점이 있었으며, 이로 인해 도광판에 요철이 올바르게 형성되지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 제1목적은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 도광판에 요철을 형성하기 전에 도광판의 두께편차를 자동으로 측정하고, 그에 따라 상,하부 롤러의 좌우밸런스(간격)를 자동으로 맞추도록 이루어짐으로써, 공정 조건을 셋팅하는데 걸리는 시간을 최소화할 수 있는 도광판 표면처리장치 및 처리방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제2목적은 상,하부 롤러를 외부와 차단하여 외부로의 열손실을 방지하고 이물질이 상,하부 롤러에 달라붙는 현상을 방지할 수 있는 도광판 표면처리장치 및 처리방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제3목적은 상,하부 롤러로부터 배출되는 도광판을 급냉시켜 도광판의 표면에 이물질이 달라붙는 현상을 방지할 수 있는 도광판 표면처리장치 및 처리방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제4목적은 도광판의 표면에 요철을 형성하는 상,하부 롤러 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 도광판 표면처리장치 및 처리방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명 도광판 표면처리장치는, 도광판 표면처리장치에 있어서, 상호 마주 보며 이격 배치되어, 도광판을 사이로 통과시키며 표면 처리가능한 한 쌍의 롤러; 한 쌍의 롤러의 전방에 배치되어, 도광판의 두께를 측정하는 변위센싱부; 및 변위 센싱부로부터의 신호에 따라 한 쌍의 롤러 사이의 간격을 조절하는 제어부;를 포함한다.
변위센싱부는 도광판에 접촉되지 않는 비접촉식 변위센싱부 및 도광판에 접촉하는 접촉식 변위센싱부 중 적어도 어느 일측을 포함한다.
본 발명은 한 쌍의 롤러를 외부와 차단하여 외부로의 열손실을 방지함으로써, 한 쌍의 롤러의 온도를 일정하게 유지해주는 롤러 실링 챔버유닛을 더 포함한다.
본 발명은 한 쌍의 롤러를 통해 요철 형성이 완료된 도광판을 급냉각시키는 도광판 냉각장치를 더 포함한다.
본 발명은 한 쌍의 롤러를 각각 구동시키는 롤러 구동장치를 더 포함한다.
본 발명 도광판 표면처리방법은, (a) 도광판을 투입하여 세척하는 단계; (b) 변위센싱부를 이용하여 세척된 상기 도광판의 두께를 자동으로 측정하는 단계; 및 (c) (b)단계에서 측정된 값에 따라 한 쌍의 롤러의 간격이 자동으로 조정되는 단계;를 포함한다.
본 발명 도광판 표면처리방법은, (d) 한 쌍의 롤러의 간격 조정 후, 도광판을 한 쌍의 롤러 사이로 투입하여 표면처리하는 단계; 및 (e) 표면처리된 도광판을 급냉시키는 단계;를 더 포함한다.
이와 같은 본 발명 도광판 표면처리장치 및 처리방법에 의하면 다음과 같은 효과들을 갖는다.
첫째, 비접촉식 변위센싱부를 이용해 도광판의 두께편차를 측정한 후 그 값을 제어부로 전송하고, 제어부의 제어에 의해 상,하부 롤러의 밸런스(간격)가 자동으로 조정되도록 이루어진다. 따라서, 도광판의 표면에 요철을 형성하기 위한 공정 조건을 셋팅하는데 걸리는 시간을 단축시킬 수 있으며, 도광판의 표면에 원하는 요철을 정밀하게 형성할 수 있어 도광판의 광효율이 향상되는 장점이 있다.
또한, 접촉식 변위센싱부를 이용해 상,하부 롤러 사이로 유입되는 도광판의 두께편차를 재측정하도록 이루어짐으로써, 도광판의 표면에 요철을 형성하는 공정이 더욱 정밀해져 도광판의 광효율이 더욱 향상되는 장점이 있다.
