KR100990444B1

KR100990444B1 - 디스플레이 윈도우용 박판유리의 연마장치 및 연마공정 시스템

Info

Publication number: KR100990444B1
Application number: KR1020100013419A
Authority: KR
Inventors: 조상현; 백성현
Original assignee: 주식회사 태백지디에스
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2010-10-29

Abstract

본 발명은 디스플레이 윈도우(Display Window)용 박판유리의 연마 장치에 관한 것으로, 박판유리를 연삭가공하기 위한 연삭휠; 상기 연삭휠의 중심축과 고정 연결되어 상기 연삭휠을 회전시키는 모터구동부; 상기 모터구동부를 지지하고, 상기 모터구동부의 XYZ 방향으로 이동 가능하도록 하는 XYZ 스테이지; 및 상기 연삭휠과 일정거리로 하부에 이격되고, 상기 XYZ 스테이지와 고정 연결되는 상기 박판유리의 형상에 따라 가공을 유도하는 모방휠을 포함한다.
이와 같은 본 발명을 제공하면, X, Y, Z,각도를 조정할 수 있는 스테이지를 통해 정확한 센터 위치와 직각으로 박판유리의 면삭과 면취가 동시에 연마를 할 수 있게 되며 박판유리의 각 연마 면이 보다 정밀하고 일정한 형태로 신속하게 제작될 수 있는 효과가 있다,
또한, 연마된 각 면이 정밀할 뿐만 아니라, Chipping이 발생하지 않아 수율향상과 고품질의 디스플레이 윈도우(Display Window) 박판유리를 얻을 수 있으며, 전 공정이 자동화 시스템으로 진행되므로 인해 생산력과 작업효율이 증대되고, 강화 시 품질을 향상시키는 또 다른 효과가 있다.

Description

디스플레이 윈도우용 박판유리의 연마장치 및 연마공정 시스템{THIN CLASS POLISHING DEVICE FOR DISPLAY WINDOW, AND POLISHING PROCESS SYSTEM}

본 발명은 디스플레이 윈도우(Display Window)용 박판유리의 연마장치 및 연마공정 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 휴대폰의 디스플레이 윈도우(Display Window)용 박판유리를 제조하기 위해 그 외면을 연마하기 위한 새로운 연마 장치 및 이를 이용한 연마공정 시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 휴대폰, 내비게이션, PDF, MP3 등과 같은 소형 전자제품에서 작동상태 등을 표시하는 디스플레이 창으로서 얇고 투명한 유리재질의 판재가 사용된다. 또한, 이러한 소형의 모바일 또는 단말기의 터치패드 등에 강화유리 등이 사용되기도 한다.

이러한 소형 유리판재(이하 '박판유리'라 함)는 그 가공과정에서 많은 주의를 기울여야 하는 특징이 있는데, 정밀한 가공은 물론이고 가공과정에서 최대한 스트레스를 적게 주어야 하고, 능률적인 가공속도 등도 필요로 한다.

일반적으로 박판유리를 면삭이나 면취를 할 때에는 흡착기 상에 올려놓은 상태에서 일정한 속도로 회전시키면서 박판유리의 각 면에 다이아몬드 휠을 접촉시켜 연삭하도록 되어 있다.

이때, 가장 이상적인 연마상태를 얻기 위해서는 다이아몬드 휠의 수직 중심축 면과 유리의 절삭면이 수평과 수직으로 만날 때 가장 품질이 좋은 이상적인 형태로 연마될 수 있는바, 홀 에구리 등 굴곡진 면이 형성된 박판유리는 다이아몬드 휠과의 접촉상태를 직각으로 유지시키기가 어려워 고품질의 제품을 얻기가 매우 어려운 문제점을 내포하고 있다.

