KR20120034709A - 필름 펀칭장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 필름 펀칭장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 필름의 펀칭을 위한 작업을 진행하는 구동력으로서 유압장치를 사용하는 것이 아니라 서버 모터를 사용함으로써 더욱 정확하고 신속한 작업이 이루어질 수 있는 필름 펀칭장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 필름 펀칭장치는 상하부 금형 사이를 지나가는 필름에 상하부 금형에 의한 형상대로 구멍을 뚫는 펀칭장치로서, 상기 상부 금형이 고정 지지되는 상부 금형 지지판과, 상기 금형 지지판의 상부가 고정 연결된 볼스크류와, 상기 볼스크류를 회전시키는 서버 모터를 포함한다.

Description

필름 펀칭장치 {Punching Apparatus for film}
본 발명은 필름 펀칭장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 필름의 펀칭을 위한 작업을 진행하는 구동력으로서 유압장치를 사용하는 것이 아니라 서버 모터를 사용함으로써 더욱 정확하고 신속한 작업이 이루어질 수 있는 필름 펀칭장치에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board 또는 PWB: Printed Wire Board)은 여러 종류의 부품을 전기적으로 연결하기 위한 것으로서, 배선회로면의 수에 따라 단면회로기판, 양면회로기판 및 다층회로기판 등으로 분류되며, 기판의 굴곡 특성에 따라 경성(rigid)회로기판, 연성(Flexible)회로기판 및 경-연성(rigid Flexible) 회로기판으로 분류된다. 이 중에서, 상기 연성 회로기판 및 경-연성 회로기판은 최근 전자산업기술분야에서 급속한 발전이 이루어지고 있는 소형전자제품 등에 널리 적용되는 것으로, 굴절 가능하기 때문에 노트북 컴퓨터, 캠코더 등과 같이 소형이면서 작동부위가 있는 제품에 유용하게 사용된다. 이러한 연성 회로기판은 여러 소재가 중첩된 적층구조로서, 그 제조과정은 원판인 동박적층판을 규격에 맞도록 절단하는 재단공정, 재단된 원판에 가이드홀을 형성하는 드릴링공정, 가이드홀이 형성된 동박표면에 회로를 인쇄하는 노광공정, 동박을 부식시켜 회로를 형성하는 에칭공정, 동박에 커버레이 필름을 부착한 후 고온에서 상기 커버레이 필름을 압착하는 커버레이 필름 압착공정 순으로 이루어진다. 여기서, 상기 커버레이 필름은 기판표면의 절연 및 회로보호를 위해 부착되는 것으로, 기판에 부착되기에 앞서 펀칭작업에 의해 회로부분이 노출되도록 가공된 다음 원판에 부착되는데, 이 같은 펀칭작업은 그 형태에 따라 이른바 시트(sheet) 방식과, 롤투롤(Roll to Roll) 방식으로 구분된다. 상기 시트 방식은 적절한 크기로 재단된 낱장의 커버레이 필름을 금형에 놓고 펀칭하는 것으로, 사용자가 커버레이 필름을 수작업으로 이송해야 함으로써 작업효율이 매우 낮고 제품의 불량률 또한 높다는 문제점이 있다. 또한, 상기 롤투롤 방식은 이러한 시트 방식의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 커버레이 필름이 권취된 릴(reel)을 사용하여 연속적으로 커버레이 필름을 공급하면서 펀칭작업을 자동화하여 수행하게 된다.