둘째, 도광판에 요철을 성형하는 상,하부 롤러가 챔버에 의해 외부와 차단되도록 이루어짐으로써, 일정온도로 가열된 상,하부 롤러로부터 열이 외부로 유출되는 것을 방지하여 상,하부 롤러의 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 이로 인하여 수지로 성형된 도광판의 표면에 요철이 쉽게 형성될 수 있다.
또한, 일정온도로 가열된 상,하부 롤러를 챔버로 차단함으로써 상,하부 롤러에 이물질이 묻는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이물질로 인해 도광판의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 챔버의 양측부에 도광판이 유입되고 유출될 수 있는 홀을 각각 형성하고, 이 홀들을 도어를 이용해 개폐하도록 이루어짐으로써, 도광판이 챔버를 통과한 후에는 도어가 홀들을 폐쇄하여 열손실을 방지할 수 있다.
셋째, 상,하부 롤러를 통과하면서 가열된 도광판을 냉각수단을 이용해 급냉시킴으로써, 도광판에 이물질이 달라붙는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 도광판의 불량률을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 도광판의 광효율을 극대화할 수 있다.
넷째, 상,하부 롤러를 회전시키기 위해 각각의 구동모터와 구동력 전달수단을 구비함으로써, 상,하부 롤러 사이의 밸런스(간격)를 정밀하게 유지할 수 있다. 특히, 구동력 전달수단으로 구동모터의 구동축에 축 결합되는 구동기어와, 각 롤러에 축 결합되는 종동기어를 사용함으로써, 구동기어와 종동기어가 맞물리는 과정에서 유격이 발생하지 않게 되므로 두 롤러 사이의 밸런스(간격)가 정밀하게 유지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도광판 표면처리장치를 나타낸 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 도광판 롤링장치의 비접촉식 변위센싱부를 이용해 도광판의 두께편차를 측정하는 모습을 나타낸 측면도.
도 3은 도 2에 도시된 비접촉식 변위셍싱부의 변위센서가 이동하면서 도광판의 두께편차를 측정하는 모습을 나타낸 평면도.
도 4는 도 1에 도시된 도광판 롤링장치의 접촉식 변위센싱부를 이용해 도광판의 두께편차를 측정하는 모습을 나타낸 측면도.
도 5는 도 1에 도시된 롤러 실링 챔버유닛의 일측면도.
도 6은 도 5에 도시된 롤러 실링 챔버유닛의 종단면도.
도 7은 도광판이 롤러 실링 챔버유닛을 통과하는 모습을 나타낸 도면.
도 8은 도 1에 도시된 도광판 냉각장치가 설치된 모습을 나타낸 평면도.
도 9는 도 8의 측면도
도 10은 롤러 구동장치와 롤러의 연결관계를 나타낸 종단면도.
도 11은 도 10에서 구동기어와 종동기어가 맞물린 모습을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명에 따른 도광판 표면처리장치를 이용해 표면처리하는 과정을 나타낸 공정도.
도 13은 두 개의 도광판을 한꺼번에 표면처리하는 모습을 나타낸 개념도.
도 14는 하나의 원판을 롤러 사이로 투입하여 표면처리한 후 두 개의 도광판으로 분리하는 모습을 나타낸 개념도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도광판 표면처리장치를 나타낸 개략도이다. 도광판 표면처리장치(1)는 도광판의 표면에 요철을 형성하여 도광판의 광효율을 향상시켜주는 것으로, 도면에서 볼 수 있는 바와 같이 클리닝장치(10), 로봇 이송장치(20), 도광판 롤링장치(30), 롤러 실링 챔버유닛(40), 도광판 냉각장치(50) 및 롤러구동장치(미도시)를 포함한다.
