WO2012115388A2 - 재단장치 - Google Patents

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WO2012115388A2
WO2012115388A2 PCT/KR2012/001169 KR2012001169W WO2012115388A2 WO 2012115388 A2 WO2012115388 A2 WO 2012115388A2 KR 2012001169 W KR2012001169 W KR 2012001169W WO 2012115388 A2 WO2012115388 A2 WO 2012115388A2
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moving
slider
camera
cutting
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Inventor
조원익
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(주)에스와이리더
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    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
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    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0211—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track
    • B23K37/0235—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track the guide member forming part of a portal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0288—Carriages forming part of a cutting unit

Definitions

  • the present invention relates to a cutting device, and more particularly, to a cutting device capable of cutting a product to a set length while measuring the dimensions of the product to be conveyed sequentially.
  • the cutting device is a device that cuts continuously supplied products in a longitudinal direction to have a constant width, and is used in various fields.
  • One example of the applied field is a field for processing products such as thin films for manufacturing display panels. There is.
  • the cutting device is a device that cuts and sequentially cuts a product supplied to a predetermined length while unwinding from a take-up roll, and is used in various fields.
  • One example of the applied field is a product such as a thin film for manufacturing a display panel.
  • a display panel including a liquid crystal, an LED, or a PDP module is attached to a thin film for displaying an image by polarizing illumination light emitted from pixels of the panel.
  • the thin film is wound on a take-up roll and provided in the form of a fabric, and is cut by a laser cutter in a stopped state after being transferred to a set length while being unwound from the take-up roll. Therefore, the thin film is finally processed into a form that can be attached to the display panel.
  • the thin film is used for a display panel and requires ultra precision, the defective rate of the finished product is lowered only when accurate dimensions are measured.
  • the conventional laser cutting machine cuts the thin film film wound on the winding roll as a whole by measuring the width of the thin film by three-dimensional measurement, and the thin film is partially cut into the excess portion such as a burr or the set width. If there is a shortage of defective parts, there is a problem that the failure rate of the finished product increases because the defective parts can not be identified.
  • the present invention was created in order to solve the problems of the prior art described above, and cut or cut the cut thin film film after accurate measurement in real time in real time the dimensions of the thin film sequentially transported in the take-up roll for cutting to a set length
  • An object of the present invention is to provide a cutting device capable of detecting a defective portion of a thin film by measuring the dimensions of the film.
  • a cutting device for cutting the product to be sequentially transported to a set length having a transport frame is mounted and transported the product, mounted on the transport frame
  • a conveying unit which stops by loading the conveyed product to a predetermined length while conveying the product from one side to the other side
  • a laser beam generator provided in the transfer frame and generating a laser beam for cutting the product
  • a cutting head connected to the laser beam generator and irradiating the product with the laser beam supplied by the laser beam generator
  • a head driver installed in the transfer frame and coupled to the cutting head to cut the loaded product with a predetermined length while horizontally moving the cutting head irradiating the laser beam in the width direction of the product
  • And installed in the conveying frame to measure the dimensions of the product, by detecting the end of the width or length direction of the product through the position of the both ends identified by checking each end of the product, respectively, or a part of the product
  • a detector for detecting a distance of a portion of the product through the positions of the positions of the
  • the cutting device by measuring the dimensions of the product in real time by a detector for confirming the position of both ends of the product and cutting through the cutting head, it is possible to detect the defective part by measuring all the parts of the product to be cut. Therefore, the defective rate of the cut finished product can be reduced.
  • the detector checks the end position of the product through the camera and the display to detect the absolute dimension through the operation unit, it is possible to accurately detect the absolute dimension of the product.
  • the end distance detecting means detects the end distance through the number of pixels of the display disposed between the reference line of the display and the product end, so that the end distance can be measured more precisely.
  • the camera moves to both ends of the product by the slider moving means together with the slider, it can flexibly correspond to the width of the product.As the moving distance of the camera is detected by the moving distance detecting means, Dimensions can be measured.
  • the moving distance detecting means checks the moving position of the slider through the linear scale and the scale head, the moving distance of the camera can be detected without flow.
  • the slider moving means is composed of a stator and a mover for providing an electromagnetic force to move the slider, the precision of the linear movement of the slider can be improved.
  • the installation error of the camera with respect to the slider is detected by the error detecting means and provided to the calculation unit, and the calculation unit calculates the moving distance, the end distance and the installation error to detect the absolute dimension of the product, further reducing the defective rate of the cut product. Can be.
  • the head driver for cutting the product while moving the cutting head is composed of a cross slider moving along the cutting head along the cross rail by the cross moving unit, the cutting head can be stably moved to irradiate the laser beam to the product. .
  • the cross slider moves the cutting head while moving along the longitudinal direction of the cross rail according to the rotation of the lead screw rotated by the drive motor, the cutting head can be cut while moving without flow.
  • the laser driver, the cutting head, and the head driver can be moved at once by the motion driver, thereby actively moving according to the cutting position of the product.
  • the linear electric motor moves along the linear rail to move the motion frame to the cutting position of the product
  • the laser beam generator, the cutting head and the head driver can be moved quickly and precisely.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a cutting device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a cutting device according to the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of the head driver shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating the detector illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a plan view showing a cutting device according to the present invention.
  • FIG. 6 is a partially enlarged view illustrating the detector illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a partially enlarged view illustrating the detector illustrated in FIG. 5.
  • the cutting device includes a transfer unit 3, a laser beam generator 5, a cutting head 10, a head driver 15, and a detector 20. It is configured to include.
  • the transfer unit 3 has a transfer frame 1 on which a product F such as a thin film applied to a display panel is mounted, and continuously transfers the product F mounted on the transfer frame 1. 1 and 2 to provide a support skeleton by forming an outer body, it is installed on a processing line for cutting the product (F).
  • a product F such as a thin film applied to a display panel
  • the transfer frame 1 is a dancing roller DR which is installed on one side of a winding roller 1a on which a product F in the form of a fabric is wound, and unfolds the product F, which is supplied from the winding roller 1a, in a flat state. Is installed, and a loading machine (LO) for loading the product (F) to a set length in order to fit the display panel is provided.
  • LO loading machine
  • the transfer frame (1) is provided with a plurality of guide rollers (1b) for guiding the cutting position while tensioning the product (F), is provided with a stacker (H) on which the product (F) is completed cutting is mounted on one side.
  • the transfer frame 1 is provided with an unshown exhaust duct for discharging the fume generated during laser cutting of the product F to the outside.
  • the product (F) is wound in the form of a fabric as described above and supplied continuously, it may be formed in a single unit form and supplied sequentially.
  • the product (F) is not shown for implementing a three-dimensional image
  • the pattern line may be composed of a thin film formed on the surface.
  • the laser beam generator 5 is a member installed in the transfer frame 1 to generate the laser beam RV for cutting the product F. Since the internal structure is the same as that of a conventional laser beam generator, detailed description thereof will be omitted. .
  • the laser beam generator 5 supplies the laser beam RV to the cutting head 10 to be described later through the reflector 5a provided at one side as shown in FIG. 3.
  • the cutting head 10 is a member which is installed in the transfer frame 1 to cut the product F by irradiating the product F with the laser beam RV supplied by the laser beam generator 5. As shown in FIG. 3, the head 10 collects the laser beam RV generated by the laser beam generator 5 and reflected by the reflector 5a in a polarized state and irradiates the product F.
  • the head driver 15 is a means for cutting the product F while horizontally moving the cutting head 10 irradiating the laser beam RV in the width direction of the product F, as shown in FIG. 3.
  • Rail 150 and the cross slider 170 and the cross moving unit 190 is configured to include.
  • Cross-rail 150 is a member for moving the cutting head 10 in the width direction of the product (F), as shown in Figure 3 to the transport frame (1) in the form transverse to the width of the product (F) Is installed and the cutting head 10 is coupled to one side, the slot 150a for moving the combined cutting head 10 is provided in the longitudinal direction. That is, the cross rail 150 is the cutting head 10 is moved Possibly combined.
  • the cross slider 170 is movably installed on the cross rail 150 to move the cutting head 10 in the width direction of the product F while moving along the length direction of the cross rail 150 together with the cutting head 10.
  • a horizontal moving member it is embedded in the cross rail 150 as shown in Figure 3, it is connected to the cutting head 10 through a slot (150a) formed in the longitudinal direction of the cross rail 150.
  • the cross moving unit 190 is a means for providing a driving force to the cross slider 170 to move the cross slider 170 along the longitudinal direction of the cross rail 150, as shown in FIG. 3.
  • the lead screw 191 is installed in the longitudinal direction of the cross slider 170 and the drive motor 193 is installed at the end of the lead screw 191 to rotate the lead screw 191.
