KR20200037296A

KR20200037296A - 선형 액추에이터를 갖는 필름 절단 장치

Info

Publication number: KR20200037296A
Application number: KR1020207005148A
Authority: KR
Inventors: 도날드 엘. 맥카티 2세; 윌리엄 이. 지; 래리 도트슨; 폴 오콘넬; 조나단 제이. 지에맨; 존 런드
Original assignee: 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2018-04-30
Publication date: 2020-04-08
Also published as: CN111051022B; CN111051022A; WO2019027519A1; US20210078193A1; JP2020529328A; BR112020001746A2; CA3071394A1; ES2913270T3; MX2020000943A; EP3661709B1; JP7222972B2; EP3661709A1

Abstract

필름재를 절단하기 위한 방법 및 필름재를 절단하기 위한 절단 장치가 여기에 설명된다. 절단 장치는 필름 지지판, 및 상기 필름 지지판상에 상기 필름재를 홀딩하기 위해 상기 필름 지지판에 관해 이동하도록 구성된 압력판을 포함한다. 장치는 하나 이상의 날, 및 상기 필름 지지판상에 홀딩된 상기 필름재를 절단하기 위해 상기 필름 지지판에 관해 하나 이상의 날을 이동시키도록 구성된 선형 액추에이터를 더 포함한다.

Description

선형 액추에이터를 갖는 필름 절단 장치

본 발명은 필름 절단 장치들, 특히 하나 이상의 선형 액추에이터를 포함하는 필름 절단 장치들에 관한 것이다.

필름(예를 들어, 폴리머 필름 또는 플라스틱 필름 이를테면 폴리에틸렌 필름)의 테스트를 용이하게 하기 위해 필름의 큰 부분들을 그보다 작은 크기들로 절단하는 것이 종종 필요하다. 예를 들어, 필름의 인장 속성들을 테스트하려면, 6"(15.24 cm) 정사각형의 필름을 6개의 1"(2.54 cm) 폭 x 6"(15.24 cm) 길이의 스트립으로 절단해야 할 수 있다. 다른 예로, 필름의 인열 속성들을 테스트하려면, 6"(15.24 cm) 정사각형의 필름을 4개의 3"(7.62 cm) 정사각형으로 절단해야 할 수 있다.

필름재를 절단하기 위한 여러 방법, 기술 및 도구가 있다. 필름재를 절단하는 가장 일반적인 방법은 한 쌍의 전단기를 사용하여 전단 슬리팅에 의하는 것이다. 예를 들어, 상단 및 하단 나이프들이 고정되고, 필름은 나이프들을 통해 끌어당겨진다. 이러한 구성에서, 필름은 필름 이동 방향에 평행하게 절단된다. 필름을 절단하는 다른 방법은 단두대형 절단기를 채용하는 것에 의한다. 이러한 경우, 필름은 이동 방향에 수직하게 절단된다. 단두대 날은 비스듬히 장착되어 날이 내려감에 따라 날의 선단이 필름을 가로질러 이동하는 효과를 갖는다.

필름을 절단하기 위한 다른 기술은 모서리가 둥글고 예리한 롤러 또는 면도날을 사용하는 것에 의한다. 필름은 모서리가 둥글고 예리한 롤러 또는 면도날을 통해 끌어당겨진다. 필름을 절단하는 다른 방법은 분쇄 절단에 의한다. 이러한 경우, 절단 날은 필름을 절단하기에 충분한 힘으로 경화된 표면에 필름을 끼운다. 이러한 기술은 보통 들쭉날쭉한 가장자리를 남기고, 다이 절단과 매우 유사하다. 이러한 절단 방법의 관련 버전에서는, 필름이 두 개의 롤러 사이에서 압착되고, 롤러들 중 하나에 하나 이상의 나이프가 내장된다. 나이프가 충분히 넓다면, 필름이 공급됨에 따라 섹션들로 절단된다. 보통 롤러들에는 필름이 롤러들 사이를 이동할 때 필름으로 패턴들을 절단하는 나이프들이 내장되어 있다. 패턴이 필름의 중간으로부터 절단되어 필름이 양쪽 모서리에 부착되어 남는다. 펀칭된 패턴은 즉시 분리되거나 분리 및 적재를 위해 다른 기계로 끌어당겨진다.

다이 절단기들은 분쇄 절단의 다른 예이다. 이러한 방법은 보통 몰딩된 플라스틱 견본들을 얻기 위해 실험실들에서 사용된다. 그러나, 필름 테스트에 사용되는 고압 프레스 다이 기술은 작업자들에 의해 수행되고, 자동화되게 설계되지 않는다. 예를 들어, 프레스들은 로봇 손이 접근하기에 충분히 넓게 열리지 않는다. 또한, 절단된 필름은 절단 후에 고정되지 않고 필름이 이동할 수 있어, 자동화된 장비에 의해 절단된 필름의 회수가 어려울 수 있다. 또한, 절단된 필름이 종종 다이에 달라 붙어, 사용자가 다이에서 견본을 집어내야 한다. 또한, 고압 요구 사항으로 인해, 프레스들은 수 평방 피트의 실험실 공간이 필요한 대형 장치들이다. 또한 프레스 다이들은 ASTM D882 인장 테스트와 같이 들쭉날쭉하지 않은 모서리가 필요한 테스트들에는 권장되지 않는다.

상기한 종래의 절단 장치들은 절단 장치가 고정되고 필름이 절단 장치에 관해 이동한다는 점에서 정적 장치들이다. 절단 장치는 일반적으로 필름이 절단기 날의 예리한 모서리로 끌어당겨지는 방식으로 배치된다. 상기한 모든 종래의 절단 장치 및 관련 기술은 들쭉날쭉한 모서리를 만들거나, 절단 날에 관해 웨브에서 필름이 이동되어야 하거나, 절단 후에 고정되지 않은 절단된 필름을 만들어 절단된 필름의 회수가 어렵게 되거나, 또는 절단된 필름이 절단 다이에 달라 붙게 만들어 사용자가 절단된 필름을 회수해야 한다.

따라서, 기존의 필름 절단 장치들의 상기한 그리고 다른 문제들을 해결하는 필름 절단 장치가 여전히 요구된다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 하나 이상의 선형 액츄에이터를 갖는 필름 절단 장치를 사용함으로써, 들쭉날쭉하지 않은 모서리를 갖는 절단된 필름이 만들어질 수 있다고 결정되었다. 또한, 본 개시의 일 실시 예에 따른 필름 절단 장치는 필름재를 복수의 방향으로 절단할 수 있게 한다. 필름 절단 장치의 이러한 그리고 다른 이점들이 이하의 단락들에서 추가로 이해될 것이다.

본 개시의 일 양태에 따르면, 필름재를 절단하기 위한 절단 장치가 제공된다. 상기 절단 장치는 필름 지지판, 및 상기 필름 지지판상에 상기 필름재를 홀딩하기 위해 상기 필름 지지판에 관해 이동하도록 구성된 압력판을 포함한다. 상기 장치는 하나 이상의 날, 및 상기 필름 지지판상에 홀딩된 상기 필름재를 절단하기 위해 상기 필름 지지판에 관해 하나 이상의 날을 이동시키도록 구성된 선형 액추에이터를 더 포함한다.

