KR101750261B1 - 곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 이를 이용한 곡면글라스 제조방법 - Google Patents

곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 이를 이용한 곡면글라스 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치는 평면글라스가 통과되면서 상온인 평면글라스를 500℃까지 예열하는 예열로와; 상기 예열로에서 공급된 평면글라스를 850℃까지 예열한 후 평면글라스를 성형하여 곡면글라스로 만들고, 서냉시킨 후 곡면글라스가 배출되는 원형로와; 800℃ 이상의 고온가스를 공급하는 고온가스 블로잉생성장치와; 평면글라스를 곡면 글라스로 성형할 수 있게 하는 금형인 성형몰드와; 회전암과, 진공탱크와, 상기 회전암이 결합된 진공탱크를 일정 시간동안 정지시켰다가 일정 각도로 회전시키는 회전기구와, 상기 진공탱크에 진공을 걸어주는 진공펌프를 포함하는 회전장치부와; 상기 원형로에서 배출된 500℃로 냉각된 곡면글라스를 일정 시간동안 100℃로 냉각시키는 냉각로와; 상기 예열로의 내부를 통과하여 상기 원형로 입구까지 이송하는 입구 글라스이송장치와; 상기 원형로에서 배출된 곡면글라스가 상기 냉각로를 통과하게 하는 출구 글라스이송장치와; 상기 평면글라스를 상기 성형몰드 위에 올려놓는 입구 글라스이동로봇과, 상기 원형로에서 성형된 곡면글라스를 배출하여 글라스 캐리어에 올려 놓는 출구 글라스이동로봇으로 구성된 글라스 이동로봇부로 구성된다.
본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 그 제조방법에 따르면 글라스 단독으로 이동이 가능하고 표면에 자국이 남지 않는 500℃ 이하에서의 작업은 글라스 단독으로 시행하고, 500℃ 이상에서의 작업은 성형몰드와 같이 작업하여, 전력사용량을 절감할 수 있으며, 품질의 안정성을 확보할 수 있고, 예열시간과 냉각시간을 단축할 수 있어 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 이를 이용한 곡면글라스 제조방법{Manufacturing Equipment for Curved Window Glass and Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 이를 이용한 곡면글라스 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 글라스 표면에 흔적을 남기지 않게 성형몰드 없이 글라스만 이동할 수 있는 500℃까지의 온도 구간에서는 글라스만 이동시키고, 500~850℃까지의 온도 구간에서는 성형몰드 위에 글라스가 로딩되어 이동하는 방법으로, 1차 예열공정에서는 글라스 캐리어 위에 글라스가 로딩되어 500℃까지 예열로에서 예열하고, 500~850℃까지의 2차 예열공정과 성형공정 및 1차냉각공정은 성형몰드 위에 글라스가 로딩되어 원형로에서 시행하며, 곡면글라스의 500℃ 이하의 2차냉각공정은 냉각로에서 글라스 캐리어 위에서 글라스 단독으로 시행하는 방법이며, 글라스 표면에 흔적을 남지기 않고 제품의 품질을 유지할 수 있으며, 1차 예열공정과 2차 냉각공정을 성형몰드없이 글라스 단독으로 시행할 수 있어 전력 사용에 의한 운전비용 절감할 수 있고 1차예열과 2차냉각을 글라스 단독으로 시행하여 생산성을 높일 수 있는 곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 이를 이용한 곡면글라스 제조방법에 관한 것이다.
스마트 폰 등 IT 기기용 윈도우 글라스의 제조 방법은 2개의 성형 몰드를 가진 프레스 가압 방식과 1개의 성형 몰드를 가진 진공, 슬럼핑, 비접촉 가압 등의 방식이 있다.
프레스 가압 방식의 경우 금형과 글라스가 성형 초기 부터 성형 완료시까지 상하 항상 접촉한 상태로 같이 이동하기때문에 덴트, 스크래치, 쓸림 등의 표면 결함 발생이 해결해야 할 과제로 대두되고 있으며 이를 제거하기 위한 제조 비용을 상승시키게 된다.
1개의 금형을 사용하는 경우 금형과 글라스가 성형 초기 부터 성형 완료시까지 항상 접촉한 상태로 같이 이동하는 것은 프레스 가압방식과 동일하나 금형과 글라스가 한면만 접촉하여 표면이 보다 우수한 글라스를 얻는 장점이 있다.
금형과 글라스가 항상 같이 이동하는 상기 방법들은 상온 상태에서 금형과 글라스가 일정한 온도로 유지하고 있는 구역을 통과하며 원하는 온도에 도달하게 되는데 이를 위해 곡면 윈도우 글라스 제조 장치는 예열이라 불리는 구역을 3개 이상, 성형 구역 및 4개 이상의 냉각 구역으로 구분하여 제작된다. (도 1 참조)
금형과 글라스는 상온 상태에서 각 구역을 통과하며 성형에 필요한 온도까지 도달하게 되며, 이후 냉각을 거쳐 상온으로 나오게 된다. 이때 각 구역은 글라스에 필요한 열을 제공하기 위해 히터가 설치되어 있으며 낮은 온도의 금형과 글라스가 들어옴에 따라 설정 온도보다 낮은 상태로 되어 다시 설정 온도로 복귀하기 위한 시간과 많은 전력이 필요하다. 이는 설비의 생산성을 낮추며 유지 비용이 많이 들어 설비의 경쟁력을 약화시킨다.
이러한 단점을 보완하기 위해 금형은 성형 위치에 고정하고 글라스만 이동시키면서 가열하는 방법이 제안되었으며 이는 설비의 생산성 및 유지 비용의 절감에 효과적이나 성형 전 고온의 글라스를 금형위로 옮기는 과정에서 글라스 표면에 흔적을 남기게 되며 성형 후에는 형태의 유지에 어려움이 발생한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 글라스 표면에 흔적을 남기지 않으며 설비의 운영 비용을 최소화하는 글라스 이동과 글라스/금형 이동을 병행하는 설비가 필요하게 되었다.
즉, 글라스표면에 흔적을 남기지 않고 글라스로 이동할 수 있는 온도까지는 글라스만 이송하고 이후 성형 및 형상 유지를 위해 냉각하는 동안은 글라스/금형이 같이 이송하며 이때 금형은 필요한 온도를 유지하기 위해 각 구역을 도어로 격리시킨다.
글라스만 움직이도록 하는 구역은 글라스를 놓은 지그를 Linear Motor 혹은 벨트 컨베이어를 사용하여 이동시키며 금형과 글라스가 동시에 움직이는 부분은 원형 구조의 다축 원통을 서버 모터를 이용하여 정확한 거리를 움직이도록 구성되어 있다.
등록특허 10-1404494로 게시된 곡면을 갖는 커버 글라스 제조 장치는 제조하고자 하는 곡면을 갖는 커버 글라스의 곡면 형태가 양각 형상으로 돌출되어 있는 스테인레스계의 금속 재질로 형성되는 하부금형; 및 상기 곡면을 갖는 커버 글라스의 평면을 커버할 수 있도록 상기 하부금형의 상단에 체결되는 스테인레스계의 금속 재질로 형성되는 상부금형을 포함하며, 상기 하부금형은, 상기 상부금형의 테두리를 지지하기 위한 지지부; 및 상기 곡면을 갖는 커버 글라스의 평면이 밀착되는 평면부와 상기 곡면을 갖는 커버 글라스의 곡면이 밀착되는 곡면부로 구성되어 상기 지지부의 평면으로부터 양각형태로 돌출되어 있는 성형부를 포함하고, 상기 상부금형은, 상기 평면부와 밀착되어 상기 곡면을 갖는 커버 글라스의 평면을 눌러주기 위한 평면압출부; 및 상기 곡면부와 밀착되어 상기 곡면을 갖는 커버 글라스의 곡면을 형성하기 위한 곡면압출부를 포함하고, 상기 곡면압출부는 상기 평면압출부와 탈부착될 수 있는 구조이나 이 발명은 성형몰드에 국한된 커버 글라스 제조 장치여서 본 발명과는 상이하다.
