KR20130104292A - 초음파 융착기용 지그 어셈블리 - Google Patents

초음파 융착기용 지그 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 진동에너지를 이용하여 가공대상물인 중첩된 모재(300)를 융착시키기 전단계에서 상기 모재(300)의 수평도를 자동 보정해 주기 위한 초음파 융착기용 지그 어셈블리에 관한 것으로, 이를 위해 베이스(10);와, 상기 베이스(10)에 고정되고 상부면 중앙에는 반구형상의 오목면(21)을 갖는 고정지그(20); 및 상부에는 모재(300)를 고정하기 위한 클램프(312)가 결합된 테이블(31)을 갖고, 상기 테이블(31)의 하부에는 자유도를 향상시킬 수 있도록 고정지그(20)의 오목면(21)에 형상적으로 대응되는 볼록구(311)가 돌출 형성된 가동지그(30);를 포함하되, 상기 고정지그(20)는 가동지그(30)의 위치보정 후 진공에 의해 가동지그(30)의 각도를 고정할 수 있도록 오목면(21)의 내측에 원주방향을 따라 흡착공(22)을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법에 관한 것으로, 이를 위해 모재(300)와 모재(300)의 접합 면에 형성된 융착산(310)을 상호 일치되게 중첩시켜 클램프(312)로 고정하는 단계;(S10)와, 고정지그(20)와 가동지그(30)의 사이에 유막(40)을 형성시키는 단계;(S20)와, 초음파 융착기(200)의 공구혼(210)을 승강로드(220)를 통해 하강시켜 중첩된 모재(300)의 상부로 밀착시키는 단계;(S30)와, 승강로드(220)를 통해 공구혼(210)이 모재(300)를 가압하여 전달되는 가압력에 의해 가동지그(30)의 전/후/좌/우 각도가 미세조절되도록 하여 중첩된 모재(300)의 수평도를 자동으로 보정하는 단계;(S40)와, 가동지그(30)의 수평도가 변경되는 것을 방지하기 위해 고정지그(20)와 가동지그(30)의 사이를 진공상태로 유지시키는 단계;(S50)와, 공구혼(210)을 통해 초음파 진동에너지를 중첩된 모재(300)로 전달하여 모재(300)와 모재(300) 간의 접합 면에 형성된 융착산(310)이 상호간 순간적인 마찰열에 의해 용해되어 접합시키는 단계;(S60) 및 가동지그의 클램프(312)에 고정된 모재(300)를 탈거하고. 흡착공(22) 및 진공라인(221)을 통해 진공을 해제하여 완료하는 단계;(S70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 융착기용 지그 어셈블리 및 이를 이용한 초음파 융착 방법{JIG ASSEMBLY FOR ULTRASONIC WELDING MACHINE AND ULTRASONIC WELDING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 초음파 융착기용 지그 어셈블리 및 이를 이용한 초음파 융착 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 융착기의 공구혼을 통해 중첩된 모재를 가압하는 동시에 모재의 수평도가 자동으로 보정되기 때문에 별도로 모재의 수평도를 맞출 필요가 없어 중첩된 모재의 융착시간을 단축시키고 정밀한 가공물을 얻을 수 있는 초음파 융착기용 지그 어셈블리 및 이를 이용한 초음파 융착 방법에 관한 것이다.
일반적으로 초음파 융착기는 초음파의 진동을 이용하여 가공 대상물을 융착하는 장비로서, 60Hz의 전원을 입력받아 파워 서플라이(Power Supply)에서 15~60kHz 정도의 전기에너지를 발생시키고, 발생된 전기에너지를 진동자와 부스터(Booster)를 통하여 기계적인 진동에너지로 변환한 후 진동에너지를 공구혼을 통하여 가공 대상물에 전달하도록 구성된다.
