KR20140131900A - 재단방법 - Google Patents

재단방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140131900A
KR20140131900A KR1020140146454A KR20140146454A KR20140131900A KR 20140131900 A KR20140131900 A KR 20140131900A KR 1020140146454 A KR1020140146454 A KR 1020140146454A KR 20140146454 A KR20140146454 A KR 20140146454A KR 20140131900 A KR20140131900 A KR 20140131900A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
product
camera
cutting
angle
cutting line
Prior art date
Application number
KR1020140146454A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101476711B1 (ko
Inventor
배성호
신기봉
이세용
Original Assignee
(주)엔에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엔에스 filed Critical (주)엔에스
Priority to KR1020140146454A priority Critical patent/KR101476711B1/ko
Publication of KR20140131900A publication Critical patent/KR20140131900A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101476711B1 publication Critical patent/KR101476711B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/047—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work moving work to adjust its position between soldering, welding or cutting steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/20—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/20—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed
    • B26D5/22—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed having the cutting member and work feed mechanically connected
    • B26D5/24—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed having the cutting member and work feed mechanically connected including a metering device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 재단방법에 관한 것으로서, 제품의 폭 방향과 수직을 이루는 이송 방향을 따라 순차적으로 이송되는 상기 제품을 미리 설정된 길이로 재단하는 재단방법에 있어서, (a) 상기 제품에 레이저를 조사 가능한 스캔헤드를 상기 제품의 폭 방향으로 미리 결정된 거리만큼 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 제1 커팅 라인을 형성하는 단계; (b) 상기 스캔헤드를 상기 제품의 폭 방향으로 상기 제1 커팅 라인과 동일한 거리만큼 이동시킴과 동시에 상기 스캔헤드로부터 조사되는 레이저의 경로를 변경 가능한 갈바노미터를 통해 상기 제품에 레이저가 조사되는 가공점을 상기 제품의 이송 방향으로 미리 결정된 거리만큼 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 제2 커팅라인을 형성하는 단계; (c) 상기 스캔헤드를 상기 제품의 폭 방향으로 상기 제1 커팅 라인과 동일한 거리만큼 이동시킴과 동시에 상기 갈바노미터를 통해 상기 가공점을 상기 제2 커팅 라인과 반대되도록 상기 제품의 이송 방향을 따라 상기 제2 커팅라인과 동일한 거리만큼 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 제3 커팅라인을 형성하는 단계; (d) 상기 제1 및 제2 커팅라인이 이루는 제1 각도와, 상기 제1 및 제3 커팅라인이 이루는 제2 각도를 상호 비교하여 상기 제1 커팅라인이 상기 제품의 폭 방향과 평행하게 형성되었는지 여부를 판별하는 단계; 및 (e) 상기 제1 각도와 상기 제2 각도가 동일하여 상기 제1 커팅라인이 상기 제품의 폭 방향과 평행을 이룬다고 판별되면, 상기 스캔헤드를 상기 제1 커팅라인과 평행을 이루게 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 상기 제품을 미리 설정된 길이로 재단하는 단계를 포함한다.
이러한 본 발명에 의하면, 갈바노미터를 이용하여 제품의 폭 방향을 정확히 가로지르는 스캐닝 기준점을 설정할 수 있어, 제품의 모서리 부분이 정확히 직각을 이루도록 가공할 수 있다.

Description

재단방법{Cutting method}
본 발명은 제품의 재단 공정에 적용될 수 있는 재단장치 및 이를 이용한 재단방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제품의 재단장치는 연속되는 제품을 일정한 폭을 갖도록 길이방향으로 절단하는 슬리팅 공정이나 일정한 길이를 갖도록 폭방향으로 절단하는 재단 공정에 적용되는 장치이다. 이러한 재단장치는 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 예를 들어 디스플레이 패널을 제작하기 위한 박막필름의 가공 분야에 적용될 수 있다.
통상적으로 액정이나 LED 또는 PDF모듈 등으로 이루어진 디스플레이 패널은 패널의 픽셀에서 조사되는 조명광을 편광시켜서 영상을 현시하는 박막필름이 부착된다.
이러한 박막필름은 권취롤러에 권취되어 원단형태로 제공되고 권취롤러에서 풀리면서 설정된 길이로 이송된 후 정지된 상태에서 레이저 절단기에 의해 재단된다. 이에 따라, 박막필름은 디스플레이 패널에 부착할 수 있는 형태로 최종 가공된다.
여기서, 박막필름은 디스플레이 패널에 사용되어 초정밀도를 요구하기 때문에 정확한 치수가 측정되어야 완성품의 불량률이 저하된다.
그런데, 통상적으로 박막필름의 이송 과정에서 박막 필름이 좌우로 흔들리게 되므로, 박막필름이 이송 방향으로부터 소정 각도 기울어진 상태로 이송되는 사행현상이 발생하게 된다. 이에 따라, 가공된 박막필름의 모서리 부분이 직각을 이루지 않게 되어 불량률이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제품이 이송되는 과정에서 사행현상이 발생한 경우에도 제품의 모서리 부분이 직각을 이루도록 사행현상을 보정할 수 있는 재단장치 및 이를 재단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가, 본 발명은 제품의 사행각도를 정확히 측정할 수 있는 재단장치 및 이를 이용한 재단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가, 본 발명은 재단된 제품의 길이를 정확히 측정할 수 있는 재단장치 및 이를 이용한 재단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재단방법은, 제품의 폭 방향과 수직을 이루는 이송 방향을 따라 순차적으로 이송되는 상기 제품을 미리 설정된 길이로 재단하는 재단방법에 있어서, (a) 상기 제품에 레이저를 조사 가능한 스캔헤드를 상기 제품의 폭 방향으로 미리 결정된 거리만큼 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 제1 커팅 라인을 형성하는 단계; (b) 상기 스캔헤드를 상기 제품의 폭 방향으로 상기 제1 커팅 라인과 동일한 거리만큼 이동시킴과 동시에 상기 