종래의 이러한 면삭장치들을 보면 그 장치구조의 특성상 많은 문제점을 갖는데, 가공대상인 판재를 면삭장치의 베이스에 적층시킨 다음 상부에서 압력을 가하여 적층된 판재를 압박하여 주고 그 측면을 휠 형태의 면삭공구가 이동하면서 측면을 가공하는 작용 즉 면삭하는 작용을 실시하는데, 박판유리의 상부를 압박하는 장치가 고정되어 있으므로 판재의 4방향을 측면을 한번에 가공할 수 없어서 한쪽 측면 또는 두쪽 측면을 먼저 가공한 다음 압박장치를 이동시키거나 판재의 방향을 바꾼 다음 다시 나머지 방향의 측면을 가공하는 과정을 거쳐야 했던 것이다.

또한, 종래 박판유리의 연마 방법을 살펴보면, 기존의 연마기술은 절단된 박판유리를 사람의 손으로 직접 각 면을 면삭 및 면취를 하거나, 이송장치를 사용하여 자동으로 공급하여 박판유리의 면삭과 면취가 동시에 완료된다고 하더라도 박판유리와 연마 툴 간의 정확한 위치를 맞출 수가 없어 디스플레이 윈도우(Display Window) 박판유리의 각 면삭 면과 면취 면이 일정한 형태로 제작될 수 없어 고품질의 박판유리을 얻을 수 없고, 연마된 각 면이 정교하지도 않을 뿐 아니라, 면취된 각 면이 불균일하고 생산력과 작업효율이 떨어지고 연마시 치핑(Chipping)이 발생하여 스트레스성 응력의 문제점과 미세 크랙이 발생하여 강화에 문제점의 원인을 제공하기도 한다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 과제는, 기존에는 각각의 공정이 분리되어 있던 공정을 하나의 테이블 위에서 이루어지게 함으로써 면삭 면과 면취 면이 균일한 제품과 신속하게 생산할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한 면삭과 면취된 각 면이 보다 정밀할 뿐만 아니라, 고품질의 디스플레이 윈도우(Display Window) 박판유리를 생산할 수 있고, 수율을 향상시킬 수 있으며, 연마 시 응력과 크랙의 발생을 저지함으로써 강화 시 품질을 향상시키도록 함을 또 다른 목적으로 한다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 박판유리를 연삭가공하기 위한 연삭휠; 상기 연삭휠의 중심축과 고정 연결되어 상기 연삭휠을 회전시키는 모터구동부; 상기 모터구동부를 지지하고, 상기 모터구동부의 XYZ 방향으로 이동 가능하도록 하는 XYZ 스테이지; 및 상기 연삭휠과 일정거리로 하부에 이격되어 고정 연결되고, 가공할 형상의 모방캠과 맞닿아 회전하면서 상기 가공할 형상대로 가공하도록 상기 연삭휠의 움직임을 유도하는 모방휠을 포함한다.

여기서, 상기 모터 구동부는 에어모터와, 상기 에어모터를 취부할 수 있는 지그를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 또 다른 특징은 연마장치가 공정단계별 박판유리 연마장치가 원형으로 복수개 배열되어 있고 회전 가능한 연마장치부; 가공할 박판유리를 안착시키는 연마지그 모듈이 상기 연마장치와 대응되어 복수개가 원형으로 배열되어 있는 박판유리 지지부; 상기 박판유리 지지부를 상기 원형의 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 하는 구동부를 포함하되, 상기 연마지그 모듈은 상하 이동이 가능하고, 축을 중심으로 회전이 가능하여 상기 연마장치부와의 접촉위치를 조정하는 것이다.

