KR101632725B1

KR101632725B1 - 시트 절단 장치

Info

Publication number: KR101632725B1
Application number: KR1020140091263A
Authority: KR
Inventors: 이세용; 배성호; 신기봉
Original assignee: (주)엔에스
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2016-06-22
Also published as: KR20160010200A

Abstract

본 발명은 시트 절단 장치에 관한 것으로서, 시트 원단을 길이 방향으로 이송하는 시트 이송 유닛, 시트 원단에 길이 방향을 따라 마련된 가상의 절단 예정선을 따라 레이저를 조사하여 시트 원단을 미리 설정된 폭으로 절단하는 절단 헤드; 및 시트 원단을 비접촉식으로 진공 흡착하여, 레이저가 조사되는 시트 원단의 가공점을 레이저의 초점에 배치하는 진공 패드를 포함한다.
이에 따라 본 발명에 의하면, 시트 원단의 가공점을 레이저의 초점에 계속적으로 배치할 수 있으므로, 시트 원단의 절단면의 품질을 균일하게 유지할 수 있다.

Description

시트 절단 장치{Cutting apparatus for sheet}

본 발명은 시트 절단 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 필름과 같은 시트형 제품들은 시트 원단을 제조하는 원단 제조 공정, 및 시트 원단을 실제로 사용하는 크기로 절단하는 절단 공정을 통해 제조된다. 원단 제조 공정을 통해 제조된 시트 원단은 롤 형태로 권취 롤러에 권취되어 저장되며, 절단 공정은 권취 롤러로부터 연속적으로 풀려서 공급된 시트 원단을 절단하여 수행된다.

시트 원단에 대한 절단 공정을 수행하기 위하여, 종래에는 목형 절단 방식을 이용하여 시트 원단을 절단하였다. 목형 절단 방식은 미리 정해진 절단 공간을 갖는 틀 안에 다양한 종류의 칼날을 배치한 후 칼날을 이용하여 시트 원단을 절단하는 방식으로서, 고속 가공을 수행할 수 있다는 장점을 가진다. 그런데, 목형 절단 방식은, 대형의 목형을 제작하는데 어려움이 따르며, 절단면의 품질이 떨어지고, 연삭 공정과 세정 공정 등 추가적인 공정이 요구됨으로 인해 생산 비용이 증가되는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 목형 절단 방식의 문제점을 해결하기 위하여, 비접촉 및 클린 가공이 가능한 레이저 절단 방식이 제안되었다. 레이저 절단 방식으로 시트 원단을 절단할 경우에, 절단면의 품질을 균일하게 유지하기 위해서는 레이저가 조사되는 시트 원단의 가공점이 레이저의 초점에 배치되어야 한다.

그런데, 시트 원단을 이송하는 각각의 이송 롤러로부터 시트 원단에 인가되는 장력이 서로 불균형을 이루고, 이송 롤러 기타 부품으로부터 발생한 진동이 시트 원단에 전달되고, 시트 원단의 연실률이 부분적으로 서로 상이하다는 등의 여러 가지 원인으로 인하여 시트 원단의 가공점을 레이저의 초점에 배치하는데 어려움이 따른다. 이로 인해, 레이저 절단 방식을 채용한 종래의 시트 절단 장치는, 절단면의 품질이 균일하지 못하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이저가 조사되는 시트 원단의 가공점을 레이저 초점에 계속적으로 배치할 수 있도록 구조를 개선한 시트 절단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치는, 시트 원단을 길이 방향으로 이송하는 시트 이송 유닛, 상기 시트 원단에 길이 방향을 따라 마련된 가상의 절단 예정선을 따라 레이저를 조사하여 상기 시트 원단을 미리 설정된 폭으로 절단하는 절단 헤드; 및 상기 시트 원단을 비접촉식으로 진공 흡착하여, 상기 레이저가 조사되는 상기 시트 원단의 가공점을 상기 레이저의 초점에 배치하는 진공 패드,를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 절단 헤드와 상기 진공 패드는 상기 시트 원단을 기준으로 서로 반대 측에 설치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 진공 패드는 중심점이 상기 가공점과 마주보게 설정된 가상의 다각형의 꼭지점들에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 가상의 다각형은 중심점과 동일한 거리만큼 이격된 3개의 꼭지점들을 갖는 정삼각형이며, 상기 꼭지점들 중 어느 하나는, 상기 가공점보다 상기 시트 원단의 길이 방향으로 상류 측에 상기 절단 예정선과 대면하게 설정되고, 상기 꼭지점들 중 나머지 둘은, 상기 가공점보다 상기 시트 원단의 길이 방향으로 하류 측에 상기 절단 예정선을 따라 절단된 상기 시트 원단의 절단면과 대면하지 않게 설정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 진공 패드를 상기 시트 원단의 폭 방향으로 왕복 이송하는 패드 이송 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 레이저에 의해 상기 시트 원단이 절단될 때 상기 시트 원단으로부터 발생되는 부산물을 흡입하여 제거하는 석션을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 석션은, 상기 시트 원단을 기준으로 상기 절단 헤드와 반대 측에 상기 가공점과 대면하게 설치되며, 상기 진공 패드는, 상기 석션의 내부 공간에 설치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 절단 헤드와 상기 가공점 사이의 거리를 실시간으로 측정하는 거리 측정 센서를 더 포함하며, 상기 진공 패드는, 상기 거리 측정 센서에 의하여 측정된 상기 절단 헤드와 상기 가공점 사이의 거리에 따라 상기 시트 원단에 인가하는 진공압의 크기를 조절하여 상기 가공점을 상기 레이저의 초점에 배치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치는, 시트 원단을 길이 방향으로 이송하는 시트 이송 유닛; 상기 시트 원단에 폭 방향을 따라 마련된 가상의 절단 예정선을 따라 레이저를 조사하여 상기 시트 원단을 미리 설정된 길이로 절단하는 절단 헤드; 및 상기 시트 원단을 비접촉식으로 진공 흡착하여, 상기 레이저가 조사되는 상기 시트 원단의 가공점을 상기 레이저의 초점에 배치하는 진공 패드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 진공 패드는 중심선이 상기 절단 예정선과 평행을 이루게 설정된 가상의 다각형의 꼭지점들에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 꼭지점들은 각각, 상기 절단 예정선을 따라 절단된 상기 시트 원단의 절단면과 대면하지 않게 설정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 절단 헤드를 상기 시트 원단의 폭 방향으로 왕복 이송하는 헤드 이송 유닛, 및 상기 진공 패드를 상기 시트 원단의 폭 방향으로 왕복 이송하는 패드 이송 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시트 절단 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 시트 원단을 레이저로 절단할 때 레이저가 조사되는 시트 원단의 가공점을 레이저의 초점에 계속적으로 배치할 수 있으므로, 시트 원단의 절단면의 품질을 균일하게 유지할 수 있다.

