KR101249489B1 - 재단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재단 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제품이 장착되어 이송되는 이송프레임을 가지며, 상기 이송프레임에 장착된 상기 제품을 일측에서 타측을 향해 이송시키면서 이송된 상기 제품을 설정된 길이로 로딩하여 정지시키는 이송유닛; 상기 이송프레임에 마련되고, 상기 제품을 재단하기 위한 레이저빔을 발생기키는 레이저빔 발생기; 상기 레이저빔 발생기에 연결되고, 상기 레이저빔 발생기에 의해 공급된 상기 레이저빔을 상기 제품에 조사하는 절단헤드; 상기 이송프레임에 설치되어 상기 절단헤드가 결합되고, 상기 레이저빔을 조사하는 상기 절단헤드를 상기 제품의 폭방향으로 수평이동시키면서 설정된 길이로 로딩된 상기 제품을 절단하는 헤드드라이버; 및 상기 이송프레임에 설치되어 상기 제품의 치수를 측정하며, 상기 제품의 양측 단부를 각각 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품의 폭방향이나 길이방향의 치수를 검출하거나, 상기 제품상의 일부구간의 양측 단부를 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품상의 일부구간의 거리를 검출하는 디텍터;를 포함하는 재단장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 제품의 양측 단부의 위치를 확인하는 디텍터에 의해 제품의 치수를 실시간으로 측정하고 절단헤드를 통해 재단함으로써, 재단되는 제품의 모든 부분을 측정하여 불량부분을 검출할 수 있으므로 재단된 완성품의 불량률이 감소될 수 있다

Description

재단장치 {CUTTING APPARATUS}

본 발명은 재단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 순차적으로 이송되는 제품의 치수를 측정하면서 설정된 길이로 제품을 절단할 수 있는 재단장치에 관한 것이다.

일반적으로 재단장치는 연속적으로 공급되는 제품을 일정한 폭을 갖도록 길이방향으로 절단하는 장치로써 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 적용되는 분야 중 한 예로는 디스플레이 패널을 제작하기 위한 박막필름과 같은 제품을 가공하는 분야가 있다.

일반적으로 재단장치는 권취롤에서 풀리면서 순차적으로 공급되는 제품을 설정된 길이로 절단하여 재단하는 장치로써 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 적용되는 분야 중 한 예로는 디스플레이 패널을 제작하기 위한 박막필름과 같은 제품을 가공하는 분야가 있다.

통상적으로 액정이나 엘이디 또는 PDP모듈 등으로 이루어진 디스플레이 패널은 패널의 픽셀에서 조사되는 조명광을 편광시켜서 영상을 현시하는 박막필름이 부착된다.

이러한 박막필름은 권취롤에 권취되어 원단형태로 제공되고 권취롤에서 풀리면서 설정된 길이로 이송된 후 정지된 상태에서 레이저 절단기에 의해 재단된다. 따라서, 박막필름은 디스플레이 패널에 부착할 수 있는 형태로 최종 가공된다.

여기서 박막필름은 디스플레이 패널에 사용되어 초정밀도를 요구하기 때문에 정확한 치수가 측정되어야 완성품의 불량률이 저하된다.

그런데 통상적인 레이저 재단기는 권취롤에 감겨진 박막필름을 전체적으로 3차원측정을 통해 박막필름의 폭을 측정한 후 절단하고 있는바, 박막필름에 부분적으로 버(burr)와 같은 잉여부분이나 설정된 폭에 모자란 불량부분이 있을 경우, 불량부분을 확인할 수 없어서 완성품의 불량률이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 순차적으로 이송되는 박막필름의 폭이나 길이방향의 치수를 실시간으로 측정할 수 있는 장치의 필요성이 절실하게 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 설정된 길이로 재단을 위하여 권취롤에서 풀리면서 순차적으로 이송되는 박막필름의 치수를 실시간으로 정확하게 측정한 후 절단하거나, 절단된 박막필름의 치수를 측정함으로써, 박막필름의 불량부분을 검출할 수 있는 재단장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 순차적으로 이송되는 제품을 설정된 길이로 재단하는 재단장치에 있어서, 상기 제품이 장착되어 이송되는 이송프레임을 가지며, 상기 이송프레임에 장착된 상기 제품을 일측에서 타측을 향해 이송시키면서 이송된 상기 제품을 설정된 길이로 로딩하여 정지시키는 이송유닛; 상기 이송프레임에 마련되고, 상기 제품을 재단하기 위한 레이저빔을 발생기키는 레이저빔 발생기; 상기 레이저빔 발생기에 연결되고, 상기 레이저빔 발생기에 의해 공급된 상기 레이저빔을 상기 제품에 조사하는 절단헤드; 상기 이송프레임에 설치되어 상기 절단헤드가 결합되고, 상기 레이저빔을 조사하는 상기 절단헤드를 상기 제품의 폭방향으로 수평이동시키면서 설정된 길이로 로딩된 상기 제품을 절단하는 헤드드라이버; 및 상기 이송프레임에 설치되어 상기 제품의 치수를 측정하며, 상기 제품의 양측 단부를 각각 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품의 폭방향이나 길이방향의 치수를 검출하거나, 상기 제품상의 일부구간의 양측 단부를 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품상의 일부구간의 거리를 검출하는 디텍터;를 포함하는 재단장치에 관계한다.

본 발명에 따른 재단장치는, 제품의 양측 단부의 위치를 확인하는 디텍터에 의해 제품의 치수를 실시간으로 측정하고 절단헤드를 통해 재단함으로써, 재단되는 제품의 모든 부분을 측정하여 불량부분을 검출할 수 있으므로 재단된 완성품의 불량률이 감소될 수 있다.