여기서, 상기 연마장치는, 고정된 박판유리를 연삭가공하기 위한 연삭휠; 상기 연삭휠의 중심축과 고정 연결되어 상기 연삭휠을 회전시키는 모터구동부; 상기 모터구동부를 지지하고, 상기 모터구동부의 XYZ 방향으로 이동 가능하도록 하는 XYZ 스테이지; 및 상기 연삭휠과 일정거리로 하부에 이격되어 고정 연결되고, 가공할 형상의 모방캠과 맞닿아 회전하면서 상기 가공할 형상대로 가공하도록 상기 연삭휠의 움직임을 유도하는 모방휠을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 모터 구동부는 에어모터와, 상기 에어모터를 취부할 수 있는 지그를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 가공해야 할 박판유리가 복수개 적재되어 있는 적재부 및 상기 적재부에서 출고되어 상기 연마장치로 상기 적어도 하나의 박판유리를 이송하는 이송장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

더하여, 상기 연마지그 모듈은 상기 박판유리를 지지하는 지지대와, 상기 박판유리가 연마될 형상을 갖는 모방캠과, 상기 지지대를 고정하는 파워록 및 하우징을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 지지대는 래진(RESIN)을 재질로 하고, 상기 박판유리를 흡착하기 위해 일정 간격을 두고 진공흡착 할 수 있는 관통공이 복수개 형성된 것이 바람직하며, 상기 모발휠은 상기 모방캠과 접촉하여 상기 모방캠의 형상에 따라 움직이는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명을 제공하면, 이송장치를 통해 자동으로 공급된 박판유리는 면삭 및 면취 모듈의 내부에 자동으로 공급되어 장착된 X, Y, Z,각도를 조정할 수 있는 스테이지를 통해 정확한 센터 위치와 직각으로 박판유리의 면삭과 면취가 동시에 연마를 할 수 있게 되며 이 후 이송장치에 의해 자동으로 인출되도록 함으로써 박판유리의 각 연마 면이 보다 정밀하고 일정한 형태로 신속하게 제작될 수 있는 효과가 있다,

또한, 연마된 각 면이 정밀할 뿐만 아닐, Chipping이 발생하지 않아 수율향상과 고품질의 Display Window 박판유리를 얻을 수 있으며, 전 공정이 자동화 시스템으로 진행되므로 인해 생산력과 작업효율이 증대되고, 연마 시 스트레스 응력과 미세 크랙의 발생을 시키지 않음으로써 강화 시 품질을 향상시키는 또 다른 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 박판유리 연마 지그모듈 및 연마 장치의 구성을 예시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 박판유리 또는 박판유리를 연삭가공하기 위한 연마공정 시스템을 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 실시예로서, 적재부에서 공정시스템으로 박판유리가 이송 연결되는 구조를 나타낸 도면이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 박판유리 연마지그 모듈 및 연마 장치의 구성을 예시한 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 연마지그 모듈은 한축선상에 박판유리(10)를 가공하기 위해 안착시키거나 지지하는 지지대, 가공할 형상을 갖는 모방캠(211), 상기 지지대를 고정하는 파워록(212) 및 하우징(213)이 순서대로 조립되어 있다. 모방캠(211)의 형상대로 박판유리(10)가 연마되므로 모방캠(211)과 박판유리(10)간의 정확한 중심을 만들어 주기 위해서 위치 클램프로 모방캠(211)과 박판유리(10)를 동시에 클램프를 한다. 그렇게 되면 연마지그 모듈(200) 위에 있던 박판유리(10)가 모방캠(211)의 형상에 따라 위치를 잡게 된다. 위치가 결정되면 위치클램프의 실린더는 후진을 하게 된다.

파워록(212)과 연결되어 있는 기어와 턴테이블(50)에 있는 기어가 물려 있어 모터로 구동하는 턴테이블(50) 기어가 회전하게 되면 일정한 속도로 연마지그 모듈(200)이 회전하게 된다.