그리고 공구혼을 통하여 가공 대상물에 진동에너지가 전달되면 순간적으로 강력한 진동에 의한 마찰열이 발생하여 가공 대상물과의 접합면에서 용융 및 접착이 이루어지게 된다. 이러한 초음파 융착기는 플라스틱이나 금속의 융착, 직물이나 필름의 봉합, 케이블 터미널의 융착 등에 널리 사용되고 있다
하지만 종래의 초음파 융착기는 가공 대상물인 모재를 고정하는 지그가 베이스에 고정되어 있어 모재의 수평도와, 모재와 공구혼과의 수평을 맞추는 것이 매우 어렵고, 별도의 측정게이지를 통해 수평을 맞춰야하므로 모재의 수평도를 맞추기 위한 셋팅 시간이 매우 오래 걸리는 문제점이 있었다.
또한 사람이 직접적으로 측정게이지를 통해 모재의 수평도를 맞추기 때문에 오차가 많이 발생되어 모재와 모재를 융착시킨 후, 확인해 보면 도 14와 같이 융착산이 설계된 모재의 중심부분을 기준으로 좌측에 무지개 빛깔의 무늬가 나타나지 않아 상호 중첩된 모재 간에 간격차이가 발생되는 것을 알 수 있다.
이는 가공 대상물의 불량을 초래하여 결과적으로 소요 경비가 많이 소비되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 모재를 고정하는 지그를 두개로 분리구성하고, 각각의 지그는 반구형 오목면과, 반구형 볼록구를 통해 상호 결합시켜 미세각도가 가변될 수 있도록 구성된 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 2목적은, 공구혼의 밀착시 가동지그의 기본 수평도를 유지할 수 있도록 가동지그의 테이블 하부에는 적어도 3개 이상의 지지봉을 갖는 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 3목적은, 초음파 융착기의 공구혼을 통해 중첩된 모재를 가압하는 동시에 모재의 수평도가 자동으로 보정되기 때문에 별도로 모재의 수평도를 맞출 필요가 없어 중첩된 모재의 융착시간을 단축시키고 정밀한 가공물을 얻을 수 있는 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착 방법을 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 제 1발명은 초음파 진동에너지를 이용하여 가공대상물인 중첩된 모재(300)를 융착시키기 전단계에서 상기 모재(300)의 수평도를 자동 보정해 주기 위한 초음파 융착기용 지그 어셈블리에 관한 것으로, 이를 위해 베이스(10);와, 상기 베이스(10)에 고정되고 상부면 중앙에는 반구형상의 오목면(21)을 갖는 고정지그(20); 및 상부에는 모재(300)를 고정하기 위한 클램프(312)가 결합된 테이블(31)을 갖고, 상기 테이블(31)의 하부에는 자유도를 향상시킬 수 있도록 고정지그(20)의 오목면(21)에 형상적으로 대응되는 볼록구(311)가 돌출 형성된 가동지그(30);를 포함하되, 상기 고정지그(20)는 가동지그(30)의 위치보정 후 진공에 의해 가동지그(30)의 각도를 고정할 수 있도록 오목면(21)의 내측에 원주방향을 따라 흡착공(22)을 갖는 것을 특징으로 한다.
제 2발명은, 제 1발명에서, 상기 오목면(21)의 내부 중앙부위에는 윤활유를 공급받기 위한 윤활유공급공(211)이 더 형성되고, 상기 볼록구(311)의 중앙부위에는 오목면(21)을 통해 공급된 윤활유의 저장공간이 마련될 수 있도록 함몰부(311a)를 갖는 것이 바람직하다.
제 3발명은, 제 1발명 또는 제 2발명에서, 상기 가동지그(30)의 볼록구(311) 직경은 상기 고정지그(20)의 오목면(21)의 내경 보다 상대적으로 작은 크기로 구성되어 볼록구(311)의 외주면에 유막(40)이 형성될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
제 4발명은, 제 1발명에서, 상기 가동지그(30)의 테이블 하부에는 고정지그(20)의 외각에 탄력적으로 밀착되어 승강되는 적어도 3개 이상의 지지봉(32)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
제 5발명은, 제 2발명에서, 상기 윤활유공급공(211)은 볼록구(311)의 함몰부(311a) 상에 포함되도록 오목면(21) 내부 정중앙에 근접하게 위치되는 것이 바람직하다.