또한, 디텍터가 카메라 및 디스플레이를 통해 제품의 단부위치를 확인하여 연산부를 통해 절대치수를 검출하므로 제품의 절대치수를 정밀하게 검출할 수 있다.

특히, 단부거리 검출수단이 디스플레이의 기준선과 제품 단부 사이에 배치된 디스플레이의 픽셀 수를 통해 단부거리를 검출하므로 더욱 정밀하게 단부거리를 측정할 수 있다.

또, 카메라가 슬라이더와 함께 슬라이더 이동수단에 의해 제품의 양단부로 제각기 이동하므로 제품의 폭에 유동적으로 대응할 수 있으며, 이동거리 검출수단에 의해 카메라의 이동거리가 검출되므로 이동거리 및 단부거리를 통해 절대치수를 측정할 수 있다.

이에 더하여, 이동거리 검출수단이 리니어스케일 및 스케일헤드를 통해 슬라이더의 이동위치를 확인하므로 카메라의 이동거리를 유동없이 검출할 수 있다.

또한, 슬라이더 이동수단이 전자기력을 제공하여 슬라이더를 이동시키는 고정자 및 이동자로 구성되므로, 슬라이더의 반복적인 직선운동에 대한 정밀성이 향상될 수 있다.

덧붙여, 오차검출수단에 의해 슬라이더에 대한 카메라의 설치오차가 검출되어 연산부에 제공되고, 연산부가 이동거리와 단부거리 및 설치오차를 연산하여 제품의 절대치수를 검출하므로 절단되는 제품의 불량률이 더욱 감소될 수 있다.

또한, 절단헤드를 이동시키면서 제품을 절단시키는 헤드드라이버가 크로스이동유닛에 의해 크로스레일을 따라 절단헤드와 함께 이동하는 크로스슬라이더로 구성되므로 절단헤드가 안정적으로 이동하면서 제품에 레이저빔을 조사할 수 있다.

또, 크로스슬라이더가 구동모터에 의해 회전하는 리드스크류의 회전에 따라 크로스레일의 길이방향을 따라 이동하면서 절단헤드를 이동시키므로, 절단헤드가 유동없이 이동하면서 제품을 절단할 수 있다.

더욱이, 모션드라이버에 의해 레이저빔 발생기와 절단헤드 및 헤드드라이버가 한꺼번에 이동할 수 있으므로 제품의 절단위치에 따라 능동적으로 이동할 수 있다.

구체적으로, 리니어 전동기가 리니어 레일을 따라 이동하면서 모션프레임을 제품의 절단위치로 이동시키므로, 레이저빔 발생기와 절단헤드 및 헤드드라이버가 신속하면서 정밀하게 이동할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 재단장치를 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 재단장치를 나타내는 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 헤드드라이버를 나타내는 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 디텍터를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 재단장치를 나타내는 평면도.
도 6은 도 5에 도시된 디텍터를 나타내는 부분확대도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 구현예들에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 재단장치는 도 1 및 도 2에 에 도시된 바와 같이, 이송유닛(3)과 레이저빔 발생기(5), 그리고 절단헤드(10)와 헤드드라이버(15) 및 디텍터(20)를 포함하여 구성된다.

이송유닛(3)은 디스플레이 패널에 적용되는 박막필름과 같은 제품(F)이 장착되는 이송프레임(1)을 가지며, 이송프레임(1)에 장착된 제품(F)을 연속적으로 이송시키는 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외부 몸체를 형성하여 지지골격을 제공하며, 제품(F)을 절단하기 위한 가공라인 상에 설치된다.

이송프레임(1)은 원단형태의 제품(F)이 권취된 권취롤러(1a)가 일측에 설치되고, 권취롤러(1a)로부터 풀려서 공급되는 제품(F)을 평판상태로 펴는 댄싱롤러(DR)가 설치되며, 제품(F)을 디스플레이 패널에 부합되도록 재단하기 위하여 설정된 길이로 로딩시키는 로딩기(LO)가 마련된다.

더불어 이송프레임(1)은 제품(F)을 긴장시키면서 절단위치로 안내하는 다수의 안내롤러(1b)가 설치되며, 재단이 완료된 제품(F)이 적재되는 적재기(H)가 일측에 마련된다. 또한, 이송프레임(1)은 제품(F)의 레이저 절단시 발생되는 흄(fume)을 외부로 배출하는 미도시된 배기덕트가 마련된다.

한편, 제품(F)은 전술한 바와 같이 원단형태로 권취되어 연속적으로 공급됨과 달리, 단품형태로 형성되어 순차적으로 공급될 수도 있다. 또한, 제품(F)은 입체영상을 구현하기 위한 미도시된 패턴라인이 표면에 다수 형성된 박막필름으로 구성될 수도 있다.

레이저빔 발생기(5)는 이송프레임(1)에 설치되어 제품(F)을 절단하기 위한 레이저빔(RV)을 발생시키는 부재로써, 내부 구성은 통상적인 레이저빔 발생기와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 이러한 레이저빔 발생기(5)는 도 3에 도시된 바와 같이 일측에 마련된 리플렉터(5a)를 통해 후술되는 절단헤드(10)로 레이저빔(RV)을 공급한다.

절단헤드(10)는 이송프레임(1)에 설치되어 레이저빔 발생기(5)에 의해 공급되는 레이저빔(RV)을 제품(F)에 조사하여 제품(F)을 절단하는 부재이다. 여기서, 절단헤드(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 레이저빔 발생기(5)에서 발생되어 리플렉터(5a)에 의해 편광상태로 반사되는 레이저빔(RV)을 집광하여 제품(F)에 조사한다.