본 개시의 다른 양태는 필름재를 절단하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은 필름 지지판상에 필름재를 배치하는 단계; 상기 필름 지지판상에 상기 필름재를 홀딩하기 위해 상기 필름 지지판에 관해 압력판을 이동시키는 단계; 및 상기 필름 지지판상에 홀딩된 상기 필름재를 절단하기 위해 선형 액추에이터를 이용하여 상기 필름 지지판에 관해 하나 이상의 날을 이동시키는 단계를 포함한다.

본 개시뿐만 아니라, 구조의 관련 구성요소들의 동작 방법들 및 기능들 및 제조 부분들 및 경제성의 조합이 첨부한 도면들을 참조하여 다음의 설명 및 첨부된 청구범위를 고려하면 더욱 명백해질 것이며, 이들 모두는 본 명세서의 부분을 형성하며, 동일한 참조 부호들은 다양한 도면에서 대응하는 부분들을 나타낸다. 그러나, 도면들은 단지 예시 및 설명을 위한 것이며 본 발명의 제한을 정의하기 위한 것이 아님을 명백하게 이해해야 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 절단 장치의 3차원 사시도를 도시한다;
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 필름 지지판 및 압력판의 세부 사항들을 도시하는 도 1의 절단 장치의 일부의 확대된 3차원 도면이다;
도 3a 및 도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따른 필름 지지판과 압력판의 연장부 사이에 홀딩될 때 필름재의 위치 결정을 도시하는 횡단도들이다;
도 4a 및 도 4b는 본 개시의 실시 예들에 따른 날로 사용될 수 있는 절단 날들의 예들을 도시한다;
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 절단 장치의 확대된 3차원 사시도이다;
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 날이 선형 액추에이터에 부착된 세부 사항들을 도시하는 3차원 사시도이다;
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 직선형 필름 표본이 복수의 스트립형 견본으로 절단된 구성을 개략적으로 도시한다;
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 절단 장치의 3차원 사시도이다;
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터에 장착된 복수의 날을 도시하는 절단 장치의 부분들의 확대된 사시도이다;
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 압력판 및 필름 지지판의 클로즈업을 도시하는 절단 장치의 3차원 사시도이다;
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 필름 지지판의 세부 사항들을 도시하는 절단 장치의 일부의 3차원 사시도이다;
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 필름 지지판의 공동 내 진공 컵들의 세부 사항들을 도시하는 절단 장치의 일부의 3차원 사시도이다;
도 13a 및 도 13b는 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 날이 선형 액추에이터에 위치 및 고정되는 것을 도시하는 3차원 사시도들이다;
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 정사각형 필름 표본이 복수의 정사각형 견본으로 절단된 구성을 개략적으로 도시한다;
도 15는 본 개시의 다른 실시예에 따른 절단 장치의 3차원 사시도이다;
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 두 개의 날이 장착된 도 15의 두 개의 선형 액추에이터의 배열의 3차원 사시도이다;
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 홈을 갖는 필름 지지판 및 대응하는 복수의 설편을 갖는 압력판의 3차원 사시도이다;
도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 도 17의 압력판의 3차원 사시도이다;
도 19는 본 개시의 일 실시 예에 따른 진공 컵에 진공을 제공하기 위한 복수의 L자 이음쇠(elbow fitting)를 도시하는 도 17의 압력판의 3차원 사시도이다;
도 20은 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 절단 구성을 도시한다;
도 21a 및 도 21b는 본 개시의 일 실시예에 따른 필름 지지판 및 압력판을 각각 정합된 위치 및 정합되지 않은 위치에서 도시하는 3차원 사시도들이다; 그리고
도 22는 본 개시의 다른 실시예에 따른 절단 장치의 3차원 사시도이다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 절단 장치의 3차원 사시도를 도시한다. 절단 장치(10)는 필름재를 절단하기 전에 필름재를 팽팽하게 홀딩하도록 구성된 필름 홀더(12) 및 하나 이상의 날(16)을 구동하는 선형 액추에이터(14)를 포함한다. 일 실시 예에서, 필름재는 폴리머 필름 또는 플라스틱 필름 이를테면 폴리에틸렌 필름, 또는 비폴리머 필름들 이를테면 종이, 직물 등, 또는 하나보다 많은 층재의 복합 필름을 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에 따르면, 선형 액추에이터(14)는 선형 모터(14)의 출력에 장착된 날(16)을 갖는 선형 모터를 포함하지만, 다른 실시 예들도 가능하다. 선형 액추에이터(14)는 필름재를 절단하기 위해, 필름 홀더(12)에 의해 고정되어 홀딩되는 필름재에 관해 날(16)을 이동시키도록 구성된다. 일 실시 예에서, 필름 홀더(12)는 필름 지지판(18)(예를 들어, 트레이) 및 압력판(20)을 포함한다. 필름 지지판(18)은 필름재를 수용하도록 구성된다. 일 실시 예에서, 필름 지지판(18)은 필름재를 편평하게 홀딩하도록 구성된다. 압력판(20)은 필름 지지판(18)상에 필름재를 홀딩하기 위한 복수의 흡인 컵(22)을 포함한다. 일 실시 예에서, 압력판(20)은 압력판(20)을 다양한 방향으로 이동시키도록 구성된 로봇 아암(24)상에 장착된다. 일 실시 예에서, 로봇 아암(24)은 6-축 분절 아암 로봇(예를 들어, Epson Robotics C8 로봇)이다. 다른 실시 예에서, 6-축 로봇 아암(24)은 이동 가능한 휠들 또는 트레드들상에 장착된 로봇 아암으로 대체될 수 있다. 더 후술될 바와 같이, 로봇 아암(24)은 필름이 절단되는 동안 필름 지지판(18)상의 정 위치에 필름재를 홀딩하기 위한 압력을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 로봇 아암은 압력판(20)을 필름 지지판(18) 쪽으로 밀 수 있다.

일 실시 예에서, 로봇 아암(24)은 절단하기 전에 필름 지지판(18)상에 필름을 배치하도록, 그리고 절단 후 필름 지지판(18)에서 필름의 부분들을 수집하도록 더 구성된다. 일 실시 예에서 로봇 아암(24)이 필름을 홀딩하기 위한 압력을 제공하기 위해 사용되지만, 다른 유형들의 메커니즘들 또한 필름을 홀딩하기 위한 압력을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

