KR20110032990A - 플라스틱재 내부 판넬 트리밍 장치 - Google Patents

플라스틱재 내부 판넬 트리밍 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치에 관한 것으로서, 본 발명에서는 X축 방향으로 이동하는 X축 이동부와, 상기 X축 이동부 상에 형성되면서 Y축 방향으로 이동하는 Y축 이동부 및 상기 Y축 이동부 상에 형성되면서 Z축 방향으로 이동하는 Z축 이동부를 갖는 갠트리 구조물과, 상기 갠트리 구조물 일 측에 고정 설치되는 레이저 발생부와, 상기 Z축 이동부에 부착되며 Z축 이동부를 축으로 하여 수평 방향으로 회전하는 수평 회전부와, 상기 수평 회전부와 수직되는 방향으로 회전하고, 내부에는 이동 가능한 벤딩 미러와 노즐식 레이저 조사 장치와 갈바노 미터 스캐너가 구비되고 일 단에는 레이저광 조사 렌즈가 구비되는 수직 회전부를 포함하는 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치와, 투입되는 플라스틱 재질의 냉장고 내부 판넬을 클램핑하는 치구 및 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치가 트리밍 하는 상기 내부 판넬의 상부 스캔 영역을 적어도 포함하는 영역에 고압 공기를 분사하는 영역 공기 분사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치가 제공된다.

Description

냉장고 내부 판넬 트리밍 장치{TRIMMING APPARATUS FOR PLASTIC INNER PANEL FOR REFRIGERATOR}
본 발명은 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 갈바노미터 스캐너를 사용하는 레이저 장치를 이용하여 냉장고 내부 판넬을 그으름이 안착되지 않도록 하면서 정교하게 트리밍하는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치에 관한 것이다.
냉장고는 내부에 음식물을 보관하는 전기 장치로서, 장치 내부에는 콤프레셔와 배관이 설치된다. 이러한 콤프레셔와 배관은 대부분 냉장고 뒷면 및 하면에 설치되며, 사용자가 바라보는 전면에서 냉장고 문을 열었을 때 이러한 구성 부품이 노출되지 않도록 대략 흰색 내지는 상아색으로 구비되는 플라스틱 재질의 내부 판넬을 사용한다.
도 1은 일반적인 냉장고 내부 판넬 제작 공정 흐름도이다. 냉장고 내부 판넬은 플라스틱 시트를 로딩하는 로딩 공정(10)과, 해당 플라스틱 시트를 성형하기 전에 열을 가하는 열인가 공정(20)을 거쳐, 통상 진공력을 이용해서 진공 성형을 수행하는 성형 공정(30)이 진행된다. 다음으로 성형된 플라스틱 내부 판넬 외부 테두리부를 깔끔하게 트리밍하고, 내부 판넬의 중간 부위의 군데군데 필요한 국부적인 부분에 구멍을 형성하는 트리밍 공정(50)을 거친 후, 불량 여부를 검사하는 검사 공정(90)을 거치면 제작이 완료된다.