헤드드라이버(15)는 레이저빔(RV)을 조사하는 절단헤드(10)를 제품(F)의 폭방향으로 수평이동시키면서 제품(F)을 재단하기 위한 수단으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 크로스레일(150)과 크로스슬라이더(170) 및 크로스이동유닛(190)을 포함하여 구성된다.

크로스레일(150)은 절단헤드(10)를 제품(F)의 폭방향으로 이동시키기 위한 부재로써, 도 3에 도시된 바와 같이 제품(F)의 폭을 가로지르는 형태로 이송프레임(1)에 설치되어 절단헤드(10)가 일측에 결합되며, 결합된 절단헤드(10)를 이동시키기 위한 슬롯(150a)이 길이방향으로 마련된다. 즉, 크로스레일(150)은 절단헤드(10)가 이동가능하게 결합된다.

크로스슬라이더(170)는 크로스레일(150)에 이동가능하게 설치되어 절단헤드(10)와 함께 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동하면서 절단헤드(10)를 제품(F)의 폭방향으로 수평이동시키는 부재로, 도 3에 도시된 바와 같이 크로스레일(150)에 내장되며, 크로스레일(150)의 길이방향으로 형성된 슬롯(150a)을 통해 절단헤드(10)에 연결된다.

크로스이동유닛(190)은 크로스슬라이더(170)에 구동력을 제공하여 크로스슬라이더(170)를 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동시키는 수단으로, 도 3에 도시된 바와 같이 크로스레일(150)의 길이방향으로 설치되어 크로스슬라이더(170)에 교합되는 리드스크류(191)와, 리드스크류(191)의 단부에 설치되어 리드스크류(191)를 회전시키는 구동모터(193)를 포함한다.

따라서, 크로스이동유닛(190)은 구동모터(193)의 구동에 의해 리드스크류(191)가 회전하면서 크로스슬라이더(170)를 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동시킴으로써, 절단헤드(10)를 제품(F)의 폭방향으로 이동시킨다.

결론적으로, 절단헤드(10)는 크로스이동유닛(190)에 의해 이동하는 크로스슬라이더(170)와 함께 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동하면서 레이저빔(RV)을 제품(F)에 조사함으로써, 설정된 길이로 로딩된 제품(F)을 재단한다.

이와 달리, 크로스이동유닛(190)은 전자기력을 통해 크로스슬라이더(170)를 이동시키는 통상의 리니어모터로 구성될 수도 있다.

디텍터(20)는 이송프레임(1)에 설치되어 제품(F)의 치수를 측정하는 수단으로써, 제품(F)의 양측 단부를 확인하여 제품(F)의 폭방향이나 길이방향의 치수를 검출하거나 제품(F)상의 일부구간의 거리를 검출하며, 도 4에 도시된 바와 같이 검출기프레임(200)과 카메라(210), 디스플레이(230)와 단부거리 검출수단 및 연산부(240)를 포함하여 구성된다.

이러한 디텍터(20)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 절단헤드(10)의 전방에 설치되어 절단헤드(10)로 진입하는 제품(F)의 치수를 측정하며, 도시된 바와 달리 절단헤드(10)의 후방에 설치되어 절단헤드(10)에 의해 절단된 제품(F)의 치수를 측정할 수도 있다.

검출기프레임(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 이송되는 제품(F)을 가로지르는 방향으로 이송프레임(1)에 설치되어 제품(F)이 하부로 통과하는 게이트형태로 설치된다.

이러한 검출기프레임(200)은 도시된 바와 같이 이송프레임(1)에 마련되는 이동레일(200a)에 의해 제품(F)의 이송방향을 따라 이동가능하게 설치될 수 있으며, 이와 달리 이송프레임(1)에 고정된 형태로 설치될 수 있다.

카메라(210)는 검출기프레임(200)에 결합되어 제품(F)의 양측 단부를 촬영하거나 제품(F)의 일부구간의 양측 단부를 촬영하는 부재로써, 도 4에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 마련되어 양측 단부를 제각기 촬영한다.

이러한 카메라(210)는 제품(F)의 폭에 따라 설정된 간격으로 검출기프레임(200)에 고정되어 제품(F)의 양측 단부를 제각기 촬영할 수 있으며, 이와 달리, 복수 또는 단수로 마련되어 검출기프레임(200)에 이동가능하게 결합될 수도 있다. 이에 관해서는 후술한다.

디스플레이(230)는 카메라(210)에 의해 제각기 촬영된 제품(F)의 전체 또는 일부구간의 양측 단부의 위치를 영상을 현시하는 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이 카메라(210)와 케이블(CB)을 통해 연결될 수 있으며, 도시된 바와 달리 무선통신에 의해 연결될 수도 있다.

단부거리 검출수단은 카메라(210)에 의해 촬영되어 디스플레이(230)에 현시된 제품(F)의 단부위치와, 디스플레이(230)에 설정된 지점 간의 거리차를 통해 단부거리(α,β)를 검출하는 구성요소이다. 이러한 단부거리 검출수단은 기준선(231)을 지점으로 하여 단부거리(α,β)를 검출한다.

기준선(231)은 도 5에 도시된 바와 같이 카메라(210)에 연결된 디스플레이(230)의 정중앙에 제각기 형성되어 디스플레이(230)의 전체 픽셀을 제각기 양분하는 요소이다.

즉, 단부거리 검출수단은 카메라(210)에 의해 촬영되어 디스플레이(231)에 제각기 현시된 제품(F)의 양단부 위치와 기준선(231)의 단부거리(α,β)를 제각기 검출하며, 이때, 단부거리 검출수단은 디스플레이(230)에 현시된 기준선(231)과 제품(F)의 단부 사이에 배치된 픽셀 수를 통해 단부거리(α,β)를 검출한다. 따라서, 단부거리 검출수단은 디스플레이(230)의 제품(F)의 단부위치를 픽셀을 통해 정밀하게 검출할 수 있다.