둘째, 시트 원단을 비접촉 방식으로 진공 흡착 가능한 진공 패드를 이용하여 시트 원단의 가공점을 레이저의 초점에 배치할 수 있으므로, 진공 패드와 시트 원단이 접촉되어 진공 패드가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

셋째, 시트 원단의 가공점을 중심으로한 미리 정해진 범위의 국부 영역만 선택적으로 진공 흡착하여 시트 원단의 가공점을 레이저의 초점에 배치할 수 있으므로, 효율성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 부분 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 부분 측면도.
도 4는 일반적인 시트 절단 장치에 있어서, 시트 원단의 가공점이 레이저의 초점에 벗어난 양상을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 진공 패드의 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 패드 이송 유닛의 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 부분 측면도.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 진공 패드의 배치 방법을 설명하기 위한 개념도 및 부분 사시도.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치를 이용하여 시트 원단의 가공점을 레이저의 초점에 배치한 양상을 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 원단 절단 장치의 개략도.
도 13은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 부분 사시도.
도 14는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 패드 이송 유닛의 사시도.
도 15는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 부분 측면도.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 진공 패드의 배치 방법을 설명하기 위한 개념도 및 부분 사시도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 개략도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 부분 사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 부분 측면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(1)는, 공급 롤러(12) 기타 각종 부품의 설치 공간을 제공하는 프레임(10), 공급 롤러(12)로부터 공급된 시트 원단(F)을 절단 위치로 이송하는 시트 이송 유닛(20), 시트 원단(F)에 레이저(RV)를 조사하여 시트 원단(F)을 미리 설정된 폭으로 절단하는 레이저 조사 유닛(30), 시트 원단(F)의 절단면(C)으로부터 발생된 부산물을 흡입하여 제거하는 석션(40), 시트 원단(F)을 진공 흡착하여 레이저(RV)가 조사되는 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치하는 진공 패드(50), 레이저 조사 유닛(30)의 절단 헤드(34)를 시트 원단(F)의 폭 방향으로 이송하는 헤드 이송 유닛(60), 및 절단 헤드(34)와 시트 원단(F)의 가공점(P) 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 센서(미도시)를 포함한다.

프레임(10)은 각종 부품들의 설치 공간을 제공한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임(10)은 롤 형태로 권취된 시트 원단(F)을 연속적으로 풀어서 공급하는 공급 롤러(12), 및 미리 정해진 폭으로 절단된 시트 원단(F)을 다시 롤 형태로 권취하는 캡처 롤러(14)를 포함할 수 있다. 공급 롤러(12)가 공급 가능한 시트 원단(F)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 시트 원단(F)은 디스플레이 패널용 박막필름 원단일 수 있다.