클리닝장치(10)는 도광판 표면처리단계 중 첫 단계인 클리닝단계를 수행하는 것으로, 도광판의 표면에 요철을 형성하기 전 도광판의 표면에 묻어 있는 이물질을 깨끗하게 제거해준다. 로봇 이송장치(20)는 클리닝장치(10)를 통과한 도광판의 양쪽을 잡고, 도광판을 후술할 도광판 롤링장치(30)의 상,하부 롤러(31)(32) 쪽으로 안전하게 이송해준다.
도광판 롤링장치(30)는 클리닝장치(10)를 통과한 도광판의 두께편차를 측정한 후, 이를 바탕으로 상,하부 롤러(31)(32)의 밸런스(간극)를 조정함으로써, 도광판의 표면에 원하는 형태의 요철을 정밀하게 형성해준다. 이러한 도광판 롤링장치(30)는 도광판의 두께를 측정하여 상,하부 롤러(31)(32)의 간극을 조정하는 비접촉식 변위센싱부(33)와 접촉식 변위센싱부(34), 및 도광판에 요철을 형성하는 한 쌍의 상,하부 롤러(31)(32)를 포함한다.
롤러 실링 챔버유닛(40)은 도광판 롤링장치(30)의 상,하부 롤러(31)(32)를 외부와 차단하여 외부로의 열손실을 방지함으로써, 상,하부 롤러(31)(32)의 온도를 일정하게 유지해준다. 도광판 냉각장치(50)는 상,하부 롤러(31)(32)를 통해 요철 형성이 완료된 도광판을 급냉각시켜 도광판의 표면에 이물질이 달라붙는 것을 방지해준다.
도 2는 도 1에 도시된 도광판 롤링장치의 비접촉식 변위센싱부를 이용해 도광판의 두께편차를 측정하는 모습을 나타낸 측면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 비접촉식 변위센싱부의 변위센서가 이동하면서 도광판의 두께편차를 측정하는 모습을 나타낸 평면도이다.
비접촉식 변위센싱부(33)는 클리닝장치(10)의 출구로부터 이격 설치되어 클리닝장치(10)를 통해 세척된 도광판(P)의 두께편차를 감지한 후, 상,하부 롤러(31)(32)의 밸런스를 제어하는 제어부(미도시)로 신호를 전송하게 된다. 이러한 비접촉식 변위센싱부(33)는 도광판(P)을 이송하는 컨베이어벨트(C)의 상방에 도광판(P)의 이송방향과 직교되게 설치되는 한 쌍의 이송레일(331), 이송레일(331)을 따라 슬라이딩되는 슬라이딩판(332), 슬라이딩판(332)을 이송레일(331)상에서 이송시키는 이송수단(333), 및 슬라이딩판(332)의 저면에 설치되어 도광판(P)의 상면으로부터 이격된 상태에서 도광판(P)의 두께편차를 측정하는 비접촉식 변위센서(334)를 포함한다.
이송레일(331)은 컨베이어벨트(C)로부터 상방으로 이격된 위치에 컨베이어벨트(C)와 직교되게 설치되는 한 쌍의 레일지지대(335)에 의해 지지된다.
슬라이딩판(332)의 일측부에는 후술할 이송수단(333)의 스크류(333b)가 나사결합되는 연장판(332a)이 수직 하방으로 연장 형성된다. 연장판(332a)은 슬라이딩판(332)의 일측부에 형성되나, 이에 한정되지 않고 슬라이딩판(332)의 양측부에 각각 형성될 수도 있다.
이송수단(333)은 한 쌍의 레일지지대(335) 사이에 설치되는 구동모터(333a)와, 구동모터(333a)의 구동축에 축 결합되고 연장판(332a)을 관통하면서 나사 결합되는 스크류(333b)를 포함한다. 이 때, 구동모터(333a)는 위치가 고정되므로 스크류(333b)는 제자리에서 회전하게 된다. 따라서, 상대적으로 스크류(333b)에 나사 결합되는 슬라이딩판(332)이 이송레일(331)을 따라 슬라이딩된다.
