KR20000023190A

KR20000023190A - 판유리 모재를 절단하기 위한 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20000023190A
Application number: KR1019990039702A
Authority: KR
Inventors: 요시구니게이스케; 츠가다쇼고
Original assignee: 야마나까 마모루; 호야 가부시키가이샤
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1999-09-15
Publication date: 2000-04-25
Also published as: CN1157345C; TW420768B; CN1250032A; US6412677B1

Abstract

하나의 주표면상에 미리 복수개의 홈들이 새겨지거나 혹은 가공된 판유리 모재를 절단하는 방법이 개시되어 있다. 이러한 방법에 의하면, 항상 적당한 프레싱이 수행되어 보다 바람직한 프레스 재질을 형성할 수 있다. 판유리 모재(20)가 인덴터(191)에 의해 가압되어 홈(D1) 부분에서 절단될 때, 순간적으로 진동이 발생한다. 상기 진동은 인덴터 베이스(190)를 통해 진동 센서(193)로 전송된다. 그래서 상기 진동 센서(193)가 진동을 감지하는 시점에, 프레싱 장치(19)의 Z-축 서보 모터(192)가 정지하고, 상기 인덴터(191)에 의한 프레싱이 정지한다. 그러므로 상기 인덴터(191)는 필요이상의 스트로우크에 의해 진행되지 않아서, 절단부분의 글래스는 칩핑되는 것이 방지될 수 있다.

Description

판유리 모재를 절단하기 위한 방법 및 그 장치{CUTTING METHOD FOR PLATE GLASS MOTHER MATERIAL AND PLATE GLASS MOTHER MATERIAL CUTTING DEVICE}

본 발명은 재열 프레스 방법에서 프레스 재질의 모재(mother material of a material to be pressed)로서 판유리 부재(plate glass member)를 절단하는 방법과 판유리 모재 절단 장치(plate glass mother material cutting device)에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 미리 하나의 주표면(main surface)상에 복수개의 홈들이 새거진(scribed) 혹은 가공된(processed) 판유리 모재를 절단하는 방법과 판유리 모재 절단 장치에 관한 것이다.

광학 렌즈들(optical lens) 그리고 프리즘(prism)같은 광학 요소들(optical elements)이 형성될 때, 프레스 몰딩(press molding)이 사용된다. 프레스 몰딩(press molding)의 예들은 대개 정밀 프레스 몰딩 방법(precision press molding method), 다이렉트 프레스 방법(direct press method) 그리고 재열 프레스 방법(reheat press method)을 구비한다.

상기 정밀 프레스 몰딩 방법은 몰딩 다이(molding die)의 형상(shape)과 표면 정도(surface precision)를 연질 글래스(softened glass)에 전사하는(transferring) 몰딩 방법(molding method of transferring)으로, 프레스 재질(pressed material)은 그라인딩(grinding) 혹은 폴리싱(polishing)이 필요하지 않다.

한편, 다이렉트 프레스 방법과 재열 프레스 방법은 상기 프레스 몰딩후에, 프레스 재질의 형상을 최종 생산 형태에 근접하도록 하는 그라인딩과 프레스 재질의 표면을 폴리싱하기위한 폴리싱이 실행되는 것을 전제(premise)로 하는 몰딩 방법들이다.

상기 정밀 프레스 몰딩 방법이 폴리싱이 없으므로, 구형이 아닌 렌즈들(non-spherical lens)같이 폴리싱하기 힘든 형태를 갖는 렌즈들을 제조하기가 적당하다. 하지만, 몰딩 다이의 형상 정도(shape precision)을 재생산하기 위해서 프레싱(pressing)은 점성(viscosity)이 프레싱중에 10⁸에서 10¹²dPaㆍS로 비교적 높은 범위에 있는 경우에 실행되어야 하고, 프레싱 점성(pressing viscosity)에서 불투명하게 되지 않는(fail to be devitrified) 조건을 만족하는 상기 글래스 재질만이 사용될 수 있다. 더구나 제조 장치(manufacture device)가 대형(large-scaled)이고 고가(expensive)이어서 제조 단가(manufacture cost)가 상승하는 문제들이 있다.

그러므로, 생산 단가를 낮추면서 대규모의 글래스 생산품을 제조하기 위해서는, 다이렉트 프레스 방법과 재열 프레스 방법이 적당하다.

상기 다이렉트 프레스 방법은 디스차저 파이프(discharge pipe)의 외부로 유동하는 용해 글래스(molten glass)의 기예정된(predetermined) 양을 상기 몰딩 다이의 하부와 상부 다이들(lower and upper dies) 내부로 주입하고, 10³dPaㆍS 주위의 비교적 낮은 점성에서 프레싱을 실행하는 단계를 구비한다. 상기 방법에 의하면, 상기 프레스 재질은 좋은 중량 정도(good weight precision)를 갖게 된다. 하지만, 상기 방법은 다품종 소량 생산들(small amount of a wide variety products)에는 적당하지 않다.

