KR20110000308A - 박판유리 측면홈 가공장치 - Google Patents

박판유리 측면홈 가공장치 Download PDF

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이영기
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Abstract

박판유리 측면홈 가공장치는 베이스부와, 베이스부의 상면을 따라 이동하는 가이드 플레이트와, 가이드 플레이트의 상면을 따라 이동하는 이동 플레이트와, 이동 플레이트의 상면에 구비되어 유리블럭을 고정시키는 바이스부와, 베이스부에 연직방향으로 설치되는 수직기둥부와, 수직기둥부를 따라 상하방으로 이동하고 유리블럭을 가공하는 디스크 커터가 구비되는 가공헤드부를 포함한다. 이와 같이 구성되는 박판유리 측면홈 가공장치에 의하면, 가이드 플레이트, 이동 플레이트, 가공헤드부 및 이송유닛에 의해 모든 가공 공정이 자동으로 진행되므로 인력 및 시간을 절약할 수 있고, 가공헤드부에 의해 유리블럭에 과다한 응력이 가해지지 않아 제품생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
박판유리, 측면홈, 디스크 커터, 이송유닛

Description

박판유리 측면홈 가공장치{DEVICE FOR FORMING SIDE GROOVE ON THIN PLATE GLASS}
본 발명은 박판유리 측면홈 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다이아몬드 가공 휠을 이용하여 박판유리의 일부를 가공함으로써 측면홈을 형성하는 측면홈 가공장치에 관한 것이다.
근래에는 휴대폰과 같은 전자제품의 슬림화 요구로 인해 종래 사용되던 일반적인 유리나 아크릴이 강화 박판유리로 대체되고 있다. 이러한 강화 박판유리는 휴대폰, PMP, MP3와 같은 휴대용 전자제품의 디스플레이 창으로 사용되는데, 강화 박판유리는 얇을 수록 디자인성 및 휴대성에서 우월한 위치를 점유할 수 있다.
이러한 강화 박판유리를 제작하기 위해서는 대평판의 원판유리를 일정크기로 재단한 후 면삭, 면취 공정을 통해 전자제품의 크기에 맞도록 재단하여야 한다. 그러나, 박판유리 자체가 매우 얇으므로 면삭, 면취공정을 진행하는 동안 파손의 우려가 있으며, 박판유리를 개별적으로 면삭, 면취하는 것은 인력 및 시간에 있어서 많은 손실이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 습식방법에 의해 박판유리를 접합한 후 가공하는 방법이 제안되었다. 습식 접합방법은 박막의 박판유리를 가공하기 위하여 수조에 접합물질을 용해시킨 후 박판유리를 접합물질에 담금으로써 박판유리에 접합물질을 도포한다. 그리고, 접합물질이 도포된 박판유리를 여러 층으로 적층한 후, 박판유리에 열을 가하여 다수개의 박판유리를 접합시킨다.
접합물질에 의해 접합된 박판유리는 범용밀링을 이용하여 소정크기로 재단한 후, 재단된 박판유리를 일체로 면삭, 면취 공정을 통해 가공한다. 상기 박판유리는 휴대폰과 같은 전자기기에 사용되는 것이므로 휴대폰 자체의 디자인 및 기능에 의해 박판유리의 일부분을 절삭하는 측면홈 가공공정이 진행된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 다이아몬드 휠(1)을 회전시켜 접합물질에 의해 접합된 박판유리(3) 전체의 일면을 가공함으로써 원하는 형태의 측면홈을 형성한다. 이와 같이, 음가공된 박판유리(3)는 표면에 도포된 접합물질을 제거하여 접합된 박판유리를 분리함으로써 제조공정이 완료된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 가공장치에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래에는 박판유리에 측면홈을 형성하기 위한 전용장비가 개시되어 있지 않다. 따라서, 종래의 다이아몬드 휠(1)을 이용하여 박판유리(3)를 가공해야 하는데, 종래의 다이아몬드 휠(1)은 작업자가 유리블록을 바이스에 고정시키고 육안으로 다이아몬드 휠(1)의 중심에 유리블록을 맞춘 다음 수동으로 하강을 시켜 측면홈을 형 성한다. 따라서, 작업자가 가공 중에 자리를 이탈하지 못하며 가공이 완료되면 제품을 바이스에서 풀어 내고 이와 같은 방법을 반복하기 때문에 작업속도가 늦어지고 효율이 나쁜 문제점이 있다.