비접촉식 변위센서(334)는 슬라이딩판(332)의 저면에 두 개가 이격되게 구비되어, 컨베이어벨트(C) 상에서 이송되는 도광판(P)의 두께를 일측에서 타측으로 가면서 스캐닝(측정)하게 된다. 스캐닝된 값은 상,하부 롤러(31)(32)의 밸런스를 조정하는 제어부(미도시)로 전송된다. 본 실시예에서 비접촉식 변위센서(334)는 두 개가 구비되나, 이에 한정되지 않고 하나만 구비될 수도 있고 세 개 이상 구비될 수도 있다.
도 4는 도 1에 도시된 도광판 롤링장치의 접촉식 변위센싱부를 이용해 도광판의 두께편차를 측정하는 모습을 나타낸 측면도이다. 접촉식 변위센싱부(34)는 상,하부 롤러(31)(32)로부터 이격된 위치에 설치되어 상,하부 롤러(31)(32) 사이로 유입되는 도광판(P)의 두께편차를 재차 측정함으로써, 상,하부 롤러(31)(32)의 밸런스(간격)를 더욱 정확하게 맞출 수 있다. 이러한 접촉식 변위센싱부(34)는 컨베이어벨트(C)로부터 상방으로 이격된 위치에 설치되며 도광판(P)이 이송되는 방향으로 길게 설치되는 한 쌍의 지지대(341), 두 지지대(341)에 걸쳐 설치되는 지지판(342), 지지판(342)의 저면에 좌우로 이격되게 설치되는 두 개의 지지구(343), 및 각 지지구(343)에 지지되는 접촉식 변위센서(344)로 구성된다.
접촉식 변위센서(344)는 상,하부 롤러(31)(32) 사이로 투입되는 도광판(P)의 전단부 양측부의 두께를 각각 측정한 후 그 값을 상,하부 롤러(31)(32)의 밸런스를 제어하는 제어부로 전송한다. 이 때, 접촉식 변위센서(344)가 도광판(P)의 다른 부분에 접촉하게 되면 도광판(P)의 상면에 긁힘이 발생할 수 있기 때문에, 접촉식 변위센서(344)는 도광판(P)의 전단부 양측부의 두께를 감지한 후에는 각 지지구(343)상에서 상승하여 도광판(P)의 다른 부분에 접촉되지 않게 된다. 한편, 도면에는 접촉식 변위센서(344)가 지지구(343) 상에서 상승하는 구조가 도시되어 있지 않으나, 도광판(P)의 긁힘을 방지하기 위해서는 접촉식 변위센서(344)가 지지구(343) 상에서 승강 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
한편 상,하부 롤러(31)(32)는 상하로 구비되어 그 사이로 통과하는 도광판(P)의 표면에 요철을 형성해준다. 이러한 상,하부 롤러(31)(32) 중 상부 롤러(31)는 수평상태를 유지하며, 하부에 위치되는 하부 롤러(32)는 기울기의 조정이 가능하도록 설치된다. 즉, 하부 롤러(32)의 기울기를 조정함으로써, 도광판(P)의 좌우 두께 편차에 따라 상,하부 롤러(31)(32)의 좌우 밸런스(간격)를 맞추게 된다. 따라서, 도광판(P)이 상,하부 롤러(31)(32) 사이를 통과할 때 도광판(P)의 표면이 전체적으로 상,하부 롤러(31)(32)에 균일하게 접면될 수 있다.
도 5는 상기 롤러 실링 챔버유닛의 일측면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 롤러 실링 챔버유닛의 종단면도이며, 도 7은 도광판이 롤러 실링 챔버유닛을 통과하는 모습을 나타낸 도면이다. 롤러 실링 챔버유닛(40)은, 챔버(41), 도어(42), 열풍 공급장치(43) 및 열풍 배출장치(44)로 구성된다.