연산부(240)는 단부거리 검출수단에 의해 검출된 단부거리(α,β) 및 카메라(210)의 위치를 연산하여 제품(F)의 폭방향이나 길이방향의 절대치수(W)를 검출하는 구성요소로써, 디스플레이(230) 및 카메라(210)에 연결되는 마이크로프로세서 및 메모리로 구성되며, 단부거리(α,β) 및 제품(F)에 따라 설정된 카메라(210)간의 간격(L)을 연산하여 절대치수(W)를 검출하고 저장한다.

따라서, 연산부(240)는 절단헤드(10)에 의해 재단되는 단위체의 제품(F)에 대한 절대치수(W)를 검출하는 동시에 검출된 데이터를 저장하며, 특히 제품(F)의 폭이 설정된 폭을 초과하거나 미달하는 불량부분을 검출하고, 검출된 불량부분이 포함된 단위체의 제품(F)에 관한 데이터를 저장한다.

한편, 본 발명의 디텍터(20)는 입체영상을 구현하기 위한 패턴라인(미도시)이 다수 형성된 제품(F)의 치수를 측정할 경우 제품(F)상의 일부구간 즉, 패턴라인의 측단부와 제품(F)의 단부 사이의 거리 또는 패턴라인과 또 다른 패턴라인 사이의 거리를 측정한다.

즉, 패턴라인은 제품(F)에 설정된 간격으로 형성되고, 특히 패턴라인이 제품(F)의 단부와 설정된 간격을 가지는바, 디텍터(20)는 다수의 패턴라인 중 측단의 패턴라인과 제품(F)의 단부 사이의 거리를 측정하거나, 패턴라인과 또 다른 패턴라인 사이의 거리를 측정하여 불량부분을 검출한다.

이때, 디텍터(20)는 전술한 카메라(210)를 통해 패턴라인의 측단부와 제품(F)의 단부를 촬영하고, 디스플레이(230)에 현시된 패턴라인과 제품(F) 단부의 사이에 배치된 픽셀 수를 통해 거리를 측정한다.

다른 한편, 본 발명의 디텍터(20)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 가이드레일(250), 슬라이더(260), 슬라이더 이동수단 및 이동거리 검출수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.

가이드레일(250)은 도시된 바와 같이 검출기프레임(200)의 길이방향을 따라 설치된다.

슬라이더(260)는 가이드레일(250)에 결합되어 가이드레일(250)을 따라 이동하며, 전술한 카메라(210)가 설치되어 카메라(210)를 제품(F)의 양단부로 이동시키는 부재이다. 이러한 슬라이더(260)는 도 4에 도시된 바와 같이 블록형태로 구성되고 한 쌍으로 마련되어 가이드레일(250)을 따라 제각기 이동하며, 도시된 바와 달리 단수로 마련되어 제품(F)의 양단부로 순차적으로 이동할 수도 있다. 이때, 슬라이더(260)는 가이드레일(250)과 마찰을 감소시키는 미도시된 롤러가 마련될 수도 있다.

슬라이더 이동수단은 슬라이더(260)를 가이드레일(250)을 따라 이동시키는 구성요소이다. 즉, 이동수단은 한 쌍의 슬라이더(260)를 제품(F)의 폭방향의 양단부측으로 제각기 이동시키는 수단으로써, 고정자(281) 및 이동자(283)를 포함하여 구성된다.

고정자(281)는 가이드레일(250)의 길이방향을 따라 고정되어 자기력을 제공하는 부재이다. 이러한 고정자(281)는 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 자석(281a)이 연속적으로 배열되어 자기력을 제공한다.

여기서, 자석(281a)은 영구자석 또는 전원에 의해 자기력을 제공하는 전자석으로 구성될 수 있다.

이동자(283)는 한 쌍의 슬라이더(260)에 제각기 고정되어 자기력을 제공한다. 여기서, 이동자(283)는 고정자(281)와 서로 다른 극성의 자기력을 제공하여 서로 밀어내는 척력을 발생시킨다. 이러한 이동자(283)는 고정자(281)가 영구자석으로 구성될 경우 전자석으로 구성되며, 이와 달리 고정자(281)가 전자석으로 구성될 경우 영구자석으로 구성되어 고정자(281)와 서로 다른 극성의 자기력을 제공한다.

즉, 슬라이더 이동수단은 이동자(283)가 고정자(281)와 서로 다른 극성의 자기력을 제공하여 척력을 발생시켜서 발생된 척력에 의해 이동하는 리니어모터 시스템으로 구성될 수 있다. 따라서, 슬라이더 이동수단은 전자기력을 제공하여 슬라이더를 이동시키므로, 슬라이더(260)의 반복적인 직선운동에 대한 정밀성이 향상될 수 있다.

이동거리 검출수단은 슬라이더 이동수단에 의해 가이드레일(250)을 따라 이동하는 슬라이더(260)의 이동위치를 확인하여 카메라(210)의 이동거리(L) 즉, 카메라(210)간의 간격(L)을 검출하는 요소로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 리니어스케일(271) 및 스케일헤드(273)를 포함하여 구성될 수 있다.

리니어스케일(271)은 슬라이더(260)의 이동위치를 현시하는 것으로, 가이드레일(250)의 길이방향을 따라 전술한 검출기프레임(200)에 고정될 수 있다. 리니어스케일(271)은 유리재 또는 금속재로 구성되며, 도시된 바와 같이 일정한 간격으로 눈금(411)이 마련된다. 이러한 눈금(411)은 10㎛ 또는 20㎛ 간격으로 마련되어 슬라이더(260)의 이동위치를 정밀하게 현시할 수 있다.