그리고, 종래의 다이아몬드 휠(1)은 박판유리(3)의 재질 및 경도 등을 고려하지 않은 것이므로 측면홈 가공 중에 많은 불량품을 생산하게 되고, 접합물질에 의해 다수개의 유리원판이 접합된 상태에서 측면홈이 형성되므로 절삭과정에서 박판유리의 일부가 파손되는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 박판유리에 측면홈을 형성하기에 적합한 측면홈형성장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 박판유리의 측면홈가공 중에 발생하는 불량율을 최소화하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 박판유리 측면홈 가공장치는 베이스부;상기 베이스부를 따라 이동가능한 가이드 플레이트; 상기 가이드 플레이트를 따라 상기 가이드 플레이트의 이동방향과 수직방향으로 이동가능한 이동 플레이트; 상기 이동 플레이트에 구비되고, 유리블럭을 고정시키는 바이스부; 상기 베이스부에 연직방향으로 설치되는 수직기둥부를 따라 연직방향으로 이동가능하고, 상기 유리블럭에 측면홈을 형성하는 디스크 커터를 구비하는 가공헤드부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 가이드 플레이트는 상기 베이스부의 상면에 구비되는 제1 가이드바에 스크류결합하여 상기 베이스부의 상면에 구비되는 제1 가이드레일을 따라 슬라이딩 이동하는 것이 바람직하다.
본 발명의 이동 플레이트는 상기 가이드 플레이트의 상면에 구비되는 제2 가이드바에 스크류결합하여 상기 가이드 플레이트의 상면에 구비되는 제2 가이드레일 을 따라 슬라이딩 이동하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바이스부는 상기 이동 플레이트의 상면에 구비되고, 상기 유리블럭의 형상에 대응되는 유리블럭 안착챔버가 형성되는 바이스 프레임과, 상기 바이스 프레임의 이웃하는 일측면에 각각 구비되고, 상기 바이스 프레임의 일측면 방향으로 압력을 가해 상기 유리블럭을 고정시키는 고정실린더를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 가공헤드부는 하방에 위치한 상기 유리블럭에 접촉하는 순간의 토크값을 측정하여 하방으로 이동할 위치를 결정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 가공헤드부는 상기 유리블럭에 형성할 측면홈 깊이에 따라 순차적으로 하방으로 이동하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바이스부에 상기 유리블럭을 로딩하거나 언로딩하는 이송유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 이송유닛은 다수개의 관절로 구성되고, 상기 관절에 의해 소정위치로 이동하는 그립핑거에 의해 상기 유리블럭을 파지하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의한 박판유리 측면홈 가공장치에 의하면, 가이드 플레이트 및 이동 플레이트에 의해 유리블럭의 위치를 자동으로 조정하고, 가공헤드부가 유리블럭에 접촉하는 순간의 토크값을 측정하여 하강위치를 조정하며, 이송유닛 에 의해 유리블럭이 자동으로 로딩 또는 언로딩되어 모든 가공 공정이 자동으로 진행되므로 인력 및 시간을 절약할 수 있고, 가공헤드부는 유리블럭에 형성될 측면홈 깊이에 따라 순차적으로 하방으로 이동하면서 유리블럭을 가공하므로 유리블럭에 과다한 응력이 가해지지 않아 가공시 유리블럭이 파손되는 것을 방지하므로 제품생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하에서는 본 발명에 의한박판유리 측면홈 가공장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 7에는 본 발명에 의한 박판유리 측면홈 가공장치의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.
도시된 바에 따르면, 다수개의 박판유리를 접합물질을 이용하여 접합하여 구성되는 유리블럭(10)에 측면홈을 형성하기 위한 측면홈 가공장치는 장치의 기본 지지체를 구성하는 베이스부(20)를 포함한다. 상기 베이스부(20)의 상면에는 상기 베이스부(20)의 상면의 길이방향(이후, "X축 방향"이라 함)에 수직한 방향(이후, "Y축 방향"이라 함)을 따라 이동가능하도록 구성되는 가이드 플레이트(30)가 구비된다.
상기 가이드 플레이트(30)는 상기 베이스부(20)의 상면에 구비되고 엘엠가이드(LM guide)와 같은 것으로 구성되는 제1 가이드레일(31)을 따라 슬라이딩 이동한다. 그리고, 상기 가이드 플레이트(30)는 상기 베이스부(20)에 구비된 구동모터(도 시되지 않음)에 의해 구동하고 볼스크류(ball screw)나, 볼스플라인(ball spline) 등으로 구성되어 상기 가이드 플레이트(30)와 스크류 결합됨으로써 상기 가이드 플레이트(30)를 이송시키는 제1 가이드바(33)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 가이드 플레이트(30)는 구동모터에 의해 구동하는 제1 가이드바(33)에 의해 상기 베이스부(20)의 상면에서 Y축방향으로 이동가능하고, 상기 제1 가이드레일(31)에 의해 상기 베이스부(20)의 상면을 따라 슬라이딩 이동할 수 있다.
