KR101520744B1 - 비접촉 진동 억제장치 및 대상물 가공방법 - Google Patents

비접촉 진동 억제장치 및 대상물 가공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 제1초음파 진동부 및 제2초음파 진동부를 포함하되, 상기 제1초음파 진동부와 상기 제2초음파 진동부는 대상물이 그 사이에 개재될 수 있도록 상호 이격되게 대향하여 설치되고, 상기 제1초음파 진동부와 상기 제2초음파 진동부는 각각 초음파 진동되어 그 초음파 진동에 의해 발생된 반발력을 상기 대상물에 가하여 상기 대상물을 상기 제1초음파 진동부와 상기 제2초음파 진동부 사이에 비접촉되게 구속함으로써 상기 대상물의 진동을 억제하는 것을 특징으로 하는 비접촉 진동 억제장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 비접촉 진동 억제장치를 이용하여 상기 대상물의 진동을 억제하는 단계와, 진동이 억제된 상기 대상물을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 가공방법을 제공한다.

Description

비접촉 진동 억제장치 및 대상물 가공방법{NON-CONTACT VIBRATION CUT DEVICE AND METHOD OF PROCESSING AN OBJECT}
본 발명은 비접촉 진동 억제장치 및 이를 이용하는 대상물 가공방법에 관한 것으로서, 초음파 진동으로 인해 발생한 반발력을 이용하여 진동을 억제하는 비접촉 진동 억제장치 및 이를 이용하는 대상물 가공방법에 관한 것이다.
대상물의 가공(절단, 연마, 성형, 인쇄, 코팅 등) 공정, 특히 박판 가공 공정에 있어서, 대상물이 기계적인 진동 등 여러 가지 원인으로 인하여 진동하고, 경우에 따라서 공진을 통해서 원하지 아니하는 대상물의 진동 현상이 생기는 경우가 발생한다. 이러한 대상물의 진동은 단순한 소음뿐만 아니라 여러 가지 가공 정밀도를 떨어뜨리고 저해하는 원인이 된다. 이러한 진동을 대상물의 가공 뿐 아니라, 대상물의 검사, 측정, 제어, 이송 등의 정밀도에도 악영향을 준다.
도 1 및 도 2는 종래의 기계적인 진동 억제 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 종래에는 기계적인 롤(Roll)(211, 212)을 이용하여 진동을 억제하였다. (도 1 및 도 2) 그러나, 대상물이 취성 재료이거나, 표면에 이물질 및 긁힘에 민감한 재료에는 기계적 접촉에 의해 손상되기 쉽다. 따라서 위와 같은 재료는 기계적 접촉을 피해야 한다.
도 3 및 도 4는 종래의 비접촉 진동 억제 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
종래의 또 다른 진동 억제 방법으로 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 고압 공기 공급부(213, 214)에서 공급되는 유체 벤트(고압 공기)를 사용하여 비접촉으로 진동을 억제하는 기술이 있다. (제철 연속 라인에서의 강판의 비접촉식 진동 억제 장치, KR 2003-0053390) 그러나, 이 방법은, 공기의 유속만으로 대상물의 균일한 높이 조절이 어렵고 대상물을 비접촉 상태로 유지하는 힘이 매우 약해 대상물의 불안정한 상태 (흔들림 등)가 발생할 경우 쉽게 접촉하는 문제점이 있었다 (웹 격리장치 및 이를 이용하기 위한 방법, KR 2011-0095191) (도 3 및 도 4)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 기계적인 접촉을 하지 않으며 대상물에 균일한 압력을 가해 안정적 비접촉 상태를 유지하며 대상물의 공정에서 발생하는 진동 현상을 억제하기 위한 장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 구성에 따르면, 본 발명은, 제1초음파 진동부 및 제2초음파 진동부를 포함하되, 상기 제1초음파 진동부와 상기 제2초음파 진동부는 대상물이 그 사이에 개재될 수 있도록 상호 이격되게 대향하여 설치되고, 상기 제1초음파 진동부와 상기 제2초음파 진동부는 각각 초음파 진동되어 그 초음파 진동에 의해 발생한 반발력을 상기 대상물에 가하여 상기 대상물을 상기 제1초음파 진동부와 상기 제2초음파 진동부 사이에 비접촉되게 구속함으로써 상기 대상물의 진동을 억제하는 것을 특징으로 하는 비접촉 진동 억제장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 비접촉 진동 억제장치를 이용하여 상기 대상물의 진동을 억제하는 단계와, 진동이 억제된 상기 대상물을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 가공방법을 제공한다.
상기한 구성에 따르면, 본 발명은, 기계적 접촉에 의한 대상물의 손상이 없으며 대상물의 진동을 억제함으로써 가공, 검사, 측정, 제어, 이송 등의 공정을 안정적으로 진행할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 기계적인 진동 억제 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4는 종래의 비접촉 진동 억제 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치를 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치를 보여주는 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제6실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치를 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제7실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치를 보여주는 도면이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 제8실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치를 보여주는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제9실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치를 보여주는 도면이다.