시트 이송 유닛(20)은 공급 롤러(12)에 의하여 공급된 시트 원단(F)을 레이저 조사 유닛(30)의 절단 헤드(34)와 대응하는 절단 위치로 이송하고, 절단 헤드(34)에 의하여 절단이 완료된 시트 원단(F)을 다시 캡처 롤러(14)로 이송할 수 있다. 이를 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 시트 이송 유닛(20)은 공급 롤러(12)와 캡처 롤러(14) 사이에 설치되며, 시트 원단(F)을 이송하는 복수의 이송 롤러(22)를 포함한다.

레이저 조사 유닛(30)은 시트 이송 유닛(20)의 이송 경로 상에 설치되며, 시트 원단(F)을 미리 정해진 폭으로 레이저 절단한다. 이를 위하여, 레이저 조사 유닛(30)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저(RV)를 생성하여 방출하는 레이저 발생기(32), 및 레이저 발생기(32)로부터 전달받은 레이저(RV)를 절단 위치로 이송된 시트 원단(F)에 길이 방향을 따라 조사하여 시트 원단(F)을 미리 정해진 폭으로 절단하는 다수의 절단 헤드(34)를 포함한다.

레이저 발생기(32)는 헤드 이송 유닛(60)의 베이스 플레이트(62)의 상면에 설치되며, 각각의 절단 헤드(34)는 헤드 이송 유닛(60)의 크로스 레일(64)에 시트 원단(F)의 폭 방향을 따라 이동 가능하게 설치된다. 레이저 발생기(32)와 절단 헤드(34) 사이에는 레이저(RV)를 반사하여 레이저(RV)의 경로를 변경할 수 있는 적어도 하나의 리플렉터(36)가 설치될 수 있다. 따라서, 레이저 발생기(32)로부터 방출된 레이저(RV)는 리플렉터(36)에 의해 경로가 변경되어 절단 헤드(34)로 전달될 수 있다. 이와 같이 레이저 조사 유닛(30)이 마련됨에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 절단 헤드(34)는 후술할 헤드 이송 유닛(60)에 의하여 절단 예정선(E)과 대응하는 절단 위치로 이송된 상태에서, 절단 예정선(E)을 따라 레이저(RV)를 조사하여 시트 원단(F)을 미리 정해진 폭으로 절단할 수 있다. 여기서, 절단 예정선(E)이란 시트 원단(F)을 미리 정해진 폭으로 절단하기 위하여 시트 원단(F)에 길이 방향을 따라 설정된 가상의 라인을 말한다.

석션(40)은 레이저(RV)에 의하여 시트 원단(F)이 절단될 때 시트 원단(F)의 절단면(C)으로부터 발생되는 연기(fume) 기타 부산물을 흡입하여 제거한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 절단 헤드(34)가 설치되는 경우에는, 이에 대응하여 다수의 석션(40)이 설치될 수 있다. 각각의 석션(40)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 시트 원단(F)의 가공점(P)들 중 어느 하나와 대면하도록 시트 원단(F)의 하측에 설치되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것으로 아니다. 즉, 각각의 석션(40)은 절단 헤드(34)와 동일한 측에 위치하도록 시트 원단(F)의 상측에 설치될 수도 있다.

진공 패드(50)는 절단 위치로 이송된 시트 원단(F)을 비접촉식으로 진공 흡착하여 레이저(RV)가 조사되는 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치한다. 즉, 진공 패드(50)는 시트 원단(F)이 진공 패드(50) 쪽으로 당겨지도록 시트 원단(F)을 비접촉식으로 진공 흡착함으로써, 시트 원단(F)의 가공점(P)과 절단 헤드(34) 사이의 거리를 조절하여 시트 원단(F)의 가공점(P)을 절단 헤드(34)로부터 조사되는 레이저(RV)의 초점(f)에 배치할 수 있다.

진공 패드(50)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 시트 원단(F)의 절단면(C)으로부터 발생한 부산물이 내부로 유입되지 않도록 석션(40)의 내부 공간에 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 진공 패드(50)도 석션(40)과 마찬가지로 시트 원단(F)을 기준으로 절단 헤드(34)와 반대 측에 설치되는 것이다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 진공 패드(50)도 석션(40)과 마찬가지로 절단 헤드(34)와 동일한 측에 위치하도록 시트 원단(F)의 상측에 설치될 수도 있다.

헤드 이송 유닛(60)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 절단 헤드(34)를 이송하기 위한 각종 부품들이 설치되는 베이스 플레이트(62), 절단 헤드(34)의 이동을 안내하는 크로스 레일(64), 및 절단 헤드(34)를 시트 원단(F)의 폭 방향으로 이송하는 구동 부재(미도시)를 포함한다.