일 실시 예에서, 압력판(20)은 예를 들어, 다각형 필름의 경우 각 코너에, 필름을 홀딩하도록 배열된 흡인 컵들을 구비한다. 예를 들어, 직선 필름 표본의 경우, 압력판은 두 쌍의 흡인 컵(22)을 포함할 수 있다. 흡인 컵들(22)은 필름을 각 코너에 홀딩하도록 배열될 수 있다. 일 실시 예에서, 압력판(20)은 제3 쌍의 흡인 컵(23)을 더 구비한다. 제3 쌍의 흡인 컵(23)은 예를 들어, 광학 분석기, 두께 측정 장치, 인열 강도 테스트기 또는 인장력 테스트기와 같은 테스트 장비로 전달하기 위해, 필름 지지판(18)에서 필름재의 절단 부분들을 제거하기 위해 사용될 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 필름 지지판(18) 및 압력판(20)의 세부 사항들을 도시하는 도 1의 절단 장치(10)의 일부의 확대된 3차원 도면이다. 도 1 및 도 2 양자에 도시된 바와 같이, 필름 지지판(18)은 절단 날(16)의 적어도 일부가 돌출되어 관통하는 슬롯(26)을 포함한다. 일 실시 예에서, 도 2에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 압력판(20)은 연장부(21)를 포함한다. 연장부(21)는 복수의 홈(28) 및 홈들(28) 사이에 제공되는 개구(23)를 갖는다. 필름 지지판(18)에는 슬롯(26)의 반대 측들상으로, 설편들(29)이 획정되어 있다. 필름 지지판(18)에 형성된 설편들(29)은 압력판(20)의 연장부(21)가 필름 지지판(18)과 접촉하게 이동될 때 압력판(20)의 연장부(21)의 홈들(28)과 정합하도록 구성된다. 압력판(20)의 연장부(21)의 개구(23)는 압력판(20)의 연장부(21)가 필름 지지판(18)과 접촉하게 이동될 때 필름 지지판(18)의 슬롯(26)을 통해 돌출되는 날(16)의 일부를 수용하도록 구성된다. 설편들(29) 및 홈들(28)은 정합될 때, 필름재를 팽팽하게 홀딩하도록 구성된다. 도 2는 홈들(28)이 압력판(20)의 연장부(21)상에 제공되고 설편들(29)이 필름 지지판(18)상에 제공되는 것으로 도시하지만, 홈들(28)이 필름 지지판(18)상에 제공될 수 있고 설편들이 압력판(20)상에 제공될 수 있는 것으로도 고려된다.

도 3a 및 도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따른 필름 지지판(18)과 압력판(20)의 연장부 사이에 홀딩될 때 필름재의 위치 결정을 도시하는 횡단도들이다. 도 3a는 연장부(21)가 필름 지지판(18)과 이격되어 있는 동안, 필름(30)이 연장부(21)와 필름 지지판(18) 사이에 위치된 것을 도시한다. 도 3b는 필름(30)이 연장부(21)와 필름 지지판(18) 사이에 고정된 것을 도시한다. 볼 수 있듯이, 설편들(29)은 필름(30)에 인장력을 가하면서, 필름(30)을 정합 홈들(28)로 가압한다. 일 실시 예에 따르면, 홈들(28)의 치수들(예를 들어, 반경)은 설편들(29)의 치수들(예를 들어, 반경)과 동일하지 않다. 대신, 도 3b에 도시된 바와 같이, 설편들(29)은 홈들(28)과의 사이에 필름(30)이 삽입될 공간을 확보하기 위해, 홈들(28)보다 약간 작은 반경을 가질 수 있다. 홈들(28)과 설편들(29) 사이의 크기 차이는 예를 들어, 절단될 필름(30)의 두께에 따라 사용자에 의해 선택될 수 있다. 예를 들어, 홈들(28) 및 설편들(29)의 크기들은 필름의 두께들의 범위, 예를 들어, 0.5 밀(12.7 마이크로미터) 내지 10 밀(254 마이크로미터)를 수용하도록 선택될 수 있다. 홈들(28) 및 설편들(29)이 반원형 단면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 홈들(28) 및 설편들(29)은 다각형 단면 또는 다른 만곡되거나 둥근 단면과 같은 다른 정합 구성 또는 실질적으로 정합 구성들을 가질 수도 있다.

설편들(29)에 의해 필름(30)이 홈들(28)로 가압될 때, 필름은 필름 지지판(18)의 적어도 슬롯(26)에 걸쳐 이어지는 영역에서 적어도 팽팽하게 된다. 그에 따라, 날(16)은 슬롯(26)에 걸쳐 이어지는 영역에서 필름을 가로질러 작동되어(도 3b의 면에 수직하여, 종이로) 필름을 절단할 수 있다. 대안적인 실시 예에 따르면, 날(16)은 정합하는 설편들(29)과 홈들(28)의 쌍 사이에 있지 않은 다른 공간을 통해 작동될 수도 있다. 이러한 대안적인 실시 예에서, 날(16)이 필름의 길이를 가로지를 때, 더 후술될 바와 같이, 설편들(29) 및 홈들(28)은 예를 들어, 모서리들 상에 필름(30)을 팽팽하게 홀딩하는 역할을 할 수도 있다.

일 실시 예에서, 홈(28)의 반경은 대응하는 설편(29)의 반경보다 약 0.75 밀(19.05 마이크로미터)만큼 약간 더 크다. 일 실시 예에서, 슬롯(26) 및 개구(23)(절단 날(16)을 위한 공간)는 약 0.050 인치(1.27mm)의 폭을 갖는다. 일 실시 예에서, 절단 날은 0.020 인치(0.508 mm)의 두께를 갖는다. 그에 따라, 날(30)의 각 측상에는 0.015 인치(0.381 mm)의 간극이 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 이는 날이 개구(23) 또는 슬롯(26) 중 어느 하나의 벽들과 접촉하지 않고 개구(23) 및 슬롯(26) 내부에서 작동될 수 있기에 충분하다.