스케일헤드(273)는 슬라이더(260)에 마련되어 슬라이더(260)와 함께 이동하면서 리니어스케일(271)의 눈금(411)을 감지하여 카메라(210)의 이동거리(L)를 검출한다. 이러한 스케일헤드(273)는 예컨대, 리니어스케일(271)의 눈금(411)을 지나가면서 mm당 50 내지 2500펄스 또는 그 이상의 펄스를 읽어들여 직선거리로 환산하면서 슬라이더(260)의 이동위치 및 이동거리를 확인한다. 즉, 스케일헤드(273)는 리니어스케일(271)을 통해 슬라이더(260)의 이동위치를 확인할 수 있으며, 이에 따라 슬라이더(260)와 함께 제각기 이동하는 카메라(210)의 이동거리(L) 즉, 카메라간의 간격(L)을 검출할 수 있다.

따라서, 전술한 연산부(240)는 이동거리(L) 및 전술한 단부거리(α,β)의 연산을 통해 더욱 정밀하게 제품(F)의 절대치수(W)를 검출할 수 있다.

한편, 이동거리 검출수단은 원점세팅수단을 더 포함할 수 있다.

원점세팅수단은 슬라이더(260)의 이동위치를 확인하는 스케일헤드(273)에 베이스포인트(275)를 제공하여 이동거리를 초기화시키는 구성요소이다.

베이스포인트(275)는 도 5에 도시된 바와 같이 리니어스케일(271)의 어느 한 지점에 형성되고, 슬라이더(260)와 함께 이동하는 스케일헤드(273)를 초기화시키는 것으로서, 홀센서나 리밋센서와 같은 감지센서로 구성될 수 있다.

즉, 슬라이더(260)는 베이스포인트(450)를 기준으로 제품(F)의 양단부로 제각기 이동하면서 스케일헤드(273) 및 리니어스케일(271)를 통해 이동거리(L)를 확인한다.

다른 한편, 본 발명의 디텍터(20)는 도 6에 도시된 바와 같이 오차검출수단을 더 포함하여 구성될 수 있다. 오차검출수단은 슬라이더(260)에 설치된 카메라(210)의 설치오차를 검출하여 전술한 연산부(240)에 제공하는 구성요소이다.

오차검출수단은 조립산포나 치수산포에 의해 슬라이더(260)에 설치된 카메라(210)의 설치오차(e1), 즉 카메라(210)의 촬영중심 및 슬라이더(260)의 중심과의 차이를 검출한다. 이러한 오차검출수단은 슬라이더(260)의 중심에 일치되도록 가이드레일(250)이나 리니어스케일(271)에 일직선의 선으로 표시되어 카메라(210)에 의해 촬영가능하게 표시된 오차검출선(290)을 통해 설치오차(e1)를 검출한다.

오차검출선(290)은 도시된 바와 같이 카메라(210)에 의해 촬영되어 디스플레이(230)에 현시된다. 이때, 오차검출수단은 디스플레이(230)의 중앙에 형성되는 전술한 기준선(231)과 오차검출선(290)의 거리 차를 측정하여 카메라(210)의 설치오차(e1)를 검출하여 전술한 연산부(240)에 제공한다. 물론, 오차검출수단은 디스플레이(230)의 기준선(231)과 오차검출선(290)의 사이에 배치된 픽셀 수를 통해 설치오차(e1)를 측정한다.

따라서, 디텍터(20)는 연산부(240)를 통해 전술한 이동거리(L) 및 단부거리(α,β)를 연산하면서 오차검출수단에서 검출된 설치오차(e1)를 연산하여 더욱 정밀하게 제품(F)의 절대치수(W)를 측정하여 제품(F)의 불량부분을 검출할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 재단장치는 모션드라이버(30)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

모션드라이버(30)는 전술한 레이저빔 발생기(5)와 절단헤드(10) 및 헤드드라이버(15)를 이송프레임상에서 한꺼번에 수평이동시키기 위한 수단으로, 도 3에 도시된 바와 같이 모션프레임(310)과 리니어 레일(330) 및 리니어 전동기(350)를 포함하여 구성된다.

모션프레임(310)은 도 3에 도시된 바와 같이 레이저빔 발생기(5)와 절단헤드(10) 및 헤드드라이버(15)가 일면에 장착된 판상의 부재이다.

리니어 레일(330)은 이송프레임(1)에 제품(F)의 길이방향을 따라 설치되며, 모션프레임(310)이 결합되어 이동하는 부재이다.

리니어 전동기(350)는 리니어 레일(330)을 따라 모션프레임(310)을 이동시키는 부재로써, 모션프레임(310)의 하부에 일체적으로 고정되어 리니어 레일(330)에 안착되며, 전자기력을 발행하여 리니어 레일(330)을 따라 이동하면서 모션프레임(310)을 수평이동시킨다.

따라서, 모션드라이버(30)는 제품(F)에 따라 재단되는 절단위치의 설정을 변경할 경우, 레이저빔 발생기(5)와 절단헤드(10) 및 헤드드라이버(15)를 이송프레임상에서 제품(F)의 길이방향으로 한꺼번에 이동시키면서 제품(F)을 절단하기 위한 설정된 위치로 이동시킨다.

상기와 같은 구성부위를 포함하는 본 발명에 따른 재단장치의 작동을 설명한다.

박막필름과 같은 제품(F)은 이송프레임(1)에 마련된 권취롤(1a)에서 풀린 후 댄싱롤러(DR)를 거치면서 평판상태로 펴지고, 로딩기(LO)에 의해 설정된 길이로 절단헤드(10)의 하부에 로딩된 후 정지한다.