또한 제 6발명은 제 1발명의 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법에 관한 것으로, 이를 위해 모재(300)와 모재(300)의 접합 면에 형성된 융착산(310)을 상호 일치되게 중첩시켜 클램프(312)로 고정하는 단계;(S10)와, 고정지그(20)와 가동지그(30)의 사이에 유막(40)을 형성시키는 단계;(S20)와, 초음파 융착기(200)의 공구혼(210)을 승강로드(220)를 통해 하강시켜 중첩된 모재(300)의 상부로 밀착시키는 단계;(S30)와, 승강로드(220)를 통해 공구혼(210)이 모재(300)를 가압하여 전달되는 가압력에 의해 가동지그(30)의 전/후/좌/우 각도가 미세조절되도록 하여 중첩된 모재(300)의 수평도를 자동으로 보정하는 단계;(S40)와, 가동지그(30)의 수평도가 변경되는 것을 방지하기 위해 고정지그(20)와 가동지그(30)의 사이를 진공상태로 유지시키는 단계;(S50)와, 공구혼(210)을 통해 초음파 진동에너지를 중첩된 모재(300)로 전달하여 모재(300)와 모재(300) 간의 접합 면에 형성된 융착산(310)이 상호간 순간적인 마찰열에 의해 용해되어 접합시키는 단계;(S60) 및 가동지그의 클램프(312)에 고정된 모재(300)를 탈거하고, 흡착공(22) 및 진공라인(221)을 통해 진공을 해제하여 완료하는 단계;(S70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 초음파 융착기용 지그 어셈블리에 따르면, 모재를 고정하는 지그를 두개로 분리구성하고, 각각의 지그는 반구형 오목면과, 반구형 볼록구를 상호 결합시켜 자유도 향상과 더불어 미세각도를 가변시킬 수 있어 보다 정밀한 가공물을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 제 2실시예에 따른 초음파 융착기용 지그 어셈블리에 따르면, 가동지그의 테이블 하부에는 적어도 3개 이상의 지지봉을 갖기 때문에 공구혼의 밀착시 가동지그의 기본 수평도를 유지할 수 있으므로 중첩된 모재를 고정할 때와 평소 진공압이 해제된 상태에서 고정지그와 가동지그 간의 충돌이 방지되는 효과가 있다.
아울러 본 발명의 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법에 따르면, 초음파 융착기의 공구혼을 통해 중첩된 모재를 가압하는 동시에 모재의 수평도가 자동으로 보정되기 때문에 별도로 모재의 수평도를 맞출 필요가 없어 중첩된 모재의 융착시간을 단축시키고 정밀한 가공물을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 초음파 융착기용 지그 어셈블리가 적용된 초음파 융착기의 개념도,
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 초음파 융착기용 지그 어셈블리의 사시도,
도 3은 도 2의 분해사시도,
도 4는 도 2의 단면도,
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 초음파 융착기용 지그 어셈블리의 분해사시도,
도 6은 도 5의 단면도,
도 7은 본 발명의 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법의 순서도,
도 8 내지 도 12는 본 발명의 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법을 나타내는 단계별 구성도,
도 13은 본 발명의 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법를 통해 융착된 모재의 모습을 도시한 사진,
도 14는 종래의 초음파 융착기용 지그를 통해 모재와 모재가 융착된 모습을 도시한 사진,
이하에서는 본 발명에 따른 초음파 융착기용 지그 어셈블리에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 초음파 융착기용 지그 어셈블리가 적용된 초음파 융착기의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 초음파 융착기용 지그 어셈블리의 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이고, 도 4는 도 2의 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 초음파 융착기(200)의 공구혼(210)을 통해 중첩된 모재(300)를 가압하는 동시에 모재의 수평도를 자동 보정할 수 있도록 중첩된 모재(300)가 고정된 지그(20,30)를 두개로 분리구성하고, 각각의 지그(20,30)는 반구형 오목면(21)과, 반구형 볼록구(311)를 통해 상호 결합시켜 미세각도가 가변될 수 있도록 구성된 초음파 융착기용 지그 어셈블리(100)에 관한 것이다.