도 4a 및 4b를 참조하면, 날(16)은 다양한 구성을 가질 수 있다. 도 4a 및 도 4b는 본 개시의 실시 예들에 따른 날로 사용될 수 있는 날(16)로 사용될 수 있는 절단 날들의 예들을 도시한다. 일 실시 예에서, 절단 날은 하나 이상의 면도날을 포함한다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 절단 날은 각진 모서리를 갖는다. 이러한 각진 모서리는 필름재를 통하는 절단을 더 용이하게 할 수 있다. 또한, 날은 목적하는 절단 각도를 제공하기 위해 임의의 각도로 배향될 수 있다. 날(16)로 사용될 수 있는 다른 유형의 절단 날이 도 4b에 도시되어 있다. 도 4b의 절단 날은 양날이다. 도 4b에 도시된 날을 이용하면, 하나의 절단 날이 무뎌질 때까지 사용될 수 있고, 그 다음 절단 날이 회전되어 다른 하나의 새로운 절단 날이 사용될 수 있다. 당업자는 본 개시 내용에 기초하여 다른 유형들 또는 구성들의 날들이 또한 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 일 실시 예에서, 사용되는 절단 날은 도 4a에 도시된 절단 날와 유사하다. 일 실시 예에 따르면, 절단 날(16)은 Part #SS-1C, 7/16"(11.1125 mm) x 1-7/8"(47.625 mm) Tru-Kote, 0.020"(0.508 mm) 두께의, 단부가 막힌, 0.185" x 0.790" (4.699 mm x 20.066 mm) 슬롯 사이즈의 뉴욕주, Savannah, Pearl Technologies의 노치형 날이다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 절단 장치(10)의 확대된 3차원 사시도이다. 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터(14)를 도시한다. 일 실시 예에서, 선형 액추에이터(14)는 펜실베이니아주 피츠버그(Pittsburgh)의 Aerotech Corporation에 의해 제조된 선형 모터이다. 다른 실시 예에서, 선형 액추에이터(14)는 ETEL Corporation에 의해 제조된 선형 모터이다. 일 실시 예에서, 선형 액추에이터(14)는 지지 베이스에 장착된다. 선형 액추에이터(14)의 출력에는 이동 가능한 판(52)이 부착 또는 결합된다. 날 장착 브래킷(54)은 조절 가능한 판(53)을 사용하여 이동 가능한 판(52)에 장착된다. 조절 가능한 판(53)은 이동 가능한 판(52)에 관한 날 장착 브래킷(54)의 위치를 조절하도록 구성된다. 예를 들어, 날 장착 브래킷(54)은 위치 조절 가능한 판(53)에 장착될 수 있고 위치 조절 가능한 판(53)은 이동 가능한 판(52)에 장착될 수 있어 날 장착 브래킷(54) 그리고 그에 따라 날(16)이 선형 액추에이터(14)의 모서리로부터 앞쪽으로 연장될 수 있게 한다. 날 장착 브래킷(54)은 날(16)을 수용하도록 구성 및 배열된다. 날(16)을 고정하기 위해 고정 브래킷(56)이 날 장착 브래킷(54)에 부착된다. 이동 가능한 판(52)이 선형 액추에이터(14)에 의해 구동될 때, 날(16)은 이동 가능한 판(52)과 함께 이동한다. 당업자는 날(16)을 선형 액츄에이터(14)에 직접 또는 간접적으로 연결하여 구동되도록 다른 구조들이 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 일 실시 예에서, 필름 지지판(18)은 장착 구조들(51)을 사용하여 지지 베이스(50)에 이른다. 필름 지지판(18)은 적어도 날(16)의 일부가 슬롯(26)을 통해 연장되도록 지지 베이스(50)에 장착되고 배열된다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 날(16)이 선형 액추에이터에 부착된 세부 사항들을 도시하는 3차원 사시도이다. 도시된 실시 예에서, 날(16)은 날 장착 브래킷(54)에 장착된다. 날 장착 브래킷(54)은 날(16)을 수용하도록 구성된 슬롯을 갖는다. 고정 브래킷(56)은 날(16)을 고정하기 위해 예를 들어, 파스너들(58)을 사용하여 날 장착 브래킷(54)에 부착된다.

상기한 실시 예들에서는, 단일 날(16)이 필름재를 절단하는 데 사용되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시 예들에 따르면, 복수의 날이 필름재를 복수의 스트립으로 절단하기 위해 사용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 직선형의 필름재가 복수의 스트립으로 절단된 구성을 개략적으로 도시한다. 예를 들어, 6”(15.24 cm) 정사각형 필름 표본이 여섯 개의 개별 필름 견본, 이를테면 1" 폭(2.54 cm) x 6"(15.24 cm) 길이로 절단될 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 5개의 날이 필름 표본을 6개의 필름 견본으로 슬라이스하기 위해 사용될 수 있다. 그 다음, 로봇 아암에 부착된 진공 컵 그리퍼 또는 압력판을 이용하여 1"(2.54 cm) 폭의 스트립들이 장치에서 떼내어질 수 있다.

여섯 개의 스트립이 정사각형 필름으로부터 절단되는 것으로 도시되어 있지만, 임의의 수의 견본이 임의의 형상의 필름 표본으로부터 절단될 수 있다. 예를 들어, 절단 장치가 필름 표본을 가운데로 한 번 아래로 절단하여 각 3"(7.62 cm) x 6"(15.24 cm)로 두 개의 견본을 만들거나, 필름 표본을 절단하여 각 0.5"(1.27 cm) 폭 x 6"(15.24 cm) 길이로 12개의 견본을 만들도록 배열될 수 있는 등이다. 견본들의 폭의 하한은 절단되는 필름의 유형에 따를 수 있다. 예를 들어, 보다 단단한 필름은 덜 단단한 필름보다 좁은 스트립들로 절단되는 것을 견딜 수 있다. 또한, 임의의 필름 크기 또는 형상이 절단될 수도 있다. 예를 들어, 정사각형 이외의 형상을 갖는 필름 표본 또는 6"(15.24 cm)보다 작거나 큰 치수들을 갖는 필름 표본 또한 여기에 설명된 절단 장치를 사용하여 절단될 수 있다.

도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 절단 장치(60)의 3차원 사시도이다. 이 실시 예에서는, 필름을 절단하는 동안 필름 시트상에 압력을 가하기 위해 이전 실시 예의 로봇 아암 대신 예를 들어, 압력판(62)이 사용된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 압력판(62)은 절단 장치(60)에 구비된다. 압력판(62)은 예를 들어, 필름을 홀딩하기 위한 압력을 필름상에 가하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에서, 공기 실린더와 같은 공압 메커니즘(64)이 압력판(62)을 이동시키기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에서, 공압 메커니즘(64)은 복수의 지지 로드(65)에 장착되는 지지판(63)에 장착된다. 일 실시 예에서, 공압 메커니즘(64)의 공압 실린더는 지지판(63)에 장착되는 한편, 공압 메커니즘(64)의 공압 로드는 압력판(62)에 연결되어 압력판(62)을 이동시킨다. 일 실시 예에서, 압력판(62)은 공압 메커니즘(64)의 출력 샤프트에 연결된다. 일 실시 예에서, 공압 메커니즘(64)은 압력판(62)을 상승/하강시키도록 구성 및 장착된다. 다른 실시 예에서는, 공압 메커니즘(64) 대신, 선형 모터가 압력판(62)을 이동시키는 데 사용될 수 있다. 압력판(62)은 그것의 이동 동안 압력판(62)을 가이딩하기 위한 복수의 로드(65)상에 장착될 수 있다. 따라서, 압력판(62)은 로드들(65)과의 계면에 압력판(62)이 로드들(65)상에서 미끄러질 수 있게 하기 위한 선형 베어링들(66)을 포함할 수 있다. 절단 장치(60)는 또한 압력판(62) 아래에 위치된 필름 지지판(68)(예를 들어 , 트레이)을 포함한다. 필름 지지판(68)은 절단될 필름 표본을 수용하도록 구성된 공동(69)을 획정한다. 필름 지지판(68)은 필름의 절단을 가능하게 하도록 복수의 날(이 도면에는 도시되지 않음)이 연장되는 복수의 슬롯(67)을 포함한다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 슬롯들(67)은 공동(69)을 통해 연장될 수 있다. 절단 장치(60)는 또한 복수의 날을 구동하기 위해 선형 모터와 같은 선형 액추에이터(14)를 포함한다. 선형 액추에이터(14)는 베이스 판(70)상에 장착된다. 일 실시 예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 베이스 판(70)은 또한 지지판(63)상에 장착되는 필름 지지판(68), 로드들(65), 압력판(62) 및 공압 메커니즘(64)을 지지할 수 있다.