  • the cross moving unit 190 moves the cross slider 170 along the longitudinal direction of the cross rail 150 while the lead screw 191 rotates by driving the driving motor 193, thereby cutting the head 10. Move in the width direction of the product (F).
  • the cutting head 10 irradiates the laser beam RV to the product F while moving along the longitudinal direction of the cross rail 150 together with the cross slider 170 which is moved by the cross moving unit 190.
  • the product F loaded with the set length is cut out.
  • the cross moving unit 190 may be configured as a general linear motor for moving the cross slider 170 through the electromagnetic force.
  • the detector 20 is a means installed in the conveying frame 1 to measure the dimensions of the product F.
  • the detector 20 detects both ends of the product F to detect the dimensions of the product F in the width direction or the longitudinal direction. It detects the distance of a section on the product (F), and as shown in Figure 4 comprises a detector frame 200, a camera 210, a display 230 and the end distance detecting means and the calculation unit 240 .
  • This detector 20 is installed in front of the cutting head 10 as shown in Figure 1 and 2 to measure the dimensions of the product (F) entering the cutting head 10, unlike the cutting head shown It is also possible to measure the dimensions of the product F, which is installed at the rear of 10 and cut by the cutting head 10.
  • the detector frame 200 is installed in the transport frame 1 in a direction crossing the product F to be transported, and is installed in the form of a gate through which the product F passes downward.
  • the detector frame 200 may be installed to be movable along the conveying direction of the product (F) by the moving rail (200a) provided in the conveying frame (1), as shown in the transfer frame (1) It can be installed in a fixed form.
  • the camera 210 is a member coupled to the detector frame 200 to photograph both ends of the product F or photograph both ends of a portion of the product F, and is provided as a pair as shown in FIG. 4. Take pictures of both ends.
  • the camera 210 may be fixed to the detector frame 200 at intervals set according to the width of the product F to photograph both ends of the product F, respectively.
  • the camera 210 may be provided in plural or singular. May be movably coupled to. This will be described later.
  • the display 230 displays an image of positions of both ends of all or some sections of the product F respectively photographed by the camera 210, and as shown in FIG. 5, the camera 210 and the cable CB. It may be connected via a), or may be connected by wireless communication, unlike illustrated.
  • the end distance detecting means detects the end distances ⁇ and ⁇ through the distance difference between the end position of the product F taken by the camera 210 and displayed on the display 230 and the point set on the display 230. It is a component.
  • the end distance detecting means detects the end distances ⁇ and ⁇ using the reference line 231 as a point.
  • the reference line 231 is formed at the center of the display 230 connected to the camera 210 to divide the entire pixels of the display 230.
  • the end distance detecting means detects the position of both ends of the product F and the end distances ⁇ and ⁇ of the reference line 231, respectively, which are photographed by the camera 210 and displayed on the display 231, respectively.
  • the end distance detecting means detects the end distances ⁇ and ⁇ through the number of pixels arranged between the reference line 231 displayed on the display 230 and the end of the product F. FIG.
  • the end distance detecting means can accurately detect the end position of the product F of the display 230 through the pixel.
  • the calculation unit 240 calculates the end distances ⁇ and ⁇ detected by the end distance detection means and the position of the camera 210 to detect the absolute dimension W in the width direction or the longitudinal direction of the product F.
  • it is composed of a display 230 and a microprocessor and a memory connected to the camera 210, by calculating the distance (L) between the camera 210 set according to the end distance ( ⁇ , ⁇ ) and the product (F) Detect and store the absolute dimension (W).
  • the calculation unit 240 detects the absolute dimension W of the product F of the unit cut by the cutting head 10 and simultaneously stores the detected data, and in particular, the width of the product F is set. Defective parts that exceed or fall below are detected, and data about the product F of the unit containing the detected defective parts is stored.
  • the detector 20 of the present invention when measuring the dimensions of the product (F) formed with a large number of pattern lines (not shown) for realizing a three-dimensional image, that is, a partial section on the product (F), that is, the side end of the pattern line and the The distance between the end of the article F or the distance between the pattern line and another pattern line is measured.
  • the pattern line is formed at the interval set in the product (F), in particular, the pattern line has a predetermined interval with the end of the product (F), the detector 20 is the pattern line and the product ( Defects are detected by measuring the distance between the ends of F) or by measuring the distance between the pattern line and another pattern line.
  • the detector 20 photographs the side end of the pattern line and the end of the product F through the camera 210 described above, and is disposed between the pattern line and the end of the product F that are displayed on the display 230.
  • the distance is measured by the number of pixels.
  • the detector 20 of the present invention may further comprise a guide rail 250, a slider 260, a slider moving means and a moving distance detecting means as shown in Figs.
  • the guide rail 250 is installed along the longitudinal direction of the detector frame 200 as shown.
  • the slider 260 is coupled to the guide rail 250 and moves along the guide rail 250, and the above-described camera 210 is installed to move the camera 210 to both ends of the product F.
  • the slider 260 is configured in a block form and provided in pairs to move along the guide rails 250, respectively.
  • the sliders 260 may be provided in singular numbers and sequentially moved to both ends of the product F. have.
  • the slider 260 may be provided with an unillustrated roller that reduces friction with the guide rail 250.
  • the slider moving means is a component for moving the slider 260 along the guide rail 250. That is, the moving means is a means for moving the pair of sliders 260 to both end portions of the width direction of the product F, respectively, and includes a stator 281 and a mover 283.
  • the stator 281 is a member that is fixed along the longitudinal direction of the guide rail 250 to provide a magnetic force.
  • the stator 281 has a plurality of magnets 281a continuously arranged as shown in FIG. 4 to provide magnetic force.
  • the magnet 281a may be composed of a permanent magnet or an electromagnet that provides a magnetic force by a power source.
  • the mover 283 is respectively fixed to the pair of sliders 260 to provide magnetic force.
  • the mover 283 provides a magnetic force of different polarity with the stator 281 to generate a repulsive force to push each other.
  • the mover 283 is composed of an electromagnet when the stator 281 is composed of a permanent magnet.
  • the mover 283 is composed of a permanent magnet when the stator 281 is composed of an electromagnet. to provide.
  • the slider moving means may be configured as a linear motor system in which the mover 283 moves by the repulsive force generated by providing the magnetic force of different polarity from the stator 281 to generate the repulsive force. Therefore, since the slider moving means provides the electromagnetic force to move the slider, the precision of the linear movement of the slider 260 can be improved.
  • the moving distance detecting means checks the moving position of the slider 260 moving along the guide rail 250 by the slider moving means, that is, the moving distance L of the camera 210, that is, the distance L between the cameras 210.
  • the slider moving means may be configured to include a linear scale 271 and the scale head 273 as shown in Figs.
  • the linear scale 271 represents the moving position of the slider 260 and may be fixed to the detector frame 200 described above along the longitudinal direction of the guide rail 250.
  • the linear scale 271 is composed of a glass material or a metal material, and a scale 411 is provided at regular intervals as shown.
  • the scale 411 may be provided at intervals of 10 ⁇ m or 20 ⁇ m to accurately represent the moving position of the slider 260.
  • the scale head 273 is provided on the slider 260 to detect the moving distance L of the camera 210 by sensing the scale 411 of the linear scale 271 while moving together with the slider 260.
  • the scale head 273 reads 50 to 2500 pulses or more pulses per mm while passing through the scale 411 of the linear scale 271, and converts the linear head into a linear distance while moving and moving the slider 260.
  • the scale head 273 may check the moving position of the slider 260 through the linear scale 271, and thus, the moving distance L of the camera 210 moving with the slider 260, respectively, The distance L between cameras can be detected.
  • the above-described calculation unit 240 can detect the absolute dimension (W) of the product (F) more precisely through the calculation of the movement distance (L) and the above-described end distance ( ⁇ , ⁇ ).
  • the movement distance detecting means may further include a home position setting means.
  • the origin setting means is a component that initializes the moving distance by providing a base point 275 to the scale head 273 for checking the moving position of the slider 260.
  • the base point 275 is formed at any point of the linear scale 271 as shown in FIG. 5, and initializes the scale head 273 moving with the slider 260.
  • the same sensor may be configured.
  • the slider 260 checks the movement distance L through the scale head 273 and the linear scale 271 while respectively moving to both ends of the product F with respect to the base point 450.
  • the detector 20 of the present invention may further comprise an error detection means as shown in FIG.
  • the error detecting means is a component that detects an installation error of the camera 210 installed in the slider 260 and provides the above-described calculation unit 240.
  • the error detecting means detects a difference between the installation error e1 of the camera 210 installed in the slider 260, that is, the photographing center of the camera 210 and the center of the slider 260 by the assembly dispersion or the dimension distribution.
  • the error detecting means is displayed as a straight line on the guide rail 250 or the linear scale 271 so as to coincide with the center of the slider 260 through the error detecting line 290 displayed to be photographed by the camera 210.
  • the installation error e1 is detected.