여기서, 지지대는 박판유리(10) 또는 박판유리(10)가 손상되지 않도록 일정 연성을 갖는 레진(RESIN)과 같은 재질이 바람직하고, 지지대에는 박판유리(10)를 안착하고 지지할 수 있도록 진공흡착이 가능하도록 하는 복수개의 관통공이 형성된다. 관통공으로 연결된 외부의 진공펌프가 공기를 흡입하여 박판유리(10)를 흡착시키는 구조이다.(도시하지 않음)

그리고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 박판유리(10) 연마장치의 구성은, 박판유리(10)를 연삭가공하기 위한 연삭휠(104); 상기 연삭휠(104)의 중심축과 고정 연결되어 상기 연삭휠(104)을 회전시키는 모터구동부; 상기 모터구동부를 지지하고, 상기 모터구동부의 XYZ 방향으로 이동 가능하도록 하는 XYZ 스테이지(108); 및 상기 연삭휠(104)과 일정거리로 하부에 이격되어 고정 연결되고, 가공할 형상의 모방캠(211)과 맞닿아 회전하면서 상기 가공할 형상대로 가공하도록 상기 연삭휠(104)의 움직임을 유도하는 모방휠(110)을 포함한다.

구체적으로, 연마 모듈의 구성을 보면 박판유리(10)를 연마하는 다이아몬드휠인 연삭휠(104)과 같은 축선상에 연삭휠을 고정하는 연삭휠 파워록(105)과 에어모터(air vane motor)(106)로 구성되어 있고 에어모터(106)를 취부할 수 있는 지그(115)와 지그의 위치를 정밀 조정하기 위하여 X, Y 및 z 방향의 위치조정과 각도를 조정할 수 있는 XYZ 스테이지(108)가 달려 있으며 조정장치에는 마이크로 미터(107)가 장착되어 있다.

그리고, 연삭휠(104)과 같은 축선상 아래에는 모방캠(211)의 형상에 따라 움직이는 모방휠(110)이 장착되어 있다. 즉, 모방캠(211)이 회전함에 따라 맞닿아 있는 모방휠(110)은 가공 형상인 모방캠(211)의 형상에 따라 움직이게 되고 모방휠(110)과 같은 축선상에 있는 연삭휠(104)은 에어모터(107)가 고속 회전함에 따라 박판유리(10)를 가공 형상과 같이 연마하게 된다.

이와 같이, 박판유리(10) 지지부와 연마장치가 인접하여 가공을 수행하게 되는데, 지지부의 연마지그 모듈(200)이 일정한 속도로 회전하게 되면 박판유리(10)와 동일 평면상에 있던 연마 모듈의 연삭휠(104)인 연삭휠(104)이 회전을 하게 되고 연삭휠(104)을 박판유리(10)에 일정한 힘으로 밀게 되면 면삭이 이루어 지게 된다. 이때 연삭휠(104)의 회전속도는 2000rpm에서 5000rpm사이에서 회전을 하면서 가공이 이루어진다

도 2는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 박판유리(10) 또는 박판유리(10)를 연삭가공하기 위한 연마공정 시스템을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 실시예로서, 적재부(500)에서 공정시스템으로 박판유리(10)가 이송 연결되는 구조를 나타낸 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 연마 공정 시스템은 연마장치가 공정단계별 박판유리(10) 연마장치가 원형으로 복수개 배열되어 있고 회전 가능한 연마장치부; 가공할 박판유리(10)를 안착시키는 연마지그 모듈(200)이 상기 연마장치와 대응되어 복수개가 원형으로 배열되어 있는 박판유리(10) 지지부; 상기 박판유리(10) 지지부를 상기 원형의 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 하는 구동부를 포함하되, 상기 연마지그 모듈(200)은 상하 이동이 가능하고, 축을 중심으로 회전이 가능하여 상기 연마장치부와의 접촉위치를 조정하는 것이 특징이다.

여기서, 연마장치부는 상술한 복수개의 연마장치(100)가 원형으로 배열되어 있고, 이 연마장치(100)에 각각에 대응되는 복수개의 연마지그 모듈(200)이 다시 원형으로 배열되어 있으며, 복수개의 연마지그 모듈(200)은 공정 시스템의 중심축을 중심으로 회전하면서 이동하여 연마공정을 각각 달리하여 진행하는 연속공정 시스템이다.