이때, 디텍터(20)는 절단헤드(10)의 전방이나 후방에서 제품(F)의 절대치수(W)를 측정하면서 제품(F)의 불량부분을 검출한다.

로딩되는 제품(F)의 절대치수(W)를 측정할 경우, 먼저 디텍터(20)는 도 5에 도시된 바와 같이 카메라(210)를 슬라이더(260)와 함께 제품(F)의 양단부로 이동시키고, 이동거리 검출수단을 통해 카메라(210)의 이동거리(L) 즉, 카메라(210)간의 간격(L)을 산출한다.

이때, 한 쌍의 슬라이더(260)는 고정자(281) 및 이동자(283) 사이에 발생되는 척력에 의해 카메라(210)를 제품(F)의 양단부로 제각기 이동시킨다. 그리고, 스케일헤드(273)는 슬라이더(260)와 함께 가이드레일(250)을 따라 이동하면서 리니어스케일(271)의 눈금(271a)을 감지하여 확인되는 슬라이더(260)의 이동위치를 통해 카메라(210)의 이동거리(L)를 산출한다.

즉, 리니어스케일(271) 및 스케일헤드(273)는 카메라(210)의 이동거리(L)를 산출하여 제품(F)의 대략적인 폭을 산출한다.

또한, 디텍터(20)는 제품(F)의 양단부로 이동한 카메라(210)를 통해 제품(F)의 단부위치를 산출한다.

이때, 카메라(210)는 도 5에 도시된 바와 같이 제품(F)의 양단부를 제각기 촬영하며, 디스플레이(230)는 각각의 카메라(210)를 통해 제각기 촬영된 제품(F)의 양단부의 위치를 제각기 현시한다.

그리고, 단부거리 검출수단은 카메라(210)에 의해 촬영된 제품(F)의 양측 단부와 카메라(210) 사이의 단부거리(α,β)를 산출한다. 여기서, 단부거리 검출수단은 디스플레이(230)의 전체 픽셀의 중앙을 기준선(231)으로 인식하고, 디스플레이(230)에 현시된 제품(F)의 단부 위치와 기준선(231)의 사이에 배치된 픽셀의 수를 통해 단부거리(α,β)를 산출한다.

연산부(240)는 이동거리 검출수단에 의해 산출된 카메라(210)의 이동거리(L) 및 단부위치 검출수단에 의해 산출된 단부거리(α,β)를 연산하여 제품(F)의 절대치수(W)를 산출하여 저장한다.

여기서, 연산부(240)는 도 5에 도시된 바와 같이 제품(F)의 일단부의 단부거리(α)가 기준선(231)을 초과하므로 이동거리(L)에 더하며, 제품(F)의 타단부의 단부거리(β)가 기준선(231)에 미달하므로 이동거리(L)로부터 빼서 제품(F)의 절대치수(W)를 산출하여 저장한다.

따라서, 디텍터(20)는 제품(F)의 절대치수(W)를 정확하게 측정할 수 있다.

예컨대, 카메라(210)의 이동거리(L)가 500mm이고, 제품(F) 일단부의 단부거리(α)가 기준선(231)으로 부터 10mm 초과하며, 제품(F) 타단부의 단부거리(β)가 기준선(231)으로부터 20mm 미달할 경우,

절대치수(W) = 500(L) + 10(α) - 20(β) 의 연산식이 성립되어 490mm의 절대치수(W)가 검출된다.

한편, 오차검출수단은 도 6에 도시된 바와 같이 슬라이더(260)에 대한 카메라(210)의 설치오차(e1)를 검출하여 연산부(240)에 제공한다.

따라서, 디텍터(20)는 연산부(240)를 통해 카메라(210) 간의 이동거리(L) 및 제품(F)의 단부거리(α,β)를 연산할 때, 설치오차(e1)와 함께 연산하여 제품(F)의 절대치수(W)를 산출한다.

예컨대, 일단부의 카메라(210)가 슬라이더(260)의 중심에 대하여 5mm 미달하는 설치오차(e1) 및 타단부의 카메라(210)가 슬라이더(260)의 중심에 대하여 10mm 초과하는 설치오차(e1)가 오차검출수단에 의해 검출된 경우,

절대치수(W) = 500(L) + 10(α) - 20(β) - 5(e1) + 10(e1) 의 연산식이 성립되어 495mm 절대치수(W)가 검출된다.

따라서, 디텍터(20)는 더욱 정확하게 제품(F)의 절대치수(W)를 측정할 수 있다.

여기서, 검출된 부분의 절대치수(W)가 설정된 제품(F)의 폭보다 미달하거나 초과할 경우, 즉 불량부분으로 검출될 경우, 불량부분이 포함된 제품(F)의 구간이 연산부(240)에 저장된다.

한편, 제품(F)에 입체영상을 구현하기 위한 패턴라인이 형성된 경우, 디텍터(20)는 디스플레이(230)에 현시된 패턴라인과 제품(F) 단부의 사이에 배치된 픽셀 수를 통해 치수를 측정하여 연산부(240)를 통해 측정된 치수를 저장하면서, 불량부분이 포함된 제품(F)의 데이터를 저장한다.

디텍터(20)에 의해 측정이 완료된 제품(F)은 절단헤드(10)에서 조사되는 레이저빔(RV)에 설정된 폭으로 의해 절단된다.

이때, 절단헤드(10)는 구동모터(193) 및 리드스크류(191)에 의해 이동하는 크로스슬라이더(170)가 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동하면서 레이저빔(RV)을 제품(F)에 조사함으로써, 설정된 길이로 로딩된 제품(F)을 재단한다.