상기 가이드 플레이트(30)의 상면에는 상기 가이드 플레이트(30)의 상면을 따라 X축 방향으로 이동가능하도록 구성되는 이동 플레이트(40)가 구비된다. 상기 이동 플레이트(40)도 상기 가이드 플레이트(30)의 상면에 구비되고 엘엠가이드로 구성될 수 있는 제2 가이드레일(41)을 따라 슬라이딩 이동하고, 상기 베이스부(20)에 구비된 구동모터에 의해 구동하고 볼스크류(ball screw)나, 볼스플라인(ball spline) 등으로 구성되어 상기 이동 플레이트(40)와 스크류 결합됨으로써 상기 이동 플레이트(40)를 이송시키는 제2 가이드바(43)를 포함할 수 있다.
상기 이동 플레이트(40)의 상면에는 상기 유리블럭(10)을 고정시키기 위한 바이스부(50)가 구비된다. 상기 바이스부(50)는, 도 4에 도시된 바와 같이 대략 장방형으로 형성되고 내부에 유리블럭(10)이 안착되는 바이스 프레임(51)을 포함한다.
상기 바이스 프레임(51)에는 상기 유리블럭(10)의 형상에 대응되도록 형성된 유리블럭 안착챔버(53)가 형성되어 상기 유리블럭 안착챔버(53)에 상기 유리블 럭(10)이 안착된다.
상기 바이스 프레임(51)의 일측면과, 상기 일측면과 이웃하는 일측면에는 상기 바이스 프레임(51)에 안착된 유리블럭(10)을 고정시키기 위한 고정 실린더(55)가 각각 구비된다.
상기 고정 실린더(55)는 상기 바이스 프레임(51)의 일측면 방향으로 압력을 가함으로써 상기 바이스 프레임(51)의 유리블럭 안착챔버(53)에 안착된 유리블럭(10)을 고정시킨다.
상기 베이스부(20)에는 연직방향으로 직립하여 설치되는 수직기둥부(60)가 구비된다. 상기 수직기둥부(60)에는 유리블럭(10)에 측면홈을 형성하기 위한 가공헤드부(70)가 구비된다.
상기 가공헤드부(70)는 상기 수직기둥부(60)에 구비되는 제3 가이드 바(71)에 의해 상기 수직기둥부(60)를 따라 상하방향으로 이동가능하도록 구성된다. 상기 제3 가이드바(71)는 상기 수직기둥부(60)에 구비된 구동모터(도시되지 않음)에 의해 구동하고 볼스크류(ball screw)나, 볼스플라인(ball spline) 등으로 구성되어 상기 가공헤드부(70)와 스크류 결합됨으로써 상기 가공헤드부(70)가 상기 수직기둥부(60)를 따라 수직방향으로 이동할 수 있다.
상기 가공헤드부(70)는 케이스(73)에 의해 덮혀 있고, 상기 케이스(73)를 분리한 가공헤드부(70)의 내부가 도 5에 상세하게 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 가공헤드부(70) 내부에는 상기 수직기둥부(60)의 제3 가이드 바(71)에 연결되어 있는 수직판(75)과, 상기 수직판(75)에 직교하여 수평방향으로 일체로 형성되는 수평판(77)이 구비된다.
상기 수평판(77)의 상면에는 전동모터(79)를 지지하기 위한 지지 프레임(80)이 구비된다. 상기 지지 프레임(80)의 상면에는 상기 전동모터(79)가 안착되고, 상기 지지프레임(80)의 내부에는 디스크 커터(81)의 회전축(도시되지 않음)이 연결된다.
그리고, 상기 전동모터(79)와 회전축은 연결밸트(83)에 의해 연결된다. 따라서, 상기 전동모터(79)가 회전하면 상기 연결밸트(83)에 의해 회전축이 회전하고, 상기 회전축과 연결된 디스크 커터(81)도 회전한다. 상기 디스크 커터(81)는 유리블럭(10)의 일면을 가공하여 측면홈을 형성하기 위한 것으로서 다이아몬드 가공 휠로 구성될 수 있다.