현재 삼성전자를 포함한 냉장고 생산 기업체에서는 냉장고 내부 판넬 제작 중 트리밍 공정(50)을 기계적 프레스에 의해 진행하고 있다. 기계적인 프레스 공정을 수행하기 위해서는 냉장고 내부 판넬을 단단히 고정시키기 위한 치구와 테두리부를 트리밍하기 위한 금형 및 내부 국부적 영역을 제거하기 위한 금형을 사용하여야 한다. 그런데 냉장고 내부 판넬 사이즈가 커서 이러한 치구 및 금형을 제작하고 유지하는데 많은 비용이 소모되고 있으며 이로 인해 제품 단가를 내리지 못하는 문제점을 가지고 있다. 또한 기계적 프레스 방식을 사용하기 때문에 트리밍을 완료한 부위가 깔끔하지 못하고 끝티(bur)가 발생되어 제품의 완성도가 떨어지는 문제점을 가지고 있으며, 기계적 프레스 공정을 수행하기 때문에 제품 생산 기간이 길어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 냉장고 내부 판넬 트리밍 공정을 레이저 장치를 이용하여 수행하는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히 본 발명에서는 갈바노 미터 스캐너를 사용하는 레이저 장치를 이용하여 냉장고 내부 판넬 트리밍 시간을 단축시킬 수 있으며, 트리밍이 완료된 냉장고 내부 판넬에 그으름이 달라붙지 않는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적은 X축 방향으로 이동하는 X축 이동부와, 상기 X축 이동부 상에 형성되면서 Y축 방향으로 이동하는 Y축 이동부 및 상기 Y축 이동부 상에 형성되면서 Z축 방향으로 이동하는 Z축 이동부를 갖는 갠트리 구조물과, 상기 갠트리 구조물 일 측에 고정 설치되는 레이저 발생부와, 상기 Z축 이동부에 부착되며 Z축 이동부를 축으로 하여 수평 방향으로 회전하는 수평 회전부와, 상기 수평 회전부와 수직되는 방향으로 회전하고, 내부에는 이동 가능한 벤딩 미러와 노즐식 레이저 조사 장치와 갈바노 미터 스캐너가 구비되고 일 단에는 레이저광 조사 렌즈가 구비되는 수직 회전부를 포함하는 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치와, 투입되는 플라스틱 재질의 냉장고 내부 판넬을 클램핑하는 치구 및 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치가 트리밍 하는 상기 내부 판넬의 상부 스캔 영역을 적어도 포함하는 영역에 고압 공기를 분사하는 영역 공기 분사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치에 의해서도 달성 가능하다.
본 발명에 따른 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치는 갈바노 미터가 구비된 레이저 장치를 이용하여 냉장고 내부 판넬을 끝티(bur) 없이 깔끔하게 트리밍 하면서도 제품 생산 시간을 단축 시킬 수 있게 되었다. 특히 갈바노 미터를 갖는 듀얼 레이저 장치를 채택함으로써 하나의 내부 판넬 생산에 소요된 시간을 종래 기계적 프레스 공정을 이용할 경우에 비해 약 1/2 시간으로 감소시킬 수 있었다.
또한 갈바노 미터가 구비된 레이저 장치를 사용하여 플라스틱 재질의 내부 판넬을 가공하면서 발생되는 그으름 발생 문제를 영역 공기 분사를 채택하여 갈바노 미터 스캔 영역에 고압 공기를 분사하여 해결함으로써 완성도가 뛰어난 냉장고용 내부 판넬을 제공할 수 있게 되었다.
마지막으로 본 발명에 따른 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치는 수직회전부에 갈바노미터 스캐너와 노즐식 레이저 조사부를 함께 구비하고, 노즐식 레이저 조사부 상단에 레이저 광 경로를 변경시킬 수 있는 이동 가능한 벤딩 미러를 구비하여 필요에 따라 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저를 조사하거나 노즐식 레이저를 조사할 수 있게 되어 보다 원할한 트리밍이 가능하게 되었다.
도 1은 일반적인 냉장고 내부 판넬 제작 공정 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치의 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치의 개략 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 수평 회전부 및 수직 회전부의 외관 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 수평 회전부 및 수직 회전부의 내부 구성도.
도 6은 영역 공기 분사기와 에어 커턴을 갖는 렌즈 구조체에 대한 개략도.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 치구로서 여러 가지 모델의 내부 판넬에 적용할 수 있는 보편화된 치구를 단순화하여 도시한 간략도.
도 8a, 도 8b, 도 8c는 본 발명에 따른 일 실시예의 수직 회전부의 구성도.
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 일 실시예인 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치에서 치구 및 흡입 밸브의 구성 및 레이아웃의 일 례를 도시한 도면.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치의 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치의 개략 구성도이다. 트리밍 되기 전 냉장고용 내부 판넬(51)은 트리밍 장치(55)로 이송되어 트리밍이 완료된 후 트리밍이 완료된 냉장고용 내부 판넬(53)을 다음 공정으로 이송되게 된다. 트리밍 장치(55)에는 갈바노 미터 스캐너를 갖는 두 대의 레이저 장치(60, 70)가 구비되고, 듀얼 레이저 장치를 이용하여 냉장고용 내부 판넬을 트리밍한다.