이러한 종래기술의 일례가 대한민국 특허 제0933043호로 공지되어 있다. 상기 특허는 필름펀칭장치와 방법이 기재되어 있다. 상기 특허에서 종래 롤투롤 방식의 커버레이 필름 펀칭장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 커버레이 필름(F)을 펀칭하는 프레스부와, 상기 프레스부로 커버레이 필름(F)을 공급하는 공급부, 펀칭된 커버레이 필름(F)을 절단하여 적재하는 적재부를 포함하여 이루어진다. 상기 프레스부는 다이(10)의 상측에 고정된 하부금형(11)과, 상기 하부금형(11)과 대응되는 구조로서 수직작동 되는 상부금형(12) 및 상기 상부금형(12)의 작동을 위한 액츄에이터(13)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 각 금형(11)(12)은 다수개의 펀칭홀을 동시에 형성할 수 있는 구조로 이루지는 것이 일반적이다. 상기 공급부는 커버레이 필름(F)이 권취되며 회전가능하게 장착되는 릴(20)과, 상기 커버레이 필름(F)을 지지 안내하는 다수개의 지지롤러(21)와, 상기 릴(20)과 지지롤러(21) 사이에서 이송되는 커버레이 필름(F)의 텐션상태를 유지하도록 상하 이송되는 텐션유닛(22) 및 상기 텐션유닛(22)의 상하 이송위치를 감지하는 위치센서(23)를 포함하여 구성된다. 상기 적재부는 상하로 근접 배치된 한 쌍의 이송롤러(30)와, 상기 이송롤러(30)에 의해 이송되어 나오는 커버레이 필름(F)을 일정한 간격으로 절단하는 커터(31) 및 상기 커터(31)에 의해 절단되어 시트(sheet)형태로 된 필름을 적재하는 적재유닛(32)를 포함하여 구성된다.
상술된 종래의 커버레이 필름 펀칭장치에 의하면 커버레이 필름(F)이 풀리면서 이송롤러(30)에 의해 이송되어 각 금형(11)(12) 사이의 펀칭위치로 공급되고, 액츄에이터(13)에 의해 상부금형(12)이 작동되어 커버레이 필름(F)이 펀칭되며, 펀칭된 커버레이 필름(F)은 커터(31)에 의해 절단된 다음, 적재유닛에 수납됨으로써 펀칭작업이 완료된다. 여기서, 양 금형(11)(12)의 구조상 1회의 펀칭작업에 의해 다수 열(列)의 펀칭홀 군이 동시에 형성되며, 상기 펀칭홀의 열과 열 사이는 소정의 간격이 유지된다.
한편, 종래기술에 의한 펀칭장치에서 금형을 승강시키고 펀칭 압력을 제공하게 되는 구동력으로 유압 프레스를 사용하고 있다. 유압 프레스의 경우에는 상하 운동을 할 때 속도의 가변이 어렵고 정확한 위치에서 정지시키는 것이 까다로운 문제점이 있다.
또한, 유압 프레스를 사용하는 펀칭장치의 경우에는 그 높이 조절이 어려워 금형 교체 시에 매우 불편하여 상당한 노력과 시간이 투입되는 문제점이 있다.
또, 프레스의 경우에는 타발하는 순간이 기능적으로 가장 중요한데, 특히 커버레이 필름 타발의 경우에는 타발 속도가 느리게 되면 버르(burr)가 발생하여 제품의 질이 떨어지는 문제점이 있다.
또, 유압 프레스의 경우에는 타발하는 시점에서 타발속도, 깊이, 토오크, 등을 자유롭게 제어가 불가능하기 때문에 작업자가 제품에 맞는 최적의 조건으로 세팅을 할 수 없어 제품 질을 향상시키는데 한계가 있는 문제점이 있다.
또, 유압 프레스의 경우에는 작업자가 원하는 특수한 기능들을 구현하기 위해서는 프로그램 수정만으로는 불가능하여 기구적인 변경과 추가가 필요해지는 문제점이 있다.
또, 유압 프레스를 사용하게 되면 기름의 누유 등으로 작업환경이 깨끗하지 못하며 소음이 커서 시끄러운 문제점이 있다.
