KR20160125776A - 단차 가공용 레이저 절단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 금속 시트의 적어도 일면에 도포된 접착재에 이형 필름 시트가 부착되어 형성된 시트 원단을 레이저 절단하여 시트형 제품을 분할 형성하기 위한 단차 가공용 레이저 절단 장치에 있어서, 이형 필름 시트와 접착재를 선택적으로 절단 가능한 제1 파장을 갖는 제1 레이저를 방출하는 제1 레이저 헤드, 및 금속 시트를 선택적으로 절단 가능한 제2 파장과 제1 레이저의 빔 스팟의 직경보다 상대적으로 작은 직경의 빔 스팟을 갖는 제2 레이저를 방출하는 제2 레이저 헤드, 및 제1 레이저 헤드와 제2 레이저 헤드를 시트 원단의 폭 방향을 따라 왕복 이송하는 제1 헤드 드라이버를 구비하는 제1 레이저 유닛; 및 제1 레이저를 방출하는 제3 레이저 헤드, 제2 레이저를 방출하는 제4 레이저 헤드, 및 제3 레이저 헤드와 제4 레이저 헤드를 폭 방향과 수직을 이루는 시트 원단의 길이 방향을 따라 왕복 이송하는 제2 헤드 드라이버를 구비하는 제2 레이저 유닛;을 포함한다. 이러한 본 발명은, 시트 원단을 레이저 절단하여 시트형 제품을 형성할 때, 금속 시트의 절단면이 이형 필름 시트와 접착재의 절단면에 비해 돌출된 형태를 갖는 단차를 시트형 제품의 둘레를 따라 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 이형 필름 시트를 제거한 후 접착재에 패널 시트를 부착하여 디스플레이 패널을 제조할 때, 패널 시트에 눌려서 퍼진 접착재가 외부로 누출되어 디스플레이 패널이 접착재에 의해 오염되는 것을 방지하여, 디스플레이 패널의 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

단차 가공용 레이저 절단 장치{A laser cutting apparatus for forming stepped portion}

본 발명은 절단 대상물의 절단면에 단차가 형성될 수 있도록 절단 대상물을 절단 가능한 단차 가공용 레이저 절단 장치에 관한 것이다.

절단 대상물을 절단하기 위하여, 커터를 이용한 목형 절단 장치와, 레이저를 이용한 레이저 절단 장치 등 다양한 종류의 절단 장치들이 사용되고 있다. 이러한 절단 장치들 중 레이저 절단 장치는 레이저의 우수한 물리적 특성으로 인하여 그 사용량이 점차 증가하고 있다.

도 1은 종래의 레이저 절단 장치가 시트 원단에 레이저를 조사하는 양상을 나타내는 도면이다.

디스플레이 패널에 분야에 있어서, 금속 시트(M)에 패널 시트(P)를 부착하여 제조한 제품들이 사용되고 있다. 이와 같이 금속 시트(M)에 패널 시트(P)를 부착하기 위하여, 금속 시트(M)의 일면에 접착재(A)를 도포하고 있는데, 이러한 접착재(A)가 외부로 노출되면 접착재(A)에 먼지 등의 오염물이 묻어 접착재(A)가 오염될 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 접착재(A)를 오염물로부터 격리할 수 있도록 접착재(A)에 이형 필름(R)이 부착된 시트 원단(S)을 제조하여 사용하고 있다. 이러한 시트 원단(S)을 절단하여 패널 시트(P)와 대응되는 사이즈를 갖는 시트형 제품을 형성하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 시트 원단(S)에 레이저(LV)를 조사하여 시트 원단(S)을 레이저 절단하는 레이저 절단 장치들이 개발되어 사용되고 있다.

도 2a 도 1의 종래의 레이저 절단 장치에 의하여 형성된 시트형 제품의 절단면을 나타내는 시트형 제품의 단면도이며, 도 2b는 도 2a의 이형 필름이 제거한 상태를 나타내는 시트형 제품의 단면도이며, 도 2c는 도 2b의 접착재에 패널 시트를 부착한 상태를 나타내는 시트 원단의 단면도이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 종래의 레이저 절단 장치를 이용하여 시트 원단(S)을 절단하면, 절단면이 평면을 이루는 시트형 제품(S1)이 형성된다. 또한, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 시트형 제품(S1)의 이형 필름(R)을 접착재(A)로부터 떼어낸 후, 접착재(A)에 패널 시트(P)를 부착하여 디스플레이 패널을 제조할 수 있다.

그런데, 종래의 레이저 절단 장치에 의하면, 접착재(A)의 절단면과 금속 시트(M)의 절단면이 동일 평면상에 위치하므로, 패널 시트(P)를 접착재에 부착할 때 접착재(A)에 인가된 압력에 의해 눌린 접착재(A)의 일부가 외부로 누출될 수 있다. 따라서, 종래의 레이저 절단 장치는, 금속 시트(M)를 패널 시트(P)에 부착할 때 외부로 누출된 접착재(A)에 의해 디스플레이 패널이 오염되어, 디스플레이 패널의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 금속 시트의 일면에 도포된 접착재를 이용하여 금속 시트를 패널 시트에 부착할 때 접착재가 외부로 누출되지 않도록 구조를 개선한 단차 가공용 레이저 절단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단차 가공용 레이저 절단 장치는, 금속 시트의 적어도 일면에 도포된 접착재에 이형 필름 시트가 부착되어 형성된 시트 원단을 레이저 절단하여 시트형 제품을 분할 형성하기 위한 단차 가공용 레이저 절단 장치에 있어서, 이형 필름 시트와 접착재를 선택적으로 절단 가능한 제1 파장을 갖는 제1 레이저를 방출하는 제1 레이저 헤드, 및 금속 시트를 선택적으로 절단 가능한 제2 파장과 제1 레이저의 빔 스팟의 직경보다 상대적으로 작은 직경의 빔 스팟을 갖는 제2 레이저를 방출하는 제2 레이저 헤드, 및 제1 레이저 헤드와 제2 레이저 헤드를 시트 원단의 폭 방향을 따라 왕복 이송하는 제1 헤드 드라이버를 구비하는 제1 레이저 유닛; 및 제1 레이저를 방출하는 제3 레이저 헤드, 제2 레이저를 방출하는 제4 레이저 헤드, 및 제3 레이저 헤드와 제4 레이저 헤드를 폭 방향과 수직을 이루는 시트 원단의 길이 방향을 따라 왕복 이송하는 제2 헤드 드라이버를 구비하는 제2 레이저 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제1 파장은 9.3 ㎛ 내지 10.6 ㎛인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제1 레이저는 탄산 가스(CO₂) 레이저인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제2 파장은 1.06 ㎛ 내지 1.07 ㎛인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제2 레이저는 IR 레이저인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 시트 원단을 제1 레이저 유닛과 대응하는 제1 절단 위치로 공급하는 원단 공급 유닛을 더 포함하며, 제1 레이저 유닛은, 제1 절단 위치로 공급된 시트 원단을 폭 방향 따라 레이저 절단하여, 미리 정해진 길이를 갖는 중간 제품을 시트 원단으로부터 분할 형성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 중간 제품을 제1 절단 위치로부터 제2 레이저 유닛과 대응하는 제2 절단 위치로 이송하는 제품 이송 유닛을 더 포함하며, 제2 레이저 유닛은, 제2 절단 위치로 이송된 중간 제품을 길이 방향을 따라 레이저 절단하여, 미리 정해진 폭과 길이를 갖는 시트형 제품을 중간 제품으로부터 분할 형성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 시트형 제품이 적재되는 제품 적재고를 더 포함하며, 제품 이송 유닛은, 시트형 제품을 제2 절단 위치로부터 제품 적재고로 이송하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제품 이송 유닛은, 제2 절단 위치를 경유하여 제1 절단 위치로부터 제품 적재고까지 연장되는 제품 이송 레일; 중간 제품과 시트형 제품을 파지하여 이송 가능하며, 제품 이송 레일을 따라 이동되는 제품 이송 지그;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제품 이송 지그는, 제1 절단 위치에서 중간 제품을 파지하여 제2 절단 위치로 이송하는 제1 제품 이송 지그; 및 제2 절단 위치에서 시트형 제품을 파지하여, 제품 적재고로 이송하는 제2 제품 이송 지그를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제품 이송 지그는, 중간 제품과 시트형 제품을 진공 흡착 가능한 적어도 하나의 진공 흡착구를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제1 헤드 드라이버는, 폭 방향을 따라 왕복 이동되는 제1 슬라이더를 갖고, 제1 레이저 헤드와 제2 레이저 헤드는, 제1 슬라이더에 결합되어, 폭 방향을 따라 함께 왕복 이송되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제1 레이저 헤드와 제2 레이저 헤드는 각각, 이형 필름 시트와 대면하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제1 레이저 유닛은, 제1 슬라이더를 제1 헤드 드라이버의 일측에서 타측을 향해 이송함과 동시에 제1 레이저 헤드를 가동하여 이형 필름 시트와 접착재를 절단한 후, 제1 슬라이더를 제1 헤드 드라이버의 타측에서 일측을 향해 이송함과 동시에 제2 레이저 헤드를 가동하여 금속 시트를 절단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제2 헤드 드라이버는, 길이 방향을 따라 왕복 이동되는 제1 슬라이더를 갖고, 제3 레이저 헤드와 제4 레이저 헤드는, 제1 슬라이더에 결합되어, 길이 방향을 따라 함께 왕복 이송되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제3 레이저 헤드와 제4 레이저 헤드는 각각, 이형 필름 시트와 대면하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제2 레이저 유닛은, 제1 슬라이더를 제2 헤드 드라이버의 일측에서 타측을 향해 이송함과 동시에 제3 레이저 헤드를 가동하여 이형 필름 시트와 접착재를 절단한 후, 제1 슬라이더를 제2 헤드 드라이버의 타측에서 일측을 향해 이송함과 동시에 제4 레이저 헤드를 가동하여 금속 시트를 절단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제2 헤드 드라이버는, 제1 슬라이더에 설치되며 폭 방향을 따라 왕복 이동되는 제2 슬라이더를 더 갖고, 제3 레이저 헤드와 제4 레이저 헤드는, 제2 슬라이더에 결합되어, 폭 방향을 따라 함께 왕복 이송되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 단차 가공용 레이저 절단 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 금속 시트의 적어도 일면에 도포된 접착재에 이형 필름 시트가 부착된 형성된 시트 원단을 레이저 절단하여 시트형 제품을 형성할 때, 금속 시트의 절단면이 이형 필름 시트와 접착재의 절단면에 비해 돌출된 형태를 갖는 단차를 시트형 제품의 둘레를 따라 형성할 수 있다. 그러면, 이형 필름 시트를 제거한 후 접착재에 패널 시트를 부착하여 디스플레이 패널을 제조할 때, 패널 시트에 눌려서 퍼진 접착재가 외부로 누출되어 디스플레이 패널이 접착재에 의해 오염되는 것을 방지하여, 디스플레이 패널의 품질을 향상시킬 수 있다.