이하, 도 3(a)을 이용하여 본 발명에 따른 일 실시예의 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치를 설명하기로 한다. 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치는 X축 이동부(62, 72)와, X축 이동부 상에 구비되는 Y축 이동부(63, 73) 및 Y축 이동부(63, 73) 상에서 Z축 방향(상하 수직 방향)으로 이동하는 Z축 이동부(64, 74)를 갖는 갠트리 구조물(40)과, 갠트리 구조물(40) 일측부에 구비되는 레이저 생성부(61, 71)와, Z축 이동부(64, 74)에 부착되어 Z축 방향으로 360°회전하는 수평 회전부(65, 75)와, 수평 회전부(65, 75) 끝 단에 부착되어 수평 회전부(65, 75)와 수직되는 방향으로 360°회전하며 내부에는 갈바노 미터 스캐너를 구비하는 수직 회전부(66)로 구성된다. 도 3(a)에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치는 갈바노 미터 스캐너를 갖는 두 대의 레이저 장치를 사용하여 하나의 냉장고용 내부 판넬을 두 대의 레이저 장치가 트리밍할 수 있게 되어 트리밍 시간을 대폭 줄일 수 있게 되었다.
레이저 생성부(61, 71)에서 출력되는 레이저광은 갠트리 구조물(40) 상의 복수 개소에 장착되는 반사경(81, 83, 85)에 의해 반사된 후 갈바노 스캐너 미터를 통해 외부로 출광된다. 도 3의 도시에서는 반사경(81, 83, 85)이 왼쪽 편의 레이저 장치에만 장착되는 것으로 도시하였으나, 이는 설명의 편의상 오른쪽 편의 레이저 장치에 구비되는 것은 생략 도시한 것에 불과한 것이다. 또한 도 3(a)의 실시예에서는 반사경이 외부로 노출되는 것으로 설명하였으나, 레이저광이 이동되는 경로는 반사경을 포함하여 신축성 있는 경통 내에서 갈바노 미터 스캐너까지 전달되는 것으로 이해되어져야 한다. 도 3(a)에서 101은 냉장고용 내부 판넬이 이송되는 경로를 나타낸 것이나, 이는 예시에 불과한 것으로서 냉장고용 내부 판넬은 도 3의 전방에서 투입된 후 트리밍을 마친 후 후방 또는 좌우측으로 이동되도록 할 수 있음은 물론이다.
도 3(b)는 냉장고용 내부 판넬의 치구의 일례이다. 본 발명에 따른 냉장고용 내부 판넬의 치구에는 외부에서 공기를 흡입하기 위해 다수의 공기 흡입 관통홈(113)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 수평 회전부(65) 및 수직 회전부(66)의 외관 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 수평 회전부(65) 및 수직 회전부(66)의 내부 구성도이다. 수평 회전부(65) 및 수직 회전부(66)의 구성은 일반적인 자동화 기계 설계자라면 손쉽게 여러 가지 형태로 변형 가능하므로 자세한 구조에 대한 설명은 생략하기로 한다.
수평 회전부(65)는 수평으로 회전되는 수평 회전축(65-2)과, 이를 지지하고 Z축 이동부(64)에 고정되는 수평 회전 지지봉(65-1)으로 구성된다. 수평 회전축(65-2)의 끝 단에는 이에 부착되어 수평 회전축(65-2)과 함께 회전하는 회전 연결부(67)가 구비되고, 회전 연결부(67)의 타 단에는 수직 회전부(66)가 구비된다. 도 4에 도시된 수평 회전부(65), 회전 연결부(67) 및 수직 회전부(66)를 이용하여 수평 및 수직 방향으로 360°자유롭게 원하는 방향으로 회전하여 레이저를 조사할 수 있게 된다.
수평 회전부(65), 회전 연결부(67) 및 수직 회전부(66)의 내부에는 레이저 이동 통로(15)가 형성되며, 레이저광이 굴절되어야 하는 부분에는 반사경(82, 84, 86)을 설치하였음을 알 수 있다. 수직 회전부(66) 내부에는 갈바노 미터 스캐너가 구비되어 조사 렌즈를 통해 일정한 영역(range) 내에 있는 대상물을 레이저 트리밍할 수 있게 된다.