스캔헤드로부터 조사되는 레이저의 경로를 변경 가능한 갈바노미터를 통해 상기 제품에 레이저가 조사되는 가공점을 상기 제품의 이송 방향으로 미리 결정된 거리만큼 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 제2 커팅라인을 형성하는 단계; (c) 상기 스캔헤드를 상기 제품의 폭 방향으로 상기 제1 커팅 라인과 동일한 거리만큼 이동시킴과 동시에 상기 갈바노미터를 통해 상기 가공점을 상기 제2 커팅 라인과 반대되도록 상기 제품의 이송 방향을 따라 상기 제2 커팅라인과 동일한 거리만큼 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 제3 커팅라인을 형성하는 단계; (d) 상기 제1 및 제2 커팅라인이 이루는 제1 각도와, 상기 제1 및 제3 커팅라인이 이루는 제2 각도를 상호 비교하여 상기 제1 커팅라인이 상기 제품의 폭 방향과 평행하게 형성되었는지 여부를 판별하는 단계; 및 (e) 상기 제1 각도와 상기 제2 각도가 동일하여 상기 제1 커팅라인이 상기 제품의 폭 방향과 평행을 이룬다고 판별되면, 상기 스캔헤드를 상기 제1 커팅라인과 평행을 이루게 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 상기 제품을 미리 설정된 길이로 재단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, (f) 상기 (d) 단계와 상기 (e) 단계 사이에 수행되며, 상기 제품이 이송 방향에 대하여 사행하는 각도를 측정하여 제품의 사행 정보를 생성하는 단계를 더 포함하며, 상기 (e) 단계는, 상기 사행 정보에 대응하여 상기 갈바노미터를 통해 상기 가공점을 상기 제품의 이송 방향을 따라 이동시켜 상기 사행을 보정하면서 수행되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 (f) 단계는, (f1) 상기 제품의 이송 방향을 따라 개별적으로 이동 가능하게 설치된 제1 및 제2 카메라를 통해 상기 제품의 측단부의 영상 정보를 생성하는 단계; (f2) 상기 영상 정보에 의해 구해진 상기 제1 카메라의 중심점과 상기 제품의 측단부 사이의 거리(X1)와 상기 제2 카메라의 중심점과 상기 제품의 측단부 사이의 거리(X2)의 합산 값과 상기 제1 카메라의 중심점과 상기 제2 카메라의 중심점 사이의 거리(Y)를 비교하여 상기 제품의 사행 각도를 측정하는 사행 각도 연산 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 (f) 단계는, (f3) 상기 (f1) 단계 이전에 수행되며, 상기 제1 카메라의 중심점과 상기 제2 카메라의 중심점 사이의 중간 지점에 상기 제품의 측단부가 위치하도록 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라를 각도 측정 기준점에 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 (d) 단계에서 상기 제1 각도와 상기 제2 각도가 상이하여 상기 제1 커팅 라인과 상기 제품의 폭 방향이 평행을 이루지 못한다고 판별되면, 상기 (a) 내지 상기 (c) 단계가 다시 반복하여 수행되되, 상기 (a) 단계는 상기 제1 각도와 상기 제2 각도의 차이가 보정된 새로운 제1 커팅라인을 형성하면서 수행되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 (a) 내지 (c) 단계에 있어서, 상기 제1 내지 제3 커팅라인은 각각 상기 제품이 절단되지 않는 범위 내에서 미리 정해진 깊이로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 재단장치 및 이를 이용한 재단방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 갈바노미터를 이용하여 제품의 폭 방향을 정확히 가로지르는 스캐닝 기준점을 설정할 수 있어, 제품의 모서리 부분이 정확히 직각을 이루도록 가공할 수 있다.
둘째, 갈바노미터를 가지는 스캔헤드를 이용하여 제품에 레이저를 조사함으로써, 제품이 사행하는 경우에도 갈바노미터를 통해 레이저의 조사 경로를 제품의 이송 방향 또는 폭 방향으로 변경하여 제품의 사행을 보정할 수 있다.
셋째, 제품의 이송 방향으로 이동 가능하게 설치되는 각도 측정 카메라를 가지는 각도 측정 유닛을 마련함으로써, 각도 측정 유닛을 통해 제품이 이송 방향에 대해 사행하는 각도를 정확히 측정할 수 잇다.
넷째, 길이 측정 유닛의 길이 측정 카메라를 통해 가공된 제품이 원하는 길이로 가공되었는지 여부를 정확히 판별할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치를 구성하는 레이저 조사유닛 및 헤드 드라이버를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치를 구성하는 각도 측정 유닛 및 길이 측정 유닛을 측정하기 위한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 제1 카메라를 통해 획득되는 제품의 측단부의 영상정보이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 제2 카메라를 통해 획득되는 제품의 측단부의 영상정보이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 사행 각도를 측정하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치를 구성하는 갈바노미터를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 스킨헤드의 스캐닝 기준점 설정을 설명하기로 도면이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 제1 내지 제3 커팅라인을 제3 카메라로 바라본 상태를 나타내는 도면이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 제1 내지 제3 커팅라인을 제4 카메라로 바라본 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치를 나타내는 개략도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치(10)는, 순차적으로 이송되는 제품(F)을 설정된 길이로 재단하기 위한 것으로서, 제품(F)이 안착되어 이송되는 이송프레임(110)을 가지는 이송유닛(100), 제품(F)에 레이저를 조사하여 제품(F)을 재단하는 스캔헤드(220), 그리고 스캔헤드(220)를 제어하는 레이저 컨트롤러를 가지는 레이저 조사 유닛, 이송 프레임에 설치되어 스캔헤드(220)가 결합되고, 스캔헤드(220)를 제품(F)의 폭 방향으로 수평 이동시키는 헤드 드라이버(500) 및 제품(F)이 이송 방향에 대하여 사행하는 각도를 측정하여, 제품(F)의 사행 정보를 레이저 컨트롤러에 전달하는 각도 측정 유닛(300)을 포함하며, 스캔헤드(220)는 제품(F)에 레이저가 조사되는 가공점을 제품(F)의 이송 방향으로 이동시키는 갈바노미터(230)를 포함하고, 레이저 컨트롤러는 사행 정보에 대응하여 갈바노미터(230)를 제어함으로써, 제품(F)의 사행을 보정하는 것을 특징으로 한다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치(10)는 이송유닛(100), 레이저 조사유닛(200), 각도 측정 유닛(300), 길이 측정 유닛(400) 등을 포함할 수 있다.
이송유닛(100)은 디스플레이 패널에 적용되는 박막필름과 같은 제품(F)이 안착되어 이송되는 이송프레임(110)을 포함한다.
이송프레임(110)은 이송유닛(100)의 외부 몸체를 형성하여 지지골격을 제공하며, 제품(F)을 절단하기 위한 가공라인 상에 설치된다. 또한, 이송프레임(110)은 제품(F)을 연속적으로 공급하여 가공하기 위해 권취롤러(110a), 안내롤러(110b) 및 배기덕트 등을 포함할 수 있다.
권취롤러(110a)는 이송프레임(110)의 일측에 설치되어 원단형태의 제품(F)이 권취되며, 댄싱롤러(DR)는 권취롤러(110a)로부터 풀려서 공급된 제품(F)을 평판상태로 펴고, 로딩기(LO)는 제품(F)을 디스플레이 패널에 부합되도록 재단하기 위하여 설정된 길이로 로딩시킨다.