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터(14)에 장착된 복수의 날(74)을 도시하는 절단 장치(60)의 부분들의 확대된 사시도이다. 이 실시 예에서, 복수의 날(74)은 조절 가능한 판(73)을 통해 이동 가능한 판(72)에 장착된다. 상기한 단락들에서 설명된 이동 가능한 판(52)과 유사한 이동 가능한 판(72)은 선형 액추에이터(14)의 출력에 부착 또는 결합된다. 이동 가능한 판(72)은 선형 액추에이터(14)에 의해 이동된다. 복수의 날(74)은 도 5 및 도 6에 대하여 상기한 단락들에서 설명된 것과 유사한 방식으로 이동 가능한 판(72)에 장착될 수 있다. 날 장착 브래킷(75)이 이동 가능한 판(72)에 장착되는 조절 가능한 판(73)에 장착된다. 조절 가능한 판(73)은 이동 가능한 판(72)에 관한 날 장착 브래킷(75)의 위치를 조절하도록 구성된다. 예를 들어, 날 장착 브래킷(75)은 위치 조절 가능한 판(73)에 장착될 수 있고 위치 조절 가능한 판(73)은 이동 가능한 판(72)에 장착될 수 있어 날 장착 브래킷(75) 그리고 그에 따라 날(74)이 선형 액추에이터(14)의 모서리로부터 앞쪽으로 연장될 수 있게 한다. 날 장착 브래킷(75)은 날들(74)을 수용하도록 구성 및 배열된다. 날들(74)을 고정하기 위해 고정 브래킷(76)이 날 장착 브래킷(75)에 부착된다. 이동 가능한 판(72)이 선형 액추에이터(14)에 의해 구동될 때, 날(74)은 이동 가능한 판(72)과 함께 이동한다. 도 9에서, 필름 지지판(68) 및 로드들(65)은 필름 지지판(68) 아래에 위치된 날들(74)을 도시하기 위해 생략되어 있다.

일 실시 예에서, 다섯 개의 절단 날(74)이 이동 가능한 판(72)에 장착된다. 다섯 개의 날(74)은 실질적으로 동일한 폭을 갖는 여섯 개의 스트립, 예를 들어, 1"(2.54 cm)의 폭을 갖는 6"(15.24 cm) 길이 스트립을 절단하기 위해 등거리로 분리되어 있다. 그러나, 목적하는 스트립의 수 또는 각 스트립에 대해 목적하는 폭에 따라 임의의 수의 날(74) 및 간격이 제공될 수 있다.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 압력판(62) 및 필름 지지판(68)의 클로즈업을 도시하는 절단 장치의 3차원 사시도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 필름 지지판(68)은 슬롯들(67)을 가로지르는 복수의 홈(102)을 포함한다. 예를 들어, 필름 지지판(68)은 홈들(102)의 제1 및 제2 쌍들을 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 압력판(62)은 복수의 설편(104)을 포함한다. 복수의 설편(104)은 필름 지지판(68)의 공동(67) 내부에 복수의 홈(102)과의 사이에 필름을 홀딩하도록 복수의 홈(102)과 정합하도록 구성된다. 복수의 홈(102) 및 설편(104)은 필름을 팽팽하게 홀딩하도록 제공된다. 필름상에 유지력을 유지하지 않으면, 필름이 날들(74)과 접촉될 때 말리거나 그 외 다르게 변형될 수 있다.

계속해서 도 10을 참조하면, 일 실시 예에서, 압력판(62)이 아래로 이동함에 따라 설편들(104)은 필름 지지판(68)에 제공된 홈들(102)과 정합하도록 아래로 이동한다. 결과적으로, 설편들(104)은 필름이 각각의 정합하는 설편들(104)과 홈들(102) 사이에 걸쳐 이어지는 영역들에서 팽팽하게 되는 효과로, 필름을 각각의 정합하는 홈들(102) 안으로 아래로 밀어낸다. 도 1, 도 2, 도 3a 및 도 3b에 도시된 실시 예들에서, 날은 절단 동안 정합하는 설편 및 홈 배열 사이에서 평행하게 필름을 가로지른다. 도 10에 도시된 실시 예에서, 날들(74)은 설편 및 홈 배열에 수직하게 필름을 가로지른다. 선택된 구성에 관계 없이, 정합하는 설편들 및 홈들은 절단 공정 동안 필름을 팽팽하게 홀딩하는 역할을 한다. 일 실시 예에서, 공압 메커니즘(64)은 압력판(62)을 이동시켜 필름 지지판(68)의 공동(67)에 놓인 필름상에 힘 또는 압력을 가한다. 도 10은 홈들(102)이 필름 지지판(68)에 제공되고 설편들이 압력판(62')상에 제공되는 것을 도시하지만, 홈들(102)이 압력판(62)상에 제공될 수 있고 설편들이 필름 지지판(68)상에 제공될 수 있는 것으로도 고려된다. 일 실시 예에 따르면, 홈들(102)의 치수들(예를 들어, 반경)은 설편들(104)의 치수들(예를 들어, 반경)과 동일하지 않다. 대신, 설편들(104)은 홈들(102)과의 사이에 필름이 삽입될 공간을 확보하기 위해, 홈들(102)보다 약간 작은 반경을 가질 수 있다. 홈들(102)과 설편들(104) 사이의 크기 차이는 예를 들어, 절단될 필름의 두께에 따라 사용자에 의해 선택될 수 있다. 예를 들어, 홈들(102) 및 설편들(104)의 크기들은 필름의 두께들의 범위, 예를 들어, 0.5 밀(12.7 마이크로미터) 내지 10 밀(254 마이크로미터)를 수용하도록 선택될 수 있다. 홈들(102) 및 설편들(104)이 반원형 단면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 홈들(102) 및 설편들(104)은 다각형 단면 또는 다른 둥근 단면과 같은 다른 정합 구성 또는 실질적으로 정합 구성들을 가질 수도 있다.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 필름 지지판(68)의 세부 사항들을 도시하는 절단 장치(60)의 일부의 3차원 사시도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 필름 지지판(68)은 날(74)이 관통해 작동될 수 있게 하도록 복수의 슬롯(67)을 구비한다. 또한 도 11에는 필름 지지판(68)에서 공동(69)의 말단들 쪽으로 위치되는 이격된 홈들(102)의 제1 및 제2 쌍들이 도시되어 있다. 일 실시 예에서, 필름 지지판(68)은 또한 필름 지지판(68)의 공동(69) 내부에 제공되는 복수의 진공 컵(110) 또는 다른 흡인 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 진공 컵들(110)은 각 쌍의 이격된 홈들(102) 사이에 위치될 수 있다. 그러나, 다른 구성들도 가능하다.

진공 컵들(110)은 선택적으로 필름 표본이 절단되고 압력판(62)이 필름 지지판(68)으로부터 분리되기 전, 동안 그리고/또는 후에 절단되는 필름 견본들을 홀딩하도록 구성된다. 압력판(62)이 필름 지지판(68)으로부터 상승 및 분리될 때 때때로 점착성이 더 강한 필름들 및 정전기를 축적한 필름들이 필름 지지판(68)으로부터 들어 올려질 수 있다. 일 실시 예에서, 진공 컵들(110)은 필름 표본의 절단 동안에는 작동되지 않고, 절단이 완료된 후에 압력판(62)이 필름 지지판(68)으로부터 분리되는 동안 절단된 견본들을 홀딩하기 위해 작동된다. 일 실시 예에서, 진공 컵들(110)은 폭이 15 mm이고, 얇은 필름들을 핸들링하기 위해 구성된다. 일 실시 예에서, 진공 컵들(110)은 EMI 플라스틱 장비에 의해 제공된다.