도 19는 초음파 진동부의 모서리 구조의 예들을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 대상물(O)의 가공(절단, 연마, 성형, 인쇄, 코팅 등), 검사, 측정, 제어, 이송 등에 수반되는 진동을 억제하기 위한 비접촉식 진동 억제 장치에 관한 것이다. 특히, 박판 글라스 웹의 연속 공정에 있어서 박판의 진동 현상을 억제 하기 위하여 사용될 수 있다. 박판 글라스 웹 또는 이로부터 얻어지는 박판 글라스 시트는, 디스플레이, 전자소재(태양전지, 터치센서, 웨이퍼 등), 건축, 가전 등 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
본 발명의 대상물(O)은 박판 재료일 수 있고, 웹 또는 시트일 수 있다. 전형적으로, 대상물(O)은 취성 재료, 예컨대, 글라스일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 기타 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치(200)를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도시한 비접촉 진동 억제장치(200)는, 박판 대상물(O)을 비접촉으로 구속하기 위한 제1초음파 진동부(221) 및 제2초음파 진동부(222), 초음파를 발생하는 초음파 발생기(231, 232), 초음파 진동부(221, 222)의 진동을 흡수하는 진동 흡수부(241, 242), 초음파 진동부(221, 222)를 고정하기 위한 프레임(251, 252), 초음파 진동부(221, 222) 사이의 이격 거리를 조절하기 위한 높이 조절부(261, 262), 외곽을 보호하기 위한 커버(271)로 구성되어 있다.?또한, 제1초음파 진동부(221)의 진동 조건과 제2초음파 진동부(222)의 진동 조건을 각각 제어하는 제어부를 둘 수 있다. 제어부는 전형적으로 진동 조건을 전기적으로 각각 제어함으로써, 종국적으로 대상물(O)의 양면에 가해지는 반발력을 각각 제어한다.
전형적으로, 대상물(O)은 공정 중에 이송되고, 비접촉 진동 억제장치(200)는 대상물(O)의 이송 경로 상에 설치되어, 이송 중인 대상물(O)의 진동을 억제하거나, 또는 정지 상태에서 가공되는 대상물(O)의 진동을 억제한다.
제1초음파 진동부(221) 및 제2초음파 진동부(222)는 대상물(O)이 그 사이에 개재될 수 있도록 상호 이격되게 대향하여 설치된다. 기계적 접촉에 의한 손상이 없으며, 균일한 높이 및 안정적인 구속 힘(압력)의 인가를 가능하게 하기 위해, 평판 및 아치형 초음파 진동부(221, 222)에 초음파를 가진 하도록 구성된다. (공개특허 KR 2010-0057530)
제1초음파 진동부(221)와 제2초음파 진동부(222)는 각각 초음파 진동되어 그 초음파 진동에 의해 발생한 고압 공기층의 반발력을 대상물(O)에 가하여 대상물(O)을 제1초음파 진동부(221)와 제2초음파 진동부(222) 사이에 비접촉되게 구속함으로써 대상물(O)의 진동을 억제한다. 즉, 대상물(O)과 비접촉 상태가 유지될 수 있도록, 초음파 진동부(221, 222)의 대향면에는 초음파에 의해 주기적인 공기 압축 현상으로 대상물(O)을 안정적으로 밀어내는 힘이 발생하게 되며, 상하(또는 좌우)로 초음파 진동부(221, 222)를 구성하여 대상물(O)을 비접촉으로 구속하는 힘을 발생하게 된다.
본 발명에서는, 발생하는 반발력(Air Repelling force)이 일정하게 유지되어 종래 비접촉 진동 억제장치에서 야기되는 불안정한 상태(진동, 흔들림)의 문제점에 대처가 가능하게 된다.
정밀한 가공, 검사, 측정, 제어, 이송 등을 하기 위해, 비접촉 진동 억제장치(200)는 전파해오는 진동으로부터 대상물(O)을 보호한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 비접촉 진동 억제장치(200)는, 진동의 단 방향 전파를 억제할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치(200)를 보여주는 도면이다.
도시한 바와 같이, 진동 외란으로부터 대상물(O)을 보호할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치(200)를 보여주는 도면이다.
도시한 바와 같이, 비접촉 진동 억제장치(200)는, 진동의 양 방향 전파를 억제할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치(200)를 보여주는 도면이다.
제1초음파 진동부(221)와 제2초음파 진동부(222)의 사이의 이격 공간은 그 길이 방향으로 직선을 이루거나, 도 11에 도시한 바와 같이 곡선을 이룰 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치(200)를 보여주는 도면이다.
도시한 바와 같이, 박판 대상물(O)의 수직 연속 이송 공정(다운 또는 업)에서, 하부로부터 상부로 전달되는 진동을 억제할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제6실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치(200)를 보여주는 도면이다.
도시한 바와 같이, 박판 대상물(O)의 이송 방향의 변화가 수반되는 연속 웹(Web) 공정에서 웹(Web)을 방향 전환 부위를 구속하여 방향 전환을 가이드 함과 아울러, 발생하는 진동을 격리할 수 있다.
도 15는 본 발명의 제7실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치(200)를 보여주는 도면이다.
도시한 바와 같이, 실린더(281)를 이용하여 초음파 진동부(221, 222)의 업다운이 가능하도록 구성할 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 제8실시예에 따른 비접촉 진동 억제장치(200)를 보여주는 도면이다.
도시한 바와 같이, 박판 대상물(O)의 수평 연속 웹(Web) 이송에서 끝부분(Trim)을 절단 (트림 절단)하고 분쇄하는 과정에서 발생하는 진동이 대상물(O)의 모체에 전파되는 것을 억제할 수 있다. 이를 위하여, 절단된 트림 부위(T)에 초음파 진동에 의해 발생된 반발력을 가하여 트림 부위(T)의 진동을 억제한다.
도 18은 본 발명의 제9실시예에 다른 비접촉 진동 억제장치(200)를 보여주는 도면이다.
도시한 바와 같이, 비접촉 진동 억제장치(200)는 절단부(500)에 의한 대상물(O)의 폭 방향 절단 공정에 채용되어, 대상물(O)의 절단 부위의 길이 방향 양 인접 부위에 초음파 진동에 의한 반발력을 가하여 양 인접 부위의 진동을 억제할 수 있다.
도 19는 초음파 진동부(221, 222)의 모서리 구조의 예들을 보여주는 도면이다.
초음파 진동부(221, 222)의 모서리에 박판 대상물(O)이 충돌로 파손 또는 손상될 우려가 있다. 따라서, 대상물(O)부터 멀어지도록 모서리를 기울기 또는 원형(Round) 형태로 처리하여 대상물(O)의 파손 또는 손상을 최소화할 수 있다.