등록특허 10-1121449로 게시된 곡면을 갖는 휴대단말기용 윈도우글라스 밴딩성형방법과 이를 위한 윈도우글라스 밴딩 성형장치는 평판 형태의 윈도우글라스 소재를 밴딩성형기를 이용하여 밴딩하고, 밴딩된 소재의 볼록부분을 수평상으로 절단하여 표면이 유선형으로 휘어진 곡면부를 갖는 윈도우글라스를 제공하고, 윈도우 글라스 소재가 투입된 금형체를 히팅라인-연결라인-냉각라인으로 순차 이송시키면서 빠른속도로 밴딩 성형하는 밴딩성형장치로서 곡면을 만드는 것을 밴딩성형기를 이용하여 밴딩하므로 본 발명의 가스블로잉과 진공흡입 방법과는 상이하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 500℃ 이하에서는 글라스 단독으로 이동이 가능하고 표면에 자국이 남지 않는 점을 이용하여, 500℃까지의 1차 예열은 글라스 캐리어 위에서 글라스 단독으로 예열로에서 시행하고, 입구 글라스이동로봇으로 1차 예열된 평면글라스를 원형로의 성형몰드 위에 로딩시킨 후, 500~850℃까지의 2차 예열은 원형로의 예열존에서 시행하며, 평면에서 곡면으로의 성형은 원형로의 성형존에서 시행하고, 850~500℃까지의 1차냉각은 원형로의 냉각존에서 시행하고, 1차냉각된 500℃의 곡면글라스를 출구 글라스 이동로봇으로 출구 글라스이송장치의 글라스 캐리어에 로딩시킨 후 냉각로에서 2차 냉각시키는 곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 그를 이용한 곡면글라스 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치는 평면글라스가 통과되면서 상온인 평면글라스를 500℃까지 예열하며, 3~4개의 예열존으로 이루어지며, 각 예열존 별로 상부에는 상부예열히터가 하부에는 하부예열히터가 고정 설치되는 예열로와; 상부에는 상부히터가 하부에는 하부히터가 고정 설치되며, 다수 개의 존(Zone)으로 구분되고, 상기 예열로에서 공급된 평면글라스를 850℃까지 예열한 후 평면글라스를 성형하여 곡면글라스로 만들고, 서냉시킨 후 곡면글라스가 배출되는 원형로와; 상기 원형로에 형성된 가스블로잉 몰드에 성형 시 필요한 800℃ 이상의 고온가스를 공급하는 고온가스 블로잉생성장치와; 상기 원형로의 각 존에 1개씩 설치되어 각 존에서 일정 시간동안 정지되었다가 움직이고, 평면글라스가 위에 얹히며, 하부에 평면글라스와의 사이의 공기를 흡입하여 진공을 만들 수 있게 하는 진공흡입구가 형성되고, 평면글라스를 곡면 글라스로 성형할 수 있게 하는 금형인 성형몰드와; 말단에 상기 원형로 각 존의 상기 성형몰드가 결합되고 상기 성형몰드와 성형몰드 위에 로딩된 평면글라스 사이의 공기를 흡입할 수 있게 내부에 중공이 형성되어 진공라인 역할을 하며 각 존의 수량과 동일한 수량의 회전암과, 상기 회전암이 균일하게 측면에 결합되고 진공헤드 역할을 하는 진공탱크와, 상기 원형로의 내부 공간에 설치되어 상기 회전암이 결합된 진공탱크를 일정 시간동안 정지시켰다가 일정 각도로 회전시키는 회전기구와, 상기 진공탱크에 진공을 걸어주는 진공펌프를 포함하는 회전장치부와; 상기 원형로에서 배출된 500℃로 냉각된 곡면글라스를 일정 시간동안 100℃로 냉각시키며, 내부에 급격한 냉각을 방지하기 위하여 상하부에 히터가 설치된 냉각로와; 평면글라스를 로딩하여 얹혀 놓을 수 있는 글라스 캐리어가 설치되며 상기 예열로의 내부를 통과하여 상기 원형로 입구까지 이송하는 입구 글라스이송장치와; 곡면글라스를 로딩하여 얹혀 놓을 수 있는 글라스 캐리어가 설치되며 상기 원형로에서 배출된 곡면글라스가 상기 냉각로를 통과하게 하는 출구 글라스이송장치와; 상기 평면글라스를 상기 입구 글라스이송장치에서 흡착하여 상기 원형로 내부로 이동시켜 상기 성형몰드 위에 올려놓는 입구 글라스이동로봇과, 상기 원형로에서 성형된 곡면글라스를 배출하여 상기 출구 글라스이송장치의 글라스 캐리어에 올려 놓는 출구 글라스이동로봇으로 구성된 글라스 이동로봇부와; 이동로봇부(9)와;
상기 예열로(1), 원형로(2), 고온가스 블로잉생성장치(3), 회전장치부(5), 냉각로(6), 입구 글라스이송장치(7), 출구 글라스이송장치8) 및 글라스 이동로봇부(9)를 운전하고 제어하는 제어부로 구성로 구성된다.
상기 원형로는 내부에 공간이 있는 도너츠 형상으로, 상부와 하부에 히터가 고정 설치되고, 500℃까지 예열된 평면글라스를 850℃까지 서서히 예열하는 다수 개의 예열존과; 상부와 하부에 히터가 고정 설치되어 상기 예열존에서 상승한 온도를 유지하고, 상기 상부히터 하부에 설치되어 고온가스를 불어주는 가스블로잉 몰드가 형성되며, 상기 가스블로잉 몰드에서의 가스블로잉과 상기 회전암의 중공으로 진공흡입으로 850℃로 예열된 평면글라스를 곡면 형상으로 성형하여 곡면글라스로 만드는 성형존과; 급속한 냉각을 방지하기 위하여 상부와 하부에 히터가 고정 설치되고, 성형된 곡면글라스를 500℃로까지 서서히 냉각하는 다수 개의 서냉존으로 구성된다.
각각의 예열존과 서냉존 및 성형존 사이에는 상기 성형몰드가 이동할 때를 제외하고는 각 존의 열이 서로 전열되지 않도록 단열하기 위해 상부에서 하부로 오르내릴 수 있는 구조로, 상기 성형몰드가 이동할 때는 열리고 정지할 때는 닫히는 게이트가 설치된다.
상기 원형로에는 500℃까지 예열된 평면글라스를 상기 입구 글라스 이동로봇으로 원형로 내부로 인입시키는 인입도어와, 500℃까지 냉각된 곡면글라스를 상기 출구 글라스 이동로봇으로 원형로 내부에서 인출시키는 인출도어가 형성된다.
상기 원형로의 각 존의 하부에 설치되는 상기 히터는 상기 회전암이 중앙으로 이동할 수 있도록 2개로 분할되는 구조이다.
상기 입구 글라스 이송장치와 출구 글라스 이송장치는 2개의 체인 사이에 상기 글라스 캐리어가 설치되며, 상기 체인의 양단에는 스프로킷이 형성되어 모터로 구동하는 체인컨베이어 타입이며, 상기 글라스 캐리어는 외형을 이루는 캐리어 프레임과; 상기 캐리어 프레임의 상부에 설치되어 상기 평면글라스가 외부로 배출되거나 움직이는 것을 방지하고 일정 위치에 놓여지도록 하는 글라스 지지부와; 상기 평면글라스가 위에 로딩되며, 상기 캐리어 프레임에 설치되어 예열되면서 이송될 때 평면글라스에 자국이 남지않도록 하는 백금 재질의 로딩와이어로 구성된다.
각각의 상기 회전암에는 필요 시 진공을 온/오프하기 위하여 솔레노이드밸브가 설치되며, 상기 진공탱크에는 진공펌프에서 공기를 흡입할 수 있도록 공기배출구가 형성되며, 상기 공기배출구는 진공탱크가 회전 시 진공이 새는 것을 방지하기 위하여 자성유체로 진공실링 처리가 된다.
상기 입구 글라스이동로봇와 출구 글라스이동로봇은 진공척을 사용하여 글라스를 진공을 이용해 흡착하거나 진공을 해지하여 상기 글라스 캐리어나 성형몰드 위에 놓으며, 상기 진공척은 상하운동과 좌우운동을 할 수 있는 구조이고, 상기 진공척에는 진공 흡착을 위해 공기가 빨려 나가는 진공홀과, 상기 진공홀이 내부에 형성되고 진공 흡착 시 글라스 표면에 흔적이 남지 않게 하기 위해 표면에 흡입홈이 형성된다.
본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치를 이용한 곡면글라스 제조방법은 상기 입구 글라스이송장치의 글라스 캐리어에 평면글라스를 로딩시켜 상온의 평면글라스를 500℃까지 상기 예열로에서 예열하는 1차예열공정인 제1공정과; 상기 입구 글라스이동로봇을 이용하여 500℃까지 예열된 평면글라스를 상기 원형로 내부의 성형몰드 위에 로딩시키고 500℃까지 예열된 평면글라스를 상기 원형로의 예열존에서 850℃까지 서서히 예열하는 2차예열공정인 제2공정과; 상기 원형로의 성형존에서 상기 가스블로잉 몰드에서의 가스블로잉과 상기 회전암의 중공으로 진공흡입으로 850℃로 예열된 평면글라스를 곡면 형상으로 성형하여 곡면글라스로 만드는 성형공정인 제3공정과; 성형된 곡면글라스를 상기 원형로의 냉각존에서 500℃까지 냉각하는 1차냉각공정인 제4공정과; 500℃까지 냉각된 곡면글라스를 상기 출구 글라스이동로봇을 이용하여 출구 글라스이송장치의 글라스캐리어에 로딩시킨 후 100℃까지 상기 냉각로에서 냉각시키는 2차냉각공정인 제5공정과; 2차냉각공정에서 냉각된 곡면글라스를 적재하는 글라스 적재공정인 제6공정으로 구성된다.