한편, 상기 재열 프레스 방법은 예정된 중량(predetermined weight)을 갖는 프레스 재질을 준비하고, 정상 온도(normal temperature)로부터 프레스 재질을 재열(reheating)하고, 상기 재질을 소프트닝(softening)하고 10⁵dPaㆍS 주위의 점성에서 몰딩 다이에 의해 프레스 몰딩을 실행하는 단계를 구비한다. 이 방법은 소품종 대량 생산(production of a large amount of a small variety)에는 적합하지 않고, 다품종 소량 생산(small amount of the wide variety of products)에는 적합하다. 상기 재열 프레스 방법에서, 프레스 재질의 중량이 상기 프레스 몰딩 다이내의 캐비티(cavity)와 비교해서 충분하지 못할 경우에는, 상기 몰딩 다이의 캐비티가 프레스 재질로 충분히 채워지지 못하여 신장율 결함(elongation defect)이 발생한다. 더구나, 프레스 재질이 과도한 중량을 가지는 경우에, 재질이 상기 몰딩 다이를 오버플로우(overflow)하는 다른 문제가 발생한다. 그러므로 상기 재열 프레스 방법에서, 프레스 재질의 중량 조절은 중요한 문제이다.

상기 재열 프레스 방법에서 사용시 프레스 재질을 형성하는 방법으로, 다음과 같은 방법이 제안된다. 먼저, 복수개의 래티스 홈들(lattice grooves)이 프레스 재질의 모재로서 판유리 모재의 하나의 주표면상에 먼저 새거지거나 혹은 가공된다. 그 결과로서, 상기 판유리 모재가 이들 홈들이 아래를 향하도록 하는 방식으로 완충재(cushioning material)위에 놓여진다. 상기 홈들에 반대되는 부분들은 막대같은 인덱터(rod-like indenter)에 의해 위로부터 압력을 받고, 그래서 홈들에서 발생되는 응력 집중(stress concentration)에 의해 크랙들(cracks)이 성장하고 그것에 의해서 절단(cutting)을 실행한다. 결국, 모든 홈들이 완전히 절단된 후에 중량이 균일한 많은 프레스 재질들이 형성된다.

절단을 수행하기 위해 상기 홈들에 대응되는 부분들을 프레싱하는 상술한 방법에서, 초기에는(in the beginning) 상기 판유리 모재(plate glass mother material)가 충분히 크기 때문에, 압력에 덧붙여 큰 굽힘 응력(bending stress)이 인덴터(indenter)에 의해 각 홈에 적용되었다. 그러므로, 심지어 프레싱 양(pressing amount)이 작더라도, 충분한 절단이 실행될 수 있다. 하지만, 절단이 진행됨에 따라, 상기 판유리 모재가 분리되어 굽힘 응력이 줄어들고 큰 압력이 필요하게 된다. 그러므로, 각 홈을 위한 적당한 프레싱 양 또한 절단 상황에 따라서 변한다. 만약 프레싱 양이 적절하지 않으면, 바람직한 프레스 재질이 형성될 수 없다. 특별히, 압력이 불충분하면, 상기 판유리 모재가 크랙되지 않고, 반면에 압력이 과다하게 적용되면, 칩핑(chipping)같은 결함들이 발생된다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 항상 적당한 프레싱이 수행되어 보다 바람직한 프레스 재질들을 형성할 수 있는 새로운 판유리 모재 절단 방법과 판유리 모재 절단 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의해서 판유리 모재 절단 장치의 마운팅 베이스 부근의 구조를 보여주는 평면도;

도 2는 도 1의 A1-A1 라인을 따라서 절단된 단면도;

도 3은 마운팅 베이스내의 구동 기구부(drive mechanism section)의 구조를 보여주기 위한 도면;

도 4는 판유리 모재의 구조를 보여주기 위한 평면도;

도 5는 도 4의 정면도;

도 6은 보조 절단 부재의 구조를 보여주기 위한 평면도;

도 7은 보조 절단 부재의 측면도들로 도 7(a)는 도 6의 X1 화살표 방향에서 본 측면도이고, 도 7(b)는 도 6의 Y1 화살표 방향에서 본 측면도;

도 8은 판유리 모재가 절단된 직후의 상태를 보여주기 위한 측면도;

도 9는 본 발명의 실시예의 진동 검출기에 기초한 프레싱 컨트롤을 수행하기 위한 조절부의 구성를 보여주기 위한 블럭 다이어그램;

도 10은 도 9의 각 구조 부분의 출력 웨이브 형태의 예시를 보여주기 위한 도면; 및

도 11은 출력 웨이퍼 형태의 다른 예시를 보여주기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 판유리 모재 절단 장치 11 : 마운팅 베이스

12 : 기준 평판 13, 14 : 포지셔닝 부재들

17, 18 : 프레스 장치들 19 : 프레싱 장치

20 : 판유리 모재 30 : 보조 절단 부재

42 : 증폭기 43 : 디지털 미터 릴레이

111 : 베이스 112 : X-축 서보 모터

113 : 볼 스크류 114 : 지지 보드

115 : 실린더 116 : 랙 부재

117, 118 : 스톱퍼들 190 : 인덴터 베이스

191 : 인덴터 192 : Z-축 서보 모터

193 : 진동 센서

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면 복수개의 홈들이 하나의 주표면상에 새거지거나 혹은 가공된 판유리 모재를 절단하는 방법은 다음과 같은 단계를 구비한다. 상기 판유리 모재를 상기 홈들이 안쪽을 향하도록 마운팅 베이스(mounting base)에 놓는 단계, 상기 홈들에 대응되는 부분들을 상기 홈들의 절단 순서(cutting order)에 따라서 프레싱 양을 갖는 프레싱 인덴터가 프레싱하는 단계, 상기 절단이 끝난 후에 상기 인덴터가 진행(advancing)하는 것을 멈추도록 제어(control)를 수행하는 단계 그리고 상기 판유리 모재를 절단하는 단계를 구비한다.