안내롤러(110b)는 스캔헤드(220)의 전단에 설치되어 제품(F)을 긴장시키면서 절단위치로 안내하며, 적재기(H)는 이송프레임(110)의 타측에 마련되어 재단이 완료된 제품(F)이 적재되고, 배기덕트(미도시)는 제품(F)의 레이저 절단 시 발생되는 흄(fume)을 재단장치(10)의 외부로 배출한다.
레이저 조사유닛(200)은 제품(F)을 절단하기 위해 레이저를 발생시켜 제품(F)에 조사하며, 레이저 발생기(210), 리플렉터(210a), 스캔헤드(220) 등을 포함할 수 있다. 레이저 조사유닛(200)에 대한 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.
각도 측정 유닛(300)은 스캔헤드(220)의 전단 또는 레이저 조사유닛(200)의 전후단에 걸쳐 설치되어, 이송프레임(110)에 안착되는 이송되는 제품(F)이 이송 방향에 대하여 사행하는 각도를 측정하는 부재이다. 각도 측정 유닛(300)에 대한 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.
길이 측정 유닛(400)은 스캔헤드(220)의 후단에 설치되어, 레이저 조사유닛(200)에 의해 절단된 제품(F)의 길이를 측정하는 부재이다. 길이 측정 유닛(400)에 대한 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치(10)를 구성하는 레이저 조사유닛 및 헤드 드라이버를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 도 3을 참조하여 레이저 조사유닛(200) 및 헤드 드라이버(500)에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치(10)는 제품(F)을 원하는 폭으로 재단하기 위하여, 레이저 발생기(210), 리플렉터(210a) 및 스캔헤드(220)를 가지는 레이저 조사유닛(200), 그리고 스캔헤드(220)를 제품(F)의 이송 방향 또는 폭 방향으로 수평 이동시키는 헤드 드라이버(500) 등을 포함할 수 있다.
레이저 발생기(210)는 이송프레임(110)에 고정 설치되어 레이저를 발생시키는 부재로서, 내부 구성은 통상적인 레이저 발생기와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
리플렉터(210a)는 레이저 발생기(210)의 일측 및 후술할 헤드 드라이버(500)의 일측에 각각 마련되며, 레이저 발생기(210)로부터 방출된 레이저를 편광상태로 반사하거나 일부의 레이저를 통과시켜 레이저의 경로를 분기시킬 수 있다.
스캔헤드(220)는 후술할 헤드 드라이버(500)에 수평 방향으로 이동 가능하게 결합되며, 리플렉터(210a)에 의해 편광상태로 반사된 레이저를 집광하여 제품(F)에 조사함으로써 제품(F)을 절단하는 부재이다.
또한, 스캔헤드(220)는 레이저가 조사되는 경로를 변경함으로써 제품(F)에 레이저가 조사되는 가공점을 이동시킬 수 있는 갈바노미터(230)를 포함할 수 있다. 갈바노미터(230)에 대한 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.
헤드 드라이버(500)에 설치 가능한 스캔헤드(220)의 갯수는 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 헤드 드라이버(500)에 한쌍으로 병렬 배치된 크로스 레일(510)에 각각 1개의 스캔헤드(220)를 설치하여 제품(F)의 재단공정을 독립적으로 수행시킬 수 있다.
헤드 드라이버(500)는 스캔헤드(220)를 제품(F)의 이송 방향 또는 폭 방향으로 수평 이동시켜 제품(F)을 설정된 길이로 재단하기 위한 부재이다. 또한, 헤드 드라이저(500)는 크로스 레일(510), 크로스 슬라이더(530), 슬라이더 이동유닛(540), 크로스 레일 이동유닛(550) 등을 포함할 수 있다.
크로스 레일(510)은 스캔헤드(220)와 결합되어 스캔헤드(220)를 제품(F)의 폭 방향으로 이동시키는 부재로서, 제품(F)의 폭 방향으로 가로지르는 형태로 설치되되, 크로스 레일(510) 자체가 제품(F)의 이송 방향으로 이동 가능하도록 후술할 리니어 레일(552) 상에 설치된다. 여기서, 크로스 레일(510)은 스캔헤드(220)와 결합될 수 있도록 길이방향으로 마련되는 슬롯(520)을 포함할 수 있다.
크로스 슬라이더(530)는 크로스 레일(510)의 내부에 이동가능하게 설치되고, 슬롯(520)을 통해 스캔헤드(220)와 연결된다. 이에 따라, 크로스 슬라이더(530)는 스캔헤드(220)와 함께 크로스 레일(510)의 길이방향을 따라 이동하면서 스캔헤드(220)를 제품(F)의 폭 방향으로 이동시킬 수 있다.
슬라이더 이동유닛(540)은 크로스 슬라이더(530)에 구동력을 제공하는 부재로서, 리드스크류(541) 및 리드스크류 구동모터(543)를 포함할 수 있다. 리드스크류(541)는 크로스 레일(510)의 내부에 크로스 레일(510)의 길이방향으로 설치되어 크로스 슬라이더(530)와 결합되며, 리드스크류 구동모터(543)는 리드스크류(541)의 단부에 설치되어 리스스크류를 회전시킨다.
이에 따라, 슬라이더 이동유닛(540)은 리드스크류 구동모터(543)에 의해 리드스크류(541)가 회전하면서 크로스 슬라이더(530)를 이동시킴으로써, 스캔헤드(220)를 제품(F)의 폭 방향으로 이동시킬 수 있다. 여기서, 슬라이더 이동유닛(540)은 리드스크류(541) 및 리드스크류 구동모터(543)로만 구성될 수 있는 것은 아니며, 전자기력을 이용한 리니어 레일 및 리니어 모터로 구성될 수도 있다.
크로스 레일 이동유닛(550)은 크로스 레일(510)에 구동력을 제공하여 크로스 레일(510)을 제품(F)의 이송 방향으로 이동시키는 부재이며, 리니어 레일(552) 및 리니어 모터(554) 등을 포함할 수 있다.
리니어 레일(552)은 제품(F)의 이송 방향으로 이송프레임(110)에 설치되며, 리니어 모터(554)는 크로스 레일(510)의 하부에 고정설치되어 리니어 레일(552)에 안착되며, 전자기력을 발생하여 리니어 레일(552)을 따라 이동할 수 있다.
이에 따라, 크로스 레일 이동유닛(550)은 리니어 레일(552) 및 리니어 모터(554)를 통해, 크로스 레일(510) 및 스캔헤드(220)를 제품(F)의 이송방향으로 이동시킬 수 있다.