상기 제1공정은 상기 예열로를 가동하여 각 존 별로 일정 온도까지 상승시키는 예열로 워밍공정인 제1-1공정과; 상기 입구 글라스이송장치를 가동하고 상온의 평면글라스를 글라스 표면에 흔적을 남기지 않게 상기 입구 글라스이송장치의 글라스 캐리어에 계속 로딩시키는 로딩공정인 제1-2공정과; 로딩된 평면글라스를 상기 예열로의 예열존을 통과하면서 500℃까지 서서히 예열시키는 1차예열공정인 제1-3공정으로 구성된다.
상기 제2공정은 상기 원형로를 가동시켜 각 존 별로 일정 온도까지 상승시키고, 상기 회전암에 설치된 솔레노이드밸브가 닫힌 상태에서 상기 진공펌프를 가동하여 상기 진공탱크를 진공상태로 만들는 원형로 워밍공정인 제2-1공정과; 상기 입구 글라스이동로봇을 이용하여 상기 입구 글라스이송장치의 글라스 캐리어의 있는 500℃까지 예열된 평면글라스를 진공 흡착하여 상기 원형로 내부의 성형몰드 위에 로딩시키는 평면글라스로딩공정인 제2-2공정과; 500℃까지 예열된 평면글라스를 상기 원형로의 예열존(21)에서 850℃까지 서서히 예열하는 2차예열공정인 제2-3공정으로 구성된다.
상기 제5공정은 상기 냉각로를 가동하여 각 존 별로 일정 온도까지 상승시키는 냉각로 워밍공정인 제5-1공정과; 상기 출구 글라스이송장치를 가동하고 500℃의 곡면글라스를 글라스 표면에 흔적을 남기지 않게 상기 출구 글라스이동로봇으로 배출하여 상기 출구 글라스이송장치의 글라스 캐리어에 계속 로딩시키는 곡면글라스로딩공정인 제5-2공정과; 로딩된 곡면글라스를 상기 냉각로에 통과시켜 100℃까지 서서히 냉각시키는 2차냉각공정인 제5-3공정으로 구성된다.
상술한 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 그 제조방법으로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.
본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 이를 이용한 곡면글라스 제조방법에 따르면 글라스 단독으로 이동이 가능하고 표면에 자국이 남지 않는 500℃ 이하에서의 작업은 글라스 단독으로 시행하고, 500℃ 이상에서의 작업은 성형몰드와 같이 작업하여, 전력사용량을 절감할 수 있으며, 품질의 안정성을 확보할 수 있고, 예열시간과 냉각시간을 단축할 수 있어 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 기존의 곡면글라스 제조장치 시스템도
도 2는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 전체 장치 시스템도
도 3은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 입구 글라스 이송장치 평면도
도 4는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 체인컨베이어 타입의 글라스 이송장치에 설치된 글라스 캐리어 개략도
도 5는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 예열로 단면 개략도
도 6은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 예열로와 냉각로를 통과하는 글라스 이송장치 단면 개략도
도 7은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 원형로 평면 개략도
도 8은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 원형로 및 회전장치부 단면 개략도
도 9는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 성형몰드와 그 위에 놓이는 글라스의 형상 단면 개략도
도 10은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 이동로봇의 진공척 작업도
도 11은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 진공척 개략도
도 12는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 출구 글라스이송장치 평면 개략도
도 13은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 출구 글라스이송장치 단면 개략도
도 14는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치를 이용한 곡면글라스 제조방법 공정순서도
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 그를 이용한 곡면글라스 제조방법"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 "곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 이를 이용한 곡면글라스 제조방법"에 관한 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 기존의 곡면글라스 제조장치 시스템도이며, 도 2는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 전체 장치 시스템도이고, 도 3은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 입구 글라스 이송장치 평면도이며, 도 4는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 체인컨베이어 타입의 글라스 이송장치에 설치된 글라스 캐리어 개략도이고, 도 5는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 예열로 단면 개략도이며, 도 6은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 예열로와 냉각로를 통과하는 글라스 이송장치 단면 개략도이고, 도 7은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 원형로 평면 개략도이며, 도 8은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 원형로 및 회전장치부 단면 개략도이고, 도 9는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 성형몰드와 그 위에 놓이는 글라스의 형상 단면 개략도이며, 도 10은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 이동로봇의 진공척 작업도이고, 도 11은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 진공척 개략도이며, 도 12는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 출구 글라스이송장치 평면 개략도이고, 도 13은 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치에 따른 출구 글라스이송장치 단면 개략도이며, 도 14는 본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치를 이용한 곡면글라스 제조방법 공정순서도이다.
도 1은 기존의 곡면글라스 제조장치 시스템도로서, 성형몰드(금형)과 글라스가 항상 같이 이동하는 방법으로 상온 상태에서 금형과 글라스가 일정한 온도로 유지하고 있는 구역을 통과하며 원하는 온도에 도달하게 되는데 이를 위해 곡면 윈도우 글라스 제조 장치는 예열이라 불리는 구역을 3개 이상, 성형 구역 및 4개 이상의 냉각 구역으로 구분하여 제작되며, 성형몰드(금형)과 글라스가 항상 같이 이동하므로 전기 사용량이 많아 생산단가가 올라가며, 예열과 냉각에 시간이 많이 소요되어 생산성이 떨어지고 문제점이 있다.
도 2에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 곡면글라스 제조장치(A)는 평면글라스(10a)가 통과되면서 상온인 평면글라스(10a)를 500℃까지 예열하며, 3~4개의 예열존(11)으로 이루어지며, 각 예열존 별로 상부에는 상부예열히터(111)가 하부에는 하부예열히터(112)가 고정 설치되는 예열로(1)와; 상부에는 상부히터(211, 221, 231)가 하부에는 하부히터(212, 222, 232)가 고정 설치되며, 다수 개의 존(Zone)으로 구분되고, 상기 예열로(1)에서 공급된 평면글라스(10a)를 850℃까지 예열한 후 평면글라스(10a)를 성형하여 곡면글라스(10b)로 만들고, 서냉시킨 후 곡면글라스(10b)가 배출되는 원형로(2)와; 상기 원형로(2)에 형성된 가스블로잉 몰드(223)에 성형 시 필요한 800℃ 이상의 고온가스를 공급하는 고온가스 블로잉생성장치(3)와; 상기 원형로(2)의 각 존에 1개씩 설치되어 각 존에서 일정 시간동안 정지되었다가 움직이고, 평면글라스(10a)가 위에 얹히며, 하부에 평면글라스(10a)와의 사이의 공기를 흡입하여 진공을 만들 수 있게 하는 진공흡입구(43)가 형성되고, 평면글라스(10a)를 곡면 글라스(10b)로 성형할 수 있게 하는 금형인 성형몰드(4)와; 말단에 상기 원형로(2) 각 존의 상기 성형몰드(4)가 결합되고 상기 성형몰드(4)와 성형몰드 위에 로딩된 평면글라스(10a) 사이의 공기를 흡입할 수 있게 내부에 중공(511)이 형성되어 진공라인 역할을 하며 각 존의 수량과 동일한 수량의 회전암(51)과, 상기 회전암(51)이 균일하게 측면에 결합되고 진공헤드 역할을 하는 진공탱크(52)와, 상기 원형로(2)의 내부 공간에 설치되어 상기 회전암(51)이 결합된 진공탱크(52)를 일정 시간동안 정지시켰다가 일정 각도로 회전시키는 회전기구(53)와, 상기 진공탱크(52)에 진공을 걸어주는 진공펌프(54)를 포함하는 회전장치부(5)와; 상기 원형로(2)에서 배출된 500℃로 냉각된 곡면글라스(10b)를 일정 시간동안 100℃로 냉각시키며, 내부에 급격한 냉각을 방지하기 위하여 상부에는 상부히터(61)가 하부에는 하부히터(62)가 설치된 냉각로(6)와; 평면글라스(10a)를 로딩하여 얹혀 놓을 수 있는 글라스 캐리어(74)가 설치되며 상기 예열로(1)의 내부를 통과하여 상기 원형로(2) 입구까지 평면글라스(10a)를 이송하는 입구 글라스이송장치(7)와; 곡면글라스(10b)를 로딩하여 얹혀 놓을 수 있는 글라스 캐리어(84)가 설치되며 상기 원형로(2)에서 배출된 곡면글라스(10b)가 상기 냉각로(6)를 통과하게 하는 출구 글라스이송장치(8)와; 평면글라스(10a)를 상기 입구 글라스이송장치(7)에서 흡착하여 상기 원형로(2) 내부로 이동시켜 상기 성형몰드(4) 위에 올려놓는 입구 글라스이동로봇(91)과, 상기 원형로(2)에서 성형된 곡면글라스(10b)를 배출하여 상기 출구 글라스이송장치(8)의 글라스 캐리어(84)에 올려 놓는 출구 글라스이동로봇(92)으로 구성된 글라스 이동로봇부(9)와; 본 발명의 곡면글라스 제조장치(A)의 상기 예열로(1), 원형로(2), 고온가스 블로잉생성장치(3), 회전장치부(5), 냉각로(6), 입구 글라스이송장치(7), 출구 글라스이송장치(8) 및 글라스 이동로봇부(9)를 운전하고 제어하는 제어부로 구성되며, 상기 제어부에 대한 상세한 내용은 생략한다.