상기 판유리 모재의 절단 방법에서, 상기 판유리 모재는 홈들이 안쪽을 향하도록 마운팅 베이스(mounting base)에 놓여진다. 상기 홈들에 대응되는 부분들은 상기 홈들의 절단 순서(cutting order)에 따라서 프레싱 양(pressing amount)을 갖는 인덴터(indenter)로부터 압축된다. 상기 인덴터는 절단이 완성된 후에는 진행(advancing)을 멈추도록 조절된다. 그리고, 상기 판유리 모재는 절단된다.

그러므로, 프레싱 양이 너무 많거나 너무 작거나 하는 것을 막을 수 있고, 상기 판유리 모재의 절단 결함, 칩핑(chipping)의 발생등을 막을 수 있다. 그러므로 중량이 균일한 프레스 재질들이 형성된다. 더구나, 절단이 끝난 후에 인덴터가 진행(advancing)하는 것을 막기 위해 제어가 수행되므로, 필요 이상의 프레싱이 수행되지 않는다. 그러므로 상기 절단 글래스 부재가 칩핑되는 것(being-chipped)으로부터 보호된다.

이하 본 발명의 실시예를 도 1 내지 도 11에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의해서 판유리 모재 절단 장치의 마운팅 베이스 부근의 구조를 보여주는 평면도이고 더구나 도 2는 도 1의 A1-A1 라인을 따라서 절단된 단면도이다. 판유리 모재 절단 장치(plate glass mother material cutting device)(10)는, 판유리 모재(plate glass mother material)(20)이 놓여질 마운팅 베이스(mounting base)(11)을 구비하고 있다. 상기 마운팅 베이스(11)는 도 1의 x-축 방향(x-axis direction)에서 왕복운동가능하도록 배치된다. 더구나, 동작이 시작되면 상기 마운팅 베이스(11)는 원래의 X-Y 좌표 시스템(X-Y coordinate system)과 일치하도록 중앙점(central point) PO를 갖도록 배치된다. 또한, 상기 마운팅 베이스(11)가 상기 중앙점 PO를 축으로 X-Y 평면에서 회전가능하도록 배치된다. 상기 마운팅 베이스(11)의 운동(movement)과 회전(rotation)은 후에 상술할 구동 기구부(drive mechanism section)에 의해서 실행된다. 기준 평판(reference plate)(12)은 상기 마운팅 베이스(11)에 고정되어 있다. 상기 기준 평판(12)은 L-형태의 부재로, 내측면들(12a, 12b)에 포지셔닝 부재들(positioning members)(13, 14)이 고정된다. 상기 포지션 부재들(13, 14)은 천연 고무(natural rubber)같은 탄성의 재질로 형성되어 상기 판유리 모재(20)가 절단될 때, 칩들(chips)등이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

더구나, 상기 마운팅 베이스(11)상에는 실질적으로 정방형 평판 형태(square plate shape)를 갖는 보조 절단 부재(auxiliary cutting member)(30)가 놓여진다. 상기 보조 절단 부재(30)는 프레스 장치들(press devices)(17과 18)에 의해 상기 기준 평판(12)의 포지셔닝 부재들(13, 14)과 대응하여 프레스된다. 상기 프레스 장치(17)의 프레스 평판(17a)에 천연 고무(natural rubber)로 형성된 포지셔닝 부재(positioning member)(15)가 고정된다. 상기 프레스 장치(17)는 상기 포지셔닝 부재(15)를 통해 X-축 방향에서 상기 보조 절단 부재(30)를 푸시한다. 그리고 기준 평판(12)의 포지셔닝 부재(13)를 향해서 상기 부재를 프레스한다.

유사하게, 상기 프레스 장치(18)의 프레스 평판(18a)에는 천연 고무로 형성된 포지셔닝 부재(16)가 고정된다. 상기 프레스 장치(18)는 상기 포지셔닝 부재(16)를 통해서 Y-축 방향에서 상기 보조 절단 부재(30)을 푸시한다. 그리고 상기 기준 평판(12)의 상기 포지셔닝 부재(14)를 향해서 상기 부재를 프레스한다. 이런 방식으로, 상기 보조 절단 부재(30)는 상기 마운팅 베이스(11)상에서 고정되거나 위치된다.

상기 보조 절단 부재(30)상에는, 평면 형태가 정방형(square)이고 상기 보조 절단 부재(30)보다는 조금 작은 상기 판유리 모재(20)가 놓여진다. 상기 판유리 모재(20)는 상기 포지셔닝 부재들(13, 14)상에 매우 인접하도록 놓여진다. 이 경우에, 도 2에 도시된 것처럼 상기 판유리 모재(20)의 대부분은 상기 포지셔닝 부재들(13, 14, 15, 16)의 상부 측면들(upper side faces)로부터 돌출되어 있다. 더구나 상기 판유리 모재(20)가 상기 보조 절단 부재(30)보다 작으므로, 적당한 갭(에를 들어 본 실시예에서는 0.1 mm)이 상기 판유리 모재(20)와 상기 포지셔닝 부재(15, 16)의 사이에 형성된다. 상기 갭은 절단동안에 글래스 누출 공간(glass escape space)으로 확보된다(secure).