결론적으로, 스캔헤드(220)는 슬라이더 이동유닛(540)에 의해 제품(F)의 폭 방향으로 이동하고, 크로스 레일 이동유닛(550)에 의해 제품(F)의 이송 방향으로 이동함으로써, 제품(F)을 절단하기 위해 설정된 위치로 이동할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치를 구성하는 각도 측정 유닛 및 길이 측정 유닛을 측정하기 위한 도면이며, 도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 제1 카메라를 통해 획득되는 제품의 측단부의 영상정보이며, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 제2 카메라를 통해 획득되는 제품의 측단부의 영상정보이며, 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 사행 각도를 측정하기 위한 개념도이다.
이하에서는, 도 4 및 5를 참조하여 각도 측정 유닛(300), 길이 측정 유닛(400), 그리고 제1 및 제2 카메라 레일(600, 700)과 이를 이용한 제품(F)의 사행 각도 및 길이 측정을 설명하기로 한다.
권취롤러(110a)로부터 풀려서 공급되는 제품(F)을 스캔헤드(220)까지 공급하는 과정에서는 제품(F)이 좌우로 흔들려서 사행되는 사행현상이 발생될 수 있는데, 이는 제품(F)의 재단 시에 제품(F)을 정밀각도로 재단함에 어려움을 주게 된다.
또한, 일반적으로 재단장치에서는 제품(F)의 이송을 위하여 제품(F)의 상하로 배치되는 닙 롤을 이용하는데, 닙롤은 제품(F)을 상하로 마찰시켜 이송하므로 닙롤과 제품(F) 간에 슬립현상이 발생할 수 있는데, 이는 제품(F)의 미세한 길이변화를 일으키는 요인이 된다.
이를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치(10)는 제품(F)의 사행 각도를 측정하는 각도 측정 유닛(300), 제품(F)의 길이를 측정하는 길이 측정 유닛(400), 그리고 각도 측정 유닛(300) 및 길이 측정 유닛(400)을 구동시키기 위한 제1 및 제2 카메라 레일(600, 700) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 도면을 참조하여 각도 측정 유닛(300)를 이용한 제품(F)의 사행 각도 측정에 대하여 설명하기로 한다.
각도 측정 유닛(300)은 제품(F)이 이송 방향에 대하여 사행하는 각도를 측정하여, 제품(F)의 사행 정보를 레이저 컨트롤러에 전달하는 부재이다. 또한, 각도 측정 유닛(300)은 제품(F)의 측단부를 촬영하는 각도 측정 카메라(310), 그리고 각도 측정 카메라(310)로부터 제품(F)의 측단부 영상정보를 입력받아, 제품(F)의 사행각도를 측정하는 사행 각도 연산부(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 각도 측정 카메라(310)는 제품(F)의 이송 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제1 및 제2 카메라(312, 314)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 이송프레임(110)에는 제품(F)의 측단부와 대응되는 위치에 제품(F)의 이송 방향으로 제1 카메라 레일(600)이 설치된다. 이러한, 제1 카메라 레일(600)에는 각도 측정 카메라(310), 즉 제1 및 제2 카메라(312, 314)가 이동 가능하게 설치된다. 여기서, 제1 카메라 레일(600)은 제1 및 제2 카메라(312, 314)와 결합될 수 있도록 길이방향으로 마련되는 슬롯(610)을 포함할 수 있다.
또한, 제1 카메라 레일(600)은 제1 및 제2 카메라(312, 314)를 이동시키기 위해 상술한 크로스 레일(510)과 일응 마찬가지로 제1 및 제2 카메라(312, 314)와 각각 연결된 한 쌍의 카메라 슬라이더(620), 그리고 리드스크류(631) 및 리드스크류 구동모터(633)를 가지는 슬라이더 이동유닛(630) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 카메라(312, 314)의 이동 메커니즘은 상술한 스캔헤드(220)의 이동 메커니즘과 동일하므로, 중복한 설명은 생략하기로 한다.
이에 따라, 제1 및 제2 카메라(312, 314)는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 카메라 레일(600)을 따라 제품(F)의 이송 방향으로 이동하면서 제품(F)의 측단부의 영상정보를 독립적으로 생성하여, 사행 각도 연산부에 전달할 수 있다.
사행 각도 연산부는 제1 및 제2 카메라(312, 314)로부터 전달받은 제품(F)의 측단부 영상정보를 바탕으로, 제1 및 제2 카메라(312, 314)의 상호 간의 거리와, 제1 및 제2 카메라(312, 314)의 특정 지점과 제품(F)의 측단부가 각각 이격된 거리를 비교하여 제품(F)의 사행 각도를 측정할 수 있다. 사행 각도 연산부를 통한 사행 각도의 구체적인 측정 방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 5a를 참조하면, 제1 카메라(312)에 의하여 생성된 영상정보를 통해 제1 카메라(312)의 중심점과 제품(F)의 측단부는 제품(F)의 폭 방향으로 X1 만큼 이격 되었음을 알 수 있다. 도 5b를 참조하면, 제2 카메라(314)에 의하여 생성된 영상정보를 통해 제2 카메라(314)의 중심점과 제품(F)의 측단부는 제품의 폭 방향으로 X2만큼 이격 되었음을 알 수 있다. 또한, 제1 카메라(312)와 제2 카메라(314)의 상호 간의 이격거리 Y는 제1 카메라 레일(600)에 센서, 예를 들어 리드 스케일을 설치함으로써 알 수 있다.
이에 따라, 사행 각도 연산부는 아래의 수학식 1과 같이 X1, X2, Y의 값을 이용하여 제품(F)의 이송방향에 대한 사행각도 θ1 및 θ2, 그리고 제품(F)의 하측 단부와 좌측 단부가 이루는 모서리각 θ를 구할 수 있다.
Figure pat00001
θ1, θ2 : 제품의 이송 방향에 대한 사행각도
θ : 제품의 하단부와 제품의 좌측 단부가 이루는 각도
Y : 제1 카메라와 제2 카메라의 이격 거리
Y1 : 제1 카메라와 제품의 측단부가 제품의 이송 방향으로 이격된 거리
Y2 : 제2 카메라와 제품의 측단부가 제품의 이송 방향으로 이격된 거리
이와 같이 구해진 제품(F)의 사행 정보를 레이저 조사유닛(200)의 레이저 컨트롤러에 입력함으로써, 후술할 스캔헤드(220)의 갈바노미터(230)를 이용하여 제품(F)의 사행을 보정할 수 있다. 제품(F)의 사행 보정에 대한 구체적인 내용은 후술하기로 한다.
다음으로, 길이 측정 유닛(400)을 이용하여 제품(F)의 길이 측정에 대하여 설명하기로 한다.