베이스 플레이트(62)는 프레임(10)을 시트 원단(F)의 폭 방향으로 가로지르게 프레임(10)의 상면에 설치된다. 크로스 레일(64)은 베이스 플레이트(62)를 시트 원단(F)의 폭 방향으로 가로지르게 베이스 플레이트(62)의 상면에 설치된다. 구동 부재는 크로스 레일(64)의 내부에 설치되며, 크로스 레일(64)의 일측면에 형성된 슬롯(66)을 통해 각각의 절단 헤드(34)와 결합되고, 각각의 절단 헤드(34)를 시트 원단(F)의 폭 방향으로 개별적으로 이동시킬 수 있다. 구동 부재의 구성은 특별히 한정되지 않으며, 절단 헤드(34)를 이송하기 위한 구동력을 제공하는 리니어 모터와 절단 헤드(34)의 이동을 안내하는 리니어 레일 등으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 헤드 이송 유닛(60)이 마련됨에 따라, 헤드 이송 유닛(60)은 다수의 절단 헤드(34)를 각각 시트 원단(F)에 마련된 다수의 절단 예정선(E) 중 어느 하나와 대응하는 절단 위치로 이송할 수 있다.

거리 측정 센서는 절단 헤드(34)에 설치되며, 절단 헤드(34)와 시트 원단(F)의 가공점(P) 사이의 거리를 실시간으로 측정할 수 있다. 거리 측정 센서로서 레이저 거리 측정 센서가 사용되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 진공 패드(50)는 거리 측정 센서에 의하여 측정된 절단 헤드(34)와 가공점(P) 사이의 거리에 따라 시트 원단(F)에 인가하는 진공압의 크기를 조절하여 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치시킬 수 있다.

도 4는 일반적인 시트 절단 장치에 있어서, 시트 원단의 가공점이 레이저의 초점(f)에 벗어난 양상을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 진공 패드의 단면도이다.

일반적으로, 시트 절단 장치는 시트 원단(F)을 다수의 이송 롤러를 이용하여 이송한다. 이송 롤러는 시트 원단(F)이 팽팽하게 당겨지도록 시트 원단(F)에 장력을 인가하여 시트 원단(F)을 긴장된 상태로 이송한다.

그런데, 각각의 이송 롤러가 시트 원단(F)에 인가하는 장력이 서로 상이하거나 또는 시트 원단(F)이 U자형으로 말리는 컬(curl) 현상이 발생함으로써, 시트 원단(F)에 느슨한 부분이 발생할 수 있다. 한편, 이송 롤러 기타 각종 부품들에서 발생한 진동이 시트 원단(F)에 전달되어 시트 원단(F)에 진동에 의한 떨림이 발생하거나 또는 시트 원단(F)의 연신률이 균일하지 못하여 두께가 상이한 영역이 발생할 수 있다.

이와 같이 여러 가지 원인으로 인하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 시트 원단(F)의 높이가 불균일해지면, 절단 헤드(H)로부터 방출된 레이저(RV)의 초점(f)에서 벗어난 상태로 시트 원단(F)의 가공점(P)에 레이저(RV)가 조사됨으로써 시트 원단(F)의 절단면(C)의 품질이 저하될 수 있다.

이를 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(1)는 진공 패드(50)를 이용하여 시트 원단(F)을 비접촉식으로 진공 흡착함으로써, 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치하는 것이다.

이러한 진공 패드(50)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 진공 패드(50)는 선회류를 이용한 싸이클론 방식의 진공 패드가 사용되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 진공 패드(50)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 중앙에 공급홀(54)이 형성된 본체(52), 공급홀(54)의 상부에 삽입되는 에어 가이드(56)를 포함한다. 외부의 에어 공급 장치(미도시)로부터 공급홀(54)의 하부로 공급된 고속의 압축 공기는 에어 가이드(56)에 의하여 본체(52)의 측방향으로 유도된 후 본체(52)의 상면 가장자리를 지나 외부로 배출된다. 이 때 본체(52)와 시트 원단(F) 사이에 형성된 배기 공간(58)에 위치한 공기는 본체(52)의 상면 가장자리로 배출되는 압축 공기가 일으키는 베르누이(Bernoulli) 효과로 인해 압축 공기와 합류되어 배출된다. 이로 인해 배기 공간(58)에 진공이 형성됨으로써 대기와의 압력차에 의한 진공압이 발생한다. 이와 같이 발생한 진공압에 의하여 시트 원단(F)은 진공 패드(50)에 진공 흡착되는 것이다. 여기서, 진공 패드(50)와 시트 원단(F) 사이에는 압축 공기의 배출 압력에 의한 간격(l)이 형성된다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 진공 패드(50)는 시트 원단(F)을 비접촉식으로 진공 흡착할 수 있다.