또, 유압 프레스는 잦은 고장이 발생되어 작업 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 프레스를 구동하기 위한 구동장치로 서버 모터를 사용함으로써 타발속도를 향상시키고 자유로운 제어를 통해 생산성을 향상시키는 동시에 작업환경을 개선할 수 있는 필름 펀칭장치를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 상하부 금형 사이를 지나가는 필름에 상하부 금형에 의한 형상대로 구멍을 뚫는 펀칭장치로서, 상기 상부 금형이 고정 지지되는 상부 금형 지지판과, 상기 금형 지지판의 상부가 고정 연결된 볼스크류와, 상기 볼스크류를 회전시키는 서버 모터를 포함한다.
바람직하게는, 상기 볼 스크류는 그 상부에 구동풀리가 설치되고, 그 구동풀리는 벨트에 의해 모터의 회전축에 설치된 모터풀리에 연결되어 구동이 전달되도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 벨트가 타이밍 벨트이다.
바람직하게는, 상기 하부 금형은 작업대 상부에 고정되고, 상기 작업대에는 수직으로 다수개의 가이드 기둥이 세워지며, 그 가이드 기둥 상부에는 모터 지지판이 고정되고, 상기 상부 금형 지지판은 상기 기둥이 끼워져 승강 시 안내되도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 서보 모터와 볼스크류가 체인에 의해 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 서보 모터와 볼스크류가 커플링에 의해 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 필름 펀칭장치는 필름을 잡아당겨 공급하는 피더를 더 포함하고, 상기 피더는 피딩용 서보 모터에 볼스크류를 연결하여 회전운동을 직선운동으로 바꾸고 볼스크류 너트에 그립퍼를 장착하여 필름을 잡고 정확한 이송을 하며, 상기 피더를 좌. 우 양측으로 두 개를 구성하여 번갈아 피딩하도록 구성된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명에 의한 필름 펀칭장치는 프레스로 서보 모터를 사용하기 때문에 수동으로도 높이 조절이 용이하여 금형 교체 시에 편리하고 노력과 시간을 절약할 수 있는 효과를 제공한다.
(2) 플렉시블한 필름을 펀칭하는 경우에 타발속도가 빠를수록 버르가 발생되지 않고 좋은 제품을 생산할 수 있는 것이기 때문에 유압프레스보다 타발속도가 서보 모터 프레스가 더 빠르기 때문에 버르가 훨씬 적게 발생되는 효과를 제공한다.
(3) 서보 모터 프레스의 경우에 타발하는 시점에서 타발속도, 깊이, 토오크 등을 자유롭게 제어가 가능하기 때문에 작업자가 제품에 맞는 최적의 조건으로 세팅할 수 있어 질 좋은 제품을 생산하게 되는 효과를 제공한다.
(4) 서보 모터 프레스의 경우에는 작업자가 원하는 특수한 기능들도 기구적인 변경 없이 프로그램 수정만으로 용이하게 추가 및 변경이 가능한 효과를 제공한다.