지금까지 갈바노 미터 스캐너를 구비하는 레이저 장치를 이용하여 플라스틱 재질의 대상물을 트리밍하지 못하였다. 갈바노 미터 스캐너를 구비하는 레이저 장치는 갈바노 미터 스캐너를 이용하여 일정한 범위에 있는 대상물을 빠른 속도로 레이저광을 조사하면서 트리밍 하는데 트리밍 중에 플라스틱 대상물이 연소되면서 불이 발생하고 이러한 발생된 불로 인한 그으름이 플라스틱 대상물에 달라붙기 때문이다.
본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 두 가지 해결책을 제시하였다. 첫번째 해결책은 불 발생을 가능한 줄이기 위해 CO2 레이저를 사용하는 것이고, 두번째 해결책은 스캔 영역 전체에 일정한 압력의 공기를 분사하는 영역 공기 분사기를 구비하도록 하는 것이다. 바람직하게는 영역 공기 분사기는 조사 렌즈(69)의 전단에 부착 구비되도록 하고, 또한 조사 렌즈(69)의 전단부에는 해당 조사 렌즈(69)가 그으름에 의해 오염되지 않도록 방지하는 에어 커턴을 설치하였다.
도 6은 영역 공기 분사기와 에어 커턴을 갖는 렌즈 구조체(69)에 대한 개략도이다. 수직 회전부(66) 내부에는 갈바노 미터 스캐너가 구비되고, 조사 렌즈(68)를 고정한 채로 갈바노 미터 스캐너의 조사 각도를 조절하면서 일정한 영역(A) 내에 위치하는 대상물을 빠른 속도로 레이저 조사할 수 있다.
조사 렌즈(68) 주위 테두리에는 외부로 일정한 길이로 돌출 형성되는 렌즈 보호벽(95)을 형성하고, 렌즈 보호벽(95) 내부에는 공기 분사 통로를 형성하였다. 렌즈 보호벽(95) 내부에 형성된 공기 분사 통로는 렌즈 보호벽(95) 말단에서 대상물 방향으로 조사되도록 공기 영역 분사구(93)가 형성된다. 또한 렌즈 보호벽(95)에는 내부로 공기를 분사하여 대상물 방향으로 공기를 분사시켜 대상물로부터 발생되는 그으름이 렌즈에 달라붙지 못하도록 에어 커턴 기능을 하도록 에어 커턴 분사구(91)를 구비하였다.
갈바노 미터 스캐너에 의해 광축이 변경되는 레이저 광이 조사 렌즈(68)로부터 조사되는 조사각은 중심선을 기준으로 도 6에 도시한 바와 같이 fL 및 fR로 이루어지는 대칭 각도를 가지며 대상물 A 영역에 조사된다고 가정하자. 조사 렌즈(68) 주위에 형성되는 렌즈 보호벽(95)은 이러한 갈바노 미터 스캐너의 조사각을 방해하지 않는 영역까지 형성할 수 있다. 즉, 렌즈 보호벽(95)을 너무 길게 형성할 경우 갈바노 미터 스캐너의 스캔 범위를 방해할 수 있으므로 갈바노 미터 스캐너의 스캔 범위를 방해하지 않을 정도로 형성하는 것이 좋다. 또한 공기 영역 분사구(93)에서 분사되는 공기는 적어도 대상물의 스캔 A영역을 포함하거나 또는 그보다 더 넓은 영역을 포함하도록 분사할 수 있어야 그으름을 확실하게 제거할 수 있다.
에어 커턴 분사구(91)에서 분사된 공기는 대략 45°로 비스듬히 조사 렌즈(68)의 반대 방향으로 분사되도록 구성하였다. 이러한 분사 각도를 가지므로 에어 커턴 분사구(91)에서 분사되는 공기는 서로 충돌하면서 조사 렌즈(68) 반대 방향으로 분사되므로 레이저가 대상물에 조사되면서 발생되는 그으름이 조사 렌즈(68)로 오염되는 것을 방지하게 하였다.