Claims (12)

  1. 제1초음파 진동부 및 제2초음파 진동부를 포함하되,
    상기 제1초음파 진동부와 상기 제2초음파 진동부는 대상물이 그 사이에 개재될 수 있도록 상호 이격되게 대향하여 설치되고, 상기 제1초음파 진동부와 상기 제2초음파 진동부는 각각 초음파 진동되어 그 초음파 진동에 의해 생성된 반발력을 상기 대상물에 가하여 상기 대상물을 상기 제1초음파 진동부와 상기 제2초음파 진동부 사이에 비접촉되게 구속함으로써 상기 대상물의 진동을 억제하는 것을 특징으로 하는 비접촉 진동 억제장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대상물은 박판 웹 또는 박판 시트인 것을 특징으로 하는 비접촉 진동 억제장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 대상물은 글라스를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 진동 억제장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1초음파 진동부의 진동 조건과 상기 제2초음파 진동부의 진동 조건을 각각 제어하는 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 진동 억제장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대상물은 이송되고,
    상기 비접촉 진동 억제장치는 상기 대상물의 이송 경로 상에 설치되어, 이송 중이거나 정지 상태에서 가공되는 상기 대상물의 진동을 억제하는 것을 특징으로 하는 비접촉 진동 억제장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1초음파 진동부와 상기 제2초음파 진동부의 사이의 이격 공간은 그 길이 방향으로 직선 또는 곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 비접촉 진동 억제장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1초음파 진동부와 상기 제2초음파 진동부는 각각 진동흡수부에 의하여 지지되는 것을 특징으로 하는 비접촉 진동 억제장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1초음파 진동부 및 제2초음파 진동부의 모서리는 상기 대상물로부터 멀어지도록 모서리 처리된 특징으로 하는 비접촉 진동 억제장치.
  9. 제1항의 비접촉 진동 억제장치를 이용하여 상기 대상물의 진동을 억제하는 단계와,
    진동이 억제된 상기 대상물을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물 가공방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가공하는 단계에서는 상기 대상물을 절단, 연마, 성형, 인쇄, 및 코팅 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 대상물 가공방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가공하는 단계에서는 상기 대상물을 길이 방향으로 트림 절단하고,
    상기 진동을 억제하는 단계에서는, 상기 트림 절단된 트림 부위에 상기 초음파 진동에 의해 발생된 반발력을 가하여 상기 트림 부위의 진동을 억제하는 것을 특징으로 하는 대상물 가공방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 가공하는 단계에서는 상기 대상물을 절단하고,
    상기 진동을 억제하는 단계에서는, 상기 대상물의 절단 부위의 길이 방향 양 인접 부위에 상기 초음파 진동에 의해 발생된 반발력을 가하여 상기 양 인접 부위의 진동을 억제하는 것을 특징으로 하는 대상물 가공방법.
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