길이 측정 유닛(400)은 레이저 조사유닛(200)에 의하여 폭 방향으로 절단된 제품(F)의 길이를 측정하는 부재로서, 길이 측정 카메라(410) 및 길이 연산부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 길이 측정 카메라(410)는 제품(F)의 폭 방향으로 이동 가능하게 설치되어, 레이저 절단된 후에 이송되는 제품(F)의 전후 단부를 촬영할 수 있으며, 제3 및 제4 카메라(412, 414)로 이루어질 수 있다.
도 2를 참조하면, 이송프레임(110)에는 스캔헤드(220)의 후단에 해당하는 위치에 제품(F)의 폭 방향으로 가로질러서 제2 카메라 레일(700)에 설치된다. 또한, 제2 카메라 레일(700)에는 길이 측정 카메라(410) 즉, 제3 및 제4 카메라(412, 414)가 이동 가능하게 설치된다. 여기서, 제2 카메라 레일(700)에는 길이방향으로 슬롯(710)이 마련되어, 슬롯(710)을 통해 제2 카메라 레일(700)과 제3 및 제4 카메라(412, 414)가 결합될 수 있다.
한편, 제2 카메라 레일(700)과 제3 및 제4 카메라(412, 414)는 제품(F)의 설치방향에서만 제1 카메라 레일(600)과 제1 및 제2 카메라(312, 314)와 차이점을 가질 뿐, 제3 및 제4 카메라(412, 414)를 이동시키기 위한 세부적인 구성은 서로 동일하다. 따라서, 제2 카메라 레일(700)의 내부 구성에 대한 세부적인 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 제3 및 제4 카메라(412, 414)가 설치됨에 따라, 제3 및 제4 카메라(412, 414)를 통해 제품(F)의 전후 단부를 촬영하여 길이 연산부에 입력함으로써, 제품(F)이 설정된 길이로 절단되었는지 여부를 검사할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치를 구성하는 갈바노미터(230)를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 도 6을 참조하여 갈바노미터(230)의 내부 구성과 갈바노미터(230)를 이용한 제품(F)의 사행 보정에 대하여 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이 제품(F)의 이송 과정에서 제품(F)이 좌우로 흔들려 사행될 수 있다. 이를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치(10)에 있어서, 스캔헤드(220)는 제품(F)에 레이저가 조사되는 가공점을 제품(F)의 이송 방향으로 이동시키는 갈바노미터(230) 및 레이저의 초점을 가공점으로 모아주는 렌즈(236) 등을 포함할 수 있다.
또한, 갈바노미터(230)는 스캔헤드(220)로부터 조사되는 레이저의 경로를 제품(F)의 폭 방향으로 이동시키는 X축 미러(232a), X축 미러(232a)와 연결되어 X축 미러(232a)를 구동하는 X축 서보 모터(232b), 스캔헤드(220)로부터 조사되는 레이저의 경로를 제품(F)을 이송 방향으로 이동시키는 Y축 미러(234a), Y축 미러(234a)와 연결되어 Y축 미러(234a)를 구동하는 Y축 서보 모터(234b) 등을 포함할 수 있다.
갈바노미터(230)는 입력되는 제어 신호에 따라 좌우 방향으로 회전 구동하는 일종의 액츄에이터로서, 이때의 제어 신호는 입력되는 신호의 전류값을 사용하는 것이 일반적이다.
갈바노미터(230)는, 도 6에 도시된 바와 같이, X축 및 Y축 서보 모터(232a, 234a)와, 이에 각각 연결된 X축 및 Y축 미러(232b, 234b)를 이용하여 스캔헤드(220)로부터 조사되는 레이저의 경로를 이동시킬 수 있다. 즉, 갈바노미터(230)는 제품(F)에 레이저가 조사되는 가공점을 제품(F)의 폭 방향 또는 이송 방향으로 이동시킬 수 있는 것이다.
렌즈(236)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 갈바노미터(230)의 하방에 마련되며, 스캔헤드(220)에 입사되는 레이저의 초점을 제품(F)의 가공점에 모아줄 수 있다. 여기서, 렌즈(236)의 종류는 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어 에프-세타(f-θ) 렌즈가 사용될 수 있다.
여기서, 제품(F)의 사행 각도는 일반적으로 작은 값을 가지므로, 갈바노미터(230)에 의하여 제품(F)에 레이저가 조사되는 가공점을 이동시키더라도 레이저의 초점에 가공점이 위치되어 절단 작업을 원활하게 수행할 수 있다. 그러나, 보다 정밀한 절단 작업을 수행하고자 한다면, 스캔헤드(220)에 레이저의 초점을 변경할 수 있는 별도의 장치를 마련하는 것도 가능하다.
이와 같이, 스캔헤드(220)에 갈바노미터(230)가 마련됨에 따라, 제품(F)에 사행이 발생한 경우에 레이저 컨트롤러는 갈바노미터(230)의 구동을 제어하여 레이저가 조사되는 가공점을 이동시킴으로써 제품(F)의 사행을 보정할 수 있다.
예를 들어, 제품(F)을 폭 방향으로 절단하는 재단 공정의 경우에는, 스캔헤드(220)를 제품(F)의 폭 방향으로 이동시킴과 동시에 Y축 미러(234a)를 통해 레이저의 조사 경로를 제품(F)의 이송 방향으로도 이동시키면서 절단 작업을 수행할 수 있다.
이에 따라, 제품(F)의 사행이 보정되어, 제품(F)의 사행에도 불구하고 제품(F)의 양측 단부와 제품(F)의 전후 단부가 서로 직각을 이루도록 재단공정을 수행할 수 있다. 그 결과, 제품(F)의 불량률을 줄일 수 있어 제품(F)의 생산에 소요되는 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
또한, 제품(F)을 길이 방향으로 절단하는 슬리팅 공정의 경우에도, X축 미러(232a)를 통해 레이저의 경로를 제품(F)의 폭 방향으로 이동시면서 작업을 수행할 수 있어, 제품(F)의 사행을 보정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 스캔헤드의 스캐닝 기준점 설정을 설명하기로 도면이며, 도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 제1 내지 제3 커팅라인을 제3 카메라로 바라본 상태를 나타내는 도면이며, 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치에서 제1 내지 제3 커팅라인을 제4 카메라로 바라본 상태를 나타내는 도면이다. 이하에서는, 도면을 참조하여 스캐닝 기준점, 각도 측정 기준점 및 길이 측정 기준점의 설정에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 스캐닝 기준점 설정에 대하여 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치(10)에서는 스캔헤드(220)에 갈바노미터(230)를 마련하여, 레이저의 가공점을 제품(F)의 폭 방향뿐만 아니라 제품(F)의 이송방향으로 이동할 수 있다.