먼저 도면을 통해 설명하기에 앞서, 초음파 융착기(200)는 공급되는 전원을 파워서플라이(미도시)를 통해 전기주파수로 변환시키고, 이 후 진동자(미도시)를 통해 기계적 진동으로 변환한 다음 부스터(미도시)를 통해 기계적 진동을 증폭시켜 공구혼(210)으로 초음파 진동에너지가 발진될 수 있도록 구성된다.
이 때 상기 공구혼(210)은 도 1과 같이, 승강로드(220)를 통해 지그 어셈블리(100)에 고정된 중첩된 모재(300)를 일정 압력으로 가압하여 공구혼(210)을 통해 발진되는 초음파 진동에너지를 중첩된 모재(300)로 전달하여 모재(300)와 모재(300) 간의 접합 면에 형성된 융착산(310)이 상호간 순간적인 마찰열에 의해 용해되어 접합될 수 있도록 한다.
상기의 모재(300)는 플라스틱, 금속, 필름 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 모재와 모재의 접합 면에는 초음파 융착되는 융착산이 각각 형성되어 있는 구성이다. 이 때 필름과 같은 박판일 경우에는 공구혼(210)의 저면에 산(미도시)을 형성하여 필름을 융착시킬 수 있다.
아울러 도 2 내지 도 4와 같이, 본 발명의 초음파 융착기용 지그 어셈블리(100)는 공구혼(210)을 통해 일정 압력으로 중첩된 모재(300)를 가압할 때 가압력에 의해 중첩된 모재의 수평도를 자동으로 보정할 수 있는 것으로 크게 3부분으로 구성되며, 이는 베이스(10)와, 고정지그(20) 및 가동지그(30)로 구성된다.
상기 베이스(10)는 기본 수평도를 유지하기 위한 것으로, 상기 베이스(10)의 상부에 고정되는 것이 고정지그(20)이다.
상기 고정지그(20)는 베이스(10)의 상부면에 결합되어 기본 수평도를 유지하고, 더불어 상부면 중앙에는 반구형상의 오목면(21)이 형성된 구조이다.
그리고 상기 가동지그(30)는 고정지그(20)의 상부에서 자유도가 향상될 수 있도록 오목면(21)에 형상적으로 대응되는 볼록구(311)를 갖는 구조이다.
보다 상세하게는 상기 가동지그(30)는 상부로 모재(300)를 고정하기 위한 클램프(312)가 결합된 테이블(31)을 갖고, 상기 테이블(31)의 하부에는 자유도를 향상시킬 수 있도록 고정지그(20)의 오목면(21)에 형상적으로 대응되는 볼록구(311)가 돌출 형성된 구성이다.
따라서 상기 가동지그(30)는 볼록구(311)가 고정지그(20)의 오목면(21)에 곡면 결합되면 전/후/좌/우의 자유도가 향상될 수 있도록 구성된다.
그러므로 상기 가동지그(30)는 테이블(31)의 상부에 모재(300)를 중첩시켜 가압되는 공구혼(210)에 의해 전/후/좌/우로 미세각도가 조절되어 모재(300)의 수평도를 정밀하게 보정할 수 있게 된다.
여기서 상기 가동지그(30)의 볼록구(311) 직경은 상기 고정지그(20)의 오목면(21)의 내경 보다 상대적으로 작은 크기로 구성되어 볼록구(311)가 고정지그(20)의 오목면(21)에 원활히 삽입될 수 있도록 한다. 이는 결국 볼록구(311)와 오목면(21)의 사이에 유막(40)이 형성될 수 있는 공간을 마련하게 되는 것이다. 이 때 상기 볼록구(311)의 1/3은 오목면(21)과 나노미터 내지 마이크로미터 단위로 밀착될 수 있도록 매끄러운 가공면을 갖는 것이 선행되어야 한다.
한편 전술된 볼록구(311)와 오목면(21)의 사이에는 마찰력을 최소화할 수 있도록 유막(40)이 형성되는데, 이는 오목면(21)의 내부 중앙부위로 윤활유를 공급받기 위한 윤활유공급공(211)과, 상기 볼록구(311)의 중앙부위에 형성되는 함몰부(311a)를 통해 가능하다.
여기서 상기 윤활유공급공(211)은 외부의 윤활라인(212)과 연결되며, 이를 통해 공급되는 윤활유는 상기 볼록구(311)에 형성된 함몰부(311a)에 일시 저장된다. 이에 따라 볼록구(311)가 오목면(21)에서 움직임에 따라 함몰부(311a)에 저장된 윤활유에 의해 유막(40)이 형성될 수 있도록 구성된다.
때문에 마찰력이 작을수록 미세각도 조절은 상승되는 바, 이를 통해 가동지그(30)의 테이블(31)에 고정된 모재(300)의 수평도를 더욱더 향상시킬 수 있는 구조가 마련된다.
상기에서 상기 윤활유공급공(211)은 볼록구(311)의 함몰부(311a) 상에 포함되도록 오목면(21) 내부 정중앙에 근접하게 위치되며, 이는 윤활유 공급이 중단된 후 윤활유공급공(211)을 통해 공급된 윤활유가 역류되어 배출되는 것을 방지하기 위함이다.
한편 상기 고정지그(20)는 공구혼(210)의 가압력에 의해 가동지그(30)의 위치보정 후 진공에 의해 가동지그(30)의 각도를 고정할 수 있도록 오목면(21)의 내측에 원주방향을 따라 흡착공(22)이 형성된다.
이러한 흡착공(22)은 외부의 진공라인(221)과 연결되며, 상기 진공라인(221) 및 흡착공(22)을 통해 볼록구(311)와 오목면(21)의 사이를 진공상태로 유지시켜 오목면(21)에 대해 볼록구(311)가 고정되도록 한다.
이는 결국 고정지그(20)에 대한 가동지그(30)를 고정상태로 유지시켜 공구혼(210)으로 하여금 초음파 융착시 진동에 의한 모재(300)의 유동을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 초음파 융착기용 지그 어셈블리의 분해사시도이고, 도 6은 도 5의 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2실시예는 제 1실시예를 포함하며, 다만 가동지그(30)의 테이블(31) 하부에는 고정지그(20)의 외각에 탄력적으로 밀착되어 승강되는 적어도 3개 이상의 지지봉(32)을 더 포함하는 구성이다.
이 때 상기 각 지지봉(32)에는 탄성코일(323)이 외장되고, 지지봉(32)의 삽입단부는 테이블(31)의 하부에 형성된 가이드공(313)을 통해 안내될 수 있도록 가이드블럭(321)이 형성되고 자유단부에는 밀착구(322)가 형성되는 구조이다.
이러한 구성은 클램프(312)를 통해 중첩된 모재(300)를 고정할 때와 평소 진공압이 해제된 상태에서 고정지그(20)와 가동지그(30) 간의 충돌을 방지하기 위함이다.
또한 공구혼(210)의 밀착시 가동지그(30)의 기본 수평도를 유지할 수 있게 하기 위함이다.
이하에서는 본 발명의 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법의 순서도이고, 도 8 내지 도 12는 본 발명의 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법을 나타내는 단계별 구성도이고, 도 13은 본 발명의 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법를 통해 융착된 모재의 모습을 도시한 사진이다.
먼저 가동지그(30)의 테이블(31)에 모재(300)를 중첩시켜 클램프(312)로 고정시킨다. 이 때 모재(300)와 모재(300)의 접합 면에 형성된 융착산(310)을 정확히 일치시키는 것이 선행되어야 한다.(S10)
이 후 도 8과 같이, 윤활유공급공(211) 및 외부의 윤활라인(212)을 통해 윤활유를 공급하여 고정지그(20)의 오목면(21)과, 가동지그(30)의 볼록구(311) 사이에 유막(40)이 형성되도록 한다.(S20)
그리고 도 9과 같이, 초음파 융착기(200)의 공구혼(210)을 승강로드(220)를 통해 하강시켜 중첩된 모재(300)의 상부로 밀착시키고, 승강로드(220)를 통해 공구혼(210)이 모재(300)를 가압하여 전달되는 가압력에 의해 가동지그(30)의 전/후/좌/우 각도가 미세조절되도록 하여 중첩된 모재(300)의 수평도를 자동으로 보정한다.(S30, S40)
이 후 도 10과 같이, 모재(300)의 수평도를 일치시킨 후 공구혼(210)에서 발진되는 초음파 진동에너지로 인해 가동지그(30)의 각도가 변경되는 것을 방지하기 위해 진공라인(221) 및 흡착공(22)을 통해 볼록구(311)와 오목면(21)의 사이를 진공상태로 유지시켜 고정지그(20)에 대해 가동지그(30)가 견고히 고정되도록 한다.(S50)
그리고 도 11과 같이, 공구혼(210)을 통해 초음파 진동에너지를 중첩된 모재(300)로 전달하여 모재(300)와 모재(300) 간의 접합 면에 형성된 융착산(310)이 상호간 순간적인 마찰열에 의해 용해되어 접합되도록 한다.(S60)
마지막으로, 도 12와 같이, 클램프(312)에 고정된 모재(300)를 탈거하고, 흡착공(22) 및 진공라인(221)을 통해 진공을 해제하여 완료한다.(S70)
상기와 같은 과정을 통해 획득된 모재(300)는 도 13과 같이, 융착산(310)이 설계된 모재(300)의 중심부분을 기준으로 전/후/좌/우측에 무지개 빛깔의 무늬가 균일하게 관찰됨을 알 수 있었다.
이러한 무지개 빛깔은 융착 후, 모재 전체에서 상판모재와 하판모재의 간격이 균일함을 증명한다.
이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10: 베이스
20: 고정지그 21: 오목면 211: 윤활유공급공
212: 윤활라인
22: 흡착공 221: 진공라인
30: 가동지그 31: 테이블 311: 볼록구
311a: 함몰부 312: 클램프
313: 가이드공 32: 지지봉
321: 가이드블럭 322: 밀착구
323: 탄성코일
40: 유막
100: 초음파 융착기용 지그 어셈블리
200: 초음파 융착기 210: 공구혼 220: 승강로드
300: 모재 310: 융착산

Claims (6)

  1. 초음파 진동에너지를 이용하여 가공대상물인 중첩된 모재(300)를 융착시키기 전단계에서 상기 모재(300)의 수평도를 자동 보정해 주기 위한 초음파 융착기용 지그 어셈블리에 있어서,
    베이스(10);
    상기 베이스(10)에 고정되고 상부면 중앙에는 반구형상의 오목면(21)을 갖는 고정지그(20); 및
    상부에는 모재(300)를 고정하기 위한 클램프(312)가 결합된 테이블(31)을 갖고, 상기 테이블(31)의 하부에는 자유도를 향상시킬 수 있도록 고정지그(20)의 오목면(21)에 형상적으로 대응되는 볼록구(311)가 돌출 형성된 가동지그(30);를 포함하되,
    상기 고정지그(20)는 가동지그(30)의 위치보정 후 진공에 의해 가동지그(30)의 각도를 고정할 수 있도록 오목면(21)의 내측에 원주방향을 따라 흡착공(22)을 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 융착기용 지그 어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 오목면(21)의 내부 중앙부위에는 윤활유를 공급받기 위한 윤활유공급공(211)이 더 형성되고,
    상기 볼록구(311)의 중앙부위에는 오목면(21)을 통해 공급된 윤활유의 저장공간이 마련될 수 있도록 함몰부(311a)를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 융착기용 지그 어셈블리.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 가동지그(30)의 볼록구(311) 직경은 상기 고정지그(20)의 오목면(21)의 내경 보다 상대적으로 작은 크기로 구성되어 볼록구(311)의 외주면에 유막(40)이 형성될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 융착기용 지그 어셈블리.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가동지그(30)의 테이블 하부에는 고정지그(20)의 외각에 탄력적으로 밀착되어 승강되는 적어도 3개 이상의 지지봉(32)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 융착기용 지그 어셈블리.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 윤활유공급공(211)은 볼록구(311)의 함몰부(311a) 상에 포함되도록 오목면(21) 내부 정중앙에 근접하게 위치되는 것을 특징으로 하는 초음파 융착기용 지그 어셈블리.