상기 입구 글라스이송장치(7)의 글라스 캐리어(74)에 예열 및 성형의 위해 평면글라스(10a)를 올려 놓거나, 상기 출구 글라스이송장치(8)의 글라스 캐리어(74)에 있는 완성품 곡면글라스(10b)를 적재는 작업자가 수동으로 하거나, 로딩로봇이나 언로딩로봇으로 시행하며, 본 발명의 구성요소로는 포함시키지 않았다.
본 발명의 곡면글라스 제조장치(A)는 상기 예열로(1)에서 500℃까지의 1차 예열 때는 글라스 캐리어(74)에 평면글라스(10a)를 올려 입구 글라스이송장치(7)가 진행하면서 1차 예열하고, 글라스 캐리어(74)에 평면글라스(10a)를 올렸을 때 글라스 표면에 자국이 생길 수 있는 500℃에서 850℃까지의 2차 예열과, 성형 및 850℃에서 500℃까지의 1차 냉각은 상기 원형로(2) 내에서 성형몰드(4) 위에 올려져 행해지며, 곡면글라스(10b)의 500℃에 100℃까지의 2차 냉각은 상기 원형로(2)에서 배출되어 상기 냉각로(6)에서 상기 출구 글라스이송장치(8)의 글라스 캐리어(84) 위에서 시행되므로 전력사용량을 절감할 수 있으며, 품질의 안정성을 확보할 수 있고, 예열시간과 냉각시간을 단축할 수 있어 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 3에 도시되어 있는 것 같이 상기 입구 글라스이송장치(7)는 평면글라스(10a)를 로딩하여 얹혀 놓을 수 있는 글라스 캐리어(74)가 설치되며 상기 예열로(1)의 내부를 통과하여 상기 원형로(2) 입구까지 평면글라스(10a)를 이송하는 역할을 하며, 회전하는 2개의 체인(71) 사이에 상기 글라스 캐리어(74)가 설치되며, 상기 체인(71)의 양단에는 스프로킷(72)이 형성되어 모터(73)로 구동하는 체인컨베이어 타입이며, 상기 글라스 캐리어(74)와 체인(71)을 결합하는 체인연결부재(744)를 포함한다.
도 4에 도시되어 있는 것 같이 상기 입구 글라스이송장치(7)와 출구 글라스이송장치(8)에 설치되는 글라스 캐리어(74, 84))는 평면글라스(10a) 또는 곡면글라스(10b)를 로딩해서 상기 예열로(1) 또는 냉각로(6)를 통과하면서 1차 예열 또는 2차 냉각을 시행하게 하고, 또한 상기 평면글라스(10a)를 상기 원형로(2)로 이송하거나, 상기 원형로(2)에서 배출된 곡면글라스(10b)를 2차 냉각을 거쳐 적재장소까지 이송하는 역할을 한다.
상기 글라스 캐리어(74, 84))는 외형을 이루는 캐리어 프레임(741, 841)과; 상기 캐리어 프레임(741, 841)의 상부에 설치되어 상기 평면글라스가 외부로 배출되거나 움직이는 것을 방지하고 일정 위치에 놓여지도록 하는 글라스 지지부(742, 842)와; 평면글라스(10a)가 위에 로딩되며, 상기 캐리어 프레임(741, 841)에 설치되어 예열되면서 이송될 때 평면글라스(10a)에 자국이 남지않도록 하는 백금 재질의 로딩와이어((743, 843)로 구성된다.
상기 글라스 캐리어(74)와 체인(71)의 결합은 체인연결부재(744)로 결합된다.
도 5와 도 6에 도시되어 있는 것 같이 상기 예열로(1)에서 평면글라스(10a)가 상부히터(111) 및 하부히터(112)에 의해 1차 예열되는 것을 보여주며, 상기 입구 글라스이송장치(7)의 회전에 의해 앞으로 진행되면서 예열되고, 상기 원형로(2)의 입구에 이르면 500℃까지의 1차 예열이 완료되며, 상기 입구 글라스이동로봇(91)에 의해 평면글라스(10a)가 원형로(2)의 내부에 있는 성형몰드(4) 위에 얹혀지고, 상기 예열로(1)의 하부에서는 빈 글라스 캐리어(74) 꺼꾸로 된 상태로 진행하다 입구의 스프로킷(72)를 지나면 바로 서게 되고 그 위에 사람이 수동 또는 평면글라스 로딩로봇에 의해 평면글라스(10a)가 글라스 캐리어(74)에 로딩된다.
상기 예열로(1)는 평면글라스(10a)가 통과되면서 상온인 평면글라스(10a)를 500℃까지 예열하며, 3~4개의 예열존(11)으로 이루어지며, 각 예열존 별로 상부에는 상부예열히터(111)가 하부에는 하부예열히터(112)가 고정 설치된다.
도 7과 도 8에 도시되어 있는 것 같이 상기 원형로(2)는 상부에는 상부히터(211, 221, 231)가 하부에는 하부히터(212, 222, 232)가 고정 설치되며, 다수 개의 존(Zone)으로 구분되고, 상기 예열로(1)에서 공급된 평면글라스(10a)를 850℃까지 예열한 후 평면글라스(10a)를 성형하여 곡면글라스(10b)로 만들고, 서냉시킨 후 곡면글라스(10b)가 배출된다.
상기 원형로(2)는 내부에 공간이 있는 도너츠 형상으로, 상부에는 상부히터(211)가 하부에는 하부히터(212)가 고정 설치되고, 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 850℃까지 서서히 예열하는 다수 개의 예열존(21)과; 상부에는 상부히터(221)가 하부에는 하부히터(222)가 고정 설치되어 상기 예열존(21)에서 상승한 온도를 유지하고, 상기 상부히터(221) 하부에 설치되어 고온가스를 불어주는 가스블로잉 몰드(223)가 형성되며, 상기 가스블로잉 몰드(223)에서의 가스블로잉과 상기 회전암(51)의 중공(511)으로 진공흡입으로 850℃로 예열된 평면글라스(10a)를 곡면 형상으로 성형하여 곡면글라스(10b)로 만드는 성형존(22)과; 급속한 냉각을 방지하기 위하여 상부에는 상부히터(231)가 하부에는 하부히터(232)가 고정 설치되고, 성형된 곡면글라스(10b)를 500℃로까지 서서히 냉각하는 2~3개의 서냉존(23)으로 구성된다.
각각의 예열존(21)과 서냉존(23) 및 성형존(22) 사이에는 상기 성형몰드(4)가 이동할 때를 제외하고는 각 존의 열이 서로 전열되지 않도록 단열하기 위해 상부에서 하부로 오르내릴 수 있는 구조이고 상기 성형몰드(4)가 이동할 때는 열리고 정지할 때는 닫히는 게이트(24)가 설치된다.
상기 원형로(2)에는 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 상기 입구 글라스 이동로봇(91)으로 원형로 내부로 인입시키는 인입도어(25)와, 500℃까지 냉각된 곡면글라스(10b)를 상기 출구 글라스이동로봇(92)으로 원형로 내부에서 인출시키는 인출도어(26)가 형성된다.
상기 원형로(2)의 각 존의 하부에 설치되는 상기 하부히터(212, 222, 232)는 상기 회전암(51)이 중앙으로 이동할 수 있도록 2개로 분할되는 구조이다.
상기 고온가스 블로잉생성장치(3)는 상기 원형로(2)에 형성된 가스블로잉 몰드(223)에 성형 시 필요한 800℃ 이상의 고온가스를 공급하며, 불활성 가스가 저장되는 가스통(32)를 통해 가스가 공급되면 내부에 있는 히터(31)를 통해 800℃ 이상의 고온가스를 온도를 상승시켜 상기 가스블로잉 몰드(223)에서 고온가스를 분사한다.
상기 가스블로잉 몰드(223) 전단 라인에는 성형 시만 고온가스를 블로잉할 수 있도록 솔레노이드밸브(33)이 설치된다.