둘째, 시트 원단의 폭 방향으로 절단하여 중간 제품을 형성함과 동시에, 중간 제품을 길이 방향으로 절단하여 시트형 제품을 형성할 수 있다. 그러면, 폭 방향에 대한 레이저 절단 작업과 길이 방향에 대한 레이저 절단 작업을 서로 다른 시간에 진행하여야 하는 종래의 레이저 절단 장치에 비해 레이저 절단 작업에 소요되는 시간을 단축하여, 시트형 제품 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.

셋째, 시트형 제품의 형성 시에 시트형 제품의 좌우 양측으로만 시트형 제품을 형성하고 남은 스크랩이 발생하므로, 시트형 제품의 전후 양측과 좌우 양측 모두 시트형 제품을 형성하고 남은 스크랩이 발생하는 종래의 레이저 절단 장치에 비해 시트형 제품의 형성 시에 발생하는 스크랩의 양을 줄여, 시트형 제품 제조 공정의 경제성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 레이저 절단 장치가 시트 원단에 레이저를 조사하는 양상을 나타내는 도면.
도 2a는 도 1의 레이저 절단 장치에 의해 형성된 시트형 제품의 절단면을 나타내는 시트형 제품의 단면도.
도 2b는 도 2a의 이형 필름이 제거된 상태를 나타내는 시트형 제품의 단면도.
도 2c는 도 2b의 접착재에 패널 시트를 부착한 상태를 나타내는 시트 원단의 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단차 가공용 레이저 절단 장치를 이용해 절단 가공하기 위한 시트 원단의 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단차 가공용 레이저 절단 장치의 평면도.
도 5는 절단 위치들에 시트 원단과 중간 제품이 각각 이송된 상태를 나타내는 단차 가공용 레이저 절단 장치의 측면도.
도 6은 도 5에 도시된 단차 가공용 레이저 절단 장치의 평면도.
도 7a는 도 4에 도시된 제1 안착 플레이트가 구비하는 제1 메인 플레이트의 측단면도.
도 7b는 도 7a에 도시된 상부 플레이트의 평면도.
도 7c는 도 7a에 도시된 하부 플레이트의 평면도.
도 8a는 도 4에 도시된 제1 안착 플레이트가 구비하는 제1 보조 플레이트의 측단면도.
도 8b는 도 8a에 도시된 상부 플레이트의 평면도.
도 8c는 도 8a에 도시된 하부 플레이트의 평면도.
도 9a는 제1 헤드 드라이버의 일측면도.
도 9b는 제1 헤드 드라이버의 타측면도.
도 10은 제1 사행 보정 유닛에 의해 제1 헤드 드라이버가 이동되는 양상을 나타내는 도면.
도 11은 제1 사행 보정 유닛에 의해 시트 원단의 사행이 보정되는 양상을 나타내는 도면.
도 12a는 도 4에 도시된 제2 안착 플레이트가 구비하는 제2 메인 플레이트의 측단면도.
도 12b는 도 11a에 도시된 상부 플레이트의 평면도.
도 12c는 도 11a에 도시된 하부 플레이트의 평면도.
도 13a는 도 4에 도시된 제2 안착 플레이트가 구비하는 제2 보조 플레이트의 측단면도.
도 13b는 도 13a에 도시된 제2 보조 플레이트의 정단면도.
도 13c는 도 13a에 도시된 상부 플레이트의 평면도.
도 13d는 도 13a에 도시된 하부 플레이트의 평면도.
도 14는 제2 사행 보정 유닛에 의해 제2 메인 플레이트가 이동되는 양상을 나타내는 도면.
도 15는 제2 사행 보정 유닛에 의해 중간 제품의 사행이 보정되는 양상을 나타내는 도면.
도 16 및 17은 제1 레이저에 의해 이형 필름 시트와 접착재가 절단되는 양상을 나타내는 단차 가공용 레이저 절단 장치의 평면도 및 측면도.
도 18a 및 도 18b는 제1 레이저에 의해 이형 필름 시트와 접착재가 절단되는 양상을 나타내는 시트 원단의 단면도.
도 19 및 도 20는 제2 레이저에 의해 금속 시트가 절단되는 양상을 나타내는 단차 가공용 레이저 절단 장치의 평면도 및 측면도.
도 21a 및 도 21b는 제2 레이저에 의해 금속 시트가 절단되는 양상을 나타내는 시트 원단의 단면도.
도 22 및 도 23은 중간 제품과 시트형 제품이 제품 이송 유닛에 의해 이송되는 양상을 나타내는 도면.
도 24a 및 도 24b는 시트형 제품에 패널 시트를 부착하는 양상을 나타내는 시트형 제품의 단면도.

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 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단차 가공용 레이저 절단 장치를 이용해 절단 가공하기 위한 시트 원단의 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예 따른 단차 가공용 레이저 절단 장치(이하에서는, '단차 가공용 레이저 절단 장치'라고 함)는, 시트 원단(F)을 레이저 절단하여, 미리 정해진 크기를 갖는 시트형 제품(F2)을 형성하기 위한 장치이다. 시트 원단(F)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 금속 시트(M)의 적어도 일면에 도포된 접착재(A)에 이형 필름 시트(R)를 부착하여 형성한다

시트 원단(F)을 구성하는 시트(M)(R)들과 접착재(A)의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 금속 시트(M)는, 3.0*10^-6 m/℃ 이하의 열팽창 계수를 갖는 금속들 중 어느 하나로 형성되거나 또는 이러한 금속들 중 적어도 둘이 합금되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 이형 필름 시트(R)는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴레에틸렌(PE) 등과 같은 합성 수지 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 접착재(A)는, 에폭시 계열 또는 실리콘 계열의 재질로 형성될 수 있다.

도 4는 단차 가공용 레이저 절단 장치의 평면도이다.

도 4를 참조하면, 단차 가공용 레이저 절단 장치는, 시트 원단(F)을 제1 절단 위치(C1)로 공급하는 원단 공급 유닛(10); 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)을 지지하는 제1 지지 플레이트(20); 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)을 시트 원단(F)의 폭 방향을 따라 레이저 절단하여, 중간 제품(F1)을 시트 원단(F)으로부터 분할 형성하는 제1 레이저 유닛(30); 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)의 사행을 검출하는 제1 사행 검출 유닛(40); 제1 사행 검출 유닛(40)에 의해 검출된 시트 원단(F)의 사행을 보정하는 제1 사행 보정 유닛(50); 중간 제품(F1)을 제1 절단 위치(C1)로부터 제2 절단 위치(C2)로 이송하고 또한 시트형 제품(F2)을 제2 절단 위치(C2)로부터 제품 적재고(110)로 이송하는 제품 이송 유닛(60); 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)을 중간 제품(F1)의 길이 방향을 따라 레이저 절단하여, 시트형 제품(F2)을 중간 제품(F1)으로부터 분할 형성하는 제2 레이저 유닛(80); 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)의 사행을 검출하는 제2 사행 검출 유닛(90); 제2 사행 검출 유닛(90)에 의해 검출된 중간 제품(F1)의 사행을 보정하는 제2 사행 보정 유닛(100); 및 제품 이송 유닛(60)에 의해 이송된 시트형 제품(F2)이 적재되는 제품 적재고(110)를 포함한다.

본 명세서에 있어서, 시트 원단(F)의 길이 방향과 중간 제품(F1)의 길이 방향과 시트형 제품(F2)의 길이 방향은 서로 동일한 방향을 가리키고, 시트 원단(F)의 폭 방향과 중간 제품(F1)의 폭 방향과 시트형 제품(F2)의 폭 방향은 서로 동일한 방향을 가리킨다. 설명의 편의를 위해 이하에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 시트 원단(F)의 길이 방향과 중간 제품(F1)의 길이 방향과 시트형 제품(F2)의 길이 방향을 통칭하여 '길이 방향'이라고 명명하고, 시트 원단(F)의 길이 방향과 중간 제품(F1)의 길이 방향과 시트형 제품(F2)의 길이 방향을 통칭하여 '폭 방향'이라고 명명하기로 한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 선단부는 어느 특정 구성 요소에 있어서 제품 적재고(110) 쪽을 향하는 단부를 가리키고, 후단부는 어느 특정 구성 요소에 있어서 원단 공급 유닛(10) 쪽을 향하는 단부를 가리킨다.

도 5는 시트 원단과 중간 제품이 미리 정해진 절단 위치로 이송된 상태로 나타내는 단차 가공용 절단 장치의 측면도이며, 도 6은 도 5에 도시된 단차 가공용 절단 장치의 평면도이다.

먼저, 원단 공급 유닛(10)은 시트형 제품(F2)을 분할 형성하기 위한 시트 원단(F)을 공급하기 위한 장치이다. 원단 공급 유닛(10)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 롤 상태로 미리 권취된 시트 원단(F)을 권출하여 공급하는 원단 공급롤(미도시), 및 원단 공급롤로부터 공급된 시트 원단(F)이 그 사이 간격에 끼워지도록 설치되며, 시트 원단(F)을 이송 가능한 한 쌍의 이송롤(12)을 포함한다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 원단 공급 유닛(10)은 시트 원단(F)을 제1 레이저 유닛(30)과 대응하는 제1 절단 위치(C1)로 미리 정해진 길이만큼 씩 공급하며, 원단 공급 유닛(10)에 의해 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)은 제1 지지 플레이트(20)에 의해 지지된다. 원단 공급 유닛(10)의 원단 공급 시기는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제품 이송 유닛(60)에 의해 중간 제품(F1)이 제1 절단 위치(C1)로부터 제2 레이저 유닛(80)과 대응하는 제2 절단 위치(C2)로 이송될 때, 원단 공급 유닛(10)은 제1 절단 위치(C1)로 시트 원단(F)을 미리 정해진 길이만큼 공급할 수 있다.

한편, 원단 공급 유닛(10)은 원단 공급롤로부터 공급된 시트 원단(F)을 이송하기 위해 한 쌍의 이송롤(12)을 포함하는 것으로 설명하였으나 이에 한정 되는 것은 아니다. 즉, 원단 공급 유닛(10)은 시트 원단(F)을 파지하여 이송하는 그립퍼 등 시트 원단(F)을 이송 가능한 이송 부재를 한 쌍의 이송롤(12) 대신 포함하거나 한 쌍의 이송롤(12)에 추가하여 포함할 수도 있다.