(5) 유압프레스 경우에 발생될 수 있는 누유 등의 오염과 소음 발생을 막을 수 있어 작업환경을 쾌적하게 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
(6) 서보 모터의 구동력이 풀리들과 벨트를 통하여 금형을 상하 승강하도록 구성되어 있기 때문에 상하부 금형의 충돌에 의한 충격이 서보 모터까지 전달되는 것이 미연에 방지되어 장치의 내구성과 수명을 보장할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 종래기술에 의한 필름 펀칭장치의 정면도,
도 2는 본 발명에 의한 필름 펀칭장치의 정면도,
도 3은 본 발명에 의한 필름 펀칭장치의 측면도,
도 4는 본 발명에 의한 필름 펀칭장치의 평면도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필름 펀칭장치가 도 2 내지 도 4에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 필름 펀칭장치는 상하부 금형(400,500) 사이를 지나가는 필름에 상하부 금형(400,500)에 의한 형상대로 구멍을 뚫는 펀칭장치이다. 도 2를 참고하면, 필름이 공급릴(110)에 감겨 있고 그 필름이 풀리면서 후방으로 이동되면서 펀칭작업이 이루어지게 된다. 릴(110)로부터 풀린 필름은 이오나이저(ionizer)(120)를 거치면서 정전기가 제거되고 서보 프레스(200)로 이동된다. 서보 프레스(200)는 상기 상부 금형(400)이 고정 지지되는 상부 금형 지지판(260)과, 상기 금형 지지판(260)의 상부가 고정 연결된 볼스크류(250)와, 상기 볼스크류(250)를 회전시키는 서버 모터(210)를 포함한다. 상기 볼스크류(250)는 그 상부에 구동풀리(230)가 설치되고, 그 구동풀리(230)는 벨트(240)에 의해 서보 모터(210)의 회전축에 설치된 모터풀리(220)에 연결되어 구동이 전달되도록 구성된다. 상기 벨트는 타이밍 벨트(240)를 사용한다. 상기 하부 금형(500)은 작업대(300) 상부에 고정되고, 상기 작업대(300)에는 수직으로 네 개의 가이드 기둥(310)이 세워지며, 그 가이드 기둥(310) 상부에는 모터 지지판(320)이 고정되고, 상기 상부 금형 지지판(260)은 상기 가이드 기둥(310)이 끼워져 승강 시 안내되도록 구성된다.
상기 필름은 서보 프레스(200)를 통과하면서 프로그램된 대로 상하부 금형(400,500)에 의해 펀칭이 이루어진 다음, 피더(130)와 클리너(140)에 의해 후방으로 이동되고, 여기서 클리너(140)에서 버르 등의 이물질이 제거된다. 그 후, 커터(150)에 의해 잘려 적재되거나 자르지 않고 회수릴(170)에 의해 회수할 수도 있다. 미설명 부호 160은 제품정렬 어셈블리이다.
도 2 및 도 3은 참고하면, 서보 프레스(200)는, 우선 지지구조를 자세히 설명하면, 작업대(300) 상부에 네 개의 가이드 기둥(310)이 세워지고 그 가이드 기둥(310) 상단부가 모터 지지판(320)에 삽입 체결되어 고정된다. 따라서 가이드 기둥(310)과 모터 지지판(320)은 작업대(300) 위에 완전히 고정되어 프레임을 구성하게 된다. 이렇게 고정된 모터 지지판(320) 상부에 서보 모터(210)가 고정되어 설치되어 있다. 서보 모터(210)의 회전축에는 모터풀리(220)가 설치되고, 중앙의 구동풀리(230)와 모터풀리(220)가 타이밍 벨트(240)로 연결되어 서보 모터(210)의 회전 구동력이 타이밍 벨트(240)를 통하여 구동풀리(230)에 전달된다. 구동풀리(230)의 하부에는 볼스크류(250)가 설치되고, 볼스크류(250)에는 금형 지지판(260)이 조립되고 금형 지지판(260)에는 상기 가이드 기둥(310)이 끼워져 상하로 승강될 때 가이드를 받게 된다. 이와 같이 서보 모터(210)가 구동되어 회전되면 그 구동력은 상기 모터풀리(220), 타이밍 벨트(240), 구동풀리(230)를 거쳐 전달되고, 구동풀리(230)가 회전됨에 따라 구동풀리(230)의 회전축에 물린 볼스크류(250)가 승강되어 금형 지지판(260)을 승강시키고 결국 상부 금형(400)이 승강하게 된다. 물론 이때 금형 지지판(260)은 가이드 기둥(310)의 안내를 받게 되어 정밀한 펀칭이 이루어진 된다. 따라서 서보 모터(210)의 회전방향에 따라 상부 금형(400)이 올라가거나 내려가게 된다. 특히 서보 모터(210)는 그 회전량과 속도를 정밀하게 제어할 수 있기 때문에 타발하는 시점에서 타발속도, 깊이, 토오크 등을 자유롭게 제어가 가능하게 되어 작업자가 제품에 맞는 최적의 조건으로 세팅할 수 있게 된다.