  • the error detection line 290 is photographed by the camera 210 as shown, and is displayed on the display 230.
  • the error detecting unit measures the distance difference between the above-described reference line 231 and the error detecting line 290 formed at the center of the display 230, and detects the installation error e1 of the camera 210.
  • the error detection means measures the installation error e1 through the number of pixels disposed between the reference line 231 and the error detection line 290 of the display 230.
  • the detector 20 calculates the installation error e1 detected by the error detecting means while calculating the moving distance L and the end distances ⁇ and ⁇ described above by using the calculation unit 240 to more accurately calculate the product ( Defective part of the product F can be detected by measuring the absolute dimension W of F).
  • the cutting device according to the present invention may be configured to further include a motion driver (30).
  • the motion driver 30 is a means for horizontally moving the above-described laser beam generator 5, the cutting head 10, and the head driver 15 on the transport frame at once. As shown in FIG. And a linear rail 330 and a linear electric motor 350.
  • the motion frame 310 is a plate member having a laser beam generator 5, a cutting head 10, and a head driver 15 mounted on one surface thereof.
  • the linear rail 330 is installed along the longitudinal direction of the product (F) in the transfer frame 1, the motion frame 310 is coupled to move.
  • the linear electric motor 350 is a member for moving the motion frame 310 along the linear rail 330.
  • the linear electric motor 350 is fixed to the lower part of the motion frame 310 and seated on the linear rail 330.
  • the motion frame 310 is horizontally moved while moving along the linear rail 330.
  • the motion driver 30 changes the setting of the cutting position to be cut according to the product F
  • the motion driver 30 moves the laser beam generator 5, the cutting head 10 and the head driver 15 onto the product frame F. While moving all at once in the longitudinal direction of the product (F) to move to the set position for cutting.
  • the product (F) such as a thin film, is unrolled from the take-up roll (1a) provided in the transfer frame (1) and then unfolded in a flat state through the dancing roller (DR), the cutting head (length) by the length set by the loading machine (LO) ( It stops after loading in the lower part of 10).
  • the detector 20 detects a defective portion of the product F while measuring the absolute size W of the product F in front or rear of the cutting head 10.
  • the detector 20 When measuring the absolute dimension W of the product F being loaded, the detector 20 first moves the camera 210 together with the slider 260 to both ends of the product F as shown in FIG. 5.
  • the distance L of the camera 210 ie, the distance L between the cameras 210, is calculated by the movement distance detecting means.
  • the pair of sliders 260 respectively move the camera 210 to both ends of the product F by the repulsive force generated between the stator 281 and the mover 283.
  • the scale head 273 moves along the guide rail 250 together with the slider 260 and detects the scale 271a of the linear scale 271 to detect the camera 210 through the moving position of the slider 260. Calculate the travel distance L of
  • the linear scale 271 and the scale head 273 calculate the moving distance L of the camera 210 to calculate the approximate width of the product F.
  • the detector 20 calculates an end position of the product F through the camera 210 moved to both ends of the product F.
  • the camera 210 photographs both ends of the product F, respectively, as shown in FIG. 5, and the display 230 displays the positions of both ends of the product F respectively photographed through the respective cameras 210. Each one manifests itself.
  • the end distance detecting means calculates end distances ⁇ and ⁇ between both end portions of the product F photographed by the camera 210 and the camera 210.
  • the end distance detecting means recognizes the center of all pixels of the display 230 as the reference line 231, and the pixel disposed between the end position of the product F displayed on the display 230 and the reference line 231.
  • the end distances ⁇ and ⁇ are calculated from the number of.
  • the calculation unit 240 calculates the movement distance L of the camera 210 calculated by the movement distance detecting means and the end distances ⁇ and ⁇ calculated by the end position detecting means, thereby calculating the absolute dimension ( Calculate and save W).
  • the operation unit 240 is added to the moving distance (L) because the end distance ( ⁇ ) of one end of the product (F) exceeds the reference line 231, as shown in Figure 5, the other end of the product (F) Since the end distance beta is less than the reference line 231, the absolute dimension W of the product F is calculated and stored by subtracting it from the moving distance L.
  • the detector 20 can measure the absolute dimension W of the product F accurately.
  • the movement distance L of the camera 210 is 500 mm
  • the end distance ⁇ of one end of the product F exceeds 10 mm from the reference line 231
  • the end distance ⁇ of the other end of the product F Is less than 20mm from the reference line 231
  • the error detecting means detects the installation error e1 of the camera 210 with respect to the slider 260 as shown in FIG. 6 and provides it to the calculator 240.
  • the detector 20 calculates the movement distance L between the cameras 210 and the end distances ⁇ and ⁇ of the product F through the calculation unit 240, the detector 20 calculates together with the installation error e1.
  • the absolute dimension W of the product F is calculated.
  • the detector 20 can measure the absolute dimension W of the product F more accurately.
  • the section of the product (F) containing the defective portion is calculated by the calculation unit 240 Are stored in.
  • the detector 20 measures dimensions through the number of pixels disposed between the pattern line displayed on the display 230 and the end of the product F. While measuring and storing the dimensions measured by the calculation unit 240, and stores the data of the product (F) containing the defective portion.
  • the product F which has been measured by the detector 20 is cut by the width set in the laser beam RV irradiated from the cutting head 10.
  • the cutting head 10 is the cross-slider 170 moving by the drive motor 193 and the lead screw 191 moves the laser beam (RV) while moving along the longitudinal direction of the cross rail 150 (F) ), The product F loaded with the set length is cut out.
  • the product F of the finished unit is cut into the loading machine H, and the process is completed.
  • the data of the loaded unit F is stored in the calculation unit 240.
  • the data of the unit product (F) including the defective part is stored, it is possible to precisely remove only the defective part in a post-process such as cutting of the unit film, thereby reducing the defective rate of the finished product.
  • the cutting device according to the present invention measures the dimensions in the width direction or the longitudinal direction of the product F in real time by the detector 20 for confirming the position of both ends of the product F, and the cutting head 10. By cutting through), since all parts of the product F can be measured to detect defective parts, the defective rate of the cut finished product can be reduced.
  • a cross-slider (1) which moves the cutting head (10) and cuts the product (F), moves together with the cutting head (10) along the cross rails (150) by the cross moving unit (190). 170, the laser beam RV may be irradiated onto the product F while the cutting head 10 moves stably.
  • the cutting head ( 10) can cut the product F while moving without flow.
  • the detector 20 checks the end position of the product F through the camera 210 and the display 230, and detects the absolute dimension W through the calculation unit 240. W) can be detected accurately.
  • the end distance detection means detects the end distances ⁇ and ⁇ through the number of pixels of the display 230 disposed between the reference line 231 of the display 230 and the end of the product F, so that the end distances are more precisely. ( ⁇ , ⁇ ) can be measured.
  • the camera 210 moves to both ends of the product F by the moving means together with the slider 260, it can flexibly correspond to the width of the product, and the moving distance of the camera 210 by the moving distance detecting means. Since L is detected, the absolute dimension W can be measured through the movement distance L and the end distances ⁇ and ⁇ .
  • the moving distance detecting unit checks the moving position of the slider 260 through the linear scale 271 and the scale head 273, the moving distance L of the camera 210 can be detected without flow.
  • the moving means is composed of a stator 281 and a mover 283 for providing an electromagnetic force to move the slider 260, the precision of the linear movement of the slider 260 can be improved.
  • the installation error e1 of the camera 210 with respect to the slider 260 is detected by the error detection means, and it is provided to the calculating part 240, and the calculating part 240 provides the movement distance L and the end distance alpha, Since the absolute dimension W of the product F is detected by calculating ⁇ ) and the installation error e1, the defective rate of the product F to be cut can be further reduced.
  • the laser beam generator 5, the cutting head 10, and the head driver 15 can be moved at once by the motion driver 30, which can be actively moved according to the cutting position of the product F.
  • the linear motor 350 moves along the linear rail 330 to move the motion frame 310 to the cutting position of the product (F)
  • the laser beam generator 5, the cutting head 10 and the head driver 15 can move quickly and precisely.
  • the present invention can detect the defective portion of the thin film by measuring the dimensions of the cut or cut thin film after accurately measuring the dimensions of the thin film to be transported in real time, to produce a display panel to which the thin film is attached Can be applied.