그런데, 시트 원단(F)에 작용하는 진공압은 진공 패드(50)와 시트 원단(F) 사이에 시트 원단(F)의 높이 방향으로 작용하므로, 시트 원단(F)이 비록 진공 패드(50)에 의하여 진공 흡착된 상태이더라도 시트 원단(F)의 높이 방향과 수직을 이루는 시트 원단(F)의 폭 방향 또는 길이 방향으로의 이동은 허용된다. 따라서, 시트 원단(F)은 진공 패드(50)에 의하여 진공 흡착된 상태로도 이송 롤러(22)에 의하여 시트 원단(F)의 길이 방향으로 이송될 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 패드 이송 유닛의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 부분 측면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(1)는 진공 패드(50)를 시트 원단(F)의 폭 방향으로 왕복 이송하는 패드 이송 유닛(70)을 더 포함할 수 있다. 또한, 패드 이송 유닛(70)은, 진공 패드(50)의 이동을 안내하는 리니어 레일(72), 및 리니어 레일(72)을 따라 슬라이딩 이동하면서 진공 패드(50)를 시트 원단(F)의 폭 방향으로 이송하는 다수의 리니어 모터(74)를 포함한다.

리니어 레일(72)은 시트 원단(F)의 하측에 시트 원단(F)을 폭 방향으로 가로지르게 설치된다. 각각의 리니어 모터(74)는 리니어 레일(72)의 상면에 안착되며, 석션(40)의 하면과 결합되고, 전가기력을 발생하여 리니어 레일(72)을 따라 시트 원단(F)의 폭 방향으로 개별적으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 따라서, 패드 이송 유닛(70)은 석션(40) 및 석션(40)의 내부 공간에 설치된 진공 패드(50)를 시트 원단(F)의 가공점(P)에 대응하는 위치로 이송할 수 있다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 진공 패드의 배치 방법을 설명하기 위한 개념도 및 부분 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(1)는, 진공 패드(50)를 이용하여 시트 원단(F)을 진공 흡착함으로써 절단 헤드(34)로부터 방출된 레이저(RV)가 조사되는 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치할 수 있다. 그런데, 진공 패드(50)가 시트 원단(F)의 가공점(P)과 직접적으로 대면하게 설치되는 경우에는, 시트 원단(F)의 절단면(C)에서 발생한 부산물이 진공 패드(50)로 유입되어 진공 패드(50)가 오염될 우려가 있다.

이를 해결하기 위하여, 진공 패드(50)는 다수개가 마련되어 중심점(O)이 시트 원단(F)의 가공점(P)과 동일한 축 상에 위치하게 설정된 가상의 다각형의 꼭지점들에 각각 배치될 수 있다. 진공 패드(50)를 배치하기 위한 가상의 다각형의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 가상의 다각형은, 중심점(O)이 시트 원단(F)의 가공점(P)과 동일한 축 상에 위치하고, 3개의 꼭지점들(A)이 각각 중심점(O)으로부터 동일한 거리만큼 이격된 정삼각형(T)일 수 있다. 이에 대응하여, 진공 패드(50)는 제1 패드(52), 제2 패드(54) 및 제3 패드(56) 등 총 3개가 마련되어 가상의 정삼각형(T)의 꼭지점들(A)에 각각 하나씩 배치될 수 있다. 즉, 각각의 석션(40)마다 내부 공간에 제1 패드(52), 제2 패드(54) 및 제3 패드(56) 등 총 3개의 진공 패드(50)가 설치되며, 제1 패드(52), 제2 패드(54), 및 제3 패드(56)는 각각 중심점(O)이 시트 원단(F)의 가공점(P)과 동일한 축 상에 위치하게 설정된 가상의 정삼각형(T)의 꼭지점들(A) 중 어느 하나에 배치되는 것이다.

이와 같이 제1 패드(52) 내지 제3 패드(56)가 배치됨에 따라, 제1 패드(52) 내지 제3 패드(56)는 각각 시트 원단(F)의 가공점(P)과 직접적으로 대면하지 않게 되므로, 시트 원단(F)의 절단면(C)에서 발생한 부산물에 의해 진공 패드(50)가 오염되는 것이 방지된다. 이에 더불어, 제1 패드(52) 내지 제3 패드(56)가 시트 원단(F)에 인가하는 진공압은 시트 원단(F)의 가공점(P)을 중심으로 균형을 이루게 되므로, 시트 원단(F)의 가공점(P)과 절단 헤드(34) 사이의 거리를 더욱 정밀하게 조절할 수 있다. 따라서, 시트 원단(F)의 가공점(P)을 절단 헤드(34)로부터 조사되는 레이저(RV)의 초점(f)에 정확하게 배치할 수 있으므로, 시트 원단(F)의 절단면(C)의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 절단 장치에 있어서, 미리 정해진 폭으로 절단된 시트 원단(F)은 이송 롤러(22)에 의하여 캡처 롤러(14)를 향해 이송된다. 그런데, 미리 정해진 폭으로 절단된 시트 원단(F)을 캡처 롤러(14)를 향해 이송하는 과정에서 진공 패드(50)가 시트 원단(F)의 절단면(C)과 직접적으로 대면하는 경우에는, 석션(40)에 완전히 흡입되지 못한채 시트 원단(F)의 절단면(C)에 남아 있던 일부 부산물이 시트 원단(F)의 절단면(C)과 대면하는 진공 패드(50)에 유입될 가능성이 있다.