다음으로, 제1 지지 플레이트(20)는 원단 공급 유닛(10)에 의해 제1 절단 위치(C1)로 이송된 시트 원단(F)을 지지하기 위한 부재이다. 제1 지지 플레이트(20)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 원단 공급 유닛(10)에 의해 제1 절단 위치(C1)로 이송된 시트 원단(F)의 하면을 지지할 수 있도록 설치된다. 제1 지지 플레이트(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 길이 방향으로 미리 정해진 간격만큼 이격되어 설치되는 제1 메인 플레이트(21)와 제1 보조 플레이트(22)를 포함한다.

제1 메인 플레이트(21)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)을 지지할 수 있도록 설치된다. 제1 보조 플레이트(22)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 이러한 제1 메인 플레이트(21)를 보조하여 시트 원단(F)을 지지할 수 있도록 설치되되, 제1 메인 플레이트(21)의 후단부로부터 길이 방향으로 이격되어 설치된다.

보다 구체적으로, 제1 메인 플레이트(21)와 제1 보조 플레이트(22)는, 그 사이 간격(20a)이 제1 레이저 유닛(30)으로부터 방출된 제1 레이저(LV1) 및 제2 레이저(LV2)가 조사되는 제1 절단 경로(E1)와 대응하도록 설치된다. 제1 메인 플레이트(21)와 제2 보조 플레이트(72) 사이의 간격(20a)은, 제1 사행 보정 유닛(50)에 의해 제1 절단 경로(E1)가 시트 원단(F)의 사행 각도(θ1)만큼 변경될 수 있음을 고려하여 미리 정해진 간격 이상이 되는 것이 바람직하다. 이러한 제1 메인 플레이트(21)와 제1 보조 플레이트(22)의 사이 간격(20a)은 시트 원단(F)을 관통한 제1 레이저(LV1)와 제2 레이저(LV2)가 통과되는 통로로서 기능하게 되며, 이를 통해 시트 원단(F)을 관통한 제1 레이저(LV1)와 제2 레이저(LV2)에 의해 제1 지지 플레이트(20)가 훼손되는 것을 방지할 수 있다.

도 7a는 도 4에 도시된 제1 안착 플레이트가 구비하는 제1 메인 플레이트의 측단면도이며, 도 7b는 도 7a에 도시된 상부 플레이트의 평면도이며, 도 7c는 도 7a에 도시된 하부 플레이트의 평면도이다.

제1 메인 플레이트(21)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 메인 플레이트(21)는, 도 7a에 도시된 바와 같이, 시트 원단(F)을 지지하는 상부 플레이트(23), 및 상부 플레이트(23)가 안착되는 하부 플레이트(24)를 포함한다.

상부 플레이트(23)는, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 소정의 간격을 두고 관통 형성된 다수의 에어홀(23a)을 포함한다. 하부 플레이트(24)는, 도 7a 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(23)의 에어홀(23a)과 연통되도록 형성된 에어홈(24a), 및 에어홈(24a)에 에어를 유입시키거나 에어홈(24a)으로부터 에어를 흡입하는 에어 펌프(미도시)가 장착되는 장착홀(24b)을 포함한다.

이와 같이 상부 플레이트(23)와 하부 플레이트(24)가 마련됨에 따라, 이러한 제1 메인 플레이트(21)를 이용해 시트 원단(F)을 부상시키거나 고정할 수 있다.

예를 들어, 원단 공급 유닛(10)이 시트 원단(F)을 제1 절단 위치(C1)로 이송 중인 경우에, 에어 펌프를 이용해 에어홈(24a)에 에어를 유입시킨다. 그러면, 에어홈(24a)에 유입된 에어는 에어홈(24a)과 연통된 에어홀(23a)을 통해 토출되며, 이로 인해 시트 원단(F)은 에어홀(23a)로부터 토출된 에어에 의해 부상된다. 따라서, 시트 원단(F)의 이송 중에 시트 원단(F)이 상부 플레이트(23)와 접촉되어 훼손되는 것을 방지할 수 있다.

예를 들어, 제1 레이저 유닛(30)이 시트 원단(F)을 레이저 절단 중인 경우에, 에어 펌프를 이용해 에어홈(24a)으로부터 에어를 토출시킨다. 그러면, 외부의 에어가 에어홀(23a)에 흡입되며, 이로 인해 에어홀(23a)에 음압이 발생되어 시트 원단(F)이 상부 플레이트(23)에 흡착된다. 따라서, 레이저 절단 중에 시트 원단(F)에 요동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(23)와 하부 플레이트(24)는 각각, 선단부 쪽이 오목하게 절개되어 형성된 적어도 하나의 오목홈(23b)(24c)을 더 포함할 수 있다. 오목홈(23b)(24c)은 후술할 제1 사행 검출 유닛(40)의 조명(44)으로부터 방출된 빛을 시트 원단(F)으로 안내하는 통로를 제공한다.

도 8a는 도 4에 도시된 제1 안착 플레이트가 구비하는 제1 보조 플레이트의 측단면도이며, 도 8b는 도 8a에 도시된 상부 플레이트의 평면도이며, 도 8c는 도 8a에 도시된 하부 플레이트의 평면도이다.

제1 보조 플레이트(22)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 보조 플레이트(22)는, 도 8a에 도시된 바와 같이, 시트 원단(F)을 지지하는 상부 플레이트(25), 및 상부 플레이트(25)가 안착되는 하부 플레이트(26)를 포함한다.

상부 플레이트(25)는, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 소정의 간격을 두고 관통 형성된 다수의 에어홀(25a)을 포함한다. 하부 플레이트(26)는, 도 8a 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(25)의 에어홀(25a)과 연통되도록 형성된 에어홈(26a), 에어홈(26a)에 에어를 유입시키거나 에어홈(26a)으로부터 에어를 흡입하는 에어 펌프(미도시)가 장차되는 장착홀(26b)을 포함한다.

이와 같이 제1 보조 플레이트(22)의 상부 플레이트(25) 및 하부 플레이트(26)는, 오목홈(23b)(24c)이 마련되지 않는다는 점을 제외하고는 제1 메인 플레이트(21)의 상부 플레이트(23) 및 하부 플레이트(24)와 유사한 구조를 갖는다. 따라서, 제1 보조 플레이트(22)는, 제1 메인 플레이트(21)와 마찬가지로, 원단 공급 유닛(10)이 시트 원단(F)을 제1 절단 위치(C1)로 공급 중인 경우에는 시트 원단(F)을 부상시키고 또한 제1 레이저 유닛(30)이 시트 원단(F)을 레이저 절단 중인 경우에는 시트 원단(F)을 제1 보조 플레이트(22)에 흡착시킬 수 있다.

다음으로, 제1 레이저 유닛(30)은, 원단 공급 유닛(10)에 의해 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)을 폭 방향을 따라 레이저 절단하여 미리 정해진 길이(l1)를 갖는 중간 제품(F1)을 분할 형성하기 위한 장치이다. 제1 레이저 유닛(30)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 시트 원단(F) 중 이형 필름 시트(R)와 접착재(A)를 선택적으로 레이저 절단 가능한 제1 파장을 갖는 제1 레이저(LV1)를 방출하여 시트 원단(F)에 조사하는 제1 레이저 헤드(32), 및 시트 원단(F) 중 금속 시트(M)를 선택적으로 절단 가능한 제2 파장과 제1 레이저(LV1)의 빔 스팟의 직경(d1)보다 상대적으로 작은 직경(d2)의 빔 스팟을 갖는 제2 레이저(LV2)를 방출하여 시트 원단(F)에 조사하는 제2 레이저 헤드(34), 및 제1 레이저 헤드(32)와 제2 레이저 헤드(34)를 폭 방향으로 왕복 이송하는 제1 헤드 드라이버(36)를 포함한다.

일반적으로 레이저는 파장에 따라 절단 가능한 재질이 달라지며, 이러한 레이저의 파장은 레이저 소스에 따라 결정된다. 따라서, 합성 수지 재질을 갖는 이형 필름 시트(R) 및 접착재(A)를 레이저 절단하기 위한 제1 레이저(LV1)와, 금속 재질을 갖는 금속 시트(M)를 레이저 절단하기 위한 제2 레이저(LV2)는, 서로 다른 파장과 레이저 소스를 갖는 것이 바람직하다.

예를 들어, 이형 필름 시트(R)와 접착재(A)를 선택적으로 절단 가능한 9.3 ㎛ 내지 10.6 ㎛의 파장을 갖는 탄산 가스(C0₂) 레이저가 제1 레이저(LV1)로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 금속 시트(M)를 선택적으로 절단 가능한 1.06 ㎛ 내지 1.07 ㎛의 파장과, 나노초의 펄스 폭을 갖는 IR 레이저가 제2 레이저(LV2)로서 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 레이저 소스를 갖는 레이저들이 제1 레이저(LV1)와 제2 레이저(LV2)로서 각각 사용될 수 있다.

제1 레이저 헤드(32)는, 제1 레이저(LV1)를 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)에 조사하기 위한 부재이다. 제1 레이저 헤드(32)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 폭 방향을 따라 왕복 이동될 수 있도록 제1 헤드 드라이버(36)의 제1 슬라이더(38)에 결합되며, 시트 원단(F)의 최상층에 적층된 이형 필름 시트(R)와 대면하도록 설치된다.

제1 레이저 헤드(32)는, 제1 레이저(LV1)를 생성 및 발진 가능한 레이저 발진기(미도시)로부터 전달받은 제1 레이저(LV1)를 집광하여 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)에 제1 절단 경로(E1)를 따라 조사한다. 여기서, 제1 절단 경로(E1)는, 제1 레이저(LV1) 및 제2 레이저(LV2)가 시트 원단(F)에 조사되는 경로를 말하며, 제1 레이저 헤드(32) 및 제2 레이저 헤드(34)의 이동 경로와 대응된다. 따라서, 제1 절단 경로(E1)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 레이저 헤드(32) 및 제2 레이저의 헤드(34)의 이동 경로와 마찬가지로, 폭 방향과 평행을 이루게 된다. 다만, 시트 원단(F)에 사행이 발생된 경우에, 이러한 제1 절단 경로(E1)는 제1 사행 보정 유닛(50)에 의해 변경될 수 있는데, 이에 대한 구체적인 내용은 후술하기로 한다.