도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 필름 지지판(68)의 공동(69) 내 진공 컵들(110)의 세부 사항들을 도시하는 절단 장치(60)의 일부의 3차원 사시도이다. 도 12에서, 필름 지지판(68)은 날들(74) 및 진공 컵들(110)의 세부 사항들 및 관련 진공 공급 채널들을 도시하기 위해 제거되고 도시되어 있지 않다. 도시된 실시 예에 따르면, 진공 컵들(110)이 긴 직사각형 바들과 같은 바들(120)에 부착되어 있다. 각각의 바(120)에 두 개의 진공 컵(110)이 부착될 수 있지만, 다른 수량들도 가능하다. 각 바(120)에 부착된 진공 컵들(110)에 진공을 공급하기 위해 채널이 각각의 바(120)를 통해 길이 방향으로 연장된다. 채널의 일단은 플러그(122)에 의해 막히고, 타단(124)으로부터 진공이 공급된다. 이 실시 예에 따르면, 각각의 바(120)는 한 쌍의 진공 컵(110)과 함께 독립적인 진공 흡인 시스템을 형성한다. 여섯 개의 독립적인 진공 공급원이 있다고 가정하여, 별개의 바들(120) 상에 진공 컵들(110)을 위치시키면 복수의 필름 세그먼트 각각이 임의의 순서로 해제될 수 있게 한다. 일 실시 예에서, 두 개의 독립적인 진공 공급원이 하나 거르는 스트립들의 두 쌍(예를 들어 , 각각 1, 3, 5 및 2, 4, 6으로 라벨링됨)에 부착된다. 로봇식 그리퍼 또는 압력판(62)이 하나 거르는 스트립들((1, 3, 5) 또는(2, 4, 6))을 동시에 집어 낼 수 있다. 그러나, 대안적인 실시 예에 따르면, 로봇 그리퍼 또는 압력판(62)이 한 번에 하나의 스트립을 집어 내거나 모든 스트립을 동시에 집어 내도록 구성될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 필름 지지판(68)이 제거되고 도시되지 않음에 따라 흡인 컵들(110) 및 파스너들(예를 들어, 나사들)(121)이 바들(120)로부터 튀어나와있다. 파스너들(예를 들어, 나사들)(121)은 필름 지지판(68)을 바들(120)에 부착하기 위해 사용된다. 필름 지지판(68)이 바들(120)에 부착될 때, 파스너들(121) 및 흡인 컵들(110)은 도 11에 도시된 바와 같이, 필름 지지판(68)과 실질적으로 동일 평면에 있을 것이고 날들(74)은 복수의 슬롯(67)을 통해 연장될 것이다.

도 13a 및 도 13b는 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 날이 선형 액추에이터에 위치 및 고정되는 것을 도시하는 3차원 사시도들이다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 날들(74)은 날들(74)의 슬롯들(131)을 통해 가로지르는 볼트(130)를 사용하여 고정되게 홀딩된다. 날들(74)은 날 지지 브래킷(134)에 제공된 슬롯들(133)에 삽입된다. 도 13a를 참조하면, 절단 동안 날들(74)이 기울어지는 것을 방지하기 위해 바(132)가 사용된다. 바(132)는 날 홀딩 볼트(130)를 커버한다. 날 홀딩 볼트(130)를 노출시키기 위해, 바(132)가 날 지지 브래킷(134)으로부터 먼저 제거된다. 날들(74)을 제거하기 위해, 작업자는 볼트(130)를 풀고, 볼트(130)를 제거한 다음, 핀셋을 사용하여 날들(74)을 날들이 삽입되는 슬롯들(133)에서 위로 떼내어질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 날들(74)을 포함하는 슬롯들(133)은 날들(74)이 쉽게 슬롯들(133)에서 미끄러져 떨어지고 다시 슬롯들(133)에 미끄러져 들어가도록, 각각의 날(74)보다 수 천분의 1 인치(수십 내지 수백 마이크로미터) 넓은 폭을 갖도록 설계된다.

도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 정사각형 필름 표본이 복수의 정사각형 견본으로 절단된 구성을 개략적으로 도시한다. 이 실시 예에서, 절단 장치는 서로 가로질러 또는 수직하게 절단을 행한다. 이러한 구성을 얻기 위해, 절단 장치는 서로 수직하게 작동하는 두 개의 선형 액추에이터를 포함할 수 있다. 각 선형 액추에이터는 적어도 하나의 날을 구동할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 날이 절단을 완료하고 제2 날을 벗어나 이동된 후에, 제2 날이 필름을 제1 절단에 비스듬히, 예를 들어, 90도로 절단한다.

도 15는 본 개시의 다른 실시예에 따른 절단 장치의 3차원 사시도이다. 도 15에 도시된 절단 장치(150)는 도 8에 도시된 절단 장치(60)와 많은 양태가 유사하다. 따라서, 유사한 특징들에 대한 설명은 반복되지 않는다. 그러나, 절단 장치(60)와 절단 장치(150)의 차이는 절단 장치(150)가 선형 모터들과 같은 두 개의 선형 액추에이터(14)를 사용하는 것이라는 점이 주의되어야 한다. 일 실시 예에서, 선형 액추에이터들(14)은 두 개의 선형 액추에이터(14)에 의해 구동되는 날들(이 도면에 도시되지 않음)이 필름 표본(152)을 서로에 대해 각진(예를 들어 , 수직한) 두 방향으로 절단하도록 서로 수직하게 배열된다.

도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 두 개의 날이 장착된 두 개의 선형 액추에이터의 배열의 3차원 사시도이다. 도 16에서, 절단 장치(150)의 일부 구성요소는 장착된 날들(74A 및 74B) 및 그것들의 두 개의 선형 액추에이터(14A 및 14B)상의 장착을 보이기 위해 제거된다. 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 날(74A)은 제1 선형 액추에이터(14A)의 이동 가능한 판(161)에 연결되는 날 홀더 판(160)상에 장착되고, 제2 날(74B)은 제2 선형 액추에이터(14B)의 이동 가능한 판(163)에 연결되는 더 긴 날 홀더 판(162)상에 장착된다. 이동 가능한 판(163)은 제2 선형 액추에이터(14B)의 끝으로만 이동할 수 있기 때문에, 날 홀더 판(162)은 날(74B)이 제1 선형 액추에이터(14A)의 폭을 커버할 수 있게 하기 위해 제2 선형 액추에이터(14B)의 모서리보다 더 멀리 연장되도록 이동 가능한 판(163)에 장착된다. 이러한 방식으로, 필름은 날 홀더 판(160)상에 장착된 제1 날(74A)에 의해 제1 방향으로 절단될 수 있고 또한 날 홀더 판(162)상에 장착된 제2 날(74B)에 의해 제2 방향으로 절단될 수 있다. 날 홀더 판(162)에 연장된 길이를 제공함으로써, 필름은 필름 표본의 일측에서 타측으로 제2 날(74B)을 가로질러 제2 방향으로 절단될 수 있다.