이렇게 상하 승강되면서 충격을 받게 되는 상부 금형(400)에는 볼스크류(250)와 풀리들(220,230)을 이용하여 서보 모터(210)가 연결되기 때문에 그 충격은 구동풀리(230)까지 전달될 수 있으나, 서보 모터(210)까지는 전달되지 않는 구조이다. 따라서 서보 모터(210)에 가해지는 충격을 미연에 방지할 수 있기 때문에 서보 모터(210)의 내구성과 수명을 보장할 수 있는 구조도 제공한다.
도 2와 도 4를 참고하면, 피더(130)는 피딩용 서보 모터에 볼스크류를 적용하여 회전운동을 직선운동으로 바꾸고 볼스크류 너트에 그립퍼를 장착하여 필름을 잡고 정확한 이송을 하는 장치이다. 도시된 바와 같이 피더(130)를 좌. 우 양측으로 두 개를 구성하여 번갈아 피딩하여 작업속도를 향상시켰다.
상술한 실시예에서는 서보 모터에 충격이 전달되지 않도록 서보 모터와 볼스크류의 연결을 타이밍 벨트를 사용하여 연결하고 있으나, 예를 들면 체인을 사용하여 연결할 수도 있다. 더불어, 현존하는 고무로 연결되는 커플링 연결을 사용할 수 도 있음은 물론이다. 중요한 점은 서보 모터에 충격이 가해지지 않도록 구동력 전달을 하는 구조를 갖는다는 점이다. 따라서 이러한 점을 만족하는 공지의 구조는 어떠한 것도 다 적용이 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110 : 공급릴 120 : 이오나이저
130 : 피더 140 : 클리너
150 : 커터 160 : 제품정렬 어셈블리
170 : 회수릴 200 : 서보 프레스
210 : 서보 모터 220 : 모터풀리
230 : 구동풀리 240 : 타이밍 벨트
250 : 볼스크류 260 : 금형 지지판
300 : 작업대 310 : 가이드 기둥
320 : 모터 지지판 400 : 상부 금형
500 : 하부 금형

Claims (7)

  1. 상하부 금형 사이를 지나가는 필름에 상하부 금형에 의한 형상대로 구멍을 뚫는 펀칭장치로서,
    상기 상부 금형이 고정 지지되는 상부 금형 지지판과, 상기 금형 지지판의 상부가 고정 연결된 볼스크류와, 상기 볼스크류를 회전시키는 서버 모터를 포함하는 필름 펀칭장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 볼스크류는 그 상부에 구동풀리가 설치되고, 그 구동풀리는 벨트에 의해 모터의 회전축에 설치된 모터풀리에 연결되어 구동이 전달되도록 구성된 필름 펀칭장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 벨트가 타이밍 벨트인 필름 펀칭장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 금형은 작업대 상부에 고정되고, 상기 작업대에는 수직으로 다수개의 가이드 기둥이 세워지며, 그 가이드 기둥 상부에는 모터 지지판이 고정되고, 상기 상부 금형 지지판은 상기 기둥이 끼워져 승강 시 안내되도록 구성된 필름 펀칭장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서보 모터와 볼스크류가 체인에 의해 연결된 필름 펀칭장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서보 모터와 볼스크류가 커플링에 의해 연결된 필름 펀칭장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필름 펀칭장치는 필름을 잡아당겨 공급하는 피더를 더 포함하고, 상기 피더는 피딩용 서보 모터에 볼스크류를 연결하여 회전운동을 직선운동으로 바꾸고 볼스크류 너트에 그립퍼를 장착하여 필름을 잡고 정확한 이송을 하며, 상기 피더를 좌. 우 양측으로 두 개를 구성하여 번갈아 피딩하도록 구성된 필름 펀칭장치.
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