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Abstract

본 발명은 재단 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제품이 장착되어 이송되는 이송프레임을 가지며, 상기 이송프레임에 장착된 상기 제품을 일측에서 타측을 향해 이송시키면서 이송된 상기 제품을 설정된 길이로 로딩하여 정지시키는 이송유닛; 상기 이송프레임에 마련되고, 상기 제품을 재단하기 위한 레이저빔을 발생기키는 레이저빔 발생기; 상기 레이저빔 발생기에 연결되고, 상기 레이저빔 발생기에 의해 공급된 상기 레이저빔을 상기 제품에 조사하는 절단헤드; 상기 이송프레임에 설치되어 상기 절단헤드가 결합되고, 상기 레이저빔을 조사하는 상기 절단헤드를 상기 제품의 폭방향으로 수평이동시키면서 설정된 길이로 로딩된 상기 제품을 절단하는 헤드드라이버; 및 상기 이송프레임에 설치되어 상기 제품의 치수를 측정하며, 상기 제품의 양측 단부를 각각 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품의 폭방향이나 길이방향의 치수를 검출하거나, 상기 제품상의 일부구간의 양측 단부를 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품상의 일부구간의 거리를 검출하는 디텍터;를 포함하는 재단장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 제품의 양측 단부의 위치를 확인하는 디텍터에 의해 제품의 치수를 실시간으로 측정하고 절단헤드를 통해 재단함으로써, 재단되는 제품의 모든 부분을 측정하여 불량부분을 검출할 수 있으므로 재단된 완성품의 불량률이 감소될 수 있다.

Description

재단장치
본 발명은 재단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 순차적으로 이송되는 제품의 치수를 측정하면서 설정된 길이로 제품을 절단할 수 있는 재단장치에 관한 것이다.
일반적으로 재단장치는 연속적으로 공급되는 제품을 일정한 폭을 갖도록 길이방향으로 절단하는 장치로써 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 적용되는 분야 중 한 예로는 디스플레이 패널을 제작하기 위한 박막필름과 같은 제품을 가공하는 분야가 있다.
일반적으로 재단장치는 권취롤에서 풀리면서 순차적으로 공급되는 제품을 설정된 길이로 절단하여 재단하는 장치로써 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 적용되는 분야 중 한 예로는 디스플레이 패널을 제작하기 위한 박막필름과 같은 제품을 가공하는 분야가 있다.
통상적으로 액정이나 엘이디 또는 PDP모듈 등으로 이루어진 디스플레이 패널은 패널의 픽셀에서 조사되는 조명광을 편광시켜서 영상을 현시하는 박막필름이 부착된다.
이러한 박막필름은 권취롤에 권취되어 원단형태로 제공되고 권취롤에서 풀리면서 설정된 길이로 이송된 후 정지된 상태에서 레이저 절단기에 의해 재단된다. 따라서, 박막필름은 디스플레이 패널에 부착할 수 있는 형태로 최종 가공된다.
여기서 박막필름은 디스플레이 패널에 사용되어 초정밀도를 요구하기 때문에 정확한 치수가 측정되어야 완성품의 불량률이 저하된다.
그런데 통상적인 레이저 재단기는 권취롤에 감겨진 박막필름을 전체적으로 3차원측정을 통해 박막필름의 폭을 측정한 후 절단하고 있는바, 박막필름에 부분적으로 버(burr)와 같은 잉여부분이나 설정된 폭에 모자란 불량부분이 있을 경우, 불량부분을 확인할 수 없어서 완성품의 불량률이 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 순차적으로 이송되는 박막필름의 폭이나 길이방향의 치수를 실시간으로 측정할 수 있는 장치의 필요성이 절실하게 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 설정된 길이로 재단을 위하여 권취롤에서 풀리면서 순차적으로 이송되는 박막필름의 치수를 실시간으로 정확하게 측정한 후 절단하거나, 절단된 박막필름의 치수를 측정함으로써, 박막필름의 불량부분을 검출할 수 있는 재단장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 순차적으로 이송되는 제품을 설정된 길이로 재단하는 재단장치에 있어서, 상기 제품이 장착되어 이송되는 이송프레임을 가지며, 상기 이송프레임에 장착된 상기 제품을 일측에서 타측을 향해 이송시키면서 이송된 상기 제품을 설정된 길이로 로딩하여 정지시키는 이송유닛; 상기 이송프레임에 마련되고, 상기 제품을 재단하기 위한 레이저빔을 발생기키는 레이저빔 발생기; 상기 레이저빔 발생기에 연결되고, 상기 레이저빔 발생기에 의해 공급된 상기 레이저빔을 상기 제품에 조사하는 절단헤드; 상기 이송프레임에 설치되어 상기 절단헤드가 결합되고, 상기 레이저빔을 조사하는 상기 절단헤드를 상기 제품의 폭방향으로 수평이동시키면서 설정된 길이로 로딩된 상기 제품을 절단하는 헤드드라이버; 및 상기 이송프레임에 설치되어 상기 제품의 치수를 측정하며, 상기 제품의 양측 단부를 각각 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품의 폭방향이나 길이방향의 치수를 검출하거나, 상기 제품상의 일부구간의 양측 단부를 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품상의 일부구간의 거리를 검출하는 디텍터;를 포함하는 재단장치에 관계한다.
본 발명에 따른 재단장치는, 제품의 양측 단부의 위치를 확인하는 디텍터에 의해 제품의 치수를 실시간으로 측정하고 절단헤드를 통해 재단함으로써, 재단되는 제품의 모든 부분을 측정하여 불량부분을 검출할 수 있으므로 재단된 완성품의 불량률이 감소될 수 있다.
또한, 디텍터가 카메라 및 디스플레이를 통해 제품의 단부위치를 확인하여 연산부를 통해 절대치수를 검출하므로 제품의 절대치수를 정밀하게 검출할 수 있다.
특히, 단부거리 검출수단이 디스플레이의 기준선과 제품 단부 사이에 배치된 디스플레이의 픽셀 수를 통해 단부거리를 검출하므로 더욱 정밀하게 단부거리를 측정할 수 있다.
또, 카메라가 슬라이더와 함께 슬라이더 이동수단에 의해 제품의 양단부로 제각기 이동하므로 제품의 폭에 유동적으로 대응할 수 있으며, 이동거리 검출수단에 의해 카메라의 이동거리가 검출되므로 이동거리 및 단부거리를 통해 절대치수를 측정할 수 있다.
이에 더하여, 이동거리 검출수단이 리니어스케일 및 스케일헤드를 통해 슬라이더의 이동위치를 확인하므로 카메라의 이동거리를 유동없이 검출할 수 있다.
또한, 슬라이더 이동수단이 전자기력을 제공하여 슬라이더를 이동시키는 고정자 및 이동자로 구성되므로, 슬라이더의 반복적인 직선운동에 대한 정밀성이 향상될 수 있다.
덧붙여, 오차검출수단에 의해 슬라이더에 대한 카메라의 설치오차가 검출되어 연산부에 제공되고, 연산부가 이동거리와 단부거리 및 설치오차를 연산하여 제품의 절대치수를 검출하므로 절단되는 제품의 불량률이 더욱 감소될 수 있다.
또한, 절단헤드를 이동시키면서 제품을 절단시키는 헤드드라이버가 크로스이동유닛에 의해 크로스레일을 따라 절단헤드와 함께 이동하는 크로스슬라이더로 구성되므로 절단헤드가 안정적으로 이동하면서 제품에 레이저빔을 조사할 수 있다.
또, 크로스슬라이더가 구동모터에 의해 회전하는 리드스크류의 회전에 따라 크로스레일의 길이방향을 따라 이동하면서 절단헤드를 이동시키므로, 절단헤드가 유동없이 이동하면서 제품을 절단할 수 있다.
더욱이, 모션드라이버에 의해 레이저빔 발생기와 절단헤드 및 헤드드라이버가 한꺼번에 이동할 수 있으므로 제품의 절단위치에 따라 능동적으로 이동할 수 있다.
구체적으로, 리니어 전동기가 리니어 레일을 따라 이동하면서 모션프레임을 제품의 절단위치로 이동시키므로, 레이저빔 발생기와 절단헤드 및 헤드드라이버가 신속하면서 정밀하게 이동할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 재단장치를 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 재단장치를 나타내는 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 헤드드라이버를 나타내는 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 디텍터를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 재단장치를 나타내는 평면도.
도 6은 도 5에 도시된 디텍터를 나타내는 부분확대도.
이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 구현예들에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 재단장치는 도 1 및 도 2에 에 도시된 바와 같이, 이송유닛(3)과 레이저빔 발생기(5), 그리고 절단헤드(10)와 헤드드라이버(15) 및 디텍터(20)를 포함하여 구성된다.
이송유닛(3)은 디스플레이 패널에 적용되는 박막필름과 같은 제품(F)이 장착되는 이송프레임(1)을 가지며, 이송프레임(1)에 장착된 제품(F)을 연속적으로 이송시키는 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외부 몸체를 형성하여 지지골격을 제공하며, 제품(F)을 절단하기 위한 가공라인 상에 설치된다.
이송프레임(1)은 원단형태의 제품(F)이 권취된 권취롤러(1a)가 일측에 설치되고, 권취롤러(1a)로부터 풀려서 공급되는 제품(F)을 평판상태로 펴는 댄싱롤러(DR)가 설치되며, 제품(F)을 디스플레이 패널에 부합되도록 재단하기 위하여 설정된 길이로 로딩시키는 로딩기(LO)가 마련된다.