따라서, 스캔헤드(220)를 통해 제품(F)을 정확히 폭 방향으로 절단하기 위해서는 제품(F)을 정확히 폭 방향으로 가로지르는 스캐닝 기준점이 설정되어야 한다. 이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치(10)에서는 가상의 스캐닝 기준점이 되는 제1 커팅라인(A)을 형성한 후에, 제1 커팅라인(A)이 적합한 스캐닝 기준점인지 판별하기 위한 제2 및 제3 커팅라인(B, C)을 추가적으로 형성함으로써 스캐닝 기준점을 설정할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 커팅라인(A)은 임의의 원점 P1에서부터 P2까지 연장되도록 제품(F)을 폭 방향으로 가로질러 레이저를 조사하여 형성된다. 여기서, 제1 커팅라인(A)의 형성 시에는 제품(F)이 레이저에 의하여 절단되지는 않도록 하프커팅(half cutting)을 한다.
또한, 제2 커팅라인(B)은 다시 임의의 원점 P1에서부터 상기 P2보다 제품(F)의 이송 방향으로 a만큼 떨어진 P2´까지 연장되도록 제품(F)에 레이저를 조사하여 형성된다. 또한, 제3 커팅라인(C)은 다시 임의의 원점 P1에서부터 상기 P2보다 제품(F)의 이송 방향의 반대 방향으로 a만큼 떨어진 P2˝까지 연장되도록 제품(F)에 레이저를 조사하여 형성된다. 여기서, 제2 및 제3 커팅라인(B, C)의 형성 시에는 제1 커팅라인(A)과 마찬가지로 제품(F)이 레이저에 의하여 절단되지는 않도록 하프커팅(half cutting)을 한다.
이와 같이 제1 내지 제3 커팅라인(A~C)을 형성한 후에, 도 7에 도시된 바와 같이, 제3 카메라(412) 또는 제4 카메라(414)를 통해 제1 내지 제3 커팅라인(A~C)을 관찰할 수 있다. 이에 따라, 제3 카메라(412) 또는 제4 카메라(414)에서 생성된 영상정보를 통해 제1 커팅라인(A)과 제2 커팅라인(B)의 사이각 θ3와 제1 커팅라인(A)과 제3 커팅라인(C)의 사이각 θ4를 알 수 있다.
여기서, θ3와 θ4가 동일한 값을 가지다면 제1 커팅라인(A)이 제품(F)을 정확히 폭 방향으로 가로지르는 것을 의미하므로, 제1 커팅라인(A)이 스캔헤드(220)의 스캐닝 기준점이 된다.
그러나, θ3와 θ4가 서로 다른 값을 가진다면 제1 커팅라인(A)은 제품(F)을 제품(F)의 폭 방향과 상이한 방향으로 가로지르고 있음을 의미한다. 즉, 제1 커팅라인(A)은 변이량 α(α=｜θ3-θ4｜/2)만큼 제품(F)의 이송 방향 또는 그 반대 방향으로 치우쳐 있다고 볼 수 있다.
이에 따라, 기존의 제1 커팅라인(A)과는 변이량 α만큼 보정된 새로운 제1 커팅라인(A)을 형성한 후에, 다시 θ3 및 θ4를 측정해 봄으로써 새로이 형성된 제1 커팅라인(A)이 제품(F)을 정확히 폭 방향으로 가로지르는지 여부를 다시 판단할 수 있다. 이러한, 일련의 과정을 반복적으로 수행하여 θ3와 θ4의 값이 같아지는 P2를 찾아냄으로써, 제품(F)을 정확히 폭 방향으로 가로지르는 스캐닝 기준점을 설정할 수 있다.
다음으로, 각도 측정 기준점 설정에 대하여 설명하기로 한다.
도 5a 내지 5c에 도시된 바와 같이, X1, X2, Y의 값만으로도 제품(F)의 사행 각도를 측정할 수 있다. 그러나, 제품(F)은 그 종류에 따라 사이즈가 다를 수 있으므로, 제1 카메라(312)와 제2 카메라(314)의 중간 지점에 제품(F)의 측단부가 위치된 상태에서 제품(F)의 사행 각도를 측정하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제1 카메라(312)와 제2 카메라(314)의 중간 지점에 제품(F)의 측단부가 위치하게 되는 제1 및 제2 카메라(312, 314)의 위치를 사행 각도의 측정을 위한 각도 측정 기준점으로 설정할 수 있다. 그 결과, 현재 상태에서는 제1 카메라(312)와 제2 카메라(314) 사이에 제품(F)의 측단부가 위치하지 않는다면, 제1 카메라(312) 또는 제2 카메라(314)를 이동시켜 제1 카메라(312)와 제2 카메라(314)를 각도 측정 기준점에 배치시킬 수 있다.
다음으로, 길이 측정 기준점 설정에 대하여 설명하기로 한다.
상술한 스캐닝 기준점 설정을 완료한 상태에서 제1 커팅라인(A)을 스캐닝 기준점에 형성한 후에, 다시 제1 커팅라인(A)과는 ±θ°만큼 벌어진 제2 커팅라인(B) 및 제3 커팅라인(C)을 형성할 수 있다. 이러한, 제1 내지 제3 커팅라인(A~C)을 길이 측정 유닛(400)의 제3 카메라(412) 및 제4 카메라(414)로 촬영해보면 도 8a 및 8b와 같은 영상정보를 생성할 수 있다.
이에 따라, a1와 a1´ 또는 a2와 a2´가 서로 동일한 값을 갖는지 여부와 a1와 a2 또는 a1´와 a2´의 길이 비율을 확인함으로써, 상술한 스캐닝 기준점이 정확히 설정되었는지와 제3 카메라(412) 및 제4 카메라(414)가 정확히 제품(F)의 폭 방향으로 배치되었는지를 여부를 확인할 수 있다.
여기서, 제3 및 제4 카메라(412, 414)가 제품(F)의 폭 방향과는 상이한 방향으로 배치되었다면, 제3 및 제4 카메라(412, 414)가 결합되는 제2 카메라 레일(700)의 설치방향을 제품(F)의 폭 방향으로 조정함으로써 길이 측정 기준점을 설정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 재단방법을 설명하기 위한 순서도이다. 지금까지는, 본 발명의 일 실시예에 따른 재단장치(10)에 대하여 설명하였다. 이하에서는 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 재단방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 재단방법은, 순차적으로 이송되는 제품(F)을 설정된 길이로 재단하기 위한 것으로서, 이송프레임(110)에 안착되어 이송되는 제품(F)이 이송 방향에 대하여 사행하는 각도를 측정하여 제품(F)의 사행 정보를 생성하는 단계(S 200), 레이저를 조사하는 스캔헤드(220)를 제품(F)의 폭방향으로 이동시켜 제품(F)을 절단하되, 사행 정보에 대응하여 레이저가 조사되는 가공점을 스캔헤드(220)에 마련된 갈바노미터(230)를 통해 제품(F)의 이송방향으로 이동시키는 제품(F)의 절단 단계(S 300) 및 스캔헤드(220)에 의해 절단된 제품(F)의 길이를 길이 측정 유닛(400)을 통해 측정하는 길이 측정 단계(S 400)를 포함한다.