본 발명의 시스템은 복수개의 연마지그 모듈(200)을 회전시키기 위해 턴테이블(50) 형태의 구동모터(60)를 구비하여, 구동모터(60)와 공정 시스템의 베이스에 설치된 톱니(65)와 맞물려 구동모터(60)의 회전을 통해 상기 복수개의 연마지그 모듈(200)을 회전시키게 된다. 이처럼 각각의 공정점은 조금씩 가공의 종류, 정도 등이 서로 다른 공정을 수행하게 하여 턴테이블(50)의 회전을 통하여 특정한 박판유리(10)가 단계별로 공정을 수행할 수 있도록 하는 연속공정 시스템이다.

그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 컨베이어를 통해 이송되는 박판유리(10)는 3개가 한조를 이루어 컨베이어로 이송되는데 PLC 제어를 통하여 일정한 거리를 이송하게 되면 컨베이어는 정지하게 된다. 정확한 위치를 결정하기 위해서 컨베이어 하단에 있던 스톱퍼는 박판유리(10)가 가까이 다가왔을 때 상승하게 되고 여기에 각각의 박판유리(10)는 멈추게 된다. 이때 상승은 상하로 움직이는 실린더로 인해서 상승하게 된다.(도시하지 않음)

또한 스톱퍼로 인하여 연마지그 모듈(200)과 정확한 수평을 이루게 되고 컨베이어가 동작을 멈추게 되면 스톱퍼는 다시 하강을 하게 된다. 정지된 박판유리(10)에 상하로 움직이는 실린더로 인하여 흡착패드는 하강이 되고 진공 펌프가 작동하게 되어 박판유리(10)를 흡착하게 된다. 흡착패드 모듈의 구성으로는 흡착패드를 상하로 움직이는 실린더, 연마지그 모듈(200)와 같은 위치를 만드는 회전실린더, 배출할 때 위치 결정하는 회전실린더와 연마지그 모듈(200)로 박판유리(10)를 이송하는 실린더로 구성되어 있다.

흡착한 박판유리(10)가 상승을 하게 되면 각각의 연마지그 모듈(200)의 위치가 다르기 때문에 실린더를 이용하여 흡착패드를 회전시킨다, 이때 회전각도는 약20도이다. 로딩이 완료되면 직선 운동을 하는 이송장치(400)가 이동하여 연마지그 모듈(200) 상단까지 이송하게 되고 상하운동을 하는 실린더가 다시 하강을 하면서 연마지그 모듈(200)에 박판유리(10)를 안착시키고 흡착패드에 전공이 멈추면 다시 상승을 한 다음 직선운동 실린더가 원상복귀를 한다. 이때 박판유리(10)의 상단에는 흡착패드 모듈이 박판유리(10)의 센터에 위치해 있다.

연마지그 모듈(200)은 이송된 박판유리(10)를 흡착하게 되고 다음 공정으로 턴테이블(50)이 회전하게 된다. 이때 이송장치(400)는 둥근 턴테이블(50) 형태로 되어 있는데 테이블 전체가 회전하게 되어있으며 그 위에 연마지그 모듈(200)이 복수개 설치되어 있다. 턴테이블(50)은 안착, 위치결정, 황삭, 중삭, 정삭, 면취 순으로 이루어져 있다. 공정이 끝나면 60도의 각도로 다음 공정으로 회전을 한다. 턴테이블(50)의 회전은 하단면에 턴테이블(50)과 고정되어 있는 기어(19)와 기어를 구동시키는 모터(20)가 장착되어 있어서 일정한 속도로 턴테이블(50)을 회전시키게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 연마공정 시스템(300)을 제공하게 되면, 이송장치(400)를 통해 자동으로 공급된 박판유리(10)는 면삭 및 면취 모듈의 내부에 자동으로 공급되어 장착된 X, Y, Z,각도를 조정할 수 있는 XYZ 스테이지(108)를 통해 정확한 센터 위치와 직각으로 박판유리(10)의 면삭과 면취가 동시에 연마를 할 수 있게 되며 이 후 이송장치(400)에 의해 자동으로 인출되도록 함으로써 박판유리(10)의 각 연마 면이 보다 정밀하고 일정한 형태로 신속하게 제작될 수 있는 효과가 있다,