상기 회전장치부(5)는 말단에 상기 원형로(2) 각 존의 상기 성형몰드(4)가 결합되고 상기 성형몰드(4)와 성형몰드 위에 로딩된 평면글라스(10a) 사이의 공기를 흡입할 수 있게 내부에 중공(511)이 형성되어 진공라인 역할을 하며 각 존의 수량과 동일한 수량의 회전암(51)과, 상기 회전암(51)이 균일하게 측면에 결합되고 진공헤드 역할을 하는 진공탱크(52)와, 상기 원형로(2)의 내부 공간에 설치되어 상기 회전암(51)이 결합된 진공탱크(52)를 일정 시간동안 정지시켰다가 일정 각도로 회전시키는 회전기구(53)와, 상기 진공탱크(52)에 진공을 걸어주는 진공펌프(54)를 포함한다.
각각의 상기 회전암(51)에는 필요 시 진공을 온/오프하기 위하여 솔레노이드밸브(513)가 설치된다.
상기 진공탱크(52)에는 상기 진공펌프(54)에서 공기를 흡입할 수 있도록 공기배출구(521)가 형성된다.
상기 공기배출구(521)는 상기 진공탱크(52)가 회전 시 진공이 새는 것을 방지하기 위하여 자성유체(5211)로 진공실링 처리되어야 한다.
도 9-1에 도시되어 있는 것 같이 상기 성형몰드(4)는 상기 원형로(2)의 각 존에 1개씩 설치되어 각 존에서 일정 시간동안 정지되었다가 움직이고, 평면글라스(10a)가 위에 얹히며, 하부에 평면글라스(10a)와의 사이의 공기를 흡입하여 진공을 만들 수 있게 하는 무수한 진공흡입구(43)가 형성되고, 평면글라스(10a)를 곡면 글라스(10b)로 성형할 수 있게 하는 금형이다.
상기 성형몰드(4)에는 진공 흡입 시 글라스와 닿는 몰드면(41)과, 상기 몰드면(41)의 가장자리에는 몰드테두리(42)와, 상기 회전암(51)의 성형몰드결합구(512)와 결합하여 공기를 빨아들일 수 있게 하는 회전암결합구(44)가 형성되고, 상기 진공흡입구(43)는 상기 몰드면(41)의 전면에 걸쳐 균등하게 형성된다.
상기 진공흡입구(43)의 크기는 직경 0.5~0.8mm 인 것이 바람직하다.
도 9-2는 예열시 성형몰드(4) 위에 평면글라스(10a)를 놓은 단면도를 표시한 것으로 상기 성형몰드(4)의 형태가 안으로 들어간 음각형을 예시한 것으로 평면글라스(10a)의 이송시 흔들림을 방지하기 위해 평면글라스(10a)를 경사지게 놓는다.
성형 전의 평면글라스(10a)는 글라스 형상에 맞추어 음각으로 모양을 만든 형상 위에 떠있는 모양이 되며 하부의 진공압이 걸리고 상부에서 고온의 가스가 불어줌에 따라 상기 성형몰드94)에 밀착되어 도 9-3과 같이 성형몰드(4)와 같은 형상의 곡면글라스(10b)가 만들어 진다.
도 10-1과 도 10-2에 도시되어 있는 것 같이 상기 입구 글라스이동로봇(91)은 평면글라스(10a)를 상기 입구 글라스이송장치(7)에서 흡착하여 상기 원형로(2) 내부로 이동시켜 상기 성형몰드(4) 위에 올려놓는 역할을 하며, 진공을 이용해 흡착하거나 진공을 해지하여 상기 글라스 캐리어(74)나 성형몰드(4) 위에 놓는 진공척(911)과, 상기 진공척(911)을 수평으로 이동시키는 수평가이드레일장치와(912), 상기 진공척(911)을 수직으로 이동시키는 수직가이드레일장치(913)으로 구성된다.
상기 진공척(911)은 경사지게 글라스를 놓거나 경사지게 놓여진 글라스를 흡착하기 위하여 상기 진공척(911)의 설치 각도를 조정할 수 있는 틸팅장치가 포함되는 것이 바람직하다.
도 10-3과 도 10-4에 도시되어 있는 것 같이 상기 출구 글라스이동로봇(92)은 상기 원형로(2)에서 성형된 곡면글라스(10b)를 배출하여 상기 출구 글라스이송장치(8)의 글라스 캐리어(84)에 올려 놓는 역할을 하며, 진공을 이용해 성형몰드(4) 위의 곡면글라스(10b)를 흡착하거나 진공을 해지하여 상기 글라스 캐리어(84) 위에 놓는 진공척(921)과, 상기 진공척(921)을 수평으로 이동시키는 수평가이드레일장치와(922), 상기 진공척(921)을 수직으로 이동시키는 수직가이드레일장치(923)으로 구성된다.
상기 진공척(921)은 경사지게 글라스를 놓거나 경사지게 놓여진 글라스를 흡착하기 위하여 상기 진공척(921)의 설치 각도를 조정할 수 있는 틸팅장치가 포함되는 것이 바람직하다.
상기 글라스 이동로봇부(9)에 필요한 진공압이나 유압을 얻기 위한 진공펌프나 유압펌프는 본 발명의 범위에서 제외한다.
상기 입구 글라스이동로봇(91)과 출구 글라스이동로봇(92)은 진공척(911, 921)을 사용하여 글라스를 진공을 이용해 흡착하거나 진공을 해지하여 상기 글라스 캐리어(74, 84)나 성형몰드(4) 위에 놓는다.
상기 진공척(911, 921)은 상하운동과 좌우운동을 할 수 있는 구조이다.
상기 진공척(911, 921)에는 진공 흡착을 위해 공기가 빨려 나가는 진공홀(9111, 9211)과, 상기 진공홀(9111, 9211)이 내부에 형성되고 진공 흡착 시 글라스 표면에 흔적이 남지 않게 하기 위해 표면에 흡입홈((9112, 9212)이 형성된다.
도 11에 도시되어 있는 것 같이 상기 진공척(911, 921)은 진공을 이용해 흡착하거나 진공을 해지하여 상기 글라스 캐리어(74)나 성형몰드(4) 위에 놓는 역할을 한다.
상기 진공척(911, 921)에는 평명글라스(10a) 또는 곡면글라스(10a) 위의 공기를 빨아드리는 홀인 다수 개의 진공홀(9111, 9211)과, 상기 진공홀(9111, 9211)에서 흡입한 공기가 모이는 흡입헤더(9113, 9213)와, 평명글라스(10a) 또는 곡면글라스(10a)를 흡입할 때 진공홀 자국이 나는 것을 방지하기 위해 파여진 흡입홈(9112, 9212)과, 진공펌프에서 진공압을 주는 메인흡입구(9114, 9214)가 형성된다.
상기 진공척(911, 921)은 상하운동과 좌우운동을 할 수 있는 구조이고, 경사지게 글라스를 놓거나 경사지게 놓여진 글라스를 흡착하기 위하여 상기 진공척(921)의 설치 각도를 조정할 수 있는 틸팅장치가 포함되는 것이 바람직하다.
도 12에 도시되어 있는 것 같이 상기 출구 글라스이송장치(8)는 곡면글라스(10b)를 로딩하여 얹혀 놓을 수 있는 글라스 캐리어(84)가 설치되며 상기 원형로(2)에서 배출된 곡면글라스(10b)가 상기 냉각로(6)를 통과하게 하여 완제품을 생산하여 적재할 수 있게 이송하는 역할을 하며, 회전하는 2개의 체인(11) 사이에 상기 글라스 캐리어(84)가 설치되며, 상기 체인(81)의 양단에는 스프로킷(82)이 형성되어 모터(83)로 구동하는 체인컨베이어 타입이며, 상기 글라스 캐리어(84)와 체인(81)을 결합하는 체인연결부재(844)를 포함한다.
도 13에 도시되어 있는 것 같이 상기 냉각로(6)는 상기 원형로(2)에서 배출된 500℃로 냉각된 곡면글라스(10b)를 일정 시간동안 100℃로 냉각시키며, 내부에 급격한 냉각을 방지하기 위하여 상부에는 상부히터(61)가 하부에는 하부히터(62)가 설치된다.
본 도면은 2차 냉각되는 것을 보여주며, 상기 출구 글라스이송장치(8)의 회전에 의해 앞으로 진행되면서 냉각되고, 상기 출구 글라스이동로봇(92)에 의해 원형로(2) 내부의 성형몰드(4) 위에 있는 곡면글라스(10b)를 흡착하여 상기 출구 글라스이송장치(8)의 상기 글라스 캐리어(84) 위에 올려 놓으면 상기 출구 글라스이송장치(8)가 진행하면서 냉각되면, 상온까지 냉각된 곡면글라스(10b)는 작업자가 수동으로 적재하거나 적재로봇을 사용하여 적재한다.