제2 레이저 헤드(34)는, 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)에 제2 레이저(LV2)를 조사하기 위한 부재이다. 제2 레이저 헤드(34)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 레이저 헤드(32)와 함께 폭 방향을 따라 왕복 이동될 수 있도록 제1 헤드 드라이버(36)의 제1 슬라이더(38)에 결합되며, 시트 원단(F)의 최상층에 적층된 이형 필름 시트(R)와 대면하도록 설치된다. 또한, 제2 레이저 헤드(34)는, 제1 레이저 헤드(32)와 제2 레이저 헤드(34)가 서로 간섭하지 않도록 제1 레이저 헤드(32)로부터 폭 방향으로 소정의 거리만큼 이격되게 설치되는 것이 바람직하다.

제2 레이저 헤드(34)는, 제2 레이저(LV2)를 생성 및 발진 가능한 레이저 발진기(미도시)로부터 전달받은 제2 레이저(LV2)를 집광하여 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)에 제1 절단 경로(E1)를 따라 조사한다. 또한, 제2 레이저 헤드(34)는, 도 18a 및 도 21a에 도시된 바와 같이, 제2 레이저(LV2)의 빔 스팟의 직경(d2)이 제1 레이저(LV1)의 빔 스팟의 직경(d1)에 비해 작도록 조사한다.

제1 헤드 드라이버(36)는, 제1 레이저 헤드(32)와 제2 레이저 헤드(34)를 폭 방향을 따라 왕복 이송하기 위한 부재이다. 제1 헤드 드라이버(36)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 지지 플레이트(20)를 폭 방향으로 가로지르도록 설치되되, 좌우 양측 단부각 각각 제1 사행 보정 유닛(50)에 의해 지지되도록 설치된다. 제1 헤드 드라이버(36)는, 폭 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제1 슬라이더(38), 및 제1 슬라이더(38)를 폭 방향으로 왕복 이동시키는 구동 부재(미도시)를 포함한다. 따라서, 제1 헤드 드라이버(36)는, 제1 슬라이더(38)에 결합된 제1 레이저 헤드(32)와 제2 레이저 헤드(34)를 폭 방향으로 왕복 이송할 수 있다.

이하에서는, 제1 레이저 유닛(30)을 이용해 제1 절단 위치(C1)로 이송된 시트 원단(F)을 레이저 절단하여, 시트 원단(F)으로부터 중간 제품(F1)을 분할 형성하는 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 슬라이더(38)를 제1 헤드 드라이버(36)의 일측에서 타측을 향해 이송함과 동시에, 제1 레이저 헤드(32)를 선택적으로 가동한다. 그러면, 도 18a에 도시된 바와 같이, 제1 레이저(LV1)가 이형 필름 시트(R)에 제1 절단 경로(E1)를 따라 조사된다. 그 결과, 도 18b에 도시된 바와 같이, 이형 필름 시트(R) 및 접착재(A)가 제1 절단 경로(E1)를 따라 선택적으로 레이저 절단된다.

다음으로, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 슬라이더(38)를 제1 헤드 드라이버(36)의 타측에서 일측을 향해 이송함과 동시에, 제2 레이저 헤드(34)를 선택적으로 가동한다. 그러면, 도 21a에 도시된 바와 같이, 제2 레이저(LV2)가 금속 시트(M)에 제1 절단 경로(E1)를 따라 조사된다. 그 결과, 도 20 및 도 21b에 도시된 바와 같이, 금속 시트(M)가 제1 절단 경로(E1)를 따라 레이저 절단되어, 시트 원단(F)으로부터 미리 정해진 길이(l1)를 갖는 중간 제품(F1)이 분할 형성된다. 또한, 이러한 중간 제품(F1)은 제1 지지 플레이트(20)의 제1 메인 플레이트(21)에 지지된다.

이와 같이, 제1 레이저 유닛(30)은, 이형 필름 시트(R) 및 접착재(A)와, 금속 시트(M)를 서로 다른 시간에 레이저 절단하여, 2 단계에 걸쳐 중간 제품(F1)을 분할 형성한다. 이는, 9.3 ㎛ 내지 10.6 ㎛의 파장을 갖는 제1 레이저(LV1)가 1.06 ㎛ 내지 1.07 ㎛의 파장을 갖는 제2 레이저(LV2)에 비해 절단 속도가 상대적으로 느림을 고려한 것이다. 따라서, 제1 레이저 유닛(30)은, 제1 레이저(LV1)를 이용해 이형 필름 시트(R)와 접착재(A)를 레이저 절단할 때는 제2 레이저(LV2)를 이용해 금속 시트(M)를 레이저 절단할 때에 비해 제1 슬라이더(38)를 상대적으로 느린 속도로 이동시키는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 바와 같이, 제2 레이저(LV2)의 빔 스팟은 제1 레이저(LV1)의 빔 스팟의 직경(d1)에 비해 상대적으로 작은 직경(d2)을 가지므로, 금속 시트(M)의 절단면(M1)들 사이의 간격은 이형 필름 시트(R)의 절단면(d1)들 사이의 간격과 접착재(A)의 절단면(A1)들 사이의 간격에 비해 좁게 된다. 따라서, 중간 제품(F1)의 선후 양측 단부에는 각각, 도 21b에 도시된 바와 같이, 금속 시트(M)가 이형 필름 시트(R) 및 접착재(A)에 비해 중간 제품(F1)의 외측 방향으로 제1 레이저(LV1)의 빔 스팟의 직경(d1)과 제2 레이저(LV2)의 빔 스팟의 직경(d2)의 차이에 비례한 길이(l3)만큼 돌출된 형태를 갖는 단차(T)가 형성된다.

다음으로, 제1 사행 검출 유닛(40)은, 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)의 사행을 검출하기 위한 장치이다. 일반적으로 롤을 이용해 원단을 이송하는 롤 장비는, 장치 특성상 사행이 발생할 가능성이 있다. 그런데, 시트 원단(F)의 사행을 그대로 둔 상태로 레이저 절단을 실시하면 제품 불량의 원인이 되므로, 시트 원단(F)의 사행을 검출하기 위해 제1 사행 검출 유닛(40)을 마련하는 것이다.

제1 사행 검출 유닛(40)의 구조는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 사행 검출 유닛(40)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)을 촬영 가능한 적어도 하나의 카메라(42), 및 카메라(42)에 의해 촬영되는 시트 원단(F)의 특정 부위에 빛을 조사하는 적어도 하나의 조명(44)을 포함할 수 있다.

각각의 카메라(42)는, 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)의 선단부를 촬영할 수 있도록 제1 지지 플레이트(20)의 선단부의 상측에 설치되되, 오목홈(23b)(24c)과 대응하는 위치에 설치된다. 또한, 각각의 조명(44)은, 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)의 선단부에 빛을 조사할 수 있도록 제1 지지 플레이트(20)의 선단부의 하측에 설치되되, 오목홈(23b)(24c)과 대응하는 위치에 설치된다.

이와 같이 카메라(42)와 조명(44)이 마련됨에 따라, 각각의 조명(44)은 오목홈(23b)(24c)을 통해 시트 원단(F)의 선단부에 빛을 조사하며, 각각의 카메라(42)는 각각의 조명(44)에 의해 빛이 조사되고 있는 시트 원단(F)의 선단부를 촬영할 수 있다. 따라서, 제1 사행 검출 유닛(40)은, 각각의 카메라(42)에 의해 촬영된 시트 원단(F)의 선단부의 영상 이미지를 분석하여, 시트 원단(F)의 사행을 검출할 수 있다.

도 9a는 제1 헤드 드라이버의 일측면도이며, 도 9b는 제1 헤드 드라이버의 타측면도이며, 도 10은 제1 사행 보정 유닛에 의해 제1 헤드 드라이버가 이동되는 양상을 나타내는 도면이며, 도 11은 제1 사행 보정 유닛에 의해 시트 원단의 사행이 보정되는 양상을 나타내는 도면이다.

제1 사행 보정 유닛(50)은, 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)의 사행을 보정하기 위한 장치이다. 전술한 바와 같이 제1 절단 경로(E1)는 제1 레이저 헤드(32) 및 제2 레이저 헤드(34)의 이동 경로와 대응된다. 따라서, 이러한 점을 고려하여, 제1 사행 보정 유닛(50)은, 제1 레이저 헤드(32)와 제2 레이저 헤드(34)의 왕복 이동 방향이 폭 방향에 비해 시트 원단(F)의 사행 각도(θ1)만큼 틀어지도록 제1 헤드 드라이버(36)를 시트 원단(F)의 사행 각도(θ1)만큼 회전시킴으로써, 제1 절단 경로(E1)를 시트 원단(F)의 사행 각도(θ1)만큼 변경하여 시트 원단(F)의 사행을 보정한다.

이를 위하여, 제1 사행 보정 유닛(50)은, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 헤드 드라이버(36)의 일측 단부를 회전 가능하게 지지하는 제1 회전 지지체(51), 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b)를 회전 가능하게 지지하는 제2 회전 지지체(52), 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b)를 길이 방향으로 왕복 이송하는 드라이버 이송 부재(53), 및 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b)의 폭 방향으로의 이동을 안내하는 드라이버 안내 부재(54)를 포함할 수 있다.

제1 회전 지지체(51)는, 제1 헤드 드라이버(36)의 일측 단부(36a)를 회전 가능하게 지지하기 위한 부재이다. 제1 회전 지지체(51)는, 도 9a에 도시된 바와 같이, 지면에 고정되는 지지대(P1)와 제1 헤드 드라이버(36)의 일측 단부(36a)에 사이에 개재되도록 설치된다. 이러한 제1 회전 지지체(51)는, 제1 헤드 드라이버(36)의 일측 단부(36a)를 회전 가능하게 지지하여, 제1 헤드 드라이버(36)를 회전시키기 위한 회전축으로서 기능할 수 있다.

제2 회전 지지체(52)는, 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b)를 회전 가능하게 지지하기 위한 부재이다. 제2 회전 지지체(52)는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 드라이버 안내 부재(54)와 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b) 사이에 개재되도록 설치된다. 이러한 제2 회전 지지체(52)는, 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b)를 회전 가능하게 지지하여, 제1 헤드 드라이버(36)를 회전시키기 위한 회전축으로서 기능할 수 있다.