더불어 이송프레임(1)은 제품(F)을 긴장시키면서 절단위치로 안내하는 다수의 안내롤러(1b)가 설치되며, 재단이 완료된 제품(F)이 적재되는 적재기(H)가 일측에 마련된다. 또한, 이송프레임(1)은 제품(F)의 레이저 절단시 발생되는 흄(fume)을 외부로 배출하는 미도시된 배기덕트가 마련된다.
한편, 제품(F)은 전술한 바와 같이 원단형태로 권취되어 연속적으로 공급됨과 달리, 단품형태로 형성되어 순차적으로 공급될 수도 있다.또한, 제품(F)은 입체영상을 구현하기 위한 미도시된 패턴라인이 표면에 다수 형성된 박막필름으로 구성될 수도 있다.
레이저빔 발생기(5)는 이송프레임(1)에 설치되어 제품(F)을 절단하기 위한 레이저빔(RV)을 발생시키는 부재로써, 내부 구성은 통상적인 레이저빔 발생기와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 이러한 레이저빔 발생기(5)는 도 3에 도시된 바와 같이 일측에 마련된 리플렉터(5a)를 통해 후술되는 절단헤드(10)로 레이저빔(RV)을 공급한다.
절단헤드(10)는 이송프레임(1)에 설치되어 레이저빔 발생기(5)에 의해 공급되는 레이저빔(RV)을 제품(F)에 조사하여 제품(F)을 절단하는 부재이다.여기서, 절단헤드(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 레이저빔 발생기(5)에서 발생되어 리플렉터(5a)에 의해 편광상태로 반사되는 레이저빔(RV)을 집광하여 제품(F)에 조사한다.
헤드드라이버(15)는 레이저빔(RV)을 조사하는 절단헤드(10)를 제품(F)의 폭방향으로 수평이동시키면서 제품(F)을 재단하기 위한 수단으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 크로스레일(150)과 크로스슬라이더(170) 및 크로스이동유닛(190)을 포함하여 구성된다.
크로스레일(150)은 절단헤드(10)를 제품(F)의 폭방향으로 이동시키기 위한 부재로써, 도 3에 도시된 바와 같이 제품(F)의 폭을 가로지르는 형태로 이송프레임(1)에 설치되어 절단헤드(10)가 일측에 결합되며, 결합된 절단헤드(10)를 이동시키기 위한 슬롯(150a)이 길이방향으로 마련된다.즉, 크로스레일(150)은 절단헤드(10)가 이동가능하게 결합된다.
크로스슬라이더(170)는 크로스레일(150)에 이동가능하게 설치되어 절단헤드(10)와 함께 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동하면서 절단헤드(10)를 제품(F)의 폭방향으로 수평이동시키는 부재로, 도 3에 도시된 바와 같이 크로스레일(150)에 내장되며, 크로스레일(150)의 길이방향으로 형성된 슬롯(150a)을 통해 절단헤드(10)에 연결된다.
크로스이동유닛(190)은 크로스슬라이더(170)에 구동력을 제공하여 크로스슬라이더(170)를 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동시키는 수단으로, 도 3에 도시된 바와 같이 크로스레일(150)의 길이방향으로 설치되어 크로스슬라이더(170)에 교합되는 리드스크류(191)와, 리드스크류(191)의 단부에 설치되어 리드스크류(191)를 회전시키는 구동모터(193)를 포함한다.
따라서, 크로스이동유닛(190)은 구동모터(193)의 구동에 의해 리드스크류(191)가 회전하면서 크로스슬라이더(170)를 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동시킴으로써, 절단헤드(10)를 제품(F)의 폭방향으로 이동시킨다.
결론적으로, 절단헤드(10)는 크로스이동유닛(190)에 의해 이동하는 크로스슬라이더(170)와 함께 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동하면서 레이저빔(RV)을 제품(F)에 조사함으로써, 설정된 길이로 로딩된 제품(F)을 재단한다.
이와 달리, 크로스이동유닛(190)은 전자기력을 통해 크로스슬라이더(170)를 이동시키는 통상의 리니어모터로 구성될 수도 있다.
디텍터(20)는 이송프레임(1)에 설치되어 제품(F)의 치수를 측정하는 수단으로써, 제품(F)의 양측 단부를 확인하여 제품(F)의 폭방향이나 길이방향의 치수를 검출하거나 제품(F)상의 일부구간의 거리를 검출하며, 도 4에 도시된 바와 같이 검출기프레임(200)과 카메라(210), 디스플레이(230)와 단부거리 검출수단 및 연산부(240)를 포함하여 구성된다.
이러한 디텍터(20)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 절단헤드(10)의 전방에 설치되어 절단헤드(10)로 진입하는 제품(F)의 치수를 측정하며, 도시된 바와 달리 절단헤드(10)의 후방에 설치되어 절단헤드(10)에 의해 절단된 제품(F)의 치수를 측정할 수도 있다.
검출기프레임(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 이송되는 제품(F)을 가로지르는 방향으로 이송프레임(1)에 설치되어 제품(F)이 하부로 통과하는 게이트형태로 설치된다.
이러한 검출기프레임(200)은 도시된 바와 같이 이송프레임(1)에 마련되는 이동레일(200a)에 의해 제품(F)의 이송방향을 따라 이동가능하게 설치될 수 있으며, 이와 달리 이송프레임(1)에 고정된 형태로 설치될 수 있다.
카메라(210)는 검출기프레임(200)에 결합되어 제품(F)의 양측 단부를 촬영하거나 제품(F)의 일부구간의 양측 단부를 촬영하는 부재로써, 도 4에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 마련되어 양측 단부를 제각기 촬영한다.
이러한 카메라(210)는 제품(F)의 폭에 따라 설정된 간격으로 검출기프레임(200)에 고정되어 제품(F)의 양측 단부를 제각기 촬영할 수 있으며, 이와 달리, 복수 또는 단수로 마련되어 검출기프레임(200)에 이동가능하게 결합될 수도 있다. 이에 관해서는 후술한다.
디스플레이(230)는 카메라(210)에 의해 제각기 촬영된 제품(F)의 전체 또는 일부구간의 양측 단부의 위치를 영상을 현시하는 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이 카메라(210)와 케이블(CB)을 통해 연결될 수 있으며, 도시된 바와 달리 무선통신에 의해 연결될 수도 있다.
단부거리 검출수단은 카메라(210)에 의해 촬영되어 디스플레이(230)에 현시된 제품(F)의 단부위치와, 디스플레이(230)에 설정된 지점 간의 거리차를 통해 단부거리(α,β)를 검출하는 구성요소이다. 이러한 단부거리 검출수단은 기준선(231)을 지점으로 하여 단부거리(α,β)를 검출한다.
기준선(231)은 도 5에 도시된 바와 같이 카메라(210)에 연결된 디스플레이(230)의 정중앙에 제각기 형성되어 디스플레이(230)의 전체 픽셀을 제각기 양분하는 요소이다.
즉, 단부거리 검출수단은 카메라(210)에 의해 촬영되어 디스플레이(231)에 제각기 현시된 제품(F)의 양단부 위치와 기준선(231)의 단부거리(α,β)를 제각기 검출하며, 이때, 단부거리 검출수단은 디스플레이(230)에 현시된 기준선(231)과 제품(F)의 단부 사이에 배치된 픽셀 수를 통해 단부거리(α,β)를 검출한다. 따라서, 단부거리 검출수단은 디스플레이(230)의 제품(F)의 단부위치를 픽셀을 통해 정밀하게 검출할 수 있다.
연산부(240)는 단부거리 검출수단에 의해 검출된 단부거리(α,β) 및 카메라(210)의 위치를 연산하여 제품(F)의 폭방향이나 길이방향의 절대치수(W)를 검출하는 구성요소로써, 디스플레이(230) 및 카메라(210)에 연결되는 마이크로프로세서 및 메모리로 구성되며, 단부거리(α,β) 및 제품(F)에 따라 설정된 카메라(210)간의 간격(L)을 연산하여 절대치수(W)를 검출하고 저장한다.
따라서, 연산부(240)는 절단헤드(10)에 의해 재단되는 단위체의 제품(F)에 대한 절대치수(W)를 검출하는 동시에 검출된 데이터를 저장하며, 특히 제품(F)의 폭이 설정된 폭을 초과하거나 미달하는 불량부분을 검출하고, 검출된 불량부분이 포함된 단위체의 제품(F)에 관한 데이터를 저장한다.
한편, 본 발명의 디텍터(20)는 입체영상을 구현하기 위한 패턴라인(미도시)이 다수 형성된 제품(F)의 치수를 측정할 경우 제품(F)상의 일부구간 즉, 패턴라인의 측단부와 제품(F)의 단부 사이의 거리 또는 패턴라인과 또 다른 패턴라인 사이의 거리를 측정한다.