상기 냉각로(6)의 하부에서는 빈 글라스 캐리어(84) 꺼꾸로 된 상태로 진행하다 입구의 스프로킷(82)를 지나면 바로 서게 되고 그 위에 상기 출구 글라스이동로봇(92)에 의해 곡면글라스(10b)가 올려지는 것이 반복된다.
상기 냉각로(6)는 500℃의 곡면글라스를 300℃까지 냉각시키는 제1냉각존과, 300℃의 곡면글라스를 100℃까지 내리는 제2냉각존으로 분리되어 형성되는 것이 바람작하다.
도 14에 도시되어 있는 것 같이 평면글라스를 성형하여 곡면글라스로 만드는 곡면글라스 제조장치(A)를 이용한 곡면글라스 제조방법은 상기 입구 글라스이송장치(7)의 글라스 캐리어(74)에 평면글라스(10a)를 로딩시켜 상온의 평면글라스(10a)를 500℃까지 상기 예열로(1)에서 예열하는 1차예열공정인 제1공정과; 상기 입구 글라스이동로봇(91)을 이용하여 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 상기 원형로(2) 내부의 성형몰드(4) 위에 로딩시키고 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 상기 원형로(2)의 예열존(21)에서 850℃까지 서서히 예열하는 2차예열공정인 제2공정과; 상기 원형로(2)의 성형존(22)에서 상기 가스블로잉 몰드(223)에서의 가스블로잉과 상기 회전암(51)의 중공(511)으로 진공흡입으로 850℃로 예열된 평면글라스(10a)를 곡면 형상으로 성형하여 곡면글라스(10b)로 만드는 성형공정인 제3공정과; 성형된 곡면글라스(10b)를 상기 원형로(2)의 냉각존(23)에서 500℃까지 냉각하는 1차냉각공정인 제4공정과; 500℃까지 냉각된 곡면글라스(10b)를 상기 출구 글라스이동로봇(92)을 이용하여 출구 글라스이송장치(8)의 글라스캐리어(84)에 로딩시킨 후 100℃까지 상기 냉각로(6)에서 냉각시키는 2차냉각공정인 제5공정과; 상기 제5공정에서 냉각된 곡면글라스(10b)를 적재하는 글라스 적재공정인 제6공정으로 구성된다.
상기 제 6공정은 작업자가 수동으로 하거나, 언로딩로봇으로 적재한다.
상기 제1공정은 상기 예열로(1)를 가동하여 각 존 별로 일정 온도까지 상승시키는 예열로 워밍공정인 제1-1공정과; 상기 입구 글라스이송장치(7)를 가동하고 상온의 평면글라스를 글라스 표면에 흔적을 남기지 않게 상기 입구 글라스이송장치(7)의 글라스 캐리어(74)에 계속 로딩시키는 로딩공정인 제1-2공정과; 로딩된 평면글라스(10a)를 상기 예열로(1)의 예열존(11)을 통과하면서 500℃까지 서서히 예열시키는 1차예열공정인 제1-3공정으로 구성된다.
상기 1-2공정은 작업자가 수동으로 하거나, 로딩로봇이 시행한다.
상기 제2공정은 상기 원형로(2)를 가동시켜 각 존 별로 일정 온도까지 상승시키고, 상기 회전암(51)에 설치된 솔레노이드밸브(513)가 닫힌 상태에서 상기 진공펌프(54)를 가동하여 상기 진공탱크(52)를 진공상태로 만들는 원형로 워밍공정인 제2-1공정과; 상기 입구 글라스이동로봇(91)을 이용하여 상기 입구 글라스이송장치의 글라스 캐리어의 있는 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 진공 흡착하여 상기 원형로(2) 내부의 성형몰드(4) 위에 로딩시키는 평면글라스로딩공정인 제2-2공정과; 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 상기 원형로(2)의 예열존(21)에서 850℃까지 서서히 예열하는 2차예열공정인 제2-3공정으로 구성된다.
상기 제5공정은 상기 냉각로(6)를 가동하여 각 존 별로 일정 온도까지 상승시키는 냉각로 워밍공정인 제5-1공정과; 상기 출구 글라스이송장치(8)를 가동하고 500℃의 곡면글라스(10b)를 글라스 표면에 흔적을 남기지 않게 상기 출구 글라스이동로봇(92)으로 배출하여 상기 출구 글라스이송장치(8)의 글라스 캐리어(84)에 계속 로딩시키는 곡면글라스로딩공정인 제5-2공정과; 로딩된 곡면글라스(10b)를 상기 냉각로(6)에 통과시켜 100℃까지 서서히 냉각시키는 2차냉각공정인 제5-3공정으로 구성된다.
상기 원형로(2)의 2차예열과 성형 및 1차냉각을 위한 노 내부의 온도 상승과 온도 하강의 구배와 성형 시간을 결정하는 상기 회전기구(53)에 의한 성형몰드의 이동은 10~50초 동안 정지한 후 일정 각도로 회전하는 것을 반복하는 것이 바람직하다.
본 발명의 곡면 윈도우 글라스 제조장치 및 이를 이용한 곡면글라스 제조방법에 따르면 글라스 단독으로 이동이 가능하고 표면에 자국이 남지 않는 500℃ 이하에서의 작업은 글라스 단독으로 시행하고, 500℃ 이상에서의 작업은 성형몰드와 같이 작업하여, 전력사용량을 절감할 수 있으며, 품질의 안정성을 확보할 수 있고, 예열시간과 냉각시간을 단축할 수 있어 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
A : 곡면글라스 제조장치
1 : 예열로 11 : 예열존
111 : 상부예열히터 112 : 하부예열히터
2 : 원형로 21 : 예열존
211 : 상부히터 212 : 하부히터
22 : 성형존 221 : 상부히터
222 : 하부히터 223 : 가스블로잉 몰드
23 : 냉각존 231 : 상부히터
232 : 하부히터 24 : 게이트
25 : 인입도어 26 : 인출도어
3: 고온가스 블로잉생성장치
31 : 히터 32 : 가스통
33 : 솔레노이드밸브 34 : 스톱밸브
4 : 성형몰드 41 : 몰드면
42 : 몰드테두리 43 : 진공흡입구
44 : 회전암결합구
5 : 회전장치부 51 : 회전암
511 : 중공 512 : 성형몰드결합구
513 : 솔레노이드밸브
52 : 진공탱크 521 : 공기배출구
5211 : 자성유체 53 : 회전기구
54 : 진공펌프
6 : 냉각로 61 : 상부히터
62 : 하부히터
7 : 입구 글라스이송장치 71 : 체인
72 : 스프로킷 73 : 모터
74 : 글라스 캐리어 741 : 캐리어 프레임
742 : 글라스 지지부 743 : 로딩와이어
744 : 체인연결부재
8 : 출구 글라스이송장치 81 : 체인
82 : 스프로킷 83 : 모터
84 : 글라스 캐리어 841 : 캐리어 프레임
842 : 글라스 지지부 843 : 로딩와이어
844 : 체인연결부재
9 : 글라스 이동로봇부 91 : 입구 글라스이동로봇
911 : 진공척 9111 : 진공홀
9112 : 흡입홈 9113 : 흡입헤더
9114 : 메인흡입구 912 : 수평가이드레일장치
913 : 수직가이드레일장치 92 : 출구 글라스이동로봇
921 : 진공척 9211 : 진공홀
9212 : 흡입홈 9213 : 흡입헤더
9214 : 메인흡입구 922 : 수평가이드레일장치
923 : 수직가이드레일장치
10a : 평면글라스 10b : 곡면글라스

Claims (7)

  1. 평면글라스(10a)가 통과되면서 상온인 평면글라스(10a)를 500℃까지 예열하며, 3~4개의 예열존(11)으로 이루어지며, 각 예열존 별로 상부에는 상부예열히터(111)가 하부에는 하부예열히터(112)가 고정 설치되는 예열로(1)와;
    상부에는 상부히터(211, 221, 231)가 하부에는 하부히터(212, 222, 232)가 고정 설치되며, 다수 개의 존(Zone)으로 구분되고, 상기 예열로(1)에서 공급된 평면글라스(10a)를 850℃까지 예열한 후 평면글라스(10a)를 성형하여 곡면글라스(10b)로 만들고, 서냉시킨 후 곡면글라스(10b)가 배출되는 원형로(2)와;
    상기 원형로(2)에 형성된 가스블로잉 몰드(223)에 성형 시 필요한 800℃ 이상의 고온가스를 공급하는 고온가스 블로잉생성장치(3)와;
    상기 원형로(2)의 각 존에 1개씩 설치되어 각 존에서 일정 시간동안 정지되었다가 움직이고, 평면글라스(10a)가 위에 얹히며, 하부에 평면글라스(10a)와의 사이의 공기를 흡입하여 진공을 만들 수 있게 하는 진공흡입구(43)가 형성되고, 평면글라스(10a)를 곡면 글라스(10b)로 성형할 수 있게 하는 금형인 성형몰드(4)와;