상기 마운팅 베이스(11)에는, 각 부재의 치수는 상기 판유리 모재(20)가 놓여질 때, 상기 판유리 모재(20)의 중심이 상기 마운팅 베이스(11)의 중앙점 PO와 일치하도록 하는 방식으로 디자인된다.

상기 마운팅 베이스(11) 위에는, 도 2에 도시된 것처럼, 프레싱 장치(pressing device)(19)가 배치된다. 상기 프레싱 장치(19)의 인덴터 베이스(indenter base)(190)는 볼 스크류(ball screw)(192a)를 통해서 Z-축 서보 모터(192)와 연결된다. 상기 인덴터 베이스(190)는 상기 Z-축 서보 모터(192)의 회전에 의해서 Z축을 따라 수직하게 이동한다. 상기 인덴터 베이스(190)의 하부 표면(190a)에는 Y-축 방향으로 연장된 원주형의 인덴터(columnar indenter)(191)가 고정되어 있다. 상기 인덴터(191)는 후에 상술하겠지만, 상기 판유리 모재(20)를 위에서부터 프레스(press)해서 상기 재질을 절단하기 위한 부재로, 실질적으로 상기 판유리 모재(20) 내의 홈과 동일한 길이를 가진다.

더구나, 상기 인덴터(190)의 측면(190b)에 절단 센서(cutting sensor)로서 진동 센서(vibration sensor)(193)가 부착된다. 상기 진동 센서(193)는 예를 들어 응답 주파수(response frequency)가 40 Hz에서 8 kHz의 범위에 있는 센서로, 상기 인덴터 베이스(190)로 전송될 진동을 검출해서, 진동에 비례하는 웨이퍼형태 신호(waveform signal)를 후에 설명할 증폭기(amplifier)로 전송한다.

도 3은 마운팅 베이스(11) 내의 드라이브 메카니즘 부분의 구조를 보여주기 위한 도면이다. 여기에서, 도 1의 상기 마운팅 베이스(11)를 분리한 평면도로 보인다. 구동 기구(drive mechanism)(110)에 X-축 서보 모터(X-axis servo motor)(112)가 고정되고, 볼 스크류(ball screw)(113)가 X-축 서보 모터의 축에 부착된다.

상기 볼 스크류(113)는 베이스(base)(111)에 결합된다. 그리고 상기 베이스(111)는 상기 볼 스크류(113)의 회전에 따라 X-축 방향으로 이동된다. 한편, 지지 보드(support board)(114)는 중앙점 PO를 축으로 회전할 수 있다. 더구나, 피니언 부분(pinion portion)(114a)은 상기 지지 보드(114)의 원주 가장자리에 형성된다. 상기 피니언 부분(114a)은 랙 부재(rack member)(116)의 랙 부분(rack portion)(116a)와 결합된다. 상기 랙 부재(116)는 실린더(cylinder)(115)와 연결되어 상기 실린더(115)의 동작에 따라서 X-축 방향으로 이동한다.

드라이브 메카니즘(110)에서, 상기 마운팅 베이스(11)가 이동할 때, 상기 X-축 서보 모터(112)가 상기 베이스(111)가 동작되어 상기 베이스(111)를 움직인다. 또한, 상기 실린더(115)의 드라이브에 의해 상기 지지 보드(114)가 회전한다. 이 경우에, 상기 지지 보드(114)의 회전은 기계적인 스톱퍼들(mechanical stoppers)(117, 118)에 의해서 규제되어 상기 보드는 90°의 범위로만 회전가능하다.

상기 판유리 모재(20)의 구체적인 구조(concrete constitution)는 다음에 기술한다.

도 4는 판유리 모재의 구조를 보여주기 위한 평면도이고 더구나 도 5는 도 4의 정면도이다. 상기 판유리 모재(20)는 예를 들어 85 mm ×85 mm ×8 mm의 크기를 갖는 평판 모양의 글래스이다. 상기 판유리 모재(20)의 두개의 주표면들(21, 22)의 밖으로, 상기 주표면(22)의 하부에 아홉개의 세로의 그리고 가로의 홈들(nine longitudinal and transverse grooves)(D1에서 D18)이 격자 방식(lattice manner)으로 형성되어 있다. 덧붙여, 도 5와 6에서 기호들(numerals)이 절단/프로세싱(cutting/processing) 순서에 의해서 부착된다. 상기 홈들(D1에서 D18)은 익스클루시브 스크라이빙 장치(exclusive scribing device)에 의해서 약 0.45 mm의 깊이로 형성되고, 각 단면 형태는 V-형태로 형성되어 크랙들이 깊이 방향에서 발생된다.

상기 판유리 모재(20)는 도면에 도시된 것처럼 좌표 시스템(coordinate system)을 향하게 되고, 상기 홈들이 형성된 주표면(22)이 아래를 향하도록 하면서 상기 보조 절단 부재(30)에 놓여진다.

도 6은 보조 절단 부재의 구조를 보여주기 위한 평면도이고, 또한 도 7은 보조 절단 부재의 측면도들로 도 7(a)는 도 6의 X1 화살표 방향에서 본 측면도이고, 도 7(b)는 도 6의 Y1 화살표 방향에서 본 측면도이다.