챔버(41)는 사각의 함체 형상으로 형성되어 그 내부에 상,하부 롤러(31)(32)를 내장함으로써, 상,하부 롤러(31)(32)를 외부와 차단시킨다. 이러한 챔버(41)의 일측면에는 도광판이 유입되는 도광판 유입홀(411)이 형성되고, 챔버(41)의 타측면에는 도광판이 유출되는 도광판 유출홀(412)이 형성된다. 챔버(41)의 상면과 저면에는 열풍 공급장치(43)로부터 공급되는 열풍을 챔버(41) 내로 공급하기 위한 열풍 공급홀(413)이 각각 형성된다.
도어(42)는 챔버(41)의 양측면에 각각 두 개씩 구비되어 상하로 슬라이딩되면서 도광판 유입홀(411)과 도광판 유출홀(412)을 개폐한다. 즉, 도광판 유입홀(411)과 도광판 유출홀(412)은 도광판이 상,하부 롤러(31)(32) 사이를 통과할 때에만 개방되며, 그 외에는 도어(42)에 의해 닫힌 상태를 유지한다. 따라서, 상,하부 롤러(31)(32)의 열손실이 최소화된다.
도어(42)를 개폐시키는 장치(45)는 챔버(41)의 양측부에 두 개씩 상,하로 이격되게 고정 설치되는 구동모터(451)와, 구동모터(451)의 구동축에 축 결합되는 피니언 기어(452), 및 도어(42)의 외측면에 상하방향으로 길게 설치되며 피니언 기어(452)와 맞물리는 랙기어(453)를 포함한다. 구동모터(451)는 제어부(미도시)에 의해 자동 제어된다. 이에 의해 도광판(P)이 상,하부 롤러(31)(32)로 접근하게 되면, 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이 챔버(41)의 양측면에 구비된 도어(42)가 자동으로 개방되며, 요철형성이 완료된 도광판(P)이 상,하부 롤러(31)(32)로부터 유출되어 멀어지면 도어(42)가 자동으로 닫히게 된다.
열풍 공급장치(43)는 챔버(41)의 상,하부에 각각 설치되어 챔버(41)의 상면과 저면에 형성된 열풍 공급홀(413)을 통해 챔버(41) 내로 열풍을 공급함으로써, 챔버(41) 내의 공기가 가열되어 일정온도를 유지할 수 있도록 해주고, 상,하부 롤러(31)(32)가 가열되어 일정온도를 유지할 수 있도록 해준다. 이처럼 챔버(41) 내의 공기와 상,하부 롤러(31)(32)가 가열되어 일정온도를 유지함으로써, 수지로 형성된 도광판이 상,하부 롤러(31)(32)를 통과할 때 도광판이 열을 전달받아 물러진 상태에서 요철이 형성되기 때문에 요철형성이 쉽게 이루어진다.
열풍 배출장치(44)는 챔버(41)의 전면과 배면에 각각 설치되어 열풍을 외부로 배출시킴으로써, 챔버(41)의 내부와 상,하부 롤러(31)(32)가 일정온도를 유지할 수 있도록 해준다.
도 8은 도 1에 도시된 도광판 냉각장치가 설치된 모습을 나타낸 평면도이고, 도 9는 도 8의 측면도이다. 도광판 냉각장치(50)는, 이송롤러(51), 컨베이어 벨트(52), 이송롤러 구동수단(53) 및 냉각수단(54)을 포함한다.
이송롤러(51)는 서로 이격된 상태로 수평하게 배열된 한 쌍의 지지대(55) 사이에 지지대(55)와 직교되게 회전 가능하게 설치되는 것으로, 복수 개가 일정간격으로 구비된다. 복수 개의 이송롤러(51) 중 도광판(P)이 유입되는 쪽에 위치되는 이송롤러(51)의 일단은 이송롤러 구동수단(53)에 연결되어 이송롤러 구동수단(53)의 작동에 의해 회전이 조정된다. 컨베이어 벨트(52)는 이송롤러(51)들을 감싼 상태에서 이송롤러(51)의 회전에 의해 회전하면서 도광판(P)을 일측에서 타측으로 이송시킨다.
이송롤러 구동수단(53)은 구동모터(531)와, 구동모터(531)의 구동축에 축 결합되는 구동풀리(532)와, 도광판이 유입되는 쪽에 위치되는 이송롤러(51)의 단부에 축 결합되는 종동풀리(533), 및 구동풀리(532)와 종동풀리(533)를 연결하는 벨트(534)를 포함한다. 이 때, 풀리 대신 스프라켓이 대체될 수 있고, 벨트 대신 체인이 대체될 수 있다.
냉각수단(54)은 컨베이어 벨트(52)에 인접 설치되어 컨베이어 벨트(52)를 통해 이송되는 도광판(P)을 냉각시키는 것으로, 냉각수가 흐르는 냉각파이프로 이루어진다. 이 때, 냉각파이프는 컨베이어 벨트(52) 사이에 배치되며, 이송롤러(51)들 사이에 균일하게 배치되도록 구부러진 형태로 형성된다. 본 실시예에서는 냉각수가 흐르는 냉각파이프가 냉각수단으로 사용되었으나, 예를 들어 도광판에 찬 공기를 불어주는 에어공급기도 사용될 수 있다.
한편, 도 10은 롤러 구동장치가 롤러와 연결된 상태를 나타낸 종단면도이고, 도 11은 도 10에서 구동기어와 종동기어가 맞물린 모습을 나타낸 도면이다. 롤러 구동장치(60)는 구동모터(61), 및 구동력 전달수단(62)을 포함한다.
구동모터(61)는 상,하부 롤러(31)(32)를 각각 구동시키기 위해 한 쌍이 구비된다. 이러한 구동모터(61)에는 감속기(61a)가 일체화되어 있다.
구동력 전달수단(62)은 구동모터(61)의 구동축에 각각 축 결합되는 구동기어(621), 및 상,하부 롤러(31)(32)에 각각 축 결합되어 구동기어(621)와 맞물리는 종동기어(622)를 포함한다. 이 때, 구동기어(621)로는 원형의 랙기어가 사용되고 종동기어(622)로는 링기어가 사용된다. 한편, 구동기어(621)와 종동기어(622)로는 평기어(스퍼기어)가 사용될 수 있다.
이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도광판 표면처리장치를 이용해 도광판을 표면처리하는 과정을 상세히 설명하기로 한다. 첨부된 도면 12는 본 발명의 도광판 표면처리장치를 이용해 표면처리하는 과정을 나타낸 공정도이다.
도광판이 투입되면(A1) 클리닝장치(10)를 통해 세척된 후(A2), 도광판 롤링장치(30)의 비접촉식 변위센싱부(33)를 통해 두께편차가 측정되어 그 값이 제어부로 전송된다(A3).
비접촉식 변위센싱부(33)에서는 비접촉식 변위센서(334)가 도광판(P)의 일측에서 타측으로 가면서 스캐닝(측정)하여 두께 편차를 구하게 된다. 비접촉식 변위센싱부(33)에서 측정된 값이 제어부로 전송되면, 그 값에 따라 제어부의 제어에 의해 하부 롤러(32)의 높이 및 기울기가 조정된다(A4). 즉, 상,하부 롤러(31)(32)의 밸런스(간극)가 조정된다.
비접촉식 변위센싱부(33)를 통과한 도광판(P)은 로봇 이송장치(20)에 의해 상,하부 롤러(31)(32) 쪽으로 안전하게 이송된다. 상,하부 롤러(31)(32) 쪽으로 이송된 도광판(P)은 도 4에 도시된 접촉식 변위센싱부(34)에 의해 재차 두께편차가 측정되고(A5), 측정값이 제어부로 전송되며, 최종적으로는 제어부의 제어에 의해 상,하부 롤러(31)(32)의 밸런스가 정밀하게 이루어진다(A6). 접촉식 변위센싱부(34)의 접촉식 변위센서(344)는 도광판(P)의 표면에 접촉하는 형태이기 때문에 도광판(P)의 전단부 양측에만 접촉하게 된다. 따라서, 도광판(P)이 긁히게 되는 문제점을 최소화할 수 있다.
도광판이 접촉식 변위센싱부(34)를 통과하게 되면 본 발명에 따른 롤러 실링 챔버유닛(40)의 도어(42)가 슬라이딩되어 챔버(41)에 형성된 도광판 유입홀(411)과 도광판 유출홀(412)이 각각 개방된다. 도어(42)의 슬라이딩은 챔버(41)의 외측에 설치되는 구동모터(451)의 구동에 의해 이루어진다. 즉, 구동모터(451)가 구동하면 그 회전축에 장착된 피니언 기어(452)가 회전하게 되고, 피니언 기어(452)에 맞물려 있는 랙기어(453)가 상대적으로 상하로 이동하면서 도어(42)의 슬라이딩이 이루어진다.
챔버(41)의 내부와 상,하부 롤러(31)(32)는 열풍 공급장치(43)로부터 공급되는 열풍에 의해 가열되어 일정 온도를 유지하게 된다. 이처럼 챔버(41)의 내부와 상,하부 롤러(31)(32)가 가열된 상태로 일정 온도를 유지하게 되면, 챔버(41)의 도광판 유입홀(411)을 통해 유입된 후 상,하부 롤러(31)(32) 사이를 통과하는 도광판으로 열이 전달되어 도광판이 물러진다. 도광판(P)이 물러지면 그 표면에 요철이 쉽게 형성될 수 있게 된다(A7).
상,하부 롤러(31)(32)를 통과하면서 요철이 형성된 도광판(P)은 챔버(41)의 도광판 유출홀(412)을 통해 외부로 유출되며, 도광판 유입홀(411)과 도광판 유출홀(412)은 닫혀 챔버(41) 내의 열이 외부로 유출되는 것을 방지한다.
롤러 실링 챔버유닛(40)을 통과한 도광판(P)은 본 발명에 따른 도광판 냉각장치(50)를 거치게 된다. 상,하부 롤러(31)(32)를 통과한 도광판은 이송롤러(51)에 의해 회전하는 컨베이어 벨트(52)를 통해 이송되면서 컨베이어 벨트(52) 사이에 위치되는 냉각수단(54)인 냉각파이프에 의해 냉각되며, 냉각파이프에는 냉각수가 흐른다. 이 때, 냉각파이프는 컨베이어 벨트(52)의 내측에 전체적으로 균일하게 배치되어 컨베이어 벨트(52)에 의해 이송되는 도광판(P)을 빠른 시간에 효율적으로 급냉시키게 된다(A8). 냉각수단(54)에 의해 급냉된 도광판(P)에는 이물질이 달라붙을 염려가 없다.
한편, 도광판이 상,하부 롤러(31)(32)를 통과하는 과정에서 각 롤러(31)(32)는 각각의 구동력 전달수단(62)에 의해 구동력을 전달받아 회전하기 때문에 종래에 체인을 이용해 두 롤러를 한꺼번에 회전하는 것에 비하여 두 롤러(31)(32) 사이의 밸런스(간격)를 정밀하게 유지할 수 있게 된다.
즉, 각 롤러(31)(32)를 회전시키기 위한 한 쌍의 구동모터(61)가 구동하게 되면 구동모터(61)와 일체로 결합된 감속기(61a)에 의해 감속된 후, 구동모터(61)의 구동축에 축 결합되어 있는 구동기어(621)와 각 롤러(31)(32)에 각각 축 결합되어 있는 종동기어(622)를 통해 구동력이 각 롤러(31)(32)로 전달되어 각 롤러(31)(32)가 회전하게 된다.