이를 방지하기 위하여, 제1 패드(52) 내지 제3 패드(56) 중 시트 원단(F)의 가공점(P)보다 시트 원단(F)의 길이 방향으로 하류 측에 배치되는 패드는 시트 원단(F)의 절단면(C)과 직접적으로 대면하지 않게 배치되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 도 10에 도시된 바와 같이, 가상의 정삼각형(T)의 꼭지점들(A) 중, 제1 꼭지점(A1)은 시트 원단(F)의 가공점(P)보다 시트 원단(F)의 길이 방향으로 상류 측에 절단 예정선(E)과 대면하게 설정되고, 제2 꼭지점(A2)과 제3 꼭지점(A3)은 시트 원단(F)의 가공점(P)보다 시트 원단(F)의 길이 방향으로 하류 측에 시트 원단(F)의 절단면(C)과 대면하지 않도록 시트 원단(F)의 절단면(C)을 중심으로 서로 대칭을 이루게 설정된다.

이와 같이 가상의 정삼각형(T)이 설정된 상태에서, 제1 패드(52)는 제1 꼭지점(A1)에, 제2 패드(54)는 제2 꼭지점(A2)에, 제3 패드(56)는 제3 꼭지점(A3)에 각각 배치된다. 따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 폭으로 절단된 시트 원단(F)이 캡처 롤러(14)를 향해 이송될 때 제2 패드(54) 및 제3 패드(56)가 시트 원단(F)의 절단면(C)과 대면되지 않으므로, 부산물에 의해 제2 패드(54) 및 제3 패드(56)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치를 이용하여 시트 원단의 가공점을 레이저의 초점(f)에 배치한 양상을 나타내는 도면이다.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(1)를 이용한 시트 원단(F)의 절단 공정을 설명하기로 한다.

먼저, 헤드 이송 유닛(60)와 패드 이송 유닛(70)을 구동하여, 각각의 절단 헤드(34), 석션(40) 및 진공 패드(50)를 미리 정해진 공정 위치에 배치한다.

다음으로, 공급 롤러(12)를 구동하여, 롤 형태로 권취된 시트 원단(F)을 연속적으로 풀어서 공급한다.

이후에, 이송 롤러(22)를 구동하여, 시트 원단(F)을 절단 헤드(34)와 대응하는 절단 위치로 이송한다.

다음으로, 절단 헤드(34)를 구동하여, 시트 원단(F)에 길이 방향을 따라 설정된 가상의 절단 예정선(E)을 따라 레이저(RV)를 조사하여 시트 원단(F)을 미리 정해진 폭으로 절단한다. 이와 동시에 석션(40)과 진공 패드(50)를 이용하여, 시트 원단(F)의 절단면(C)에서 발생한 부산물을 제거하고, 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 위치시킨다.

도 11에 도시된 바와 같이, 시트 원단(F)의 하측에 설치된 진공 패드(50)를 구동하면, 진공 패드(50)는 가공점(P)을 중심으로한 시트 원단(F)의 국부 영역을 비접촉식으로 진공 흡착한다. 시트 원단(F)의 국부 영역이란, 진공 패드(50)가 제공하는 진공압에 의하여 진공 패드(50) 쪽으로 직간접적으로 당겨지는 영역을 말한다. 진공 패드(50)가 시트 원단(F)에 인가하는 진공압은, 시트 원단(F)을 평면을 이루도록 펴주며, 외부로부터 전달되는 진동으로 인한 시트 원단(F)의 떨림을 최소화시킨다.

그러므로, 도 11에 도시된 바와 같이, 진동으로 인한 떨림 기타 여러 가지 원인으로 인하여 시트 원단(F)의 높이가 불균일하더라도 진공 흡착된 시트 원단(F)의 국부 영역은 높이의 불균일이 최소화된 상태로 진공 패드(50)에 비접촉식으로 가고정된다. 따라서, 이를 이용하여 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치한 상태로 레이저 절단 작업을 수행할 수 있으므로, 시트 원단(F)의 절단면(C)의 품질을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 이송 롤러(22)를 구동하여, 미리 정해진 폭으로 절단된 시트 원단(F)을 캡처 롤러(14)로 이송할 수 있다.