상술한 바와 같이, 상기 보조 절단 부재(30)는 가로 세로 길이들이 상기 판유리 모재(20)보다 조금 크게(예를 들어 각각 0.1 mm) 형성된다. 상기 보조 절단 부재(30)는 8개의 베이스 블럭들(eight base blocks)(35a에서 35h)과 7개의 인접 부재들(seven abutment members)(31a, 31b, 32, 33a, 33b, 34a, 34b)이 일체로 구성된다.

상기 인접 부재들(31a, 31b, 32, 33a, 33b, 34a, 34b)은 약 5 mm의 두께를 갖는 천연 고무의 글래스 재질보다 Young's 계수(Young's modulus)가 작은 재질로 구성된다. 더구나 상기 인접 부재들(31a, 31b, 32, 33a, 33b, 34a, 34b)은 도 7에 도시된 것처럼, 상부 표면들의 높이가 서로 일치되어 상기 부재들이 기예정된 양(예를 들어 0.5 mm)만큼만 상기 베이스 블럭들(35a에서 35h)의 상부 표면들로부터 돌출되는 방식으로 형성된다. 각 인접 부재의 돌출된 양과 재질은 상기 판유리 모재(20)의 절단동안 압력에 의해서 상기 부재들이 압축될 때, 상기 베이스 블럭 표면들과 높이가 일치되도록 선택되어진다.

한편, 상기 베이스 블럭들(35a에서 35h)은 우레탄 고무(urethane rubber)로 형성된다. 상기 베이스 블럭들(35a에서 35h)은 실질적으로 상부 표면 높이들에서 서로 일치되도록 형성된다.

도 1등에 도시된 것처럼, 상기 판유리 모재(20)는 상술한 보조 절단 부재(30)에 놓여진다. 이 경우에 도 7에 도시된 것처럼, 상기 홈(D1)은 상기 인접 부재들(31a, 31b)상에 위치되고, 상기 홈(D2)은 상기 인접 부재들(32)상에 위치되고, 상기 홈(D3)은 상기 인접 부재들(33a, 33b)상에 위치되고, 상기 홈(D4)은 상기 인접 부재들(34a, 34b)상에 위치된다.

본 발명의 실시예로서 상기 판유리 모재 절단 장치(10)의 동작을 다음에 설명한다.

먼저, 절단 동작(cutting operation)이 시작되기 전에, 도 1과 2에 도시된 것처럼, 상기 마운팅 베이스(11)의 중앙점 PO는 X-Y 좌표의 원점(origin)에 위치된다. 한편, 도 2에 도시된 것처럼 상기 프레싱 장치(19)는 상기 마운팅 베이스(11)보다 충분히 높다. 이 경우에, 상기 판유리 모재(20)에서 처음으로 절단되는 상기 홈(D1)이 Y-축을 따라 연장되고, 즉 상기 베이스가 X-Y 평면에서 상기 프레싱 장치(19)의 상기 인덴터(191)와 오버랩되도록 돌려지는 방식으로, 상기 마운팅 베이스(11)가 제어되는 위치와 방향을 가진다.

상기 포지셔닝이 끝난 다음에, 상기 Z-축 서보 모터(192)는 상기 판유리 모재(20)의 주표면(21)상의 상기 홈(D1)에 대응되는 위치에 인접되게 상기 인덴터(191)를 하부로 이동하도록 작동한다. 상기 인덴터(191)는 이 상태로부터 더 아래로 이동하여 상기 홈(D1)의 크랙이 커지게 되고 절단된다.

도 8은 판유리 모재가 절단된 직후의 상태를 보여주기 위한 측면도이다. 상기 판유리 모재(20)이 절단될 때, 진동(vibration)이 순간적으로 발생된다. 상기 진동은 상기 인덴터 베이스(190)에 의해 상기 진동 센서(193)으로 전송된다. 상기 진동 센서(193)가 진동을 검출하는 순간에, 프레싱 장치(19)의 상기 Z-축 서보 모터(192)가 정지되고, 상기 인덴터(191)에 의한 프레싱이 정지한다. 그러므로 상기 인덴터(191)가 필요이상의 스트로우크들(strokes)에 의해 진전되지(advance) 않고, 상기 글래스는 절단 부분에서 칩핑되는 것을 방지할 수 있다.

상기 홈(D1)의 절단이 끝난 다음에, 상기 인덴터 베이스(190)는 위쪽으로 다시 후퇴하고 상기 마운팅 베이스(11)가 90°회전하여 다음 홈(D2)가 Y-축과 일치되도록 위치된다. 상기 홈(D1)과 동일한 방식으로, 상기 홈(D2)은 상기 인덴터(191)에 의해 역시 압축되거 상기 프레싱 동작은 상기 진동 센서(193)의 진동 검출로 정지한다. 상기 홈(D2)이 절단된 후에, 상기 마운팅 베이스(11)는 상기 X-축 방향으로 미끄러져 상기 홈(D3)의 절단 동작을 시작한다. 그런 후에 유사한 절차에 의해 상기 홈(D18)까지 상기 절단 동작이 수행된다.