즉, 패턴라인은 제품(F)에 설정된 간격으로 형성되고, 특히 패턴라인이 제품(F)의 단부와 설정된 간격을 가지는바, 디텍터(20)는 다수의 패턴라인 중 측단의 패턴라인과 제품(F)의 단부 사이의 거리를 측정하거나, 패턴라인과 또 다른 패턴라인 사이의 거리를 측정하여 불량부분을 검출한다.
이때, 디텍터(20)는 전술한 카메라(210)를 통해 패턴라인의 측단부와 제품(F)의 단부를 촬영하고, 디스플레이(230)에 현시된 패턴라인과 제품(F) 단부의 사이에 배치된 픽셀 수를 통해 거리를 측정한다.
다른 한편, 본 발명의 디텍터(20)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 가이드레일(250), 슬라이더(260), 슬라이더 이동수단 및 이동거리 검출수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.
가이드레일(250)은 도시된 바와 같이 검출기프레임(200)의 길이방향을 따라 설치된다.
슬라이더(260)는 가이드레일(250)에 결합되어 가이드레일(250)을 따라 이동하며, 전술한 카메라(210)가 설치되어 카메라(210)를 제품(F)의 양단부로 이동시키는 부재이다. 이러한 슬라이더(260)는 도 4에 도시된 바와 같이 블록형태로 구성되고 한 쌍으로 마련되어 가이드레일(250)을 따라 제각기 이동하며, 도시된 바와 달리 단수로 마련되어 제품(F)의 양단부로 순차적으로 이동할 수도 있다. 이때, 슬라이더(260)는 가이드레일(250)과 마찰을 감소시키는 미도시된 롤러가 마련될 수도 있다.
슬라이더 이동수단은 슬라이더(260)를 가이드레일(250)을 따라 이동시키는 구성요소이다. 즉, 이동수단은 한 쌍의 슬라이더(260)를 제품(F)의 폭방향의 양단부측으로 제각기 이동시키는 수단으로써, 고정자(281) 및 이동자(283)를 포함하여 구성된다.
고정자(281)는 가이드레일(250)의 길이방향을 따라 고정되어 자기력을 제공하는 부재이다. 이러한 고정자(281)는 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 자석(281a)이 연속적으로 배열되어 자기력을 제공한다.
여기서, 자석(281a)은 영구자석 또는 전원에 의해 자기력을 제공하는 전자석으로 구성될 수 있다.
이동자(283)는 한 쌍의 슬라이더(260)에 제각기 고정되어 자기력을 제공한다. 여기서, 이동자(283)는 고정자(281)와 서로 다른 극성의 자기력을 제공하여 서로 밀어내는 척력을 발생시킨다. 이러한 이동자(283)는 고정자(281)가 영구자석으로 구성될 경우 전자석으로 구성되며, 이와 달리 고정자(281)가 전자석으로 구성될 경우 영구자석으로 구성되어 고정자(281)와 서로 다른 극성의 자기력을 제공한다.
즉, 슬라이더 이동수단은 이동자(283)가 고정자(281)와 서로 다른 극성의 자기력을 제공하여 척력을 발생시켜서 발생된 척력에 의해 이동하는 리니어모터 시스템으로 구성될 수 있다. 따라서, 슬라이더 이동수단은 전자기력을 제공하여 슬라이더를 이동시키므로, 슬라이더(260)의 반복적인 직선운동에 대한 정밀성이 향상될 수 있다.
이동거리 검출수단은 슬라이더 이동수단에 의해 가이드레일(250)을 따라 이동하는 슬라이더(260)의 이동위치를 확인하여 카메라(210)의 이동거리(L) 즉, 카메라(210)간의 간격(L)을 검출하는 요소로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 리니어스케일(271) 및 스케일헤드(273)를 포함하여 구성될 수 있다.
리니어스케일(271)은 슬라이더(260)의 이동위치를 현시하는 것으로, 가이드레일(250)의 길이방향을 따라 전술한 검출기프레임(200)에 고정될 수 있다. 리니어스케일(271)은 유리재 또는 금속재로 구성되며, 도시된 바와 같이 일정한 간격으로 눈금(411)이 마련된다. 이러한 눈금(411)은 10㎛ 또는 20㎛ 간격으로 마련되어 슬라이더(260)의 이동위치를 정밀하게 현시할 수 있다.
스케일헤드(273)는 슬라이더(260)에 마련되어 슬라이더(260)와 함께 이동하면서 리니어스케일(271)의 눈금(411)을 감지하여 카메라(210)의 이동거리(L)를 검출한다. 이러한 스케일헤드(273)는 예컨대, 리니어스케일(271)의 눈금(411)을 지나가면서 mm당 50 내지 2500펄스 또는 그 이상의 펄스를 읽어들여 직선거리로 환산하면서 슬라이더(260)의 이동위치 및 이동거리를 확인한다. 즉, 스케일헤드(273)는 리니어스케일(271)을 통해 슬라이더(260)의 이동위치를 확인할 수 있으며, 이에 따라 슬라이더(260)와 함께 제각기 이동하는 카메라(210)의 이동거리(L) 즉, 카메라간의 간격(L)을 검출할 수 있다.
따라서, 전술한 연산부(240)는 이동거리(L) 및 전술한 단부거리(α,β)의 연산을 통해 더욱 정밀하게 제품(F)의 절대치수(W)를 검출할 수 있다.
한편, 이동거리 검출수단은 원점세팅수단을 더 포함할 수 있다.
원점세팅수단은 슬라이더(260)의 이동위치를 확인하는 스케일헤드(273)에 베이스포인트(275)를 제공하여 이동거리를 초기화시키는 구성요소이다.
베이스포인트(275)는 도 5에 도시된 바와 같이 리니어스케일(271)의 어느 한 지점에 형성되고, 슬라이더(260)와 함께 이동하는 스케일헤드(273)를 초기화시키는 것으로서, 홀센서나 리밋센서와 같은 감지센서로 구성될 수 있다.
즉, 슬라이더(260)는 베이스포인트(450)를 기준으로 제품(F)의 양단부로 제각기 이동하면서 스케일헤드(273) 및 리니어스케일(271)를 통해 이동거리(L)를 확인한다.
다른 한편, 본 발명의 디텍터(20)는 도 6에 도시된 바와 같이 오차검출수단을 더 포함하여 구성될 수 있다. 오차검출수단은 슬라이더(260)에 설치된 카메라(210)의 설치오차를 검출하여 전술한 연산부(240)에 제공하는 구성요소이다.
오차검출수단은 조립산포나 치수산포에 의해 슬라이더(260)에 설치된 카메라(210)의 설치오차(e1), 즉 카메라(210)의 촬영중심 및 슬라이더(260)의 중심과의 차이를 검출한다. 이러한 오차검출수단은 슬라이더(260)의 중심에 일치되도록 가이드레일(250)이나 리니어스케일(271)에 일직선의 선으로 표시되어 카메라(210)에 의해 촬영가능하게 표시된 오차검출선(290)을 통해 설치오차(e1)를 검출한다.
오차검출선(290)은 도시된 바와 같이 카메라(210)에 의해 촬영되어 디스플레이(230)에 현시된다. 이때, 오차검출수단은 디스플레이(230)의 중앙에 형성되는 전술한 기준선(231)과 오차검출선(290)의 거리 차를 측정하여 카메라(210)의 설치오차(e1)를 검출하여 전술한 연산부(240)에 제공한다. 물론, 오차검출수단은 디스플레이(230)의 기준선(231)과 오차검출선(290)의 사이에 배치된 픽셀 수를 통해 설치오차(e1)를 측정한다.
따라서, 디텍터(20)는 연산부(240)를 통해 전술한 이동거리(L) 및 단부거리(α,β)를 연산하면서 오차검출수단에서 검출된 설치오차(e1)를 연산하여 더욱 정밀하게 제품(F)의 절대치수(W)를 측정하여 제품(F)의 불량부분을 검출할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 재단장치는 모션드라이버(30)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
모션드라이버(30)는 전술한 레이저빔 발생기(5)와 절단헤드(10) 및 헤드드라이버(15)를 이송프레임상에서 한꺼번에 수평이동시키기 위한 수단으로, 도 3에 도시된 바와 같이 모션프레임(310)과 리니어 레일(330) 및 리니어 전동기(350)를 포함하여 구성된다.
모션프레임(310)은 도 3에 도시된 바와 같이 레이저빔 발생기(5)와 절단헤드(10) 및 헤드드라이버(15)가 일면에 장착된 판상의 부재이다.
리니어 레일(330)은 이송프레임(1)에 제품(F)의 길이방향을 따라 설치되며, 모션프레임(310)이 결합되어 이동하는 부재이다.