    말단에 상기 원형로(2) 각 존의 상기 성형몰드(4)가 결합되고 상기 성형몰드(4)와 성형몰드 위에 로딩된 평면글라스(10a) 사이의 공기를 흡입할 수 있게 내부에 중공(511)이 형성되어 진공라인 역할을 하며 각 존의 수량과 동일한 수량의 회전암(51)과, 상기 회전암(51)이 균일하게 측면에 결합되고 진공헤드 역할을 하는 진공탱크(52)와, 상기 원형로(2)의 내부 공간에 설치되어 상기 회전암(51)이 결합된 진공탱크(52)를 일정 시간동안 정지시켰다가 일정 각도로 회전시키는 회전기구(53)와, 상기 진공탱크(52)에 진공을 걸어주는 진공펌프(54)를 포함하는 회전장치부(5)와;
    상기 원형로(2)에서 배출된 500℃로 냉각된 곡면글라스(10b)를 일정 시간동안 100℃로 냉각시키며, 내부에 급격한 냉각을 방지하기 위하여 상부에는 상부히터(61)가 하부에는 하부히터(62)가 설치된 냉각로(6)와;
    평면글라스(10a)를 로딩하여 얹혀 놓을 수 있는 글라스 캐리어(74)가 설치되며 상기 예열로(1)의 내부를 통과하여 상기 원형로(2) 입구까지 평면글라스(10a)를 이송하는 입구 글라스이송장치(7)와;
    곡면글라스(10b)를 로딩하여 얹혀 놓을 수 있는 글라스 캐리어(84)가 설치되며 상기 원형로(2)에서 배출된 곡면글라스(10b)가 상기 냉각로(6)를 통과하게 하는 출구 글라스이송장치(8)와;
    평면글라스(10a)를 상기 입구 글라스이송장치(7)에서 흡착하여 상기 원형로(2) 내부로 이동시켜 상기 성형몰드(4) 위에 올려놓는 입구 글라스이동로봇(91)과, 상기 원형로(2)에서 성형된 곡면글라스(10b)를 배출하여 상기 출구 글라스이송장치(8)의 글라스 캐리어(84)에 올려 놓는 출구 글라스이동로봇(92)으로 구성된 글라스 이동로봇부(9)와;
    상기 예열로(1), 원형로(2), 고온가스 블로잉생성장치(3), 회전장치부(5), 냉각로(6), 입구 글라스이송장치(7), 출구 글라스이송장치(8) 및 글라스 이동로봇부(9)를 운전하고 제어하는 제어부로 구성되고,
    상기 원형로(2)는 내부에 공간이 있는 도너츠 형상으로, 상부에는 상부히터(211)가 하부에는 하부히터(212)가 고정 설치되고, 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 850℃까지 서서히 예열하는 다수 개의 예열존(21)과;
    상부에는 상부히터(221)가 하부에는 하부히터(222)가 고정 설치되어 상기 예열존(21)에서 상승한 온도를 유지하고, 상기 상부히터(221) 하부에 설치되어 고온가스를 불어주는 가스블로잉 몰드(223)가 형성되며, 상기 가스블로잉 몰드(223)에서의 가스블로잉과 상기 회전암(51)의 중공(511)으로 진공흡입으로 850℃로 예열된 평면글라스(10a)를 곡면 형상으로 성형하여 곡면글라스(10b)로 만드는 성형존(22)과;
    급속한 냉각을 방지하기 위하여 상부에는 상부히터(231)가 하부에는 하부히터(232)가 고정 설치되고, 성형된 곡면글라스(10b)를 500℃로까지 서서히 냉각하는 2~3개의 서냉존(23)으로 구성되며,
    각각의 예열존(21)과 서냉존(23) 및 성형존(22) 사이에는 상기 성형몰드(4)가 이동할 때를 제외하고는 각 존의 열이 서로 전열되지 않도록 단열하기 위해 상부에서 하부로 오르내릴 수 있는 구조이고 상기 성형몰드(4)가 이동할 때는 열리고 정지할 때는 닫히는 게이트(24)가 설치되고,
    상기 원형로(2)에는 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 상기 입구 글라스 이동로봇(91)으로 원형로 내부로 인입시키는 인입도어(25)와, 500℃까지 냉각된 곡면글라스(10b)를 상기 출구 글라스이동로봇(92)으로 원형로 내부에서 인출시키는 인출도어(26)가 형성되고,
    상기 원형로(2)의 각 존의 하부에 설치되는 상기 하부히터(212, 222, 232)는 상기 회전암(51)이 중앙으로 이동할 수 있도록 2개로 분할되는 구조 것을 특징으로 하는 곡면 윈도우 글라스 제조장치
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 입구 글라스이송장치(7)와 출구 글라스이송장치(8)는 2개의 체인(71, 81) 사이에 상기 글라스 캐리어(74, 84)가 설치되며, 상기 체인(71, 81)의 양단에는 스프로킷(72, 82)이 형성되어 모터(73, 83)로 구동하는 체인컨베이어 타입이며,
    상기 글라스 캐리어(74, 84)는 외형을 이루는 캐리어 프레임(741, 841)과;
    상기 캐리어 프레임(741, 841)의 상부에 설치되어 상기 평면글라스가 외부로 배출되거나 움직이는 것을 방지하고 일정 위치에 놓여지도록 하는 글라스 지지부(742, 842)와;
    평면글라스(10a)가 위에 로딩되며, 상기 캐리어 프레임(741, 841)에 설치되어 예열되면서 이송될 때 평면글라스(10a)에 자국이 남지않도록 하는 백금 재질의 로딩와이어((743, 843)로 구성되는 것을 특징으로 하는 곡면 윈도우 글라스 제조장치
  4. 제 1항에 있어서,
    각각의 상기 회전암(51)에는 필요 시 진공을 온/오프하기 위하여 솔레노이드밸브(513)가 설치되며,
    상기 진공탱크(52)에는 상기 진공펌프(54)에서 공기를 흡입할 수 있도록 공기배출구(521)가 형성되며,
    상기 공기배출구(521)는 상기 진공탱크(52)가 회전 시 진공이 새는 것을 방지하기 위하여 자성유체(5211)로 진공실링 처리가 되는 것을 특징으로 하는 곡면 윈도우 글라스 제조장치
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 입구 글라스이동로봇(91)과 출구 글라스이동로봇(92)은 진공척(911, 921)을 사용하여 글라스를 진공을 이용해 흡착하거나 진공을 해지하여 상기 글라스 캐리어(74, 84)나 성형몰드(4) 위에 놓으며,
    상기 진공척(911, 921)은 상하운동과 좌우운동을 할 수 있는 구조이고,
    상기 진공척(911, 921)에는 진공 흡착을 위해 공기가 빨려 나가는 진공홀((9111, 9211)과, 상기 진공홀(9111, 9211)이 내부에 형성되고 진공 흡착 시 글라스 표면에 흔적이 남지 않게 하기 위해 표면에 흡착홈((9112, 9212)이 형성되며,
    상기 냉각로(6)는 500℃의 곡면글라스를 300℃까지 냉각시키는 제1냉각존과, 300℃의 곡면글라스를 100℃까지 내리는 제2냉각존으로 구성되는 것을 특징으로 하는 곡면 윈도우 글라스 제조장치
  6. 평면글라스를 성형하여 곡면글라스로 만드는 곡면글라스 제조장치(A)를 이용한 곡면글라스 제조방법에 있어서,
    상기 곡면글라스 제조장치(A)는 평면글라스(10a)가 통과되면서 상온인 평면글라스(10a)를 500℃까지 예열하며, 3~4개의 예열존(11)으로 이루어지며, 각 예열존 별로 상부에는 상부예열히터(111)가 하부에는 하부예열히터(112)가 고정 설치되는 예열로(1)와;
    상부에는 상부히터(211, 221, 231)가 하부에는 하부히터(212, 222, 232)가 고정 설치되며, 다수 개의 존(Zone)으로 구분되고, 상기 예열로(1)에서 공급된 평면글라스(10a)를 850℃까지 예열한 후 평면글라스(10a)를 성형하여 곡면글라스(10b)로 만들고, 서냉시킨 후 곡면글라스(10b)가 배출되는 원형로(2)와;
    상기 원형로(2)에 형성된 가스블로잉 몰드(223)에 성형 시 필요한 800℃ 이상의 고온가스를 공급하는 고온가스 블로잉생성장치(3)와;
    상기 원형로(2)의 각 존에 1개씩 설치되어 각 존에서 일정 시간동안 정지되었다가 움직이고, 평면글라스(10a)가 위에 얹히며, 하부에 평면글라스(10a)와의 사이의 공기를 흡입하여 진공을 만들 수 있게 하는 진공흡입구(43)가 형성되고, 평면글라스(10a)를 곡면 글라스(10b)로 성형할 수 있게 하는 금형인 성형몰드(4)와;