진동 검출(vibration detection)에 기초한 프레싱 제어를 수행하기 위한 제어부(control section)의 구조(configuration)를 다음에 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시예의 진동 감지기에 기초한 프레싱 컨트롤을 수행하기 위한 조절부의 구성를 보여주기 위한 블럭 다이어그램이다. 준비된 절단 동작 프로그램에 의해 제어장치(controller)(41)는 일련의 절단 동작을 수행하는 상기 Z-축 서보 모터(192), 상기 X-축 서보 모터(112), 상기 실린더(115)등을 제어한다. 상기 절단 동작동안에, 상기 프레싱 장치(19)의 상기 인덴터 베이스(190)로 전송되는 진동은 상기 진동 센서(193)에 의해 검출된다. 그리고 상기 웨이브 형태의 신호가 상기 증폭기(42)로 전송된다. 상기 증폭기(42)는 상기 웨이브 형태의 신호를 증폭하여 디지털 미터 릴레이(digital meter relay)(43)로 전송한다. 상기 디지털 미터 릴레이(43)는 웨이브 형태의 신호에 기초한 절단 타이밍(cutting timing)을 검출한다. 상기 제어장치(41)는 검출된 절단 타이밍에서 정지 신호를 출력하고, 상기 Z-축 서보 모터(192)를 정지시키고 상기 인덴터(191)에 의한 프레싱 동작을 정지시킨다.

프레싱 동작 정지 제어(pressing operation stop control)의 구체적인 예시를 다음에 설명한다.

도 10은 도 9의 각 구조 부분의 출력 웨이브 형태의 예시를 보여주기 위한 도면이다. 먼저, 상기 프레싱 장치(19)가 절단 동작을 시작한다. 상기 진동 센서(193)는 도 10의 t1에 도시된 것처럼 약한 진동(weak vibration)을 검출한다. 이것은 상기 인덴터(191)가 급하게 진전되는 경우의 진동이다. 상기 인덴터(191)가 실제로 상기 판유리 모재(20)를 절단하는 경우에는 t2와 같은 큰 진동이 검출된다. 상기 디지털 미터 릴레이(43)는 상기 웨이브 형태의 신호가 기준 값(reference value)을 초과하는 경우에 펄스 신호(pulse signal)를 출력한다. 여기에서 기준 값에 대해서는 절단동안에 진동의 웨이브 형태를 실험에 의해 기록하여 데이터에 기초해서 기예정된 값을 얻는다.

상기 제어장치(41)는 상기 디지털 미터 릴레이(43)의 펄스 신호의 하락을 검출하여 상기 Z-축 서보 모터(192)로 정지 신호를 전송한다. 상기 정지 신호에 응답해서 상기 인덴터(191)에 의한 프레싱 동작이 정지한다. 정지후에 주어진 시간이 경과한 후에, 상기 Z-축 서보 모터(192)는 빨리 후퇴된 위치로 돌아오고, 상기 진동이 또한 검출된다(t4).

상술한 바와 같이, 실시예에서 상기 인덴터(191)로부터 전송되는 진동은 검출되어 절단의 여부를 판단하게 되고 상기 프레싱 동작은 판단(jugdement)에 의해 정지되어 상기 홈의 위치에 따라 정밀한 제어(subtle control)가 수행되어야 할 필요가 없고, 프레싱이 최적의 타이밍에 정지될 수 있다. 그러므로, 상기 판유리 모재(20)는 깨지는 것이 방지되고 칩핑이나 다른 결함들이 발생되는 것이 방지된다. 그래서 중량이 균일한 프레스 재질이 형성될 수 있다. 더구나 상기 판유리 모재(20)가 크기, 재질, 홈의 수등이 다른 경우에도 동일한 프로그램으로 작업이 일정하게 수행될 수 있다. 그러므로 융통성있는 응용(flexible application)이 실현될 수 있다.

덧붙여 도 10에서, 상기 디지털 미터 릴레이(43)의 펄스 신호의 하락이 검출되고 상기 정지 신호가 상기 Z-축 서보 모터(192)로 전송된다. 하지만, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 펄스 신호의 상승(t5)이 검출되면, 상기 정지 신호(stop signal)가 출력될 수도 있다.

더구나, 실시예에서 상기 진동 센서(193)가 절단을 검출하기 위한 센서로서 사용된다. 하지만, 덧붙여 어코스틱 센서(acoustic sensor), 압력 센서(pressure sensor)등이 사용될 수 있다. 또한, 카메라로 절단 상태를 촬영하여 이미지 프로세싱(image processing)에 의해서 절단이 자동적으로 판단될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 프레스 재질들은 상기 실시예에 의해서 형성되었다. 그리고 그것들은 재열 프레스 방법에 의해서 폴리싱 없이 복수개의 광학 렌즈들을 제조하는데 사용된다. 그 결과 균일하게 프레스 재질들을 얻을 수 있다.

먼저 예를 들어 프레스되어 형성된 재질은 배럴 그라인딩(barrel grinding)을 받는다. 프레스 재질의 코너가 절단되고 상기 표면이 거칠어 져서 보런 나이트라이드(boron nitride)와 같은 몰드 릴리즈 에이전트(mold release agent)가 프레스 재질의 표면에 일정하게 적용된다.