상기 디스크 커터(81)는 하방에서 접촉하는 대상체에 가해지는 토크값을 측정하여 하방으로 이동하는 거리를 자동으로 계산하도록 프로그램될 수 있다. 상기 디스크 커터(81)가 대상체의 재질이나 수직높이 등에 의해 측정되는 토크값을 기본으로 대상체를 가공하므로 대상체의 손상이나 파손을 방지할 수 있다.
상기 수직기둥부(60)의 일측방에는 상기 이동 플레이트(40)의 상면에 유리블럭(10)을 로딩하거나 언로딩하기 위한 이송유닛(90)이 구비된다. 상기 이송유닛(90)은 다관절로 구성되는 로봇 아암으로 구성되어 유리블럭(10)을 집어 상기 이동 플레이트(40)의 상면에 로딩하거나, 상기 이동 플레이트(40)의 상면에 안착된 유리블럭(10)을 집어 언로딩하는 역할을 한다.
상기 이송유닛(90)은 상기 베이스부(20)의 상면에 고정되는 수직아암(91)과, 상기 수직아암(91)의 상단에 회전가능하게 연결되는 수평아암(93)을 포함한다. 상기 수평아암(93)의 선단에는 제1 연결블럭(95)이 구비되고, 상기 제1 연결블럭(95)에는 제1 연결로드(97)에 의해 제1 연결블럭(95)과의 거리가 좁혀지거나 넓혀지도록 구성되는 제2 연결블럭(99)이 연결된다.
상기 제2 연결블럭(99)에는 하방으로 연결되는 제2 연결로드(101)에 의해 제2 연결블럭(99)과의 거리가 좁혀지거나 넓혀지도록 구성되는 그립헤드(103)가 연결된다. 상기 그립헤드(103)에는 상기 유리블럭(10)을 파지하기 위한 그립핑거(105)가 구비된다.
상기에서 언급한 측면홈 가공장치의 모든 구성요소는 장치 내부의 제어유닛(도시되지 않음)에 의해 자동으로 제어될 수 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 박판유리 측면홈 가공장치의 작용을 상세하게 설명한다.
먼저, 가이드 플레이트(30)의 상면을 따라 이동하는 이동 플레이트(40)가 이송유닛(90)과 근접한 위치까지 이동한다. 그리고, 상기 이송유닛(90)은 유리블럭(10)을 파지하여, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 이동 플레이트(40)의 상면에 구비되는 바이스 프레임(51) 내의 유리블럭 안착챔버(53)에 안착시킨다.
상기 유리블럭(10)이 바이스 프레임(51)에 안착되면, 상기 바이스 프레임(51)의 측면에 구비된 고정 실린더(55)가 압력을 가함으로써 상기 유리블럭(10)이 바이스부(50)에 고정된다.
상기 유리블럭(10)이 바이스부(50)에 고정되면, 상기 이동 플레이트(40) 및 상기 가이드 플레이트(30)가 X축 또는 Y축 방향으로 이동하여 상기 유리블럭(10)이 가공헤드부(70)의 하방에 위치하도록 한다.
상기 유리블럭(10)이 상기 가공헤드부(70)의 하방에 위치하면, 상기 가공헤드부(70)가 수직기둥부(60)를 따라 하방으로 이동하여 상기 유리블럭(10)의 상면에 접촉하는 순간의 토크값을 측정한다. 상기 가공헤드부(70)가 상기 유리블럭(10)과의 토크값을 측정함으로써 하방으로 어느 정도 내려와야 하는지를 결정할 수 있다.
상기 가공헤드부(70)가 하방으로 내려올 위치가 결정되면, 상기 가공헤드부(70)의 디스크 커터(81)를 회전시켜 상기 유리블럭(10)의 일면을 가공한다. 이때, 상기 가공헤드부(70)는 유리블럭(10)에 형성될 측면홈의 형상에 따라 가공하는 동안 상하로 이동할 수 있고, 상기 가이드 플레이트(30)가 Y축 방향으로 이동하여 원하는 형태의 측면홈을 형성할 수 있다.
도 7에는 상기 디스크 커터(81)에 의해 유리블럭(10)이 보다 세밀하게 커팅되는 과정이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 유리블럭(10)이 가공될 두께가 t3라고 할 때, 상기 유리블럭(10)이 다수개의 박판유리가 접합된 것이므로 상기 디스크 커터(81)가 처음부터 t3의 두께로 가공을 하면 유리블럭(10)의 일부분이 파손될 가능성이 있다.