드라이버 이송 부재(53)는, 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b)를 길이 방향으로 왕복 이송하기 위한 부재이다. 드라이버 이송 부재(53)는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 지면에 고정되는 지지대(P2)와 드라이버 안내 부재(54) 사이에 개재되도록 설치된다. 드라이버 이송 부재(53)는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 지지대(P2)에 길이 방향을 따라 연장 형성된 이송 레일(53a), 및 드라이버 안내 부재(54)와 결합되며, 이송 레일(53a)을 따라 왕복 이동되는 이송 모터(53b)를 포함할 수 있다. 여기서, 이송 모터(53b)는 전자기력을 발생하여 이송 레일(53a)을 따라 이동 가능한 리니어 모터로 구성되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 드라이버 이송 부재(53)가 마련됨에 따라 이송 모터(53b)가 이송 레일(53a)을 따라 길이 방향으로 이동될 때, 이송 모터(53b)와 결합된 드라이버 안내 부재(54), 드라이버 안내 부재(54)와 결합된 제2 회전 지지체(52), 및 제2 회전 지지체(52)에 의해 회전 가능하게 지지된 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b)는 이송 모터(53b)와 함께 길이 방향으로 이동된다.

그런데, 전술한 바와 같이, 제1 회전 지지체(51)는 지지대(P1)에 고정 설치되므로, 제1 헤드 드라이버(36)의 일측 단부(36a)를 회전 가능하게 지지할 수 있을 뿐 길이 방향으로는 이동될 수 없다. 그러므로, 도 10에 도시된 바와 같이, 이송 모터(53b)가 이송 레일(53a)을 따라 길이 방향으로 이동될 때, 제1 헤드 드라이버(36)의 일측 단부(36a)는 제1 회전 지지체(51)를 중심으로 회전되며, 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b)는 길이 방향으로 이동됨과 동시에 제2 회전 지지체(52)를 중심으로 회전될 수 있다. 따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 헤드 드라이버(36)는 제1 회전 지지체(51)를 회전축으로 회전될 수 있다.

드라이버 안내 부재(54)는, 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b)의 폭 방향으로로의 이동을 안내하기 위한 부재이다. 제1 헤드 드라이버(36)는 드라이버 이송 부재(53)에 의해 제1 회전 지지체(51)를 중심으로 회전되지만 제1 헤드 드라이버(36)의 길이는 가변되지 않으므로, 이로 인해 제1 헤드 드라이버(36)가 회전될 때 제1 헤드 드라이버(36)에 장력이 작용하게 된다. 이러한 장력에 의해 제1 레이저 유닛(30)과 제1 사행 보정 유닛(50)이 파손될 우려가 있으므로, 이를 해결하기 위해 제1 헤드 드라이버(36)가 제1 회전 지지체(51)를 중심으로 회전될 때 제1 헤드 드라이버(36)에 작용하는 장력을 제거할 수 있도록 드라이버 안내 부재(54)가 마련되는 것이다.

드라이버 안내 부재(54)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 드라이버 안내 부재(54)는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 폭 방향을 따라 연장 형성되는 적어도 하나의 안내 홈(54b)을 갖고, 제2 회전 지지체(52)의 하면에 결합되는 제1 안내 부재(54a), 및 제1 안내 부재(54a)의 안내 홈(54b)에 폭 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 적어도 하나의 안내 돌기(54d)를 갖고, 드라이버 이송 부재(53)의 이송 모터(53b)의 상면에 결합되는 제2 안내 부재(54c)를 포함할 수 있다.

이와 같이 드라이버 안내 부재(54)가 마련됨에 따라 제1 헤드 드라이버(36)가 제1 회전 지지체(51)를 중심으로 회전되어 제1 헤드 드라이버(36)에 장력이 작용할 때, 도 10에 도시된 바와 같이, 안내 홈(54b)이 안내 돌기(54d)를 따라 폭 방향으로 슬라이딩 이동됨으로써 제1 안내 부재(54a), 제2 회전 지지체(52) 및 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b)는 폭 방향으로 이동된다. 즉, 드라이버 안내 부재(54)를 기준으로 하여, 지지대(P2)와 결합된 드라이버 이송 부재(53)와 제2 안내 부재(54c)는 폭 방향으로 이동되지 않고, 제1 헤드 드라이버(36)와 결합된 제2 회전 지지체(52) 및 제1 안내 부재(54a)는 폭 방향으로 이동되는 것이다. 그러면, 제1 헤드 드라이버(36)가 회전될 때 제1 헤드 드라이버(36)에 작용하는 장력이 제거되어, 제1 헤드 드라이버(36)에 작용하는 장력에 의해 제1 레이저 유닛(30) 및 제1 사행 보정 유닛(50)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는, 제1 사행 검출 유닛(40)과 제1 사행 보정 유닛(50)을 이용해 시트 원단(F)의 사행을 보정하는 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 제1 사행 검출 유닛(40)을 이용해 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)의 사행을 검출한다. 보다 구체적으로, 각각의 카메라(42)를 이용해 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)의 선단부를 촬영하고, 각각의 카메라(42)를 통해 촬영한 영상 이미지를 분석하여 시트 원단(F)의 사행을 검출한다.

다음으로, 제1 사행 검출 유닛(40)에 의해 시트 원단(F)의 사행이 검출된 경우에, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 사행 보정 유닛(50)을 이용해 제1 절단 경로(E1)를 시트 원단(F)의 사행 각도(θ1)만큼 변경한다. 보다 구체적으로, 제1 헤드 드라이버(36)가 시트 원단(F)의 사행 각도(θ1)만큼 회전되어 제1 절단 경로(E1)가 시트 원단(F)의 사행 각도(θ1)만큼 변경되도록 드라이버 이송 부재(53)를 이용해 제1 헤드 드라이버(36)의 타측 단부(36b)를 길이 방향으로 이송한다.

이와 같이 제1 절단 경로(E1)를 시트 원단(F)의 사행 각도(θ1)만큼 변경한 후, 제1 레이저 유닛(30)을 가동하면 시트 원단(F)의 사행 각도(θ1)만큼 변경된 제1 절단 경로(E1′)를 따라 시트 원단(F)을 레이저 절단할 수 있으므로, 시트 원단(F)의 사행으로 인해 시트형 제품(F2)에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 제품 이송 유닛(60)은, 중간 제품(F1)을 제1 절단 위치(C1)로부터 제2 절단 위치(C2)로 이송하고 또한 시트형 제품(F2)을 제2 절단 위치(C2)로부터 제품 적재고(110)로 이송하기 위한 장치이다. 제품 이송 유닛(60)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제품 이송 유닛(60)은, 적어도 일부분이 제2 절단 위치(C2)를 경유하여 제1 절단 위치(C1)로부터 제품 적재고(110)까지 연장되는 제품 이송 레일(61), 및 중간 제품(F1)과 시트형 제품(F2)을 파지하여 이송 가능하며, 제품 이송 레일(61)을 따라 왕복 이동되는 제품 이송 지그(62)를 포함할 수 있다.

제품 이송 레일(61)은, 제품 이송 지그(62)의 이동을 안내하기 위한 부재이다. 제품 이송 레일(61)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 지지 플레이트(20), 제2 지지 플레이트(70) 및 제품 적재고(110)의 상측 공간에 위치하도록 설치되어, 제2 절단 위치(C2)를 경유하여 제1 절단 위치(C1)로부터 제품 적재고(110)까지 연장된다. 제품 이송 유닛(60)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 레이저 유닛(30), 제1 사행 검출 유닛(40), 제2 레이저 유닛(80), 제2 사행 검출 유닛(90) 등과 간섭되지 않도록 제1 절단 위치(C1)와 제2 절단 위치(C2)의 중심부를 관통하도록 설치되며, 선후 양측 단부가 각각 지지대(P3)(P4)에 의해 지지된다. 이러한 제품 이송 레일(61)은, 제품 이송 지그(62)가 제2 절단 위치(C2)를 경유하여 제1 절단 위치(C1)와 제품 적재고(110) 사이 구간을 왕복 이동할 수 있도록 제품 이송 지그(62)의 이동을 안내할 수 있다.

제품 이송 지그(62)는, 중간 제품(F1)과 시트형 제품(F2)을 제품 이송 레일(61)을 따라 이송하기 위한 부재이다. 제품 이송 지그(62)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 절단 위치(C1)와 제2 절단 위치(C2) 사이 구간을 이동 가능하게 제품 이송 레일(61)에 설치되며, 중간 제품(F1)을 제1 절단 위치(C1)로부터 제2 절단 위치(C2)로 이송하는 제1 제품 이송 지그(63), 및 제2 절단 위치(C2)와 제품 적재고(110) 사이 구간을 이동 가능하게 제품 이송 레일(61)에 설치되며, 시트형 제품(F2)을 제2 절단 위치(C2)로부터 제품 적재고(110)로 이송하는 제2 제품 이송 지그(64) 등 2 개의 제품 이송 지그(62)가 마련될 수 있다. 여기서, 제1 제품 이송 지그(63)와 제2 제품 이송 지그(64)는, 도 4에 도시된 제1 레이저 유닛(30), 제1 사행 검출 유닛(40), 제2 레이저 유닛(80) 및 제2 사행 검출 유닛(90) 등과 충돌되지 않도록 소정의 크기를 갖는 것이 바람직하다.

제품 이송 지그(62)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 제품 이송 지그(63)는 중간 제품(F1)을 진공 흡착 가능한 적어도 하나의 진공 흡착구(65)를 포함하고, 제2 제품 이송 지그(64)는 시트형 제품(F2)을 진공 흡착 가능한 적어도 하나의 진공 흡착구(66)를 포함할 수 있다.

이와 같이 제품 이송 지그(62)가 마련됨에 따라, 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 제1 제품 이송 지그(63)는 제1 절단 위치(C1)에서 제1 레이저 유닛(30)에 의해 분할 형성된 중간 제품(F1)을 진공 흡착하여 제2 절단 위치(C2)로 이송하고, 제2 제품 이송 지그(64)는 제2 절단 위치(C2)에서 제2 레이저 유닛(80)에 의해 분할 형성된 시트형 제품(F2)을 진공 흡착하여 제품 적재고(110)로 이송한다. 여기서, 제1 제품 이송 지그(63)와 제2 제품 이송 지그(64)는, 제품 이송 시간을 줄일 수 있도록 동시에 작동되는 것이 바람직하다.

다음으로, 제2 지지 플레이트(70)는 제품 이송 유닛(60)에 의해 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)을 지지하기 위한 부재이다. 제2 지지 플레이트(70)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제품 이송 유닛(60)의 제1 제품 이송 지그(63)에 의해 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)의 하면을 지지할 수 있도록 설치되되, 폭 방향으로 미리 정해진 간격만큼 이격되어 설치되는 제2 메인 플레이트(71)와 제2 보조 플레이트(72)를 포함한다.

제2 메인 플레이트(71)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)을 지지할 수 있도록 설치된다. 제2 보조 플레이트(72)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 메인 플레이트(71)를 보조하여 중간 제품(F1)의 좌우 양측 단부를 각각 지지할 수 있도록 한 쌍이 설치된다. 한 쌍의 제2 보조 플레이트(82) 중 어느 하나는, 후술할 하향 경사면(75b)(76c)이 제2 지지 플레이트(70)의 외측 방향을 향하도록 제2 메인 플레이트(71)의 일측 단부로부터 폭 방향으로 미리 정해진 간격만큼 이격되어 설치된다. 한 쌍의 제2 보조 플레이트(72) 중 다른 하나는, 후술할 하향 경사면(75b)(76c)이 제2 지지 플레이트(70)의 외측 방향을 향하도록 제2 메인 플레이트(71)의 타측 단부로부터 폭 방향으로 이격되어 설치된다.

또한, 제2 메인 플레이트(71)와 각각의 제2 보조 플레이트(72)는, 그 사이 간격(70a)이 후술할 제1 레이저(LV1) 및 제2 레이저(LV2)가 조사되는 제2 절단 경로(E2)와 대응하도록 이격되어 설치된다. 이러한 제2 메인 플레이트(71)와 제2 보조 플레이트(72) 사이의 간격(70a)은 중간 제품(F1)을 관통한 제1 레이저(LV1)와 제2 레이저(LV2)가 통과되는 통로로서 기능하게 되며, 이를 통해 중간 제품(F1)을 관통한 제1 레이저(LV1)와 제2 레이저(LV2)에 의해 제2 지지 플레이트(70)가 훼손되는 것을 방지할 수 있다.

도 12a는 도 4에 도시된 제2 안착 플레이트가 구비하는 제2 메인 플레이트의 측단면도이며, 도 12b는 도 12a에 도시된 상부 플레이트의 평면도이며, 도 12c는 도 12a에 도시된 하부 플레이트의 평면도이다.

제2 메인 플레이트(71)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 메인 플레이트(71)는, 도 12a에 도시된 바와 같이, 중간 제품(F1)을 지지하는 상부 플레이트(73), 및 상부 플레이트(73)가 안착되는 하부 플레이트(74)를 포함한다.

상부 플레이트(73)는, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 소정의 간격을 두고 관통 형성된 다수의 에어홀(73a)을 포함한다. 하부 플레이트(74)는, 도 12a 및 12c에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(73)의 에어홀(73a)과 연통되도록 형성된 에어홈(74a), 및 에어홈(74a)에 에어를 유입시키거나 에어홈(74a)으로부터 에어를 흡입하는 에어 펌프(미도시)가 장착되는 장착홀(74b)을 포함한다.

이와 같이 상부 플레이트(73)와 하부 플레이트(74)가 마련됨에 따라, 이러한 제1 메인 플레이트(21)를 이용해 중간 제품(F1)을 부상시키거나 고정할 수 있다. 예를 들어, 제2 레이저 유닛(80)이 중간 제품(F1)을 레이저 절단 중인 경우에, 에어 펌프를 이용해 에어홈(74a)으로부터 에어를 토출시킨다. 그러면, 외부의 에어가 에어홀(73a)에 흡입되며, 이로 인해 에어홀(73a)에 음압이 발생되어 중간 제품(F1)이 상부 플레이트(73)에 흡착된다. 따라서, 레이저 절단 중에 중간 제품(F1)에 요동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 13a는 도 4에 도시된 제2 안착 플레이트가 구비하는 제2 보조 플레이트의 측단면도이며, 도 13b는 도 13a에 도시된 제2 보조 플레이트의 정단면도이며, 도 13c는 도 13a에 도시된 상부 플레이트의 평면도이며, 도 13d는 도 13a에 도시된 하부 플레이트의 평면도이다.

제2 보조 플레이트(72)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 제2 보조 플레이트(72)는, 도 13a에 도시된 바와 같이, 중간 제품(F1)의 일측 단부를 지지하는 상부 플레이트(75), 및 상부 플레이트(75)가 안착되는 하부 플레이트(76)를 포함한다.

상부 플레이트(75)는, 도 13b 및 도 13c에 도시된 바와 같이, 소정의 간격을 두고 형성된 다수의 에어홀(75a), 및 상부 플레이트(75)의 일측 단부에 길이 방향을 따라 하향 경사지게 형성된 하향 경사면(75b)을 포함한다. 하부 플레이트(76)는, 도 13b 및 도 13d에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(75)의 에어홀(75a)과 연통되도록 형성된 에어홈(76a), 에어홈(76a)에 에어를 유입시키거나 에어홈(76a)으로부터 에어를 흡입하는 에어 펌프(미도시)가 장착되는 장착홀(76b), 및 상부 플레이트(75)의 일측 단부에 하향 경사면(75b)과 대응하도록 길이 방향을 따라 형성된 하향 경사면(76c)을 포함한다.

이러한 제2 보조 플레이트(72)는, 제2 레이저 유닛(80)이 중간 제품(F1)을 레이저 절단 중인 경우에 중간 제품(F1)을 제2 보조 플레이트(72)에 흡착시킬 수 있으므로, 제2 메인 플레이트(71)를 보조하여 중간 제품(F1)의 절단 중에 중간 제품(F1)에 요동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 20에 도시된 바와 같이, 제2 레이저 유닛(80)에 의해 중간 제품(F1)이 길이 방향을 따라 레이저 절단되어 시트형 제품(F2)이 분할 형성되면 중간 제품(F1)의 좌우 양측 단부는 스크랩(S)으로서 남게 된다. 그런데, 제2 보조 플레이트(72)는 제2 지지 플레이트(70)의 외측 방향을 향하도록 형성된 하향 경사면(75b)을 포함하므로, 이러한 스크랩(S)은 하향 경사면(75b)을 따라 슬라이딩 이동되어 제거될 수 있다.

다음으로, 제2 레이저 유닛(80)은, 제품 이송 유닛(60)에 의해 제2 절단 위치(C2)로 공급된 시트형 제품(F2)을 길이 방향을 따라 레이저 절단하여 미리 정해진 폭(l2)과 길이(l1)를 갖는 시트형 제품(F2)을 분할 형성하기 위한 장치이다. 제2 레이저 유닛(80)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 레이저(LV1)를 방출하여 중간 제품(F1)에 조사하는 제3 레이저 헤드(81), 제2 레이저(LV2)를 방출하여 금속 시트(M)를 중간 제품(F1)에 조사하는 제4 레이저 헤드(83), 및 제3 레이저 헤드(81) 및 제4 레이저 헤드(83)를 길이 방향으로 왕복 이송하는 제2 헤드 드라이버(85)를 포함한다.

제2 레이저 유닛(80)은, 중간 제품(F1)을 길이 방향으로 레이저 절단한다는 점에서 제1 레이저 유닛(30)과 차이점을 갖고, 이형 필름 시트(R)와 접착재(A)를 선택적으로 레이저 절단하기 위해 제1 레이저(LV1)를 방출하고 또한 금속 시트(M)를 선택적으로 레이저 절단하기 위해 제2 레이저(LV2)를 방출한다는 점에서 제1 레이저 유닛(30)과 동일하다. 따라서, 이하에서는 전술한 차이점을 중심으로 제2 레이저 유닛(80)에 대해 설명하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 제2 레이저 유닛(80)이 중간 제품(F1)의 일측 단부를 길이 방향을 따라 레이저 절단하고 다른 하나의 제2 레이저 유닛(80)이 중간 제품(F1)의 타측 단부를 길이 방향을 따라 레이저 절단할 수 있도록 한 쌍의 레이저 유닛이 마련된다. 한 쌍의 레이저 유닛은, 제2 절단 위치(C2)를 중심으로 서로 대칭적으로 설치된다는 점을 제외하고는 동일한 구성을 갖는다.

제3 레이저 헤드(81)는, 제1 레이저(LV1)를 제2 절단 위치(C2)로 공급된 시트 원단(F)에 조사하기 위한 부재이다. 제3 레이저 헤드(81)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 폭 방향과 길이 방향을 따라 왕복 이동될 수 있도록 제2 헤드 드라이버(85)의 제2 슬라이더(89)에 결합되며, 중간 제품(F1)의 최상층에 적층된 이형 필름 시트(R)와 대면하도록 설치된다.

제3 레이저 헤드(81)는, 제1 레이저(LV1) 생성 및 발진 가능한 레이저 발진기(미도시)로부터 전달받은 제1 레이저(LV1)를 집광하여 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)에 제2 절단 경로(E2)를 따라 조사한다. 여기서, 제2 절단 경로(E2)는, 제1 레이저(LV1) 및 제2 레이저(LV2)가 중간 제품(F1)에 조사되는 경로를 말하며, 제3 레이저 헤드(81) 및 제4 레이저 헤드(83)의 이동 경로와 대응된다. 따라서, 제2 절단 경로(E2)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 레이저 헤드(32) 및 제2 레이저 헤드(34)의 이동 경로와 마찬가지로, 길이 방향과 평행을 이루게 된다. 다만, 중간 제품(F1)에 사행이 발생된 경우에, 이러한 제2 절단 경로(E2)는 제2 사행 보정 유닛(100)에 의해 변경될 수 있는데, 이에 대한 구체적은 내용은 후술하기로 한다.

제4 레이저 헤드(83)는, 제2 절단 위치(C2)로 공급된 시트 원단(F)에 제2 레이저(LV2)를 조사하기 위한 부재이다. 제4 레이저 헤드(83)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 레이저 헤드(81)와 함께 폭 방향 및 길이 방향을 따라 왕복 이동될 수 있도록 제2 헤드 드라이버(85)의 제2 슬라이더(89)에 결합되며, 중간 제품(F1)의 최상층에 적층된 이형 필름 시트(R)와 대면하도록 설치된다. 여기서, 제4 레이저 헤드(83)는, 제3 레이저 헤드(81)와 제4 레이저 헤드(83)가 서로 간섭하지 않도록 제3 레이저 헤드(81)로부터 길이 방향으로 소정의 거리만큼 이격되게 설치되는 것이 바람직하다.

제4 레이저 헤드(83)는, 제2 레이저(LV2)를 생성 및 발진 가능한 레이저 발진기(미도시)로부터 전달받은 제2 레이저(LV2)를 집광하여 제2 절단 위치(C2)로 공급된 중간 제품(F1)에 제2 절단 경로(E2)를 따라 조사한다. 또한, 제4 레이저 헤드(83)는, 도 18a 및 도 21a에 도시된 바와 같이, 제2 레이저(LV2)의 빔 스팟의 직경(d2)이 제1 레이저(LV1)의 빔 스팟의 직경(d1)에 비해 작도록 조사한다.

제2 헤드 드라이버(85)는, 제3 레이저 헤드(81)와 제4 레이저 헤드(83)를 길이 방향을 따라 왕복 이송하기 위한 부재이다. 제2 헤드 드라이버(85)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 지지 플레이트(70)의 일측에 길이 방향을 따라 설치된다. 제2 헤드 드라이버(85)는, 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제1 슬라이더(87), 제1 슬라이더(87)를 길이 방향으로 왕복 이동시키는 제1 구동 부재(미도시), 폭 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제2 슬라이더(89), 제2 슬라이더(89)를 폭 방향으로 왕복 이동시키는 제2 구동 부재(미도시)를 포함한다. 보다 구체적으로, 제1 슬라이더(87)는 제2 헤드 드라이버(85)를 따라 길이 방향으로 이동될 수 있도록 제2 헤드 드라이버(85)에 설치되며, 제2 슬라이더(89)는 제1 슬라이더(87)를 따라 폭 방향으로 이동될 수 있도록 제2 슬라이더(89)에 설치된다. 그러면, 제1 슬라이더(87)는 길이 방향으로만 이동 가능하며, 제2 슬라이더(89)는 폭 방향과 길이 방향으로 모두 이동 가능하다.

이하에서는, 제2 레이저 유닛(80)을 이용해 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)을 레이저 절단하여, 중간 제품(F1)으로부터 시트형 제품(F2)을 분할 형성하는 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 시트형 제품(F2)의 미리 정해진 폭(l2)에 맞게 각각의 제2 레이저 유닛(80)의 제2 슬라이더(89)를 폭 방향으로 이송한다.

다음으로, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 슬라이더(87)를 제2 헤드 드라이버(85)의 일측에서 타측을 향해 이송함과 동시에, 제3 레이저 헤드(81)를 선택적으로 가동한다. 그러면, 도 18a에 도시된 바와 같이, 제1 레이저(LV1)가 중간 제품(F1)에 제2 절단 경로(E2)를 따라 조사된다. 그 결과, 도 18b에 도시된 바와 같이, 이형 필름 시트(R) 및 접착재(A)가 제2 절단 경로(E2)를 따라 선택적으로 레이저 절단된다.

다음으로, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 슬라이더(87)를 제1 헤드 드라이버(36)의 타측에서 일측을 향해 이송함과 동시에, 제4 레이저 헤드(83)를 선택적으로 가동한다. 그러면, 도 21a에 도시된 바와 같이, 제2 레이저(LV2)가 제2 절단 경로(E2)를 따라 금속 시트(M)에 조사된다. 그 결과, 도 20 및 도 21b에 도시된 바와 같이, 금속 시트(M)가 제2 절단 경로(E2)를 따라 레이저 절단되어, 중간 제품(F1)으로부터 시트형 제품(F2)과 스크랩(S)이 분할 형성된다. 여기서, 스크랩(S)은 제2 지지 플레이트(70)의 하향 경사면(75b)을 따라 슬라이딩 이동되어 제거되며, 시트형 제품(F2)은 제2 지지 플레이트(70)의 제2 메인 플레이트(71)에 지지된다.

전술한 바와 같이 제1 레이저(LV1)와 제2 레이저(LV2)는 서로 절단 속도가 상이하다. 따라서, 제2 레이저 유닛(80)은, 제1 레이저 유닛(30)과 마찬가지로, 이형 필름 시트(R) 및 접착재(A)와, 금속 시트(M)를 서로 다른 시간에 레이저 절단하여, 2 단계에 걸쳐 시트형 제품(F2)을 분할 형성한다. 그러면, 도 21b에 도시된 바와 같이, 시트형 제품(F2)의 좌우 양측 단부에는 각각, 길이 방향을 따라 단차(T)가 형성된다. 그런데, 전술한 바와 같이, 중간 제품(F1)의 선후 양측 단부에는 이미 제1 레이저 유닛(30)에 의해 단차(T)가 형성되어 있으므로, 이러한 중간 제품(F1)의 좌우 양측 단부를 제2 레이저 유닛(80)을 통해 레이저 절단하여 형성한 시트형 제품(F2)은 선후 양측 단부 및 좌우 양측 단부에 모두 단차(T)가 마련된다.

다음으로, 제2 사행 검출 유닛(90)은, 제2 절단 위치(C2)로 공급된 중간 제품(F1)의 사행을 검출하기 위한 장치이다. 전술한 바와 같이 중간 제품(F1)은 제1 제품 이송 지그(63)에 의해 진공 흡착되어 제2 절단 위치(C2)로 이송되는데, 이송 과정에서 발생하는 진동 등 여러 가지 원인으로 인해 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)에 사행이 발생할 가능성이 있다. 그런데, 중간 제품(F1)의 사행을 그대로 둔 상태로 레이저 절단을 실시하면 제품 불량의 원인이 되므로, 중간 제품(F1)의 사행을 검출하기 위해 제2 사행 검출 유닛(90)을 마련하는 것이다.

제2 사행 검출 유닛(90)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 사행 검출 유닛(90)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 절단 위치(C2)로 공급된 중간 제품(F1)을 촬영 가능한 적어도 하나의 카메라(92)를 포함할 수 있다.

각각의 카메라(92)는, 제2 절단 위치(C2)로 이송된 시트 원단(F)의 후단부를 촬영할 수 있도록 제2 지지 플레이트(70)의 선단부의 상측에 설치된다. 따라서, 제2 사행 검출 유닛(90)은, 각각의 카메라(92)에 의해 촬영된 중간 제품(F1)의 후단부의 영상 이미지를 분석하여, 중간 제품(F1)의 사행을 검출할 수 있다.

도 14는 제2 사행 보정 유닛에 의해 제2 메인 플레이트가 이동되는 양상을 나타내는 도면이며, 도 15는 제2 사행 보정 유닛에 의해 중간 제품의 사행이 보정되는 양상을 나타내는 도면이다.

제2 사행 보정 유닛(100)은, 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)의 사행을 보정하기 위한 장치이다. 전술한 제1 사행 보정 유닛(50)은, 제1 레이저 헤드(32)와 제2 레이저 헤드(34)의 이동 방향이 변경되도록 제1 헤드 드라이버(36)를 회전시킴으로써, 제1 절단 경로(E1)를 시트 원단(F)의 각도만큼 변경하여 시트 원단(F)의 사행을 보정하는 구조를 갖는다. 이와 달리 제2 사행 보정 유닛(100)은, 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)을 중간 제품(F1)의 회전시킴으로써, 제2 절단 경로(E2)를 중간 제품(F1)의 사행 각도(θ2)만큼 변경하여 중간 제품(F1)의 사행을 보정하는 구조는 갖는다.

이를 위하여, 제2 사행 보정 유닛(100)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 메인 플레이트(71)의 하면의 후단부에 결합되는 샤프트(102), 및 샤프트(102)를 회전시키는 구동 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 제2 사행 보정 유닛(100)은, 도 14에 도시된 바와 같이, 샤프트(102)를 중심으로 제2 메인 플레이트(71)를 회전시킬 수 있다. 그러면, 제2 메인 플레이트(71)에 지지된 중간 제품(F1) 또한 제2 메인 플레이트(71)와 함께 회전축을 중심으로 회전된다. 그런데, 제2 메인 플레이트(71)의 좌우 양측에는 각각 제2 보조 플레이트(72)가 설치되므로, 제2 사행 보정 유닛(100)은 제2 메인 플레이트(71)와 제2 보조 플레이트(72)가 접촉되지 않도록 미리 정해진 각도 범위 내에서 제2 메인 플레이트(71)를 회전시켜야 한다.

이하에서는, 제2 사행 검출 유닛(90)과 제2 사행 보정 유닛(100)을 이용해 중간 제품(F1)의 사행을 보정하는 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 제2 사행 검출 유닛(90)을 이용해 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)의 사행을 검출한다. 보다 구체적으로, 각각의 카메라(92)를 이용해 제2 절단 위치(C2)로 이송된 중간 제품(F1)의 후단부를 촬영하고, 각각의 카메라(92)를 통해 촬영한 영상 이미지를 분석하여 중간 제품(F1)의 사행을 검출한다.

다음으로, 제2 사행 검출 유닛(90)에 의해 중간 제품(F1)의 사행이 검출된 경우에, 제2 사행 보정 유닛(100)을 이용해 제2 절단 경로(E2)를 시트 원단(F)의 사행 각도(θ2)만큼 변경한다. 보다 구체적으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 중간 제품(F1)이 중간 제품(F1)의 사행 각도(θ2)만큼 회전되어 제2 절단 경로(E2)가 중간 제품(F1)의 사행 각도(θ2)만큼 변경되도록 샤프트(102)를 이용해 제2 메인 플레이트(71) 및 제2 메인 플레이트(71)에 지지된 중간 제품(F1)을 회전시킨다.

이와 같이 제2 절단 경로(E2)를 변경한 후, 제2 레이저 유닛(80)을 가동하면 중간 제품(F1)의 사행 각도(θ2)만큼 변경된 제2 절단 경로(E2)를 따라 중간 제품(F1)을 레이저 절단할 수 있으므로, 중간 제품(F1)의 사행으로 인해 시트형 제품(F2)에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 제품 적재고(110)는 제2 레이저 유닛(80)에 의해 분할 형성된 시트형 제품(F2)을 적재하기 위한 장치이다. 제품 적재고(110)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 시트형 제품(F2)을 순차적으로 적층 가능한 판상 형태를 갖는다. 따라서, 도 23에 도시된 바와 같이, 제2 제품 이송 지그(64)에 의해 제2 절단 위치(C2)에서 진공 흡착되어 제품 적재고(110)로 이송된 시트형 제품(F2)은 제품 적재고(110)에 제품 적재고(110)에 순차적으로 적층될 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여, 단차 가공용 레이저 절단 장치를 이용해 시트형 제품(F2)을 형성하는 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 절단 위치(C1)로 공급된 시트 원단(F)의 이형 필름 시트(R)와 접착재(A)를 제1 레이저 헤드(32)로부터 방출된 제1 레이저(LV1)를 이용해 제1 절단 경로(E1)를 따라 레이저 절단함과 동시에, 제2 절단 위치(C2)로 공급된 중간 제품(F1)의 이형 필름 시트(R)와 접착재(A)를 제3 레이저 헤드(81)로부터 방출된 제1 레이저(LV1)를 이용해 제2 절단 경로(E2)를 따라 레이저 절단한다.

다음으로, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 절단 위로 공급된 시트 원단(F)의 금속 시트(M)를 제2 레이저 헤드(34)로부터 방출된 제2 레이저(LV2)를 이용해 제1 절단 경로(E1)를 따라 레이저 절단함과 동시에, 제2 절단 위치(C2)로 공급된 중간 제품(F1)의 금속 시트(M)에 제4 레이저 헤드(83)로부터 방출된 제2 레이저(LV2)를 이용해 제2 절단 경로(E2)를 따라 레이저 절단한다. 그러면, 미리 정해진 길이(l1)를 갖고 또한 전술한 단차(T)가 선후 양측 단부에 각각 형성된 중간 제품(F1)이 시트 원단(F)으로부터 분할 형성된다. 또한, 미리 정해진 폭(l2)과 길이(l1)를 갖고 또한 전술한 단차(T)가 선후 양측 단부 및 좌우 양측 단부에 각각 형성된 시트형 제품(F2)이 중간 제품(F1)으로부터 분할 형성된다.

이후에, 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 제1 제품 이송 지그(63)를 이용해 중간 제품(F1)을 제1 절단 위치(C1)로부터 제2 절단 위치(C2)로 이송하여 제2 지지 플레이트(70)에 안착시키고, 이와 동시에 제2 제품 이송 지그(64)를 이용해 시트형 제품(F2)을 제2 절단 위치(C2)로부터 제품 적재고(110)로 이송하여 제품 적재고(110)에 적재시키고, 이와 동시에 이송롤(12)을 이용해 시트 원단(F)을 제1 절단 위치(C1)로 미리 정해진 길이만큼 이송하여 제1 지지 플레이트(20)에 안착시킨다.

단차 가공용 레이저 절단 장치는, 금속 시트(M)의 절단면(M1)이 이형 필름 시트(R)와 접착재(A)의 절단면(d1)(A1)보다 소정의 간격(l3)만큼 외측으로 돌츨된 형태를 갖는 단차(T)가 둘레를 따라 형성된 시트형 제품(F2)을 형성할 수 있다. 이러한 시트형 제품(F2)을 형성한 후에, 도 24a에 도시된 바와 같이, 접착재(A)가 외부로 노출되도록 이형 필름 시트(R)를 제거하고, 다음으로, 도 24b에 도시된 바와 같이, 외부로 노출된 접착재(A)에 패널 시트(P)를 부착하여 디스플레이 패널을 제조할 수 있다. 그런데, 도 24b에 도시된 바와 같이, 시트형 제품(F2)에는 단차(T)가 형성되어 있으므로, 패널 시트(P)를 접착재(A)에 부착할 때 패널 시트(P)로부터 인가된 압력에 의해 접착재(A)가 눌리더라도 접착재(A)가 외부로 누출되지 않는다. 따라서, 단차 가공용 절단 장치는, 디스플레이 패널이 접착재(A)에 의해 오염되는 것을 방지하여, 디스플레이 패널의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 단차 가공용 레이저 절단 장치는, 제1 레이저 유닛(30)을 이용해 시트 원단(F)을 폭 방향으로 절단하여 중간 제품(F1)을 형성함과 동시에, 제2 레이저 유닛(80)을 이용해 중간 제품(F1)을 길이 방향으로 절단하여 시트형 제품(F2)을 형성한다. 즉, 폭 방향에 대한 레이저 절단 작업과 길이 방향에 대한 레이저 절단 작업을 동시에 수행하는 것이다. 따라서, 단차 가공용 레이저 절단 장치는, 하나의 레이저 유닛을 이용해 시트 원단에 레이저를 폭 방향과 길이 방향을 따라 순차적으로 조사하여 시트형 제품을 형성하는 종래의 레이저 절단 장치에 비해, 시트형 제품(F2)의 형성에 소요되는 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 단차 가공용 레이저 절단 장치는, 중간 제품(F1)을 시트 원단(F)으로부터 분할 형성할 때는 스크랩(S)이 발생하지 않고 시트형 제품(F2)을 중간 제품(F1)으로부터 분할 형성할 때만 시트형 제품(F2)의 좌우 양측에 스크랩(S)이 발생한다. 따라서, 단차 가공용 레이저 절단 장치는, 시트형 제품의 선후 양측과 좌우 양측을 모두 둘러싸도록 링 형태를 갖는 스크랩이 발생하는 종래의 레이저 절단 장치에 비해, 시트형 제품(F2)의 형성 시에 발생하는 스크랩(S)의 양을 줄여 경제성을 향상시킬 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 : 원단 공급 유닛 20 : 제1 지지 플레이트
30 : 제1 레이저 유닛 40 : 제1 사행 검출 유닛
50 : 제1 사행 보정 유닛 60 : 제품 이송 유닛
70 : 제2 지지 플레이트 80 : 제2 레이저 유닛
90 : 제2 사행 검출 유닛 100 : 2 사행 보정 유닛
110 : 제품 적재고
C1 : 제1 절단 위치 C2 : 제2 절단 위치
LV1 : 제1 레이저 LV2 : 제2 레이저
E1, E1′ : 제1 절단 경로 E2 : 제2 절단 경로

Claims (18)

1. 금속 시트의 적어도 일면에 도포된 접착재에 이형 필름 시트가 부착되어 형성된 시트 원단을 레이저 절단하여 시트형 제품을 분할 형성하기 위한 단차 가공용 레이저 절단 장치에 있어서,
   상기 이형 필름 시트와 상기 접착재를 선택적으로 절단 가능한 제1 파장을 갖는 제1 레이저를 방출하는 제1 레이저 헤드, 및 상기 금속 시트를 선택적으로 절단 가능한 제2 파장과 상기 제1 레이저의 빔 스팟의 직경보다 상대적으로 작은 직경의 빔 스팟을 갖는 제2 레이저를 방출하는 제2 레이저 헤드, 및 상기 제1 레이저 헤드와 상기 제2 레이저 헤드를 상기 시트 원단의 폭 방향을 따라 왕복 이송하는 제1 헤드 드라이버를 구비하는 제1 레이저 유닛; 및
   상기 제1 레이저를 방출하는 제3 레이저 헤드, 상기 제2 레이저를 방출하는 제4 레이저 헤드, 및 상기 제3 레이저 헤드와 상기 제4 레이저 헤드를 상기 폭 방향과 수직을 이루는 상기 시트 원단의 길이 방향을 따라 왕복 이송하는 제2 헤드 드라이버를 구비하는 제2 레이저 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 파장은 9.3 ㎛ 내지 10.6 ㎛인 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 레이저는 탄산 가스(CO₂) 레이저인 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 파장은 1.06 ㎛ 내지 1.07 ㎛인 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 레이저는 IR 레이저인 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 시트 원단을 상기 제1 레이저 유닛과 대응하는 제1 절단 위치로 공급하는 원단 공급 유닛을 더 포함하며,
   상기 제1 레이저 유닛은, 상기 제1 절단 위치로 공급된 상기 시트 원단을 상기 폭 방향 따라 레이저 절단하여, 미리 정해진 길이를 갖는 중간 제품을 상기 시트 원단으로부터 분할 형성하는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 중간 제품을 상기 제1 절단 위치로부터 제2 레이저 유닛과 대응하는 제2 절단 위치로 이송하는 제품 이송 유닛을 더 포함하며,
   상기 제2 레이저 유닛은, 상기 제2 절단 위치로 이송된 상기 중간 제품을 상기 길이 방향을 따라 레이저 절단하여, 미리 정해진 폭과 길이를 갖는 상기 시트형 제품을 상기 중간 제품으로부터 분할 형성하는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 시트형 제품이 적재되는 제품 적재고를 더 포함하며,
   상기 제품 이송 유닛은, 상기 시트형 제품을 상기 제2 절단 위치로부터 상기 제품 적재고로 이송하는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제품 이송 유닛은,
   상기 제2 절단 위치를 경유하여 상기 제1 절단 위치로부터 상기 제품 적재고까지 연장되는 제품 이송 레일;
   상기 중간 제품과 상기 시트형 제품을 파지하여 이송 가능하며, 상기 제품 이송 레일을 따라 이동되는 제품 이송 지그;를 구비하는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제품 이송 지그는,
    상기 제1 절단 위치에서 상기 중간 제품을 파지하여 상기 제2 절단 위치로 이송하는 제1 제품 이송 지그; 및
    상기 제2 절단 위치에서 상기 시트형 제품을 파지하여, 상기 제품 적재고로 이송하는 제2 제품 이송 지그를 갖는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 제품 이송 지그는,
    상기 중간 제품과 상기 시트형 제품을 진공 흡착 가능한 적어도 하나의 진공 흡착구를 갖는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 헤드 드라이버는, 상기 폭 방향을 따라 왕복 이동되는 제1 슬라이더를 갖고,
    상기 제1 레이저 헤드와 상기 제2 레이저 헤드는, 상기 제1 슬라이더에 결합되어, 상기 폭 방향을 따라 함께 왕복 이송되는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 레이저 헤드와 상기 제2 레이저 헤드는 각각, 상기 이형 필름 시트와 대면하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 레이저 유닛은, 상기 제1 슬라이더를 상기 제1 헤드 드라이버의 일측에서 타측을 향해 이송함과 동시에 상기 제1 레이저 헤드를 가동하여 상기 이형 필름 시트와 상기 접착재를 절단한 후, 상기 제1 슬라이더를 상기 제1 헤드 드라이버의 타측에서 일측을 향해 이송함과 동시에 상기 제2 레이저 헤드를 가동하여 상기 금속 시트를 절단하는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제2 헤드 드라이버는, 상기 길이 방향을 따라 왕복 이동되는 제1 슬라이더를 갖고,
    상기 제3 레이저 헤드와 상기 제4 레이저 헤드는, 상기 제1 슬라이더에 결합되어, 상기 길이 방향을 따라 함께 왕복 이송되는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 제3 레이저 헤드와 상기 제4 레이저 헤드는 각각, 상기 이형 필름 시트와 대면하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 레이저 유닛은, 상기 제1 슬라이더를 상기 제2 헤드 드라이버의 일측에서 타측을 향해 이송함과 동시에 상기 제3 레이저 헤드를 가동하여 상기 이형 필름 시트와 상기 접착재를 절단한 후, 상기 제1 슬라이더를 상기 제2 헤드 드라이버의 타측에서 일측을 향해 이송함과 동시에 상기 제4 레이저 헤드를 가동하여 상기 금속 시트를 절단하는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.
18. 제15항에 있어서,
    상기 제2 헤드 드라이버는, 상기 제1 슬라이더에 설치되며 상기 폭 방향을 따라 왕복 이동되는 제2 슬라이더를 더 갖고,
    상기 제3 레이저 헤드와 상기 제4 레이저 헤드는, 상기 제2 슬라이더에 결합되어, 상기 폭 방향을 따라 함께 왕복 이송되는 것을 특징으로 하는 단차 가공용 레이저 절단 장치.

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