프레스되는 배럴 폴리쉬 재질(barrel polished material to be pressed)은 보통의 온도(normal temperature)로 가열된다. 그리고 가열된/소프트된 프레스 재질이 인도 수단(delivery means)을 통해서 상기 프레스 몰딩 다이의 하부 다이에 놓여진다. 결과적으로, 가열된/소프트된 프레스 재질의 점성이 10⁴에서 10⁶dPaㆍS의 범위 바람직하게는 10⁵dPaㆍS에 있을 때, 최종 렌즈 형상들을 제공하기 위한 몰딩 표면을 갖는 복수개의 몰딩 다이에서 집합적인 프레스 몰딩(collective press molding)이 실행된다. 상기 몰딩 다이는 상부와 하부 다이들로 구성되고, 배럴 다이(barrel die)를 구비할 수도 있다. 상기 프레스 몰딩은 대기 환경(atmospheric environment)하에서 실행된다.

B₂O₃-La₂O₃글래스 타입이 프레스 재질로 사용되는 경우에, 프레스 재질은 약 780℃(10⁵dPaㆍS)에 이르는 가열된/소프트된 상태에서 상기 인도 수단에 의해 약 660℃로 가열된 상기 하부 다이 몰딩 표면에 주입된다. 결과적으로, 상기 하부 다이는 약 670℃로 가열된 상기 상부 다이위에 압축된다. 그리고 프레스되는 소프트된 재질이 2 혹은 3초동안 30 kg/cm²하에서 압축 몰드된다.

더구나, SiO₂-B₂O₃글래스 타입이 프레스 재질로 사용되는 경우에, 프레스 재질은 약 870℃(10⁵dPaㆍS)에 이르는 가열된/소프트된 상태에서 상기 인도 수단에 의해 약 650℃로 가열된 상기 하부 다이 몰딩 표면에 주입된다. 결과적으로, 상기 하부 다이는 약 660℃로 가열된 상기 상부 다이위에 압축된다. 그리고 프레스되는 소프트된 재질이 2 혹은 3초동안 30 kg/cm²하에서 압축 몰드된다.

덧붙여, 재열 프레싱(reheat pressing)이 상술한 두 글래스 타입들상에서 프레싱동안에 점성을 변화시킴으로써 수행된다. 그리고 프레스 몰딩 조건들(press molding conditions)은 표 1에 도시되었다.

프레스되는 물질이 작은 웨이트 디스펄션(weight dispersion)을 가지기 때문에, 상기 재열 프레싱동안에 상기 프레스 재질의 신장율 결함 혹은 몰딩 다이로부터 상기 프레스 재질의 돌출(protruding of the material)이 인지되지 않는다.

상기 재열 프레싱에 의해 준비된 프레스 재질은 거친 그라인딩(coarse grinding), 정밀 그라인딩(precise grinding) 그리고 폴리싱(polishing)을 받아서 최종 생산물이 얻어진다.

[표 1]

본 발명의 다른 실시예가 다음에 설명된다.

상술한 실시예에서, 절단은 프레싱을 정지하기 위해 센서에 의해 검출된다. 하지만, 본 실시예에서 상기 홈 위치에 따라 먼저 상기 인덴터(191)에 의해 프레싱의 스트로우크 양(stroke amount of the pressing)을 변화시킴으로써 최적의 절단이 수행된다. 또한, 여기에서 상기 판유리 모재의 기본적인 구조들, 상기 보조 절단 부재, 그리고 상기 판유리 모재 절단 장치 그리고 상기 홈 절단 순서는 실질적으로 도 1에서 도 8까지 도시된 바와 동일하다. 더구나, 상기 프레싱 동작의 속도는 일정하게 2.0 mm/sec으로 세팅되어 있다.

상기 판유리 모재(20)의 홈들(D1에서 D18)의 프레싱 스트로우크들이 표 2에 도시되었다.

[표 2]

여기에서 상기 프레싱 스트로우크는 상기 인덴터(191)가 상기 판유리 모재(20)로부터 주표면(21)상에 인접한 곳으로부터 상기 프레싱 동작이 끝날 때까지의 거리를 나타낸다. 표 2에 도시된 프레싱 스트로우크들은 다음의 식(1)에 따른 것으로 수치들(numeric values)은 절대값들(absolute values)을 나타낸다.

Pressing stroke (㎛) = 162.4 - 1232.4 ×R .....(1)

식(1)에서, R은 상기 판유리 모재(20)의 두께(mm)를 절단 조각 폭(cut piece width)으로 나눈 값을 나타낸다. 또한, 상기 절단 조각 폭은 절단에 의해 형성된 두 개의 조각들중에서 더 큰 부분의 폭을 지정한다. 만약 상기 판유리 모재(20)의 크기가 85 mm ×85 mm ×8 mm일 경우, 상기 홈(D1)에서 상기 절단 조각 폭은 85 mm/2 = 42.5mm이다. 그러므로 R = 8/42.5이 상기 식(1)에 대입될 때, 상기 홈(D1)의 프레싱 스트로우크(pressing stroke)는 약 -70 (㎛)이 된다. 그러면, 절대값은 표 2에 도시된 바처럼 70 (㎛)이 된다.

한편, 상기 보조 부재 재질은 상기 보조 절단 부재(30)에서 각각 홈에 대응되는 부분의 재질을 가르킨다. 특별히, 도 6과 7에 보이는 상기 보조 절단 부재(30)를 위해서, 상기 홈들(D1에서 D4)에 대한 상기 인접 부재들(31a, 31b, 32, 33a, 33b, 34a, 34b)의 보조 부재 재질은 천연 고무이고, 반면에 상기 홈들(D5에서 D18)에 대한 상기 베이스 블럭들(35a에서 35h)의 상기 보조 부재 재질은 우레탄 고무이다.