이후에, 캡처 롤러(24)를 구동하여, 미리 정해진 폭으로 절단된 시트 원단(F)을 롤 형태로 권취하여 회수할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 개략도이며, 도 13은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 부분 사시도이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(2)는 시트 원단(F)을 미리 정해진 길이로 절단한다는 점에서, 시트 원단(F)을 미리 정해진 폭으로 절단하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(1)와 차이점을 갖는다. 이하에서는, 이러한 차이점을 중심으로 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(2)에 대하여 설명하며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(1)와 동일하거나 유사한 내용에 대한 설명은 생략하거나 또는 간략하게만 언급하기로 한다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(2)는, 공급 롤러(112) 기타 각종 부품의 설치 공간을 제공하는 프레임(110), 공급 롤러(112)로부터 공급된 시트 원단(F)을 절단 위치로 이송하는 시트 이송 유닛(120), 시트 원단(F)에 레이저(RV)를 조사하여 시트 원단(F)을 미리 설정된 폭으로 절단하는 레이저 조사 유닛(130), 시트 원단(F)의 절단면(C)으로부터 발생된 부산물을 흡입하여 제거하는 석션(140), 시트 원단(F)을 진공 흡착하여 레이저(RV)가 조사되는 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치하는 진공 패드(150), 레이저 조사 유닛(130)의 절단 헤드(134)를 제품의 폭 방향으로 이송하는 헤드 이송 유닛(160), 진공 패드(150)를 제품의 폭 방향으로 이송하는 패드 이송 유닛(170), 및 절단 헤드(134)와 시트 원단(F)의 가공점(P) 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 센서(미도시)를 포함한다.

프레임(110)은 각종 부품들의 설치 공간을 제공한다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 프레임(110)은 롤 형태로 권취된 시트 원단(F)을 연속적으로 풀어서 공급하는 공급 롤러(112), 및 시트 원단(F)이 미리 정해진 길이로 절단되어 형성된 단위 시트가 적재되는 적재기(114)를 포함한다. 공급 롤러(112)가 공급 가능한 시트 원단(F)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 시트 원단(F)은 디스플레이 패널용 박막필름 원단일 수 있다.

시트 이송 유닛(120)은 공급 롤러(112)에 의하여 공급된 시트 원단(F)을 레이저 조사 유닛(130)의 절단 헤드(134)와 대응하는 절단 위치로 이송하고, 절단 헤드(134)에 의하여 시트 원단(F)이 절단되어 형성된 단위 시트를 적재기(114)로 이송할 수 있다. 이를 위하여, 도 12에 도시된 바와 같이, 시트 이송 유닛(120)은, 공급 롤러(112)와 적재기(114) 사이에 설치되며, 시트 원단(F) 또는 단위 시트를 이송하는 복수의 이송 롤러(122)(124)를 포함한다.

레이저 조사 유닛(130)은 시트 이송 유닛(120)의 이송 경로 상에 설치되며, 시트 원단(F)을 미리 정해진 길이로 레이저 절단하여 단위 시트를 형성한다. 이를 위하여, 레이저 조사 유닛(130)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 레이저(RV)를 생성하여 방출하는 레이저 발생기(132), 및 레이저 발생기(132)로부터 전달받은 레이저(RV)를 절단 위치로 이송된 시트 원단(F)에 폭 방향을 따라 조사하여 시트 원단(F)을 미리 정해진 길이로 절단하는 절단 헤드(134)를 포함한다.

레이저 발생기(132)는 헤드 이송 유닛(160)의 베이스 플레이트(162)의 상면에 설치되며, 절단 헤드(134)는 헤드 이송 유닛(160)의 크로스 레일(164)에 제품의 폭 방향을 따라 이동 가능하게 설치된다. 레이저 발생기(132)와 절단 헤드(134) 사이에는 레이저(RV)를 반사하여 레이저(RV)의 경로를 변경할 수 있는 적어도 하나의 리플렉터(136)가 설치될 수 있다. 따라서, 레이저 발생기(132)로부터 방출된 레이저(RV)는 리플렉터(136)에 의해 경로가 변경되어 절단 헤드(134)로 전달될 수 있다. 이와 같이 레이저 조사 유닛(130)이 마련됨에 따라, 도 13에 도시된 바와 같이, 절단 헤드(134)는 후술할 헤드 이송 유닛(160)에 의하여 제품의 폭 방향으로 이동하면서 절단 예정선(E)을 따라 레이저(RV)를 조사하여 시트 원단(F)을 미리 정해진 길이로 절단할 수 있다. 여기서, 절단 예정선(E)이란 시트 원단(F)을 미리 정해진 길이로 절단하기 위하여 시트 원단(F)에 폭 방향을 따라 설정된 가상의 라인을 말한다.

석션(140)은 레이저(RV)에 의하여 시트 원단(F)이 절단될 때 시트 원단(F)의 절단면(C)으로부터 발생되는 연기(fume) 기타 부산물을 흡입하여 제거한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 시트 원단(F)의 가공점(P)과 대면하도록 시트 원단(F)의 하측에 설치되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것으로 아니다. 즉, 각각의 석션(140)은 절단 헤드(134)와 동일한 측에 위치하도록 시트 원단(F)의 상측에 설치될 수도 있다.