재단이 완료된 단위체의 제품(F)은 적재기(H)에 적재되어 공정이 완료된다. 여기서, 적재된 단위체의 제품(F)은 절대치수(W)에 관한 데이터가 연산부(240)에 저장되어 있으며, 특히 불량부분이 포함된 단위제품(F)의 데이터가 저장되어 있으므로, 단위필름의 절단과 같은 후공정시 불량부분만의 정확한 제거가 가능하여 완성품의 불량률이 감소될 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 의한 재단 장치는, 제품(F)의 양측 단부의 위치를 확인하는 디텍터(20)에 의해 제품(F)의 폭방향 또는 길이방향의 치수를 실시간으로 측정하고 절단헤드(10)를 통해 절단함으로써, 제품(F)의 모든 부분을 측정하여 불량부분을 검출할 수 있으므로, 재단된 완성품의 불량률이 감소될 수 있다.

또한, 절단헤드(10)를 이동시키면서 제품(F)을 절단시키는 헤드드라이버(15)가 크로스이동유닛(190)에 의해 크로스레일(150)을 따라 절단헤드(10)와 함께 이동하는 크로스슬라이더(170)로 구성되므로 절단헤드(10)가 안정적으로 이동하면서 제품(F)에 레이저빔(RV)을 조사할 수 있다.

또, 크로스슬라이더(170)가 구동모터(193)에 의해 회전하는 리드스크류(191)의 회전에 따라 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동하면서 절단헤드(10)를 이동시키므로, 절단헤드(10)가 유동없이 이동하면서 제품(F)을 절단할 수 있다.

또한, 디텍터(20)가 카메라(210) 및 디스플레이(230)를 통해 제품(F)의 단부위치를 확인하여 연산부(240)를 통해 절대치수(W)를 검출하므로 제품(F)의 절대치수(W)를 정밀하게 검출할 수 있다.

특히, 단부거리 검출수단이 디스플레이(230)의 기준선(231)과 제품(F) 단부 사이에 배치된 디스플레이(230)의 픽셀 수를 통해 단부거리(α,β)를 검출하므로 더욱 정밀하게 단부거리(α,β)를 측정할 수 있다.

또, 카메라(210)가 슬라이더(260)와 함께 이동수단에 의해 제품(F)의 양단부로 제각기 이동하므로 제품의 폭에 유동적으로 대응할 수 있으며, 이동거리 검출수단에 의해 카메라(210)의 이동거리(L)가 검출되므로 이동거리(L) 및 단부거리(α,β)를 통해 절대치수(W)를 측정할 수 있다.

이에 더하여, 이동거리 검출수단이 리니어스케일(271) 및 스케일헤드(273)를 통해 슬라이더(260)의 이동위치를 확인하므로 카메라(210)의 이동거리(L)를 유동없이 검출할 수 있다.

또한, 이동수단이 전자기력을 제공하여 슬라이더(260)를 이동시키는 고정자(281) 및 이동자(283)로 구성되므로, 슬라이더(260)의 반복적인 직선운동에 대한 정밀성이 향상될 수 있다.

덧붙여, 오차검출수단에 의해 슬라이더(260)에 대한 카메라(210)의 설치오차(e1)가 검출되어 연산부(240)에 제공되고, 연산부(240)가 이동거리(L)와 단부거리(α,β) 및 설치오차(e1)를 연산하여 제품(F)의 절대치수(W)를 검출하므로 재단되는 제품(F)의 불량률이 더욱 감소될 수 있다.

더욱이, 모션드라이버(30)에 의해 레이저빔 발생기(5)와 절단헤드(10) 및 헤드드라이버(15)가 한꺼번에 이동할 수 있으므로 제품(F)의 절단위치에 따라 능동적으로 이동할 수 있다.

구체적으로, 리니어 전동기(350)가 리니어 레일(330)을 따라 이동하면서 모션프레임(310)을 제품(F)의 절단위치로 이동시키므로, 레이저빔 발생기(5)와 절단헤드(10) 및 헤드드라이버(15)가 신속하면서 정밀하게 이동할 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

1 : 이송프레임 5 : 레이저빔 발생기
5a : 리플렉터 10 : 절단헤드
15 : 헤드드라이버 20 : 디텍터
30 : 모션드라이버 150 : 크로스레일
170 : 크로스슬라이더 190 : 크로스이동유닛
191 : 리드스크류 193 : 구동모터
200 : 검출기프레임 210 : 카메라
230 : 디스플레이 231 : 기준선
240 : 연산부 250 : 가이드레일
260 : 슬라이더 271 : 리니어스케일
273 : 스케일헤드 275 : 베이스포인트
281 : 고정자 283 : 이동자
290 : 오차검출선 310 : 모션프레임
330 : 리니어 레일 350 : 리니어 전동기

Claims (12)