이 때, 구동기어(621)로는 원형의 랙기어를 사용하고 종동기어(622)로는 링기어를 사용함으로써, 구동기어(621)와 종동기어(622)가 맞물리는 과정에서 유격이 발생하지 않게 되므로, 상술한 바와 같이 두 롤러(31)(32) 사이의 밸런스(간격)가 정밀하게 유지된다.
도 13은 두 개의 도광판을 한꺼번에 표면처리하는 모습을 나타낸 개념도이고, 도 14는 하나의 원판을 롤러 사이로 투입하여 표면처리한 후 두 개의 도광판으로 분리하는 모습을 나타낸 개념도이다. 본 발명에 따른 표면 처리장치는 상,하부 롤러(31)(32) 사이로 하나의 도광판만을 투입하여 표면처리할 수도 있으나, 경우에 따라서는 도 13에 도시된 바와 같이 두 개 이상의 도광판(P1)(P2)을 한꺼번에 투입하여 표면처리할 수도 있다. 뿐만 아니라, 도 14에 도시된 바와 같이 도광판 형성을 위한 원판을 상,하부 롤러(31)(32)로 투입하여 표면처리한 후 절삭공정을 통해 필요한 갯수만큼의 도광판(P1)(P2)을 얻을 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 기초로 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 변경할 수 있다.
1 : 도광판 표면처리장치 10 : 클리닝장치
20 : 로봇 이송장치 30 : 도광판 롤링장치 31 : 상부 롤러 32 : 하부 롤러
33 : 비접촉식 변위센싱부 34 : 접촉식 변위센싱부
40 : 롤러 실링 챔버유닛 41 : 챔버
42 : 도어 43 : 열풍 공급장치
44 : 열풍 배출장치 45 : 도어 개폐수단
50 : 도광판 냉각장치 51 : 이송롤러
52 : 컨베이어 벨트 53 : 이송롤러 구동수단
54 : 냉각수단 55 : 지지대
60 : 롤러구동장치 61 : 구동모터
62 : 구동력 전달수단

Claims (7)

  1. 도광판 표면처리장치에 있어서,
    상호 마주 보며 이격 배치되어, 상기 도광판을 사이로 통과시키며 표면 처리를 하는 한 쌍의 롤러;
    상기 한 쌍의 롤러의 전방에 배치되어, 상기 도광판의 두께를 측정하는 변위센싱부;
    상기 변위 센싱부로부터의 신호에 따라 상기 한 쌍의 롤러 사이의 간격을 자동 조절하는 제어부; 및
    상기 한 쌍의 롤러를 외부와 차단하여 외부로의 열손실을 방지함으로써 상기 롤러의 온도를 일정하게 유지해주고 이물 유입을 방지하는 롤러 실링 챔버유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 표면처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변위센싱부는 상기 도광판에 접촉되지 않는 비접촉식 변위센싱부 및 상기 도광판에 접촉하는 접촉식 변위센싱부 중 적어도 어느 일측을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 표면처리장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 롤러를 통해 요철 형성이 완료된 도광판을 급냉각시키는 도광판 냉각장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 표면처리장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 롤러를 각각 구동시키는 롤러 구동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 표면처리장치.
  6. (a) 도광판을 투입하여 세척하는 단계;
    (b) 변위센싱부를 이용하여 세척된 상기 도광판의 두께를 자동으로 측정하는 단계; 및
    (c) 상기 (b)단계에서 측정된 값에 따라 제어부의 제어에 의해 한 쌍의 롤러의 간격이 자동으로 조정되는 단계;
    (d) 상기 한 쌍의 롤러의 간격 조정후, 롤러 실링 챔버유닛에 의해 외부와 차단되어 외부로의 열손실이 방지되는 상기 한 쌍의 롤러 사이로 상기 도광판을 투입하여 표면처리하는 단계;를 포함하는 도광판 표면처리방법.
  7. 제6항에 있어서,
    (e) 표면처리된 상기 도광판을 급냉시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판 표면처리방법.
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