또한, 연마된 각 면이 정밀할 뿐만 아닐, Chipping이 발생하지 않아 수율향상과 고품질의 Display Window 박판유리(10)를 얻을 수 있으며, 전 공정이 자동화 System으로 진행되므로 인해 생산력과 작업효율이 증대되고, 연마 시 스트레스 응력과 미세 크랙의 발생을 시키지 않아 강화 시 품질을 향상시키는 효과가 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10: 박판유리, 50: 턴테이블, 60: 모터, 65: 톱니,
100: 연마장치, 104:연삭휠, 105: 연삭휠 파워록, 106: 에어모터,
108: XYZ 스테이지 110: 모방휠, 115: 지그,
200: 연마지그 모듈, 211: 모방캠, 212: 파워록, 213: 하우징, 214: 기어,
300: 연마공정 시스템, 400: 이송장치, 500: 적재부

Claims

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박판유리를 가공하는 연마장치가 원형으로 복수개 배열되어 있고 회전 가능한 연마장치부;
가공할 박판유리를 안착시키는 연마지그 모듈이 상기 연마장치와 대응되어 복수개가 원형으로 배열되어 있는 박판유리 지지부;
상기 박판유리 지지부를 상기 원형의 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 하는 구동부를 포함하되,
상기 연마지그 모듈은 상기 박판유리의 상하 위치 조정이 가능하고, 상기 박판유리를 회전 가능하도록 하여 상기 연마장치부의 연삭휠과 상기 박판유리의 접촉 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 박판유리 연마공정 시스템.
제4항에 있어서,
상기 연마장치는, 고정된 박판유리를 연삭가공하기 위한 연삭휠; 상기 연삭휠의 중심축과 고정 연결되어 상기 연삭휠을 회전시키는 모터구동부; 상기 모터구동부를 지지하고, 상기 모터구동부의 XYZ 방향으로 이동 가능하도록 하는 XYZ 스테이지; 및 상기 연삭휠과 일정거리로 하부에 이격되어 고정 연결되고, 가공할 형상의 모방캠과 맞닿아 회전하면서 상기 가공할 형상대로 가공하도록 상기 연삭휠의 움직임을 유도하는 모방휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판유리 연마공정 시스템.
제5항에 있어서,
상기 모터 구동부는 에어모터와,
상기 에어모터를 취부할 수 있는 지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판유리 연마공정 시스템.
삭제
제5항에 있어서,
상기 가공해야 할 박판유리가 복수개 적재되어 있는 적재부 및 상기 적재부에서 출고되어 상기 연마장치로 상기 적어도 하나의 박판유리를 이송하는 이송장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박판유리 연마공정 시스템.
제5항에 있어서,
상기 연마지그 모듈은 상기 박판유리를 지지하는 지지대와, 상기 박판유리가 연마될 형상을 갖는 모방캠과, 상기 연삭휠을 고정하는 연삭휠 파워록 및 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판유리 연마공정 시스템.
제9항에 있어서,
상기 지지대는 래진(RESIN)을 재질로 하고, 상기 박판유리를 흡착하기 위해 일정 간격을 두고 진공흡착 할 수 있는 관통공이 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 박판유리 연마공정 시스템.
제9항에 있어서,
상기 모방휠은 상기 모방캠과 접촉하여 상기 모방캠의 형상에 따라 움직이는 것을 특징으로 하는 박판유리 연마공정 시스템.