먼저, 이송프레임(110)에 안착되어 이송되는 제품(F)이 이송 방향에 대하여 사행하는 각도를 측정하는 제품(F)의 사행 정보를 생성하는 단계가 수행된다.(S 200) 또한, 제품(F)의 사행 정보를 생성하는 단계(S 200)는 제품(F)의 측단부의 영상정보를 생성하는 단계(S 210), 그리고 사행 각도 연산 단계(S 220)를 더 포함할 수 있다. 특히, 제품(F)의 측단부의 영상정보를 생성하는 단계(S 210)는 제1 및 제2 카메라(312, 314)의 측정 기준점을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.(S 212)
도 2에 도시된 바와 같이, 제품(F)의 이송 방향으로 이동 가능하게 설치된 제1 및 제2 카메라(312, 314)를 통해 제품(F)의 측단부의 영상정보를 획득할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 카메라(312, 314)가 결합되는 제1 카메라 레일(600)에 설치 가능한 리드 스케일 기타 센서를 통해 제1 카메라(312)와 제2 카메라(314) 상호 간의 이격 거리를 측정할 수 있다.
이에 따라, 제1 카메라(312)와 제2 카메라(314) 사이의 중심점에 제품(F)의 측단부가 위치하도록 제1 카메라(312) 또는 제2 카메라(314)를 이동시켜 제1 및 제2 카메라(312, 314)의 각도 측정 기준점을 설정할 수 있다.
각도 측정 기준점을 설정한 상태에서, 제1 및 제2 카메라(312, 314) 상호 간의 이격 거리와, 제1 및 제2 카메라(312, 314)에 의해 획득된 영상 정보에 의해 구해지는 제1 및 제2 카메라(312, 314)의 특정 지점과 제품(F)의 측단부가 이격된 거리를 비교하여 제품(F)을 사행 각도를 측정할 수 있다.
다음으로, 제품(F)의 절단 단계가 수행될 수 있다.
제품(F)의 절단 단계는 레이저를 조사하는 스캔헤드(220)를 제품(F)의 폭 방향으로 이동시켜 제품(F)을 절단하되, 제품(F)의 사행 정보에 대응하여 레이저가 조사되는 가공점을 스캔헤드(220)에 마련된 갈바노미터(230)를 통해 제품(F)의 이송 방향으로 이동시키면서 수행될 수 있다.
다음으로, 제품(F)의 길이 측정 단계가 수행될 수 있다.
스캔헤드(220)에 의해 절단된 제품(F)의 길이를 스캔헤드(220)의 후단에 마련된 길이 측정 유닛(400)의 제3 카메라(412) 또는 제4 카메라(414)를 이용하여 측정할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 재단방법은 제품(F)의 사행정보를 획득하는 단계 이전에 수행되며, 제품(F)을 절단하기 위한 기준선을 설정하는 스캐닝 기준선 설정 단계를 더 포함할 수 있다.(S 100)
여기서, 스캐닝 기준선 설정 단계는 제1 커팅라인(A)을 형성하는 단계(S 110), 제2 커팅라인(B)을 형성하는 단계(S 120), 제3 커팅라인(C)을 형성하는 단계(S 130), 그리고 제품(F)의 이송 방향과 제1 커팅라인(A)을 직각을 이루는지 여부를 판별하는 단계(S 140)를 포함할 수 있다.
먼저, 스캔헤드(220)를, 도 6에 도시된 바와 같이, 제품(F)의 폭 방향으로 이동시키면서 제품(F)에 레이저를 조사하여 제1 커팅라인(A)을 형성할 수 있다. 다음으로, 스캔헤드(220)를, 도 6에 도시된 바와 같이, 제품(F)의 폭 방향으로 이동시키면서 제품(F)에 레이저를 조사하되, 갈바노미터(230)를 통해 레이저가 조사되는 가공점을 제품(F)의 이송 방향으로 소정 거리 이동시켜 제2 커팅라인(B)을 형성할 수 있다.
다음으로, 스캔헤드(220)를, 도 6에 도시된 바와 같이, 제품(F)의 폭 방향으로 이동시키면서 제품(F)에 레이저를 조사하되, 갈바노미터(230)를 통해 레이저가 조사되는 가공점을 제품(F)의 이송 방향의 반대 방향으로 소정 거리 이동시키면서 제3 커팅라인(C)을 형성할 수 있다.
제1 내지 제3 커팅라인(A~C)을 형성한 후에는, 길이 측정 유닛(400)을 통해 제1 커팅라인(A)과 제2 커팅라인(B)이 이루는 제1 각도(θ3)와, 제1 커팅라인(A)과 제3 커팅라인(C)이 이루는 제2 각도(θ4)를 상호 비교하여 제품(F)의 이송 방향과 제1 커팅라인(A)이 직각을 이루는지 여부를 판별할 수 있다. (도 5a 내지 5c 참조)
여기서, 제1 각도(θ3)와 제2 각도(θ4)가 서로 상이하다면 제1 커팅라인(A)이 제품(F)의 폭 방향으로부터 기울어진 변이량을 계산하여, 변이량이 보정된 새로운 제1 커팅라인(A) 및 새로운 제1 커팅라인(A)을 기준으로한 새로운 제2 및 3 커팅라인(B, C)을 형성할 수 있다.