지금까지 설명한 공기 영역 분사구(93)를 이용하면 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치로 인해 플라스틱 재질 대상물의 상부에 발생되는 그으름을 대부분 방지할 수 있게 된다. 여기서 플라스틱 재질 대상물의 상부는 레이저가 조사되는 플라스틱 재질의 면을 의미하는 것이고, 플라스틱 재질 대상물의 하부는 레이저가 조사되지 않는 플라스틱 재질 대상물의 반대면을 의미하는 것이다. 하지만 플라스틱 재질 대상물 하부에는 여전히 그으름이 달라붙는 현상이 발생된다.
본 발명에서는 플라스틱 재질 대상물의 반대면에 달라붙는 그으름을 해결하고자 외부에서 공기를 흡입할 수 있는 다수의 공기 흡입 관통홈(113)을 치구(110)에 구비하고, 트리밍이 진행되는 플라스틱 대상물의 영역 하부에서 공기를 흡입할 수 있도록 하였다. 즉, 플라스틱 재질 대상물의 상부에서 공기 영역 분사구(93)를 이용하여 트리밍 영역 A에서 상부에 발생되는 그으름을 방지하고, 해당 트리밍 영역 하부에서는 치구(110)에 형성된 공기 흡입 관통홈(113)을 이용하여 공기를 흡입함으로써 플라스틱 대상물 하부에 달라붙는 그으름도 방지할 수 있게 되었다. 이때 중요한 것은 플라스틱 대상물 상부에서 공기 영역 분사구(93)를 통해 분사되는 고압 공기압보다 플라스틱 대상물 하부에서 공기 흡입 관통홈(113)을 통해 흡입되는 공기압을 더 크게 형성하여야 한다는 것이다. 만약 그 반대로 공기압을 형성할 경우 플라스틱 대상물의 상부 또는 하부 영역에 그으름이 일부 달라붙는 것을 확인할 수 있었다.
냉장고에 사용되는 내부 판넬 형상은 냉장고 모델마다 상이하고, 내부 피어싱(piercing) 위치도 모델마다 상이하다. 내부 판넬의 중간에 군데군데 형성되는 피어싱은 내부등 설치 위치, 하우징 삽입부 또는 물 호스를 인출하기 위해 개구부를 형성하기 위한 것이다. 통상 내부 판넬을 고정시키는 치구는 내부 판넬의 형상을 따라 굴곡지게 형성하여야 한다. 도 3(b)에 도시된 치구(110)는 직육면 형태로 형성하였는데 이는 도시의 편의를 위해 단순화해 도시한 것이며, 실제 산업계에서 사용되는 치구는 내부 판넬 형상을 따라 굴곡지는 형상을 갖는다. 또한 내부 판넬의 일정 영역에 군데군데 피어싱이 진행되는데 피어싱이 수행되는 영역 하부에서 공기를 흡입할 수 있다면 그으름을 가장 효과적으로 방지할 수 있을 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 치구로서 여러 가지 모델의 내부 판넬에 적용할 수 있는 보편화된 치구를 단순화하여 도시한 것이다. 치구는 폭이 좁은 가로바와 세로바가 반복적으로 격자 형태로 형성되는 다수의 개구부가 구비되고, 하나의 가로바와 세로바로 형성되는 개구부에는 걸림 형식으로 걸쳐질 수 있는 흡입 기(123)를 걸 수 있도록 하였다. 전술한 바와 같이 냉장고용 내부 판넬은 모델별로 군데군데 피어싱이 진행되는데 각 모델별로 피어싱이 형성되는 위치에 공기 흡입 관통홈을 형성하기 어렵다. 도 7의 치구는 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서 다수의 개구부를 형성하고 피어싱이 형성되는 위치의 개구부에 흡입기(123)를 걸림 방식으로 설치한 후 흡입 펌프(121)로 공기를 흡입할 수 있도록 한 것이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명에 따른 일 실시예의 수직 회전부의 구성도이다. 도 8a에 도시된 바와 같이 수직 회전부(66)는 레이저가 입사되는 전단부에는 이동 가능한 벤딩 미러(99)를 갖는 노즐식 레이저 조사부(95)를 구비하고, 후단부에는 조사 렌즈(69)를 갖는 갈바노 미터 스캐너(91)를 구비하여, 노즐식 레이저 조사 및 갈바노 미터 스캐너를 이용한 영역 레이저 조사가 가능하도록 하였다. 도 8a에 도시된 바와 같이 갈바노 미터 스캐너를 이용한 레이저 조사가 어려운 부분에는 이동 가능한 벤딩 미러(99)를 이용하여 입사되는 레이저 광을 노즐식 레이저 조사부(95)로 조사하게 한다. 이와는 달리 통상의 갈바노 미터 스캐너(91)를 이용한 레이저 조사 시에는 도 8b 또는 도 8c에 도시한 바와 같이 벤딩 미러(99)를 이동시켜 입사되는 레이저 광이 갈바노 미터 스캐너(91)로 입사되도록 하여 영역 레이저 조사가 가능하도록 하였다.
벤딩 미러(99)는 여러 가지 방식으로 이동시킬 수 있다. 그 중 하나의 방식은 도 8b에 도시한 바와 같이 벤딩 미러(99)의 한 쪽 변을 벤딩 미러 하우징(97)에 회전 가능하도록 축 고정 시킨 상태에서 해당 축(101)을 회전 이동시켜 고정되지 않은 변을 열고 닫을 수 있게 하는 것이다. 축(101)을 회전시키는 방식으로는 축(101)의 일 단에 폴리나 기어를 설치하고, 해당 폴리나 기어를 모터나 유압 또는 공압 실린더를 이용하여 회전시키는 것이다. 또 다른 방식으로는 축(101) 회전으로 고정되는 벤딩 미러(99) 반대편 상부를 가느다란 실 등으로 고정시키고 해당 실 등을 모터나 실린더를 이용하여 풀거나 감음으로써 구현 가능하다. 가느다란 실 등을 이용할 경우에는 실 등을 가이드하기 위한 몇 개의 가이드 봉을 설치하는 것이 바람직하다. 또 다른 방식으로는 벤딩 미러(99)가 구비되는 벤딩 미러 하우징(97) 전체를 수직 이동시켜 구현한다. 도 8c에 도시된 바와 같이 벤딩 미러 하우징(97)을 가이드하는 가이드부(103)를 좌우측에 설치하고, 이를 따라 벤딩 미러 하우징(97) 전체를 상측으로 이동시키는 것이다. 벤딩 미리 하우징(97)을 수직으로 상승 또는 하강시키는 구조물은 벤딩 미러 하우징(97)에 부착 구비되는 축을 형성하고, 해당 축을 유압 실린더, 공압 실린더 또는 모터를 이용하여 이동시킴으로써 손쉽게 구현가능하다.
이하, 본 발명에 따른 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치의 동작에 대해 설명하기로 한다. 치구(110)에 트리밍되지 않은 냉장고용 내부 판넬이 삽입되어 내부 판넬 트리밍 장치로 반입된다. 도 3의 갠트리 구조물을 이용하여 냉장고용 내부 판넬의 외곽부를 먼저 트리밍한다. 이때 갠트리 구조물의 좌우 대칭된 위치에 설치되는 갈바노 미터 스캐너를 구비하는 레이저 장치는 좌우에서 동시에 대칭적인 움직이면서 외부 트리밍을 실시한다. 예를 들어 왼쪽 편에 설치되는 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치가 내부 판넬의 좌측 상단과 위쪽 상단 외곽부를 트리밍하면 우측 편에 설치되는 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치는 내부 판넬의 우측 상단과 아래쪽 상단 외곽부를 트리밍하는 것이다. 다음으로 좌우측의 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치는 내부 판넬의 군데군데 영역에 형성되는 피어싱을 수행한다. 이 경우에도 좌우측 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치는 내부 판넬을 정확하게 이등분하여 좌측편에 형성되는 피어싱은 좌측 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치가 형성하도록 하고, 우측편에 형성되는 피어싱은 우측 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치가 형성하도록 한다. 갈바노 미터 스캐너가 트리밍 할 수 없는 부분은 노즐식 레이저 조사 장치를 이용하여 트리밍을 수행한다. 트리밍이 완료된 내부 판넬은 치구와 함께 반출함으로써 냉장고용 내부 판넬의 트리밍이 완료된다.