1. 순차적으로 이송되는 제품을 설정된 길이로 재단하는 재단장치에 있어서,
   상기 제품이 장착되어 이송되는 이송프레임을 가지며, 상기 이송프레임에 장착된 상기 제품을 일측에서 타측을 향해 이송시키면서 이송된 상기 제품을 설정된 길이로 로딩하여 정지시키는 이송유닛;
   상기 이송프레임에 마련되고, 상기 제품을 재단하기 위한 레이저빔을 발생기키는 레이저빔 발생기;
   상기 레이저빔 발생기에 연결되고, 상기 레이저빔 발생기에 의해 공급된 상기 레이저빔을 상기 제품에 조사하는 절단헤드;
   상기 이송프레임에 설치되어 상기 절단헤드가 결합되고, 상기 레이저빔을 조사하는 상기 절단헤드를 상기 제품의 폭방향으로 수평이동시키면서 설정된 길이로 로딩된 상기 제품을 절단하는 헤드드라이버; 및
   상기 이송프레임에 설치되어 상기 제품의 치수를 측정하며, 상기 제품의 양측 단부를 각각 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품의 폭방향이나 길이방향의 치수를 검출하거나, 상기 제품상의 일부구간의 양측 단부를 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품상의 일부구간의 거리를 검출하는 디텍터;를 포함하고,
   상기 디텍터는,
   상기 이송프레임에 상기 제품을 가로지르는 형태로 설치되는 검출기프레임;
   상기 검출기프레임에 설치되어 상기 제품의 양측 단부를 각각 촬영하거나, 상기 제품상의 일부구간의 양측 단부를 촬영하는 카메라;
   상기 카메라에 의해 촬영된 상기 제품의 양측 단부 또는 상기 제품상의 일부구간의 양측 단부의 위치를 현시하는 디스플레이;
   상기 디스플레이에 현시된 상기 제품의 양측 단부의 위치 또는 상기 제품상의 일부구간의 양측 단부의 위치와, 상기 디스플레이에 설정된 지점과의 거리차를 통해 단부거리를 검출하는 단부거리 검출수단;
   상기 단부거리 검출수단에 의해 검출된 상기 단부거리 및 상기 카메라의 위치를 연산하여 상기 제품의 치수를 연산하거나, 상기 제품상의 일부구간의 거리를 연산하는 연산부; 및
   상기 디스플레이로 촬영된 영상을 전송하는 상기 카메라의 설치오차를 검출하여 상기 연산부에 제공하는 오차검출수단;을 포함하는 재단장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 단부거리 검출수단은,
   상기 카메라의 영상이 현시되는 상기 디스플레이의 전체 픽셀을 양분하는 기준선;을 포함하며,
   상기 기준선과 상기 디스플레이에 현시된 상기 제품의 단부 또는 상기 제품상의 일부구간의 단부 사이에 배치된 상기 픽셀의 수를 통해 상기 단부거리를 검출하는 것을 특징으로 하는 재단장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 디텍터는,
   상기 검출기프레임을 따라 설치되는 가이드레일;
   상기 가이드레일에 이동가능하게 결합되며, 상기 카메라가 설치되어 상기 카메라와 함께 이동하는 적어도 하나의 슬라이더;
   상기 슬라이더를 상기 가이드레일을 따라 이동시키는 슬라이더 이동수단; 및
   상기 가이드레일을 따라 상기 슬라이더와 함께 이동하는 상기 카메라의 이동거리를 검출하고, 검출된 상기 이동거리를 상기 연산부로 제공하는 이동거리 검출수단;을 더 포함하는 재단장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 슬라이더 이동수단은,
   상기 가이드레일의 길이방향을 따라 고정설치되어 자기력을 제공하는 고정자; 및
   상기 슬라이더에 설치되고, 상기 고정자와 서로 다른 극성의 자기력을 제공하면서 상기 슬라이더를 이동시키는 이동자;를 포함하는 재단장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 이동거리 검출수단은,
   상기 가이드레일에 마련되어 상기 슬라이더의 이동위치를 현시하는 리니어스케일; 및
   상기 리니어스케일을 감지하면서 상기 슬라이더와 함께 이동하여 상기 카메라의 이동거리를 검출하는 스케일헤드;를 포함하는 재단장치.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서, 상기 오차검출수단은,
   상기 카메라에 촬영가능하게 표시된 오차검출선을 상기 카메라가 촬영하고, 촬영된 상기 오차검출선이 현시되는 상기 디스플레이의 전체 픽셀의 중앙을 기준선으로 하여, 상기 기준선과 상기 오차검출선의 거리차를 통해 상기 설치오차를 검출하는 것을 특징으로 하는 재단장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드드라이버는,
   상기 제품의 폭을 가로지르는 형태로 상기 이송프레임에 설치되며, 일측에 상기 절단헤드가 이동가능하게 결합되는 크로스레일;
   상기 크로스레일에 이동가능하게 설치되고, 상기 절단헤드와 함께 상기 크로스레일의 길이방향을 따라 이동하면서 상기 절단헤드를 상기 제품의 폭방향으로 수평이동시키는 크로스슬라이더; 및
   상기 크로스슬라이더에 구동력을 제공하여 상기 크로스슬라이더를 상기 크로스레일의 길이방향을 따라 이동시키는 크로스이동유닛;을 포함하는 재단장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 크로스이동유닛은,
    상기 크로스슬라이더에 교합된 상태로 상기 크로스슬라이더의 길이방향을 따라 설치되는 리드스크류; 및
    상기 리드스크류의 단부에 설치되어 상기 리드스크류를 회전시켜 상기 크로스슬라이더를 상기 리드스크류를 따라 이동시키는 구동모터;를 포함하는 재단장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송프레임에 설치되고, 상기 레이저빔 발생기와 상기 절단헤드 및 상기 헤드드라이버를 상기 이송프레임상에서 한꺼번에 수평이동시키는 모션드라이버;를 더 포함하는 재단장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 모션드라이버는,
    상기 레이저빔 발생기와 상기 절단헤드 및 상기 헤드드라이버가 장착되는 모션프레임;
    상기 이송프레임에 상기 제품의 길이방향을 따라 설치되는 리니어 레일;
    상기 모션프레임에 일체적으로 고정되어 상기 리니어 레일에 안착되며, 전자기력을 발생하여 상기 리니어 레일을 따라 이동하면서 상기 모션프레임을 수평이동시키는 리니어 전동기;를 포함하는 재단장치.

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