제2 선형 액추에이터(14B)는 제2 날 홀더 판(162)을 필름 지지판(153)(도 15 에 도시됨)에 관해 이동시키도록 구성된다. 절단 날(74B)은 이동을 위해 제2 날 홀더 판(162)에 장착된다. 그에 따라, 제2 선형 액추에이터(14B)는 필름 지지판(153)상의 필름 표본을 절단하기 위해 제2 날 홀더 판(162)을 필름 지지판(153)에 관해 이동시킨다. 일 실시 예에 따르면, 제1 날 홀더 판(160)에 의해 홀딩되는 날(74A)은 필름을 제1 방향으로 절단하도록 배열되고, 제2 날 홀더 판(162)에 의해 홀딩되는 날(74B)은 필름을 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 절단하도록 배열된다.

도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 홈(176)을 갖는 필름 지지판(153) 및 대응하는 복수의 설편(174)을 갖는 압력판(172)의 3차원 사시도이다. 압력판(172)은 예를 들어, 절단될 필름 표본을 홀딩하기 위한 압력을 필름상에 가하기 위해 사용될 수 있다. 압력판(172)은 복수의 설편(174)을 포함한다. 복수의 설편(174)은 필름 표본을 팽팽하게 홀딩하기 위해, 필름 지지판(153)상에 제공되는 복수의 홈(176)과 정합하도록 구성된다. 이 실시 예에 따르면, 필름 표본은 하나의 날에 의해 설편들(174) 및 홈들(176)에 평행하게 절단되고, 다른 날에 의해 설편들(174) 및 홈들(176)에 수직하게 절단된다. 설편들(174) 및 홈들(176)은 이전 실시 예들에서 설명된 설편들 및 홈들과 유사한 방식으로 구성될 수 있고 동작할 수 있다.

도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 압력판(172)의 3차원 사시도이다. 일 실시 예에서, 필름 지지판(153) 상에 진공 흡인 컵들을 제공하는 대신, 진공 컵들이 압력판(172)상에 제공될 수 있다. 일 실시 예에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 압력판(172)은 복수(예를 들어, 16개)의 진공 컵(180)을 포함한다. 복수의 진공 컵(180)은 필름 표본의 각 사분면의 코너들에 진공 컵(180)을 위치시키도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 16개의 진공 컵(180)이 압력판(172)에 제공되고 필름 표본이 6"(15.24 cm) 정사각형 필름인 경우, 각각의 절단된 3"(7.62 cm) 정사각형 필름 견본에 대해 네 개의 진공 컵이 제공될 수 있다. 절단 후에, 각 진공 컵(180)에 진공이 턴 온되고 필름 견본의 각 사분면들이 필름 지지판(153)에서 떼내어질 수 있다. 복수의 진공 컵(180)은 압력판(172)이 필름 지지판(153)으로부터 분리된 후 절단된 필름 견본들을 제 위치에 홀딩하도록 구성된다.

도 19는 본 개시의 일 실시 예에 따른 진공 컵들에 진공을 제공하기 위한 복수의 L자형 이음쇠(elbow fitting)(190)를 도시하는 압력판(172)의 3차원 사시도이다. 일 실시 예에서, 진공은 압력판(172)에 장착된 L자형 이음쇠들(190)을 통해 각각의 진공 컵에 개별적으로 공급된다. 진공은 이음쇠 세트(190)에 가해질 수 있으며, 예를 들어, 하나의 진공원이 절단된 필름 견본들, 예를 들어, 3”(7.62 cm) 정사각형들 중 하나를 들어 올리기 위해 네 개의 이음쇠를 공급할 수 있다. 이 경우, 각 사분면을 별개로 홀딩하기 위해 하나의 진공원이 각 진공 컵 세트에 제공된다. 다른 실시 예에서, 진공원은 진공을 다수의 이음쇠에 동시에 공급한다.

도 20은 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 절단 구성을 도시한다. 이 구성에서는, 절단 날이 있는 단일 선형 슬라이드가 회전식 스테이지상에 장착될 수 있다. 필름 지지판은 여러 채널이 그것을 90도 이외의 각도들로(예를 들어, 45도 마다) 절단하게 할 수 있다. 이 실시 예에 따르면, 많은 파이-형 필름 견본이 예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이 절단될 수 있다. 또 다른 실시 예들에서, 본 절단 장치는 필름 표본을 삼각형 또는 다이아몬드형과 같이 임의의 목적하는 구성의 직선 절단부들로 절단하도록 구성될 수 있다.

도 21a 및 도 21b는 본 개시의 일 실시예에 따른 필름 지지판 및 압력판을 각각 정합된 위치 및 정합되지 않은 위치에서 도시하는 3차원 사시도들이다. 일 실시 예에서, 압력판(62) 위에 배치된 판(202) 상에 복수의 나사(200)가 제공된다. 복수의 나사(200)는 압력판(62)이 필름 지지판(68)으로부터 후퇴할 때 필름재가 필름 지지판(68)에 제 위치에 유지되도록 하기 위해 제공된다. 예를 들어, 도 21a에 도시된 바와 같이, 공압이 작동되고 필름 지지판(68)과 압력판(62)이 함께 모일 때, 나사들(200)의 원위 단부들(204)과 판(68)상의 설편들 사이의 접촉은 나사들(200)이 채널들 내에서 위쪽으로 미끄러져 올라가게 한다. 이는 나사들(200)의 근위 단부에 고정된 판(202)이 압력판(62)으로부터 위쪽으로 상승하게 한다. 필름 표본이 절단된 후, 압력판(62)은 필름 지지판(68)으로부터 후퇴된다. 판(202)상에 작용하는 중력을 받아, 나사들(200)은 필름 견본들을 다시 필름 지지판(68) 아래로 밀어 넣기 위해 압력판(202)에서 채널들 외부로 원위 부분(204)을 연장시키기 위해 하강한다. 일 실시 예에서, 판(202)이 압력판(62)에 붙여 있을 때 나사들(200)은 채널 밖으로 약 1/8"(0.317 cm) 연장되지만, 다른 길이들도 가능하다.