즉, 제1 커팅라인(A)의 변이량을 보정하여 스캐닝 기준점 설정 과정을 반복적으로 수행함으로써 정확히 제품(F)의 폭 방향을 가로지르는 스캐닝 기준점을 설정할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 재단장치
100 : 이송유닛 110 : 이송프레임
200 : 레이저 조사유닛 210 : 레이저 발생기
220 : 스캔헤드 230 : 갈바노미터
232a : X축 미러 234a : Y축 미러
300 : 각도 측정 유닛 310 : 각도 측정 카메라
312 : 제1 카메라 314 : 제2 카메라
400 : 길이 측정 유닛 410 : 길이 측정 카메라
412 : 제3 카메라 414 : 제4 카메라
500 : 헤드 드라이버 A : 제1 커팅라인
B : 제2 커팅라인 C: 제3 커팅라인

Claims (6)

  1. 제품의 폭 방향과 수직을 이루는 이송 방향을 따라 순차적으로 이송되는 상기 제품을 미리 설정된 길이로 재단하는 재단방법에 있어서,
    (a) 상기 제품에 레이저를 조사 가능한 스캔헤드를 상기 제품의 폭 방향으로 미리 결정된 거리만큼 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 제1 커팅 라인을 형성하는 단계;
    (b) 상기 스캔헤드를 상기 제품의 폭 방향으로 상기 제1 커팅 라인과 동일한 거리만큼 이동시킴과 동시에 상기 스캔헤드로부터 조사되는 레이저의 경로를 변경 가능한 갈바노미터를 통해 상기 제품에 레이저가 조사되는 가공점을 상기 제품의 이송 방향으로 미리 결정된 거리만큼 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 제2 커팅라인을 형성하는 단계;
    (c) 상기 스캔헤드를 상기 제품의 폭 방향으로 상기 제1 커팅 라인과 동일한 거리만큼 이동시킴과 동시에 상기 갈바노미터를 통해 상기 가공점을 상기 제2 커팅 라인과 반대되도록 상기 제품의 이송 방향을 따라 상기 제2 커팅라인과 동일한 거리만큼 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 제3 커팅라인을 형성하는 단계;
    (d) 상기 제1 및 제2 커팅라인이 이루는 제1 각도와, 상기 제1 및 제3 커팅라인이 이루는 제2 각도를 상호 비교하여 상기 제1 커팅라인이 상기 제품의 폭 방향과 평행하게 형성되었는지 여부를 판별하는 단계; 및
    (e) 상기 제1 각도와 상기 제2 각도가 동일하여 상기 제1 커팅라인이 상기 제품의 폭 방향과 평행을 이룬다고 판별되면, 상기 스캔헤드를 상기 제1 커팅라인과 평행을 이루게 이동시키면서 상기 제품에 레이저를 조사하여 상기 제품을 미리 설정된 길이로 재단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 재단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (f) 상기 (d) 단계와 상기 (e) 단계 사이에 수행되며, 상기 제품이 이송 방향에 대하여 사행하는 각도를 측정하여 제품의 사행 정보를 생성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 (e) 단계는, 상기 사행 정보에 대응하여 상기 갈바노미터를 통해 상기 가공점을 상기 제품의 이송 방향을 따라 이동시켜 상기 사행을 보정하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 재단 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    (f1) 상기 제품의 이송 방향을 따라 개별적으로 이동 가능하게 설치된 제1 및 제2 카메라를 통해 상기 제품의 측단부의 영상 정보를 생성하는 단계;
    (f2) 상기 영상 정보에 의해 구해진 상기 제1 카메라의 중심점과 상기 제품의 측단부 사이의 거리(X1)와 상기 제2 카메라의 중심점과 상기 제품의 측단부 사이의 거리(X2)의 합산 값과 상기 제1 카메라의 중심점과 상기 제2 카메라의 중심점 사이의 거리(Y)를 비교하여 상기 제품의 사행 각도를 측정하는 사행 각도 연산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 재단 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    (f3) 상기 (f1) 단계 이전에 수행되며, 상기 제1 카메라의 중심점과 상기 제2 카메라의 중심점 사이의 중간 지점에 상기 제품의 측단부가 위치하도록 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라를 각도 측정 기준점에 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재단 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 상기 제1 각도와 상기 제2 각도가 상이하여 상기 제1 커팅 라인과 상기 제품의 폭 방향이 평행을 이루지 못한다고 판별되면, 상기 (a) 내지 상기 (c) 단계가 다시 반복하여 수행되되, 상기 (a) 단계는 상기 제1 각도와 상기 제2 각도의 차이가 보정된 새로운 제1 커팅라인을 형성하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 재단 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 내지 (c) 단계에 있어서, 상기 제1 내지 제3 커팅라인은 각각 상기 제품이 절단되지 않는 범위 내에서 미리 정해진 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 재단 방법.
KR1020140146454A 2014-10-27 2014-10-27 재단방법 KR101476711B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140146454A KR101476711B1 (ko) 2014-10-27 2014-10-27 재단방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140146454A KR101476711B1 (ko) 2014-10-27 2014-10-27 재단방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130041295A Division KR101476710B1 (ko) 2013-04-15 2013-04-15 재단장치 및 이를 이용한 재단방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140131900A true KR20140131900A (ko) 2014-11-14
KR101476711B1 KR101476711B1 (ko) 2014-12-29

Family

ID=52453126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140146454A KR101476711B1 (ko) 2014-10-27 2014-10-27 재단방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101476711B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230140188A (ko) * 2022-03-29 2023-10-06 한국기계연구원 레이저 블랭킹 장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230140188A (ko) * 2022-03-29 2023-10-06 한국기계연구원 레이저 블랭킹 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101476711B1 (ko) 2014-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5556774B2 (ja) 露光装置
CN109073805B (zh) 用于在光学膜处进行标记的系统和方法
CN104023898A (zh) 激光照射装置、光学构件贴合体的制造装置、激光照射方法以及光学构件贴合体的制造方法
KR20200089679A (ko) 긴 필름의 레이저 가공 방법
KR101476710B1 (ko) 재단장치 및 이를 이용한 재단방법
JP5267891B2 (ja) シートに形成されたパターンの位置および形状測定装置および塗工パターン測定装置
KR20130102457A (ko) 노광 방법 및 노광 장치
KR20150113816A (ko) 편광광 조사 장치
KR101476711B1 (ko) 재단방법
KR20140018476A (ko) 필름 부착된 기판의 에지 검출 장치 및 이를 포함한 레이저 절단 시스템
JP2013528819A (ja) マイクロ複製レンズアレイを有するウェブ材料の精密制御
EP3982199A1 (en) Calibration system and drawing device
JP3410989B2 (ja) 精密レーザ照射装置及び制御方法
JP2014227298A (ja) 光学フィルムロールの製造システムおよび光学フィルムロールの製造方法
JP7079983B2 (ja) キャリブレーションシステム及び描画装置
KR102076790B1 (ko) 3차원 레이저 컷팅 장치
JP2012163370A (ja) インライン基板検査方法及び装置
JP7473998B2 (ja) 露光ヘッド、キャリブレーションシステム、及び描画装置
JP5477862B2 (ja) フィルム露光装置及びフィルム露光方法
JP6486252B2 (ja) エッジセンサ
KR102030009B1 (ko) 필름 제조 장치 및 방법
JP2007148362A (ja) レーザビーム・紫外線照射周辺露光装置およびその方法
TW201341099A (zh) 雷射光照射系統、雷射光照射方法及記錄媒體
KR101429590B1 (ko) 평면의 평탄도 측정장치
JP2014228847A (ja) 光学フィルムロールの製造システムおよび光学フィルムロールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant