KR20140073896A - 적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치 - Google Patents

적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원형 바형상의 가공공구몸체(10)와, 상기 가공공구몸체(10)의 하부에 설치되며 다이야몬드가 코팅된 면삭날부(11)와, 상기 면삭날부(11)의 하부에 설치되며 다수개의 면취날(13)이 구비되며 다이야몬드가 코팅된 면취날부(12)와, 상기 면취날부(12)의 하부에 설치된 영점 세팅을 위하여 정밀가공되어 있어 치수 및 Z축 위치가 정밀한 부분인 가공공구 최하부(20)를 포함하여 구성된 적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치에 관한 것이다..

Description

적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치{The plank block Processing device which uses lamination plank block processing tool chest}
본 발명은 TFT 기판, Color filter 기판, 휴대폰, 전자사전, 디스플레이 패널로 사용되는 유리기판 뿐만 아니라, 휴대폰, 전자사전 등 휴대용 전자기기 등에 사용되는 모든 터치스크린 패널용 윈도우 글라스(퀄츠, 아크릴, PMMA, 신소재 등의 박판재에 적용) 가공에 적용될 수 있는 적층 판재블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치에 관한 것이다.
전자기기, 특히 디스플레이 패널은 경량화 박형화되면서 패널의 두께를 얇게 하려는 다양한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 패널을 구성하는 판재의 두께도 더욱 얇아지고 있다. 또한, 스마트폰의 시장이 증가함에 따라 판재의 수요가 증가하고 있다. 일반적으로 디스플레이 패널에 사용되는 아크릴 또는 PMMA 등의 합성 수지 재질의 경우 열에 취약할 뿐 아니라 스크래치에도 취약하고, 유리보다 투과율이 낮고 휘도가 떨어지는 문제가 있어서, 디스플레이 패널에는 글라스 재질, 특히 강화된 글라스 재질이 사용되고 있다.
종래의 글라스 가공 공정은 글라스 원판을 여러층 적층하여 디스플레이 패널 또는 윈도우 크기에 맞는 셀 단위 글라스로 재단한 후 낱장으로 분리하여 면취 및 면삭 가공을 한 후 화학적 강화를 통해 완성되는 가공 공정이 사용되었으나, 이 경우 재단된 셀 단위 글라스마다 면취 및 면삭 가공을 행하여야 하므로 많은 인력과 시간이 소요되므로 공정 시간이 증가하여 생산성이 매우 감소할 뿐만 아니라, 불량률이 증가하는 등공정 단가가 높아지는 문제가 있어 이를 개량한 기술이 최근에 등장하기 시작하였다.
예를 들면, 국내등록특허공보 등록번호 제1011079980000(20120113)호에는 원판 글라스를 적층 접합한 후 셀 단위 재단시 셀 단위 재단과 황삭 가공을 수행한 후, 낱장 분리 없이 셀단위 블럭에 대한 정삭 및 면취 가공후 셀 단위 블럭을 분리함으로써 가공 공정시간을 감소시켜 생산성을 높일 수 있는 글라스 가공 방법 및 이에 사용되는 글라스 가공 공구에 관한 기술이 공개되어 있으며,
국내공개특허공보 공개번호 제1020110107181 (20110930)호에는 적층되는 유리원판들 사이 사이에, 고체화 또는 경화되면서 점착성 내지 접착성을 갖는 접합물질이 층을 이루면서 유리원판이 서로 간에 접합되도록 한 다음, 접합된 유리원판을 블록 단위로, 설정 형상을 따라 워터젯으로 모든형상을 일괄적으로 재단하는 공정과, 재단된 블록 단위의 박판소재를 면삭 가공하는 공정과, 상기 블록 단위의 박판소재들을 면삭공정을 수행 후, 브러시의 회전력을 이용하여 폴리싱하는 공정을 포함하여 이루어지는 박판유리 효율적인 가공방법이 공개되어 있음을 알 수 있다.
1. 국내등록특허공보 등록번호 제1011079980000호 2. 국내공개특허공보 공개번호 제1020110107181호
종래의 가공장치에 설령 다수의 스핀들을 장착하여 스핀들 1축에 1종류(면삭 또는 면취)의 툴을 장착한 후 공정에 따라 스핀들을 교체하며 면삭 또는 면취 가공한다고 하더라도 각 스핀들의 설정된 좌표값(X-Y-Z1, Z2, Zn)을 불러 써야 하는 단점있어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 블록화된 적층된 판재들을 박리하지 않고 한 번 장착된 툴로서 면삭 및 면취 가공할 수 있도록 구성한 판재블록 가공용 툴을 제공하는 데 그 목적이 있다. 또한 본 발명은 복수 개의 스핀들을 구성하고 복수 개의 툴을 각각의 스핀들의 척에 장착함으로써, 툴의 교체 없이 복수 개의 툴을 이용하여 연속적으로 판재블록을 가공할 수 있도록 구성한 적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 판재 사이에 일정 간격을 유지시킬 수 있는 스페이서와 접합물질이 층을 이루며 동시에 적층된 판재들을 한꺼번에 면삭 가공 후 면취 가공을 수행함으로써, 종래와 같이 낱장의 판재를 개별적으로 면취 가공하는 것보다 인력, 시간 및 불량율을 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다는 장점과,
가공용 툴은 판재들이 적층 부착된 상태로 면삭 가공 및 면취 가공을 수행함으로써, 가공 시에 발생하는 판재의 파편들이 판재들 사이로 유입되는 것을 차단하여 스크래치 발생을 줄일 수 있어 불량을 최소화할 수 있다는 장점과,
판재블록 가공용 툴은 면삭 가공부와 면취 가공부가 형성됨에 따라 종래와 같이 면삭 가공 후 면취를 위해 툴을 교체하지 않아도 되며. 이와 같이 하나의 툴에서 면삭 가공 및 면취 가공이 이루어짐에 따라 설정된 좌표가 일정하게 유지되어 정밀 가공이 가능하다는 장점과,
복수 개의 스핀들이 장착되고, 각각의 스핀들에 상기 툴이 장착됨으로써, 툴의 교체 없이 장착된 툴을 이용하여 판재블록 가공을 연속적으로 진행할 수 있다는 장점과,
또한, 종래의 가공장치에 설령 다수의 스핀들을 장착하여 스핀들 1축에 1종류(면삭 또는 면취)의 툴을 장착한 후 공정에 따라 스핀들을 교체하며 면삭 또는 면취 가공한다고 하더라도 각 스핀들의 설정된 좌표값(X-Y-Z1, Z2, Zn)을 불러 써야 하는 단점이 있으나,
본 발명에 따른 판재블록 가공장치는 스핀들이 일정한 레벨에 장착되어 가공하던 툴에서 다른 툴로 전환함에 있어 툴의 좌표를 설정할 필요없이 기존에 설정된 좌표를 이용하여 가공이 가능하여 생산성을 높일 수 있으며 정밀한 가공이 가능하다는 장점이 있다.
도1 본 발명의 적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치 작동되는 상태도
도2 본 발명의 적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치 상세도
도3 및 도4 본 발명의 판재블록 가공되는 공정도
도5 본 발명의 박리전 판재블럭 사진
X축(도5A), Y축(도5B)
도6 본 발명의 박리후 판재블럭 사진
X축(도6A), Y축(도6B)
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원형 바형상의 가공공구몸체(10)와, 상기 가공공구몸체(10)의 하부에 설치되며 다이야몬드가 코팅된 면삭날부(11)와, 상기 면삭날부(11)의 하부에 설치되며 다수개의 면취날(12)이 구비되며 다이야몬드가 코팅된 면취날부(13)와, 상기 면취날부(13)의 하부에 설치된 영점 세팅을 위하여 정밀가공되어 있어 치수 및 Z축 위치가 정밀한 부분인 가공공구 최하부(20)를 포함하여 구성된 적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치 관한 것이다.
본 발명은 판재들 사이에 일정 간격을 유지시킬 수 있는 스페이서와 접합물질이 층을 이루며 동시에 적층된 판재블록을 면취 가공하는 툴로서, 판재의 두께에 해당하는 측면과 대응하는 골들이 원주 둘레를 따라 상하방향으로 형성된 면취부와, 가공장치의 척에 장착되도록 면취부의 상부에 형성된 장착부를 포함하며, 면취부에는 연마재가 도포된 것을 특징으로 한 판재블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치에 관한 것이다.
복수의 스핀들에 다양한 틀을 장착하여 틀을 전환하며 피가공물을 가공하는 가공장치기술로, 보다 구체적으로 설명하면 복수의 스핀들을 구비하고 각각의 스핀들에 다양한 틀을 장착하여 틀을 전환하여 사용하며, 틀을 갈아 끼우는 일 없이 피가공물의 가공을 연속적으로 수행 할 수 있는 가공장치 기술임을 알 수 있다.
또 다른 기술로 적층된 판재들을 블록화시켜 면삭 및 면취가공을 일반적으로 수행하는 판재블록 가공방법에서, 판재의 두께에 해당하는 측면과 대응하는 골들이 원주 둘레들 따라 상하 방향으로 연속적으로 형성된 면취용 가공 틀을 이용하여, 판재들을 하나씩 가공할 필요 없이 적층된 판재들을 블록화시켜 한꺼번에 면삭 및 면취 가공을 수행함으로써 생산성을 향상시킨 판재 블록 가공방법임을 알 수 있다.
본 발명은 먼저 원판 글라스를 판재 사이에 일정 간격을 유지시킬 수 있는 스페이서와 접합물질이 층을 이루며 동시에 적층 접합하여 원판 글라스 블럭을 형성한다. 여기서, 글라스는 강도와 내구성 향상을 위해 강화 유리 또는 쿼츠 및
신소재(실플러스등)가 사용될 수 있다.
상기 접합제는 상기 셀 단위 글라스를 일시적으로 접합할 수 있는 점착성 또는 접착력을 가진 물질이면 어떤 것이나 가능하고, 보다 구체적으로는 송진, 셀룰로스, 녹말계, 펩타이드 및 단백질, 당류 및 다당류, 레반, 라텍스 등의 천연 접합제 또는 CMC, 에폭시수지, 멜라민수지, 요소수지, 페놀수지, 합성고분자, 실리콘 등의 합성 접합제로 구성될 수 있다. 또한, 상기 스페이서는 종이 등의 천연펄프, 전분, 폴리에스테르계, 폴리비닐알콜계, PVC 등의 고분자 필름, 아크릴, PMMA, 금속 등의 구형 스페이서 등을 사용할 수 있다. 이러한 구성을 통해 원판 글라스 블록을 형성하게 된다.
이어서, 원판 글라스 블럭을 재단하여 셀 단위 글라스 블록을 형성한다.
보다 구체적으로, 상기 원판 글라스는 디스플레이 패널 또는 윈도우 크기에 따라 셀 단위 글라스로 재단이 필요하며, 이를 위해 워터젯, 그라인딩(다이아몬드 휠), 에칭, 샌드블라스트, 레이저 등의 방법을 이용하여 셀 단위 글라스 블럭으로 재단할 수 있다.
여기서, 상기 워터젯 방식은 고압 펌프를 사용하여 미세 노즐을 통해 설정된 수압의 유체를 분사하여 대상물을 절단 또는 가공하는 방식으로 직선은 물론 곡선 절단이 용이한 장점을 가지고 있으나 수직은 확보되지만 표면조도가 거칠어 정삭연마가 필요하다. 따라서, 셀 단위 글라스 블럭의 재단시 홀 가공 및 직선 가공인 외곽 형상 재단과 곡선 가공인 황삭 가공을 동시에 수행할 수 있는 워터젯 방식을 이용한 후에 정삭연마를 하는 것이 바람직하다.
상기 원판 글라스는 적어도 하나의 셀 단위 글라스가 구획된 원판 유리를 의미하고, 상기 셀 단위 글라스는 디스플레이 패널 또는 휴대용 전자기기의 디스플레이 윈도우, 터치스크린 패널의 글라스 사양에 따른 크기로 절단된 단위 글라스를 의미한다.
상기와 같이 황삭 가공된 셀 단위 글라스 블럭이 형성되면, 상기 셀 단위 글라스 블럭에 대한 치수가공 또는 정밀 가공을 수행하는 정삭 가공이 진행된다.
여기서, 셀 단위 글라스 블럭에 대한 정삭 가공은 본 발명에 따른 원형바 형상의 툴을 이용하여 동시에 수행될 수 있다.
발명의 바람직한 실시예에 따른 판재 가공 공구를 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명에 따른 판재 가공 공구는 면삭날부(11)과, 면취날부(12)로 구성된다. 좀더 바람직하게는 가공시 힘을 많이 받는 면삭날부는 상부에 위치하며, 상대적으로 힘을 적게 받는 면취날부는 하부에 위치하여 고속 가공시 진동과 런아웃을 최소화 할 수 있는 구조로 구성되어 있다.
보다 구체적으로, 종래의 판재 가공공구는 낱장인 판재를 가공하는데 반하여, 본 발명에 따른 판재 가공 공구는 복수 개의 면삭날(13)이 구비되어 판재 간의 사이가 스페이서에 의해 일정한 간격을 유지하는 판재로 구성된 적층판재를 동시에 정삭 가공할 수 있다.
즉, 상기 판재 가공 공구는 판재블럭에 적층된 판재의 수에 따라 판재가공공구를 구성하는 면삭날(13)이 복수개로 형성되어 판재 블럭에 적층된 판재를 동시에 가공할 수 있다.
상기 판재 가공 공구는 면삭날부(110를 통해 1차로 셀 단위 판재 블록의 측면을 정삭 가공하고, 2차로 면취날부(12)를 통해 셀 단위 판재 블록의 정삭 가공된 측면을 면취 가공한다.
상기 복수개로 형성된 각 면삭날(13)은 피삭체인 판재가 맞닿아 정삭 가공되는 구성이다.
최하부(20)는 특히 영점세팅을 위하여 다이아몬드가 붙어 있지 않으며 정밀 가공된 치수 및 Z축 위치를 정밀하게 제조한 것으로서, 최하부(20)를 하강시켜 바닥판에 접근을 정확히 센서로 측정하여 측면에서 유입되는 판재블럭을 정확하게 일치시켜 가공하도록 하였다.
이하 본 발명을 도면을 참고하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도1 본 발명의 적층 판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치 작동되는 상태도, 도2 본 발명의 적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치 상세도, 도3 및 도4 본 발명의 판재블록 가공되는 공정도, 도5 본 발명의 박리전 판재블럭 사진, X축(도5A), Y축(도5B), 도6 본 발명의 박리후 판재블럭 사진, X축(도6A), Y축(도6B 를 도시한 것이며, 가공 공구 몸체(10), 면삭날부(11), 면취날부(12). 면취날(13), 가공공구 최하부(20)를 나타낸 것임을 알 수 있다.
이하 본 발명의 적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치는 도2 내지 도3에 도시된 바와 같이, 원형 바형상의 가공공구몸체(10)와, 상기 가공공구몸체(10)의 하부에 설치되며 다이야몬드가 코팅된 면삭날부(11)와, 상기 면삭날부(11)의 하부에 설치되며 다수개의 면취날(13)이 구비되며 다이야몬드가 코팅된 면취날부(12)와, 상기 면취날부(12)의 하부에 설치된 영점 세팅을 위하여 다이아몬드가 붙어 있지 않으며 정밀가공되어 있어 치수 및 Z축 위치가 정밀한 부분인 가공공구 최하부(20)로 구성된 구조임을 알 수 있다.
도5 본 발명의 박리전 판재블럭 사진으로서, X축(도5A), Y축(도5B)를 도시한 것으로서,
X축
(mm) 左면취 중간 右면취 계
X1 0.16 0.37 0.18 0.71
X2 0.14 0.38 0.19 0.71
X3 0.16 0.35 0.17 0.68
X4 0.17 0.39 0.16 0.72
X5 0.18 0.38 0.16 0.72
Y축
(mm) 左면취 중간 右면취 계
Y1 0.17 0.38 0.16 0.71
Y2 0.17 0.37 0.15 0.69
Y3 0.19 0.37 0.15 0.71
Y4 0.17 0.37 0.14 0.68
Y5 0.17 0.39 0.16 0.72
이며,
도6 본 발명의 박리후 판재블럭 사진, X축(도6A), Y축(도6B) 를 도시한 것으로서,
(mm) 左면취 중간 右면취 계
X1 0.17 0.38 0.17 0.72
X2 0.17 0.37 0.18 0.72
X3 0.16 0.37 0.19 0.72
X4 0.17 0.38 0.17 0.72
임을 알 수 있다.
본 발명의 사용상태를 설명하면,
먼저, 가공공구최하부(20)를 하부의 테이블에 위치시켜 가공공구를 위치시켜 높이를 세팅시킨 후,
다수개의 글라스로 구성된 블록을 가공공구의 면삭날부(11)에 접근 시켜 면삭시킨 다음, 다수개의 글라스 블럭을 하부로 이동시켜 면취날부(12)에서 면취하여 다수개의 글라스블럭을 가공하였다.
이때, 글라스블럭을 하부로 이동시키거나, 가공공구를 상부로 위치시키는 것은 주위 환경에 따라 달리하여 가공할 수 있다.
가공된 다수개의 글라스가 조립된 글라스블럭을 각각 분리하여 원하는 곳에 사용하는 것이다.
10: 가공 공구 몸체
11: 면삭날부
12: 면취날부
13: 면취날
20: 가공공구 최하부

Claims (1)

  1. 적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치에 있어서, 원형 바형상의 가공공구몸체(10)와, 상기 가공공구몸체(10)의 하부에 설치되며 다이야몬드가 코팅된 면삭날부(11)와, 상기 면삭날부(11)의 하부에 설치되며 다수개의 면취날(13)이 구비되며 다이야몬드가 코팅된 면취날부(12)와, 상기 면취날부(12)의 하부에 설치된 영점 세팅을 위하여 정밀가공되어 있어 치수 및 Z축 위치가 정밀한 부분인 가공공구 최하부(20)를 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치.
KR1020120141907A 2012-12-07 2012-12-07 적층판재 블록 가공용 툴을 이용한 판재블록 가공장치 KR101419002B1 (ko)

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