도 22는 본 개시의 다른 실시예에 따른 절단 장치의 3차원 사시도이다. 이 실시 예에서, 예를 들어, 압력판(172)은 두 개의 공압 메커니즘(210)에 의해 작동된다. 공압 메커니즘(210)은 압력판(172)을 상승/하강시키도록 구성 및 장착된다. 일 실시 예에서, 공압 메커니즘들(210)은 지지판(153)에 장착된다. 지지판(153)은 복수의 지지 포스트(212)에 장착된다. 일 실시 예에서, 공압 메커니즘들(210)은 지지판(153)의 대향하는 말단들에 배치된다. 각 공압 메커니즘(210)의 고정 부분은 필름 지지판(153)에 장착되는 한편, 각 공압 메커니즘(210)의 이동 가능한 부분은 압력판(172)에 결합된다. 압력판(172)을 작동시키기 위해 두 개의 공압 메커니즘(210)이 사용되는 것으로 도시되어 있지만, 두 개보다 많은 공압 메커니즘이 사용될 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 선형 액추에이터(14)는 다양한 두께의 필름을 절단할 수 있도록 선택된다. 일 실시 예에서, 선형 액추에이터(14)는 초당 0.1 미터 이상의 절단 속도를 이루도록 구동된다. 절단 속도는 절단되는 필름의 물리적 속성들에 따를 것이다, 예를 들어, 탄성이 높은 필름은 탄성이 낮은 필름보다 비교적 더 빠른 절단 속도를 필요로 할 것이다. 일 실시 예에서, 선형 액추에이터(14)는 필름을 절단하기 위해 절단 날을 홀딩하는 이동 가능한 판을 2 m/s 이상(예를 들어, 2m/s 내지 6 m/s)의 속도로 이동시키고 필름의 절단된 단편들에 매끄러운 절단 모서리들(예를 들어, 들쭉날쭉한 모서리가 없음)을 제공하도록 구성된다. 일 실시 예에서, 선형 액추에이터(14)는 절단 날을 홀딩하는 이동 가능한 판을 5 m/s 이하의 속도로 이동시키하도록 구성된다. 목적하는 속도(예를 들어, 2 m/s)를 이루는 것 외에도, 선형 액추에이터(14)는 절단 동안 일정한 속도를 이루기에 충분한 가속도를 갖는 것이 바람직하며, 예를 들어, 가속도는 날이 필름과 접촉하기 전에 날을 정지에서부터 목적하는 속도로 이동시키기에 충분할 필요가 있을 것이다. 이룰 수 있는 가속도가 높을수록, 절단 날을 그것의 목적하는 절단 속도(예를 들어, 2 m/s)로 만드는 데 필요한 거리는 짧아진다. 이러한 특징은 선형 액추에이터(14) 그리고 그에 따른 절단 장치의 전체 치수들을 전체로서 감소시킬 수 있다.

다른 실시 예에서, 선형 액추에이터(14)는 공압식 피스톤 장치, 또는 날(16)을 구동하기 위한 스프링식 장치와 같은 탄성 부재 장치를 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 선형 액추에이터는 슬라이드에 부착되는 추를 포함할 수 있다. 날이 슬라이드에 부착될 수 있으며 추가 떨어져 슬라이드 및 날이 이동될 수 있다. 당업자는 날(들)을 구동하기 위해 임의의 수의 상이한 유형들의 선형 액추에이터가 사용될 수 있는 것보다 본 개시에 기초할 것임을 이해할 것이다. 그러나, 나사 구동 장치들 및 회전식 모터들은 절단을 적절하게 수행하기에 충분한 속도를 날(들)에 제공하지 못할 수 있다.

일부 실시 예에서, 본 절단 장치는 장치가 절단하도록 설계된 필름재의 크기보다 크지 않은 풋 프린트를 가질 수 있다. 본 개시의 실시 예들에 따르면, 본 절단 장치는 플라스틱과 같은 폴리머 필름 및 직물, 종이, 금속 또는 복합 재료와 같은 비폴리머 필름을 비롯한 다양한 재료를 절단할 수 있다.

Claims

필름재(film of material)를 절단하기 위한 절단 장치로서,
필름 지지판;
상기 필름 지지판상에 상기 필름재를 홀딩하기 위해 상기 필름 지지판에 관해 이동하도록 구성된 압력판;
하나 이상의 날(blade); 및
상기 필름 지지판상에 홀딩된 상기 필름재를 절단하기 위해 상기 필름 지지판에 관해 하나 이상의 날을 이동시키도록 구성된 선형 액추에이터를 포함하는, 절단 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 선형 액추에이터는 최소 0.1 m/s의 속도로 상기 필름재를 통해 상기 하나 이상의 날을 이동시키도록 구성된 선형 모터를 포함하는, 절단 장치.
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 필름 지지판 및 상기 압력판 중 하나는 복수의 설편(tongue)을 포함하고, 상기 필름 지지판 및 상기 압력판 중 다른 하나는 복수의 홈(groove)을 포함하며, 상기 복수의 설편은 상기 복수의 홈과의 사이에 상기 필름재를 홀딩하기 위해 상기 복수의 홈과 정합하도록 구성되는, 절단 장치.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름 지지판은 하나 이상의 슬롯을 획정하며, 상기 하나 이상의 날의 각각은 상기 필름재를 절단하기 위해 상기 하나 이상의 날 중 하나를 통해 연장되는, 절단 장치.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름 지지판은 복수의 진공 컵을 포함하며, 상기 복수의 진공 컵은 상기 필름재의 절단 부분들을 홀딩하도록 구성되는, 절단 장치.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력판은 복수의 진공 컵을 포함하며, 상기 복수의 진공 컵은 상기 필름재의 절단 부분들을 홀딩하도록 구성되는, 절단 장치.
청구항 6에 있어서, 각 진공 컵에 진공을 가하도록 구성된 진공 시스템을 더 포함하는, 절단 장치.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선형 액추에이터는 상기 필름 지지판상에 홀딩된 상기 필름재를 복수의 방향으로 절단하기 위해 회전식 스테이지상에 장착되는, 절단 장치.
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 제2 날; 및
상기 필름 지지판상의 상기 필름재를 절단하기 위해 상기 필름 지지판에 관해 상기 하나 이상의 날을 이동시키도록 구성된 제2 선형 액추에이터를 더 포함하는, 절단 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 제1 선형 액추에이터는 상기 하나 이상의 날을 제1 방향으로 이동시키도록 구성되고, 상기 제2 선형 액추에이터는 상기 하나 이상의 제2 날을 상기 제1 방향에 대하여 45 내지 135도 비스듬한 제2 방향으로 이동시키도록 구성된, 절단 장치.
청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 로봇 아암을 더 포함하며, 상기 압력판은 상기 로봇 아암에 연결되고, 상기 로봇 아암은 상기 필름 지지판 쪽으로 상기 압력판을 이동시켜 상기 필름재상에 압력을 가하도록 구성 및 배열된, 절단 장치.
필름재를 절단하기 위한 방법으로서,
필름 지지판상에 필름재를 배치하는 단계;
상기 필름 지지판상에 상기 필름재를 홀딩하기 위해 상기 필름 지지판에 관해 압력판을 이동시키는 단계; 및
상기 필름 지지판상에 홀딩된 상기 필름재를 절단하기 위해 선형 액추에이터를 이용하여 상기 필름 지지판에 관해 하나 이상의 날을 이동시키는 단계를 포함하는, 방법.
청구항 12에 있어서, 복수의 설편 및 복수의 홈을 사용하여 상기 필름 지지판과 압력판 사이에 상기 필름재를 팽팽하게 홀딩하는 단계를 더 포함하며, 상기 복수의 설편은 상기 복수의 홈과의 사이에 상기 필름재를 홀딩하기 위해 상기 복수의 홈과 정합하도록 구성된, 방법.
청구항 12 또는 13에 있어서, 상기 필름 지지판 및 상기 압력판 중 하나상에 제공되는 복수의 진공 컵을 이용하여 상기 필름재의 절단 부분들을 홀딩하는 단계를 더 포함하는, 방법.
청구항 12 내지 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름 지지판상의 상기 필름재를 절단하기 위해 제2 선형 액추에이터를 이용하여 상기 필름 지지판에 관해 하나 이상의 제2 날을 이동시키는 단계를 더 포함하는, 방법.