  6. 제 1항에 기재된 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법에 있어서,
    모재(300)와 모재(300)의 접합 면에 형성된 융착산(310)을 상호 일치되게 중첩시켜 클램프(312)로 고정하는 단계;(S10)
    고정지그(20)와 가동지그(30)의 사이에 유막(40)을 형성시키는 단계;(S20)
    초음파 융착기(200)의 공구혼(210)을 승강로드(220)를 통해 하강시켜 중첩된 모재(300)의 상부로 밀착시키는 단계;(S30)
    승강로드(220)를 통해 공구혼(210)이 모재(300)를 가압하여 전달되는 가압력에 의해 가동지그(30)의 전/후/좌/우 각도가 미세조절되도록 하여 중첩된 모재(300)의 수평도를 자동으로 보정하는 단계;(S40)
    가동지그(30)의 수평도가 변경되는 것을 방지하기 위해 고정지그(20)와 가동지그(30)의 사이를 진공상태로 유지시키는 단계;(S50)
    공구혼(210)을 통해 초음파 진동에너지를 중첩된 모재(300)로 전달하여 모재(300)와 모재(300) 간의 접합 면에 형성된 융착산(310)이 상호간 순간적인 마찰열에 의해 용해되어 접합시키는 단계;(S60) 및
    가동지그의 클램프(312)에 고정된 모재(300)를 탈거하고. 흡착공(22) 및 진공라인(221)을 통해 진공을 해제하여 완료하는 단계;(S70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 융착기용 지그 어셈블리를 이용한 초음파 융착방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150062828A (ko) * 2013-11-29 2015-06-08 티엔에스(주) 초음파융착산을 적용한 플라스틱 기판 간의 초음파 융착방법과 이를 적용한 플라스틱 기판 및 미세유체칩
CN117697268A (zh) * 2024-02-06 2024-03-15 苏州华明智能科技有限公司 一种多角度焊接机器人

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990040156A (ko) * 1997-11-17 1999-06-05 양재신 자동감지 위치 조정용 핀
TW200405839A (en) * 2002-10-03 2004-04-16 Ultex Corp Ultrasonic bonding machine
KR20040059389A (ko) * 2002-12-28 2004-07-05 주식회사 하이닉스반도체 포토 마스크 검사용 안착장치
WO2009084536A1 (ja) 2007-12-28 2009-07-09 Nikon Corporation 半導体基板貼り合わせ装置及び半導体基板貼り合わせ方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150062828A (ko) * 2013-11-29 2015-06-08 티엔에스(주) 초음파융착산을 적용한 플라스틱 기판 간의 초음파 융착방법과 이를 적용한 플라스틱 기판 및 미세유체칩
CN117697268A (zh) * 2024-02-06 2024-03-15 苏州华明智能科技有限公司 一种多角度焊接机器人
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