상기 천연 고무 혹은 상기 우레탄 고무의 사용은 예를 들어 상기 판유리 모재(20)의 두께(mm)를 상기 홈의 절단 길이(cut length)(mm)로 곱한 값이 340 (mm)이상인가의 여부에 의해서 결정된다. 특별히, 상기 판유리 모재(20)의 두께(mm)를 상기 홈의 절단 길이(cut length)(mm)로 곱한 값이 340 혹은 그 이상인 경우에, 상기 천연 고무가 사용된다. 340보다 작은 경우에는, 상기 우레탄 고무가 사용된다. 예를 들어, 홈(D1)에서 8 (mm) × 85 (mm) = 680 ≥340. 그러므로 대응 인접 부재들(31a, 31b)에는 천연 고무가 사용된다.

덧붙여, 상기 프레싱 스트로우크들의 조건들 그리고 상기 보조 부재 재질들이 상술한 조건들에 한정되지는 않는다. 그리고 상기 프레싱 동작의 속도같은 다른 조건들에 따라 적절하게 변형될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서 상기 판유리 모재는 상기 홈들이 안쪽을 향하도록 상기 마운팅 베이스에 놓여진다. 상기 홈들에 대응되는 부분들은 상기 홈들의 절단 순서에 따라 프레싱 양을 갖는 인덴터에 의해 위에서 압축된다. 상기 인덴터는 상기 절단이 끝난후에 진전을 멈추도록 제어된다. 그리고 상기 판유리 모재가 절단된다. 그러므로, 상기 프레싱 양이 너무 많거나 적을 경우를 피할 수 있고, 상기 판유리 모재의 절단 결함, 칩핑등이 방지될 수 있다. 그러므로, 중량에 있어서 균일한 프레스 재질들을 얻을 수 있다. 또한, 절단이 끝난후에 상기 인덴터가 진전되는 것이 정지되는 방식으로 제어가 수행되기 때문에, 필요이상의 프레싱이 수행되지 않는다. 그러므로 상기 절단 글래스 부재가 칩핑되는 것을 막을 수 있다.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 프레싱 양이 너무 많거나 너무 작거나 하는 것을 막을 수 있고, 상기 판유리 모재의 절단 결함, 칩핑(chipping)의 발생등을 막을 수 있다. 그러므로 중량이 균일한 프레스 재질들이 형성된다. 더구나, 절단이 끝난 후에 컨트롤이 인덴터가 어드밴싱(advancing)하는 것을 막기 위해 동작되므로, 필요 이상의 프레싱이 수행되지 않는다. 그러므로 상기 절단 글래스 부재가 칩핑되는 것(being-chipped)으로부터 보호된다.

Claims

판유리 모재 절단 방법에 있어서:

하나의 주표면상에 미리 복수개의 홈들을 새기거나 가공한 판유리 모재를 준비하는 단계;

상기 홈들이 안쪽을 향하도록 상기 판유리 모재를 마운팅 베이스상에 놓는 단계;

프레싱 인덴터에 의해 상기 홈들에 대응되는 부분들을 상기 홈들의 절단 순서에 의한 가압량으로 외측으로부터 가압하는 단계;

상기 절단이 끝난후에 상기 인덴터의 진행을 정지하도록 하는 제어를 수행하는 단계; 및

상기 판유리 모재를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 판유리 모재 절단 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 판유리 모재의 절단을 검출하는 단계; 및

상기 절단이 검출되는 시점에 상기 프레싱 동작을 정지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

미리 최적의 값으로 각 홈을 위한 상기 프레싱 동작의 스트로우크 양을 설정하는 단계; 및

상기 스트로우크 양이 최적의 값에 도달하는 때 각 홈에서 프레싱 동작을 정지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
프레스 재질의 제조 방법에 있어서:

제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 의한 방법에 의해 출발재료로서 사용되는 글래스 재질을 얻는 단계;

상기 글래스 재질을 가열하거나 소프트닝하는 단계; 및

프레스 몰딩을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
하나의 주표면상에 미리 복수개의 홈들이 새겨지거나 혹은 가공된 판유리 모재를 절단하기 위한 판유리 모재 절단 장치에 있어서:

상기 홈들이 형성된 주표면을 내측을 향하도록 한 상태에서 상기 판유리 모재가 놓여지는 마운팅 베이스;

놓여진 상기 판유리 모재를 외측으로부터 가압하는 인덴터;

상기 판유리 모재의 홈들에 대응되는 부분들을 가압하기 위해 상기 인덴터를 이동시키는 인덴터 이동 기구부;

상기 판유리 모재의 절단을 감지하기 위한 절단 검출 센서;

상기 인덴터 이동 기구부를 구동하여 상기 인덴터를 상기 판유리 모재에 대해 상대적으로 이동시켜서, 상기 판유리 모재의 상기 홈들에 대응되는 부분들을 가압하여 절단하는 가압 절단 제어 수단; 및

상기 절단 검출 센서로부터의 검출 신호에 기초해 상기 홈들 각각의 상기 인덴터의 가압 동작을 조절하기 위한 가압 동작 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 판유리 모재 절단장치.
제 5 항에 있어서,

상기 가압 동작 제어 수단은 상기 절단이 검출되는 시점에 상기 프레싱 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 장치.