따라서, 상기 디스크 커터(81)는 깊이가 낮은 t1 부터 시작하여 t3 까지 순차적으로 반복하여 가공을 함으로써 유리블럭(10)이 파손되는 것을 방지한다. 상기 디스크 커터(81)에 의해 가공이 완료되면, 상기 이송유닛(90)이 상기 유리블럭(10) 을 파지하여 언로딩함으로써 작업이 완료된다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 박판유리 측면홈 가공장치에 의하면 다음과 같은 이점이 있다.
가이드 플레이트 및 이동 플레이트에 의해 유리블럭의 위치를 자동으로 조정하고, 가공헤드부가 유리블럭에 접촉하는 순간의 토크값을 측정하여 하강위치를 조정하며, 이송유닛에 의해 유리블럭이 자동으로 로딩 또는 언로딩되어 모든 가공 공정이 자동으로 진행되므로 인력 및 시간을 절약할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 가공헤드부는 유리블럭에 형성될 측면홈 깊이에 따라 순차적으로 하방으로 이동하면서 유리블럭을 가공하므로 유리블럭에 과다한 응력이 가해지지 않아 가공시 유리블럭이 파손되는 것을 방지하므로 제품생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래기술에 의한 다이아몬드 휠을 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 박판유리 측면홈 가공장치의 바람직한 실시예를 보인 사시도.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 본 발명에 의한 박판유리 측면홈 가공장치의 바이스부를 보인 부분사시도.
도 5는 본 발명에 의한 박판유리 측면홈 가공장치의 가공헤드부와 이송유닛을 보인 부분사시도.
도 6은 본 발명에 의한 박판유리 측면홈 가공장치를 이용하여 유리블럭을 위치시키는 공정을 보인 공정상태도.
도 7은 본 발명에 의한 박판유리 측면홈 가공장치를 이용하여 유리블럭에 측면홈을 형성하는 고정을 보인 공정상태도.
도 8은 본 발명에 의한 박판유리 측면홈 가공장치의 디스크 커터의 가공상태를 보인 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 설명 *
20 : 베이스부 30 : 가이드 플레이트
40 : 이동 플레이트 50 : 바이스부
51 ; 바이스 프레임 55 : 고정 실린더
60 : 수직기둥부 70 : 가공헤드부
81 : 디스크 커터 90 : 이송유닛
103 : 그립헤드 105 : 그립핑거

Claims (8)

  1. 베이스부;
    상기 베이스부를 따라 이동가능한 가이드 플레이트;
    상기 가이드 플레이트를 따라 상기 가이드 플레이트의 이동방향과 수직방향으로 이동가능한 이동 플레이트;
    상기 이동 플레이트에 구비되고, 유리블럭을 고정시키는 바이스부;
    상기 베이스부에 연직방향으로 설치되는 수직기둥부를 따라 연직방향으로 이동가능하고, 상기 유리블럭에 측면홈을 형성하는 디스크 커터를 구비하는 가공헤드부를 포함하는
    박판유리 측면홈 가공장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트는
    상기 베이스부의 상면에 구비되는 제1 가이드바에 스크류결합하여 상기 베이스부의 상면에 구비되는 제1 가이드레일을 따라 슬라이딩 이동하는
    박판유리 측면홈 가공장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동 플레이트는
    상기 가이드 플레이트의 상면에 구비되는 제2 가이드바에 스크류결합하여 상기 가이드 플레이트의 상면에 구비되는 제2 가이드레일을 따라 슬라이딩 이동하는
    박판유리 측면홈 가공장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바이스부는
    상기 이동 플레이트의 상면에 구비되고, 상기 유리블럭의 형상에 대응되는 유리블럭 안착챔버가 형성되는 바이스 프레임과,
    상기 바이스 프레임의 이웃하는 일측면에 각각 구비되고, 상기 바이스 프레임의 일측면 방향으로 압력을 가해 상기 유리블럭을 고정시키는 고정실린더를 포함하는
    박판유리 측면홈 가공장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가공헤드부는
    하방에 위치한 상기 유리블럭에 접촉하는 순간의 토크값을 측정하여 하방으 로 이동할 위치를 결정하는
    박판유리 측면홈 가공장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가공헤드부는
    상기 유리블럭에 형성할 측면홈 깊이에 따라 순차적으로 하방으로 이동하는
    박판유리 측면홈 가공장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이스부에 상기 유리블럭을 로딩하거나 언로딩하는 이송유닛을 더 포함하는
    박판유리 측면홈 가공장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이송유닛은
    다수개의 관절로 구성되고, 상기 관절에 의해 소정위치로 이동하는 그립핑거에 의해 상기 유리블럭을 파지하도록 구성되는
    박판유리 측면홈 가공장치.
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