리니어 전동기(350)는 리니어 레일(330)을 따라 모션프레임(310)을 이동시키는 부재로써, 모션프레임(310)의 하부에 일체적으로 고정되어 리니어 레일(330)에 안착되며, 전자기력을 발행하여 리니어 레일(330)을 따라 이동하면서 모션프레임(310)을 수평이동시킨다.
따라서, 모션드라이버(30)는 제품(F)에 따라 재단되는 절단위치의 설정을 변경할 경우, 레이저빔 발생기(5)와 절단헤드(10) 및 헤드드라이버(15)를 이송프레임상에서 제품(F)의 길이방향으로 한꺼번에 이동시키면서 제품(F)을 절단하기 위한 설정된 위치로 이동시킨다.
상기와 같은 구성부위를 포함하는 본 발명에 따른 재단장치의 작동을 설명한다.
박막필름과 같은 제품(F)은 이송프레임(1)에 마련된 권취롤(1a)에서 풀린 후 댄싱롤러(DR)를 거치면서 평판상태로 펴지고, 로딩기(LO)에 의해 설정된 길이로 절단헤드(10)의 하부에 로딩된 후 정지한다.
이때, 디텍터(20)는 절단헤드(10)의 전방이나 후방에서 제품(F)의 절대치수(W)를 측정하면서 제품(F)의 불량부분을 검출한다.
로딩되는 제품(F)의 절대치수(W)를 측정할 경우, 먼저 디텍터(20)는 도 5에 도시된 바와 같이 카메라(210)를 슬라이더(260)와 함께 제품(F)의 양단부로 이동시키고, 이동거리 검출수단을 통해 카메라(210)의 이동거리(L) 즉, 카메라(210)간의 간격(L)을 산출한다.
이때, 한 쌍의 슬라이더(260)는 고정자(281) 및 이동자(283) 사이에 발생되는 척력에 의해 카메라(210)를 제품(F)의 양단부로 제각기 이동시킨다. 그리고, 스케일헤드(273)는 슬라이더(260)와 함께 가이드레일(250)을 따라 이동하면서 리니어스케일(271)의 눈금(271a)을 감지하여 확인되는 슬라이더(260)의 이동위치를 통해 카메라(210)의 이동거리(L)를 산출한다.
즉, 리니어스케일(271) 및 스케일헤드(273)는 카메라(210)의 이동거리(L)를 산출하여 제품(F)의 대략적인 폭을 산출한다.
또한, 디텍터(20)는 제품(F)의 양단부로 이동한 카메라(210)를 통해 제품(F)의 단부위치를 산출한다.
이때, 카메라(210)는 도 5에 도시된 바와 같이 제품(F)의 양단부를 제각기 촬영하며, 디스플레이(230)는 각각의 카메라(210)를 통해 제각기 촬영된 제품(F)의 양단부의 위치를 제각기 현시한다.
그리고, 단부거리 검출수단은 카메라(210)에 의해 촬영된 제품(F)의 양측 단부와 카메라(210) 사이의 단부거리(α,β)를 산출한다. 여기서, 단부거리 검출수단은 디스플레이(230)의 전체 픽셀의 중앙을 기준선(231)으로 인식하고, 디스플레이(230)에 현시된 제품(F)의 단부 위치와 기준선(231)의 사이에 배치된 픽셀의 수를 통해 단부거리(α,β)를 산출한다.
연산부(240)는 이동거리 검출수단에 의해 산출된 카메라(210)의 이동거리(L) 및 단부위치 검출수단에 의해 산출된 단부거리(α,β)를 연산하여 제품(F)의 절대치수(W)를 산출하여 저장한다.
여기서, 연산부(240)는 도 5에 도시된 바와 같이 제품(F)의 일단부의 단부거리(α)가 기준선(231)을 초과하므로 이동거리(L)에 더하며, 제품(F)의 타단부의 단부거리(β)가 기준선(231)에 미달하므로 이동거리(L)로부터 빼서 제품(F)의 절대치수(W)를 산출하여 저장한다.
따라서, 디텍터(20)는 제품(F)의 절대치수(W)를 정확하게 측정할 수 있다.
예컨대, 카메라(210)의 이동거리(L)가 500mm이고, 제품(F) 일단부의 단부거리(α)가 기준선(231)으로 부터 10mm 초과하며, 제품(F) 타단부의 단부거리(β)가 기준선(231)으로부터 20mm 미달할 경우,
절대치수(W) = 500(L) + 10(α) - 20(β) 의 연산식이 성립되어 490mm의 절대치수(W)가 검출된다.
한편, 오차검출수단은 도 6에 도시된 바와 같이 슬라이더(260)에 대한 카메라(210)의 설치오차(e1)를 검출하여 연산부(240)에 제공한다.
따라서, 디텍터(20)는 연산부(240)를 통해 카메라(210) 간의 이동거리(L) 및 제품(F)의 단부거리(α,β)를 연산할 때, 설치오차(e1)와 함께 연산하여 제품(F)의 절대치수(W)를 산출한다.
예컨대, 일단부의 카메라(210)가 슬라이더(260)의 중심에 대하여 5mm 미달하는 설치오차(e1) 및 타단부의 카메라(210)가 슬라이더(260)의 중심에 대하여 10mm 초과하는 설치오차(e1)가 오차검출수단에 의해 검출된 경우,
절대치수(W) = 500(L) + 10(α) - 20(β) - 5(e1) + 10(e1) 의 연산식이 성립되어 495mm 절대치수(W)가 검출된다.
따라서, 디텍터(20)는 더욱 정확하게 제품(F)의 절대치수(W)를 측정할 수 있다.
여기서, 검출된 부분의 절대치수(W)가 설정된 제품(F)의 폭보다 미달하거나 초과할 경우, 즉 불량부분으로 검출될 경우, 불량부분이 포함된 제품(F)의 구간이 연산부(240)에 저장된다.
한편, 제품(F)에 입체영상을 구현하기 위한 패턴라인이 형성된 경우, 디텍터(20)는 디스플레이(230)에 현시된 패턴라인과 제품(F) 단부의 사이에 배치된 픽셀 수를 통해 치수를 측정하여 연산부(240)를 통해 측정된 치수를 저장하면서, 불량부분이 포함된 제품(F)의 데이터를 저장한다.
디텍터(20)에 의해 측정이 완료된 제품(F)은 절단헤드(10)에서 조사되는 레이저빔(RV)에 설정된 폭으로 의해 절단된다.
이때, 절단헤드(10)는 구동모터(193) 및 리드스크류(191)에 의해 이동하는 크로스슬라이더(170)가 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동하면서 레이저빔(RV)을 제품(F)에 조사함으로써, 설정된 길이로 로딩된 제품(F)을 재단한다.
재단이 완료된 단위체의 제품(F)은 적재기(H)에 적재되어 공정이 완료된다.여기서, 적재된 단위체의 제품(F)은 절대치수(W)에 관한 데이터가 연산부(240)에 저장되어 있으며, 특히 불량부분이 포함된 단위제품(F)의 데이터가 저장되어 있으므로, 단위필름의 절단과 같은 후공정시 불량부분만의 정확한 제거가 가능하여 완성품의 불량률이 감소될 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 의한 재단 장치는, 제품(F)의 양측 단부의 위치를 확인하는 디텍터(20)에 의해 제품(F)의 폭방향 또는 길이방향의 치수를 실시간으로 측정하고 절단헤드(10)를 통해 절단함으로써, 제품(F)의 모든 부분을 측정하여 불량부분을 검출할 수 있으므로, 재단된 완성품의 불량률이 감소될 수 있다.
또한, 절단헤드(10)를 이동시키면서 제품(F)을 절단시키는 헤드드라이버(15)가 크로스이동유닛(190)에 의해 크로스레일(150)을 따라 절단헤드(10)와 함께 이동하는 크로스슬라이더(170)로 구성되므로 절단헤드(10)가 안정적으로 이동하면서 제품(F)에 레이저빔(RV)을 조사할 수 있다.
또, 크로스슬라이더(170)가 구동모터(193)에 의해 회전하는 리드스크류(191)의 회전에 따라 크로스레일(150)의 길이방향을 따라 이동하면서 절단헤드(10)를 이동시키므로, 절단헤드(10)가 유동없이 이동하면서 제품(F)을 절단할 수 있다.
또한, 디텍터(20)가 카메라(210) 및 디스플레이(230)를 통해 제품(F)의 단부위치를 확인하여 연산부(240)를 통해 절대치수(W)를 검출하므로 제품(F)의 절대치수(W)를 정밀하게 검출할 수 있다.
특히, 단부거리 검출수단이 디스플레이(230)의 기준선(231)과 제품(F) 단부 사이에 배치된 디스플레이(230)의 픽셀 수를 통해 단부거리(α,β)를 검출하므로 더욱 정밀하게 단부거리(α,β)를 측정할 수 있다.