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 일 실시예인 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치에서 치구 및 흡입 밸브의 구성 및 레이아웃의 일 례를 도시한다. 도 9를 이용하여 치구(110)에 냉장고 내부 판넬이 장착되는 방식에 대해 설명하기로 한다. 내부에 냉장고 내부 판넬이 장착되지 않은 치구(110)는 ① 위치에서 상부에서 치구(110) 내부 방향으로 냉장고 내부 판넬을 삽입 장착한 후, 리니어 이송부(135)를 이용하여 ③ 위치로 이송된다. ③ 위치에서 치구에 부착되어 치구(110)와 함께 이동하는 치구 집진 밸브(123-2)는 흡입 펌프(121)에 부착된 메인 집진 밸브(123-1)와 도킹 결합된다. ③ 위치에서 냉장고 내부 판넬은 레이저 트리밍이 수행되며 수행 중에는 흡입 펌프(121)를 가동시켜 트리밍 중 발생되는 그으름이 냉장고 내부 판넬에 달라붙지 않게 한다. 이후 레이저 트리밍이 종료되면 흡입 펌프(121)의 흡입력을 단절시켜 트리밍 후 남는 칩을 ③ 위치에서 치구(110) 하단에 구비된 칩 수거부(131)를 통해 칩 수거 컨베이어벨트(133) 상부로 자연 낙하되도록 한 후, 칩 수거 컨베이어벨트(133)를 이용하여 칩 수거함으로 수거된다. 이후, 냉장고 내부 판넬은 치구(110)와 함께 ① 위치로 이송된 후 상부 방향으로 들어올려진 후 다음 단계로 이송되고, 새로운 냉장고 내부 판넬이 장착되게 된다.
도 10은 냉장고 내부 판넬이 치구에 장착되기 전 및 장착된 후의 치구 상태도이고, 도 11은 부분 절개도이다. 치구(11)는 상하부가 개방된 육면체 형상의 메인 바디부와, 내부 테두리 형상은 냉장고 내부 판넬의 외곽 형상과 일치되는 테두리부를 가지며 메인 바디부 상부에 걸쳐지는 편평한 판 상의 치구 수평 걸림편(141)과, 상하부가 개방된 육면체 형상의 메인 바디부의 각 측면 상에 부착되어 빨아들이는 흡입력을 제공하는 쇄기형 집진구(153)와, 쇄기형 집진구(153)에 부착되어 흡입된 공기 통로를 제공하는 치구 집진 밸브(123-2)로 구성된다. 판 상의 치구 수평 걸림편(141)은 치구 상부에 매미 걸이(147)를 이용하여 부착되도록 하였다.
치구의 치구 집진 밸브(123-2) 일 단은 흡입 펌프(121)와 연결되어 고정 설치되는 메인 집진 밸브(123-1)와 환형 도킹구(143)을 이용하여 도킹 결합되는 구성을 가지므로 탈부착이 용이하도록 하였다. 도 11에 도시한 바와 같이 쇄기형 집진구(153) 내측에는 집진 필터(149)를 구비하여 칩이 흡입 펌프(121) 또는 집진 밸브로 빨려들어 막히는 것을 방지하도록 하였다. 또한 치구 집진 밸브는 쇄기형 집진구와 연결되는 부분의 끝 단에는 모터 댐퍼(151)를 설치하여 흡입 펌프(121)의 흡입력을 개폐할 수 있도록 하였다.