    말단에 상기 원형로(2) 각 존의 상기 성형몰드(4)가 결합되고 상기 성형몰드(4)와 성형몰드 위에 로딩된 평면글라스(10a) 사이의 공기를 흡입할 수 있게 내부에 중공(511)이 형성되어 진공라인 역할을 하며 각 존의 수량과 동일한 수량의 회전암(51)과, 상기 회전암(51)이 균일하게 측면에 결합되고 진공헤드 역할을 하는 진공탱크(52)와, 상기 원형로(2)의 내부 공간에 설치되어 상기 회전암(51)이 결합된 진공탱크(52)를 일정 시간동안 정지시켰다가 일정 각도로 회전시키는 회전기구(53)와, 상기 진공탱크(52)에 진공을 걸어주는 진공펌프(54)를 포함하는 회전장치부(5)와;
    상기 원형로(2)에서 배출된 500℃로 냉각된 곡면글라스(10b)를 일정 시간동안 300℃로 냉각시키며, 내부에 급격한 냉각을 방지하기 위하여 상부에는 상부히터(61)가 하부에는 하부히터(62)가 설치된 냉각로(6)와;
    평면글라스(10a)를 로딩하여 얹혀 놓을 수 있는 글라스 캐리어(74)가 설치되며 상기 예열로(1)의 내부를 통과하여 상기 원형로(2) 입구까지 평면글라스(10a)를 이송하는 입구 글라스이송장치(7)와;
    곡면글라스(10b)를 로딩하여 얹혀 놓을 수 있는 글라스 캐리어(84)가 설치되며 상기 원형로(2)에서 배출된 곡면글라스(10b)가 상기 냉각로(6)를 통과하게 하는 출구 글라스이송장치(8)와;
    평면글라스(10a)를 상기 입구 글라스이송장치(7)에서 흡착하여 상기 원형로(2) 내부로 이동시켜 상기 성형몰드(4) 위에 올려놓는 입구 글라스이동로봇(91)과, 상기 원형로(2)에서 성형된 곡면글라스(10b)를 배출하여 상기 출구 글라스이송장치(8)의 글라스 캐리어(84)에 올려 놓는 출구 글라스이동로봇(92)으로 구성되며,
    상기 원형로(2)는 내부에 공간이 있는 도너츠 형상으로, 상부에는 상부히터(211)가 하부에는 하부히터(212)가 고정 설치되고, 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 850℃까지 서서히 예열하는 다수 개의 예열존(21)과;
    상부에는 상부히터(221)가 하부에는 하부히터(222)가 고정 설치되어 상기 예열존(21)에서 상승한 온도를 유지하고, 상기 상부히터(221) 하부에 설치되어 고온가스를 불어주는 가스블로잉 몰드(223)가 형성되며, 상기 가스블로잉 몰드(223)에서의 가스블로잉과 상기 회전암(51)의 중공(511)으로 진공흡입으로 850℃로 예열된 평면글라스(10a)를 곡면 형상으로 성형하여 곡면글라스(10b)로 만드는 성형존(22)과;
    급속한 냉각을 방지하기 위하여 상부에는 상부히터(231)가 하부에는 하부히터(232)가 고정 설치되고, 성형된 곡면글라스(10b)를 500℃로까지 서서히 냉각하는 2~3개의 서냉존(23)으로 구성되며,
    각각의 예열존(21)과 서냉존(23) 및 성형존(22) 사이에는 상기 성형몰드(4)가 이동할 때를 제외하고는 각 존의 열이 서로 전열되지 않도록 단열하기 위해 상부에서 하부로 오르내릴 수 있는 구조이고 상기 성형몰드(4)가 이동할 때는 열리고 정지할 때는 닫히는 게이트(24)가 설치되고,
    상기 원형로(2)에는 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 상기 입구 글라스 이동로봇(91)으로 원형로 내부로 인입시키는 인입도어(25)와, 500℃까지 냉각된 곡면글라스(10b)를 상기 출구 글라스이동로봇(92)으로 원형로 내부에서 인출시키는 인출도어(26)가 형성되고,
    상기 원형로(2)의 각 존의 하부에 설치되는 상기 하부히터(212, 222, 232)는 상기 회전암(51)이 중앙으로 이동할 수 있도록 2개로 분할되는 구조이며,
    상기 냉각로(6)는 500℃의 곡면글라스를 300℃까지 냉각시키는 제1냉각존과, 300℃의 곡면글라스를 100℃까지 내리는 제2냉각존으로 구성되고,
    상기 제조방법은 상기 입구 글라스이송장치(7)의 글라스 캐리어(74)에 평면글라스(10a)를 로딩시켜 상온의 평면글라스(10a)를 500℃까지 상기 예열로(1)에서 예열하는 1차예열공정인 제1공정과;
    상기 입구 글라스이동로봇(91)을 이용하여 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 상기 원형로(2) 내부의 성형몰드(4) 위에 로딩시키고 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 상기 원형로(2)의 예열존(21)에서 850℃까지 서서히 예열하는 2차예열공정인 제2공정과;
    상기 원형로(2)의 성형존(22)에서 상기 가스블로잉 몰드(223)에서의 가스블로잉과 상기 회전암(51)의 중공(511)으로 진공흡입으로 850℃로 예열된 평면글라스(10a)를 곡면 형상으로 성형하여 곡면글라스(10b)로 만드는 성형공정인 제3공정과;
    성형된 곡면글라스(10b)를 상기 원형로(2)의 냉각존(23)에서 500℃까지 냉각하는 1차냉각공정인 제4공정과;
    500℃까지 냉각된 곡면글라스(10b)를 상기 출구 글라스이동로봇(92)을 이용하여 출구 글라스이송장치(8)의 글라스캐리어(84)에 로딩시킨 후 100℃까지 상기 냉각로(6)에서 냉각시키는 2차냉각공정인 제5공정과;
    상기 제5공정에서 냉각된 곡면글라스(10b)를 적재하는 글라스 적재공정인 제6공정으로 구성되는 곡면 윈도우 글라스 제조장치를 이용한 곡면글라스 제조방법
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1공정은 상기 예열로(1)를 가동하여 각 존 별로 일정 온도까지 상승시키는 예열로 워밍공정인 제1-1공정과;
    상기 입구 글라스이송장치(7)를 가동하고 상온의 평면글라스를 글라스 표면에 흔적을 남기지 않게 상기 입구 글라스이송장치(7)의 글라스 캐리어(74)에 계속 로딩시키는 로딩공정인 제1-2공정과;
    로딩된 평면글라스(10a)를 상기 예열로(1)의 예열존(11)을 통과하면서 500℃까지 서서히 예열시키는 1차예열공정인 제1-3공정으로 구성되며,
    상기 제2공정은 상기 원형로(2)를 가동시켜 각 존 별로 일정 온도까지 상승시키고, 상기 회전암(51)에 설치된 솔레노이드밸브(513)가 닫힌 상태에서 상기 진공펌프(54)를 가동하여 상기 진공탱크(52)를 진공상태로 만들는 원형로 워밍공정인 제2-1공정과;
    상기 입구 글라스이동로봇(91)을 이용하여 상기 입구 글라스이송장치의 글라스 캐리어의 있는 500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 진공 흡착하여 상기 원형로(2) 내부의 성형몰드(4) 위에 로딩시키는 평면글라스로딩공정인 제2-2공정과;
    500℃까지 예열된 평면글라스(10a)를 상기 원형로(2)의 예열존(21)에서 850℃까지 서서히 예열하는 2차예열공정인 제2-3공정으로 구성되고,
    상기 제5공정은 상기 냉각로(6)를 가동하여 각 존 별로 일정 온도까지 상승시키는 냉각로 워밍공정인 제5-1공정과;
    상기 출구 글라스이송장치(8)를 가동하고 500℃의 곡면글라스(10b)를 글라스 표면에 흔적을 남기지 않게 상기 출구 글라스이동로봇(92)으로 배출하여 상기 출구 글라스이송장치(8)의 글라스 캐리어(84)에 계속 로딩시키는 곡면글라스로딩공정인 제5-2공정과;
    로딩된 곡면글라스(10b)를 상기 냉각로(6)에 통과시켜 100℃까지 서서히 냉각시키는 2차냉각공정인 제5-3공정으로 구성되며,
    상기 원형로(2)의 2차예열과 성형 및 1차냉각을 위한 노 내부의 온도 상승과 온도 하강의 구배와 성형 시간을 결정하는 상기 회전기구(53)에 의한 성형몰드의 이동은 10~50초 동안 정지한 후 일정 각도로 회전하는 것을 반복하는 것을 특징으로 하는 곡면 윈도우 글라스 제조장치를 이용한 곡면글라스 제조방법
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