또, 카메라(210)가 슬라이더(260)와 함께 이동수단에 의해 제품(F)의 양단부로 제각기 이동하므로 제품의 폭에 유동적으로 대응할 수 있으며, 이동거리 검출수단에 의해 카메라(210)의 이동거리(L)가 검출되므로 이동거리(L) 및 단부거리(α,β)를 통해 절대치수(W)를 측정할 수 있다.
이에 더하여, 이동거리 검출수단이 리니어스케일(271) 및 스케일헤드(273)를 통해 슬라이더(260)의 이동위치를 확인하므로 카메라(210)의 이동거리(L)를 유동없이 검출할 수 있다.
또한, 이동수단이 전자기력을 제공하여 슬라이더(260)를 이동시키는 고정자(281) 및 이동자(283)로 구성되므로, 슬라이더(260)의 반복적인 직선운동에 대한 정밀성이 향상될 수 있다.
덧붙여, 오차검출수단에 의해 슬라이더(260)에 대한 카메라(210)의 설치오차(e1)가 검출되어 연산부(240)에 제공되고, 연산부(240)가 이동거리(L)와 단부거리(α,β) 및 설치오차(e1)를 연산하여 제품(F)의 절대치수(W)를 검출하므로 재단되는 제품(F)의 불량률이 더욱 감소될 수 있다.
더욱이, 모션드라이버(30)에 의해 레이저빔 발생기(5)와 절단헤드(10) 및 헤드드라이버(15)가 한꺼번에 이동할 수 있으므로 제품(F)의 절단위치에 따라 능동적으로 이동할 수 있다.
구체적으로, 리니어 전동기(350)가 리니어 레일(330)을 따라 이동하면서 모션프레임(310)을 제품(F)의 절단위치로 이동시키므로, 레이저빔 발생기(5)와 절단헤드(10) 및 헤드드라이버(15)가 신속하면서 정밀하게 이동할 수 있다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
본 발명은 이송되는 박막필름의 치수를 실시간으로 정확하게 측정한 후 절단하거나 절단된 박막필름의 치수를 측정함으로써 박막필름의 불량부분을 검출할 수 있으므로, 박막필름이 부착되는 디스플레이 패널을 생산하는 분야에 적용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 순차적으로 이송되는 제품을 설정된 길이로 재단하는 재단장치에 있어서,
    상기 제품이 장착되어 이송되는 이송프레임을 가지며, 상기 이송프레임에 장착된 상기 제품을 일측에서 타측을 향해 이송시키면서 이송된 상기 제품을 설정된 길이로 로딩하여 정지시키는 이송유닛;
    상기 이송프레임에 마련되고, 상기 제품을 재단하기 위한 레이저빔을 발생기키는 레이저빔 발생기;
    상기 레이저빔 발생기에 연결되고, 상기 레이저빔 발생기에 의해 공급된 상기 레이저빔을 상기 제품에 조사하는 절단헤드;
    상기 이송프레임에 설치되어 상기 절단헤드가 결합되고, 상기 레이저빔을 조사하는 상기 절단헤드를 상기 제품의 폭방향으로 수평이동시키면서 설정된 길이로 로딩된 상기 제품을 절단하는 헤드드라이버; 및
    상기 이송프레임에 설치되어 상기 제품의 치수를 측정하며, 상기 제품의 양측 단부를 각각 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품의 폭방향이나 길이방향의 치수를 검출하거나, 상기 제품상의 일부구간의 양측 단부를 확인하여 확인된 양측 단부의 위치를 통해 상기 제품상의 일부구간의 거리를 검출하는 디텍터;를 포함하는 재단장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 디텍터는,
    상기 이송프레임에 상기 제품을 가로지르는 형태로 설치되는 검출기프레임;
    상기 검출기프레임에 설치되어 상기 제품의 양측 단부를 각각 촬영하거나, 상기 제품상의 일부구간의 양측 단부를 촬영하는 카메라;
    상기 카메라에 의해 촬영된 상기 제품의 양측 단부 또는 상기 제품상의 일부구간의 양측 단부의 위치를 현시하는 디스플레이;
    상기 디스플레이에 현시된 상기 제품의 양측 단부의 위치 또는 상기 세품상의 일부구간의 양측 단부의 위치와, 상기 디스플레이에 설정된 지점과의 거리차를 통해 단부거리를 검출하는 단부거리 검출수단; 및
    상기 단부거리 검출수단에 의해 검출된 상기 단부거리 및 상기 카메라의 위치를 연산하여 상기 제품의 치수를 연산하거나, 상기 제품상의 일부구간의 거리를 연산하는 연산부;를 포함하는 재단장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 단부거리 검출수단은,
    상기 카메라의 영상이 현시되는 상기 디스플레이의 전체 픽셀을 양분하는 기준선;을 포함하며,
    상기 기준선과 상기 디스플레이에 현시된 상기 제품의 단부 또는 상기 제품상의 일부구간의 단부 사이에 배치된 상기 픽셀의 수를 통해 상기 단부거리를 검출하는 것을 특징으로 하는 재단장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 디텍터는,
    상기 검출기프레임을 따라 설치되는 가이드레일;
    상기 가이드레일에 이동가능하게 결합되며, 상기 카메라가 설치되어 상기 카메라와 함께 이동하는 적어도 하나의 슬라이더;
    상기 슬라이더를 상기 가이드레일을 따라 이동시키는 슬라이더 이동수단; 및
    상기 가이드레일을 따라 상기 슬라이더와 함께 이동하는 상기 카메라의 이동거리를 검출하고, 검출된 상기 이동거리를 상기 연산부로 제공하는 이동거리 검출수단;을 더 포함하는 재단장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 슬라이더 이동수단은,
    상기 가이드레일의 길이방향을 따라 고정설치되어 자기력을 제공하는 고정자; 및
    상기 슬라이더에 설치되고, 상기 고정자와 서로 다른 극성의 자기력을 제공하면서 상기 슬라이더를 이동시키는 이동자;를 포함하는 재단장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 이동거리 검출수단은,
    상기 가이드레일에 마련되어 상기 슬라이더의 이동위치를 현시하는 리니어스케일; 및
    상기 리니어스케일을 감지하면서 상기 슬라이더와 함께 이동하여 상기 카메라의 이동거리를 검출하는 스케일헤드;를 포함하는 재단장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 디텍터는,
    상기 디스플레이로 촬영된 영상을 전송하는 상기 카메라의 설치오차를 검출하여 상기 연산부에 제공하는 오차검출수단;을 더 포함하는 재단장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 오차검출수단은,
    상기 카메라에 촬영가능하게 표시된 오차검출선을 상기 카메라가 촬영하고, 촬영된 상기 오차검출선이 현시되는 상기 디스플레이의 전체 픽셀의 중앙을 기준선으로 하여, 상기 기준선과 상기 오차검출선의 거리차를 통해 상기 설치오차를 검출하는 것을 특징으로 하는 재단장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드드라이버는,
    상기 제품의 폭을 가로지르는 형태로 상기 이송프레임에 설치되며, 일측에 상기 절단헤드가 이동가능하게 결합되는 크로스레일;
    상기 크로스레일에 이동가능하게 설치되고, 상기 절단헤드와 함께 상기 크로스레일의 길이방향을 따라 이동하면서 상기 절단헤드를 상기 제품의 폭방향으로 수평이동시키는 크로스슬라이더; 및
    상기 크로스슬라이더에 구동력을 제공하여 상기 크로스슬라이더를 상기 크로스레일의 길이방향을 따라 이동시키는 크로스이동유닛;을 포함하는 재단장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 크로스이동유닛은,
    상기 크로스슬라이더에 교합된 상태로 상기 크로스슬라이더의 길이방향을 따라 설치되는 리드스크류; 및
    상기 리드스크류의 단부에 설치되어 상기 리드스크류를 회전시켜 상기 크로스슬라이더를 상기 리드스크류를 따라 이동시키는 구동모터;를 포함하는 재단장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송프레임에 설치되고, 상기 레이저빔 발생기와 상기 절단헤드 및 상기 헤드드라이버를 상기 이송프레임상에서 한꺼번에 수평이동시키는 모션드라이버;를 더 포함하는 재단장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 모션드라이버는,
    상기 레이저빔 발생기와 상기 절단헤드 및 상기 헤드드라이버가 장착되는 모션프레임;
    상기 이송프레임에 상기 제품의 길이방향을 따라 설치되는 리니어 레일;
    상기 모션프레임에 일체적으로 고정되어 상기 리니어 레일에 안착되며, 전자기력을 발생하여 상기 리니어 레일을 따라 이동하면서 상기 모션프레임을 수평이동시키는 리니어 전동기;를 포함하는 재단장치.
PCT/KR2012/001169 2011-02-25 2012-02-16 재단장치 WO2012115388A2 (ko)

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