도 12는 본 발명에 따른 일 실시예인 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치에서 치구 및 흡입 밸브의 구성 및 레이아웃을 정면 방향에서 도시한 도면이다. 도 12에는 두 개의 냉장고 내부 판넬을 도시하였는데 왼편의 냉장고 내부 판넬은 레이저 트리밍 중 공기 흡입이 진행되는 상태를 도시한 것이고, 우측편의 냉장고 내부 판넬은 레이저 트리밍이 종료되고 공기 흡입이 정지되었으며 트리밍 후 발생하는 칩이 수거되는 상태를 설명하는 도면이다. 도 12에 도시된 바와 같이 치구 메인 바디부 상부에 놓여지는 치구 수평 걸림편(141)의 내부 테두리부를 따라 냉장고 내부 판넬(143)이 삽입되므로, 메인 바디부의 외벽(155)과 장착되는 냉장고 내부 판넬(143)의 외벽은 상당한 수평이격거리(155)를 두고 이격 장착되도록 구성됨을 알 수 있다. 레이저 트리밍 중에는 흡입 펌프(121)의 흡입력이 메인 집진 밸브와 치구 집진 밸브를 통하여 치구 메인 바디의 각 측면에 구비되는 쇄기형 집진구(153)에 전달되어 레이저 트리밍 중에 발생되는 그으름을 흡입할 수 있게 된다.
레이저 트리밍이 종료되면, 모터 댐퍼를 이용하여 흡입 펌프(121)의 흡입력 쇄기형 집진구(153)에 전달되지 않도록 한 후 트리밍 중 발생된 칩이 치구 하단에 설치된 칩 수거부(131)를 따라 칩 수거 컨베이어벨트(133) 상부에 놓여지도록 한다. 칩 수거 컨베이어벨트(133)가 움직임에 따라 상부에 놓여진 칩은 칩 수거함(135)에 모여지게 된다.
상기에서 본 고안의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되었지만 그러한 용어는 오로지 본 고안을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 고안의 바람직한 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것을 자명한 일이다.
특히 본 발명에서는 냉장고용 내부 판넬 트리밍에 대해서만 대상으로 설명하였으나, 본 발명의 주요 기술적 사상은 플라스틱 재질의 내부 판넬을 트리밍하는 장치에까지 권리 범위를 갖는 것으로 해석되어져야 한다.
10: 로딩 공정 20: 열인가 공정
30: 성형 공정 40: 갠트리 구조물
50: 트리밍 공정 61, 71: 레이저 생성부
62, 72: X축 이동부 63, 73: Y축 이동부
64, 74: Z축 이동부 65, 75: 수평 회전부
65-1: 수평 회전 지지봉 65-2: 수평 회전축
66: 수직 회전부 67: 회전 연결부
81, 83, 85: 반사경 90: 검사 공정
110: 치구 113: 공기 흡입 관통홈

Claims (7)

  1. X축 방향으로 이동하는 X축 이동부와, 상기 X축 이동부 상에 형성되면서 Y축 방향으로 이동하는 Y축 이동부 및 상기 Y축 이동부 상에 형성되면서 Z축 방향으로 이동하는 Z축 이동부를 갖는 갠트리 구조물과, 상기 갠트리 구조물 일 측에 고정 설치되는 레이저 발생부와, 상기 Z축 이동부에 부착되며 Z축 이동부를 축으로 하여 수평 방향으로 회전하는 수평 회전부와, 상기 수평 회전부와 수직되는 방향으로 회전하고, 내부에는 갈바노 미터 스캐너가 구비되고 일 단에는 레이저광 조사 렌즈가 구비되는 수직 회전부를 포함하는 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치와,
    투입되는 플라스틱 재질의 냉장고 내부 판넬을 클램핑하는 취구 및
    상기 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치가 트리밍 하는 상기 내부 판넬의 상부 스캔 영역을 적어도 포함하는 영역에 고압 공기를 분사하는 영역 공기 분사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 영역 공기 분사기는 상기 조사 렌즈 주위 테두리를 따라 외부로 돌출 형성되는 렌즈 보호벽을 형성하고, 상기 영역 공기 분사기는 상기 렌즈 보호벽 말단에 설치되어 상기 내부 판넬 방향으로 고압 공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 갈바노 미터 스캐너 레이저 장치는 적어도 두 개 구비되는 것을 특징으로 하는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 렌즈 보호벽은 상기 갈바노 미터 스캐너의 조사각 경로 외부에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 취구에는 외부에서 공기를 흡입할 수 있는 복수 개 흡입 공기 관통홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 내부 판넬의 하부에서 공기를 흡입하는 공기 흡입기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 영역 공기 분사기의 공기 분사 압력에 비해 상기 공기 흡입기의 흡입 압력이 더 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 냉장고 내부 판넬 트리밍 장치.
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