진공 패드(150)는 절단 위치로 이송된 시트 원단(F)을 비접촉식으로 진공 흡착하여 레이저(RV)가 조사되는 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치한다. 진공 패드(150)는 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 시트 절단 장치(1)의 진공 패드(50)와 동일한 구조를 가지므로 이에 대한 구체적인 내용은 생략하기로 한다.

진공 패드(150)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 시트 원단(F)의 절단면(C)으로부터 발생한 부산물이 내부로 유입되지 않도록 석션(140)의 내부 공간에 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 진공 패드(150)도 석션(140)과 마찬가지로 시트 원단(F)을 기준으로 절단 헤드(134)와 반대 측에 설치되는 것이다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 진공 패드(150)도 석션(140)과 마찬가지로 절단 헤드(134)와 동일한 측에 위치하도록 시트 원단(F)의 상측에 설치될 수도 있다.

헤드 이송 유닛(160)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 절단 헤드(134)를 이송하기 위한 각종 부품들이 설치되는 베이스 플레이트(162), 절단 헤드(134)의 이동을 안내하는 크로스 레일(164), 절단 헤드(134)를 시트 원단(F)의 폭 방향으로 이송하는 구동 부재(미도시)를 포함한다.

베이스 플레이트(162)는 프레임(110)을 시트 원단(F)의 폭 방향으로 가로지르게 프레임(110)의 상면에 설치된다. 크로스 레일(164)은 베이스 플레이트(162)를 시트 원단(F)의 폭 방향으로 가로지르게 베이스 플레이트(162)의 상면에 설치된다. 구동 부재는 크로스 레일(164)의 내부에 설치되며, 크로스 레일(164)의 일측면에 형성된 슬롯(166)을 통해 절단 헤드(134)와 결합되고, 절단 헤드(134)를 제품의 폭 방향으로 개별적으로 이동시킬 수 있다. 이와 같이 헤드 이송 유닛(160)이 마련됨에 따라, 헤드 이송 유닛(160)은 절단 헤드(134)를 절단 예정선(E)과 평행을 이루도록 제품의 폭 방향으로 이송할 수 있다.

패드 이송 유닛(170)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 시트 원단(F)의 하측 공간에 설치되며, 석션(140) 및 석션(140)의 내부 공간에 설치된 진공 패드(150)를 제품의 폭 방향으로 이송할 수 있다. 절단 헤드(134)는 헤드 이송 유닛(160)에 의하여 제품의 폭 방향으로 이동하면서 레이저 절단 작업을 수행하므로, 이로 인해 레이저(RV)가 조사되는 시트 원단(F)의 가공점(P)도 시트 원단(F)의 폭 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 석션(140)과 진공 패드(150)가 시트 원단(F)의 가공점(P)을 추적할 수 있도록 패드 이송 유닛(170)이 설치되는 것이다. 패드 이송 유닛(170)에 대한 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.

거리 측정 센서는 절단 헤드(134)에 설치되며, 절단 헤드(134)와 시트 원단(F)의 가공점(P) 사이의 거리를 실시간으로 측정할 수 있다. 진공 패드(150)는 거리 측정 센서에 의하여 측정된 절단 헤드(134)와 가공점(P) 사이의 거리에 따라 시트 원단(F)에 인가하는 진공압의 크기를 조절하여 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치시킬 수 있다.

도 14는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 패드 이송 유닛의 사시도이며, 도 15는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 부분 측면도이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(2)는 진공 패드(150)를 시트 원단(F)의 폭 방향으로 왕복 이송하는 패드 이송 유닛(170)을 더 포함할 수 있다. 또한, 패드 이송 유닛(170)은, 진공 패드(150)의 이동을 안내하는 리니어 레일(172), 및 리니어 레일(172)을 따라 슬라이딩 이동하면서 진공 패드(150)를 시트 원단(F)의 폭 방향으로 이송하는 다수의 리니어 모터(174)를 포함한다.

리니어 레일(172)은 시트 원단(F)의 하측에 시트 원단(F)을 폭 방향으로 가로지르게 설치된다. 리니어 모터(174)는 리니어 레일(172)의 상면에 안착되며, 내부 공간에 진공 패드(150)가 설치된 석션(140)과 결합되고, 전자기력을 발생하여 리니어 레일(172)을 따라 시트 원단(F)의 폭 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 그러므로, 패드 이송 유닛(170)은 석션(140)과 진공 패드(150)를 시트 원단(F)의 폭 방향으로 이송할 수 있다. 따라서, 도 15에 도시된 바와 같이, 절단 헤드(134)가 시트 원단(F)의 폭 방향으로 이동하면서 시트 원단(F)을 레이저 절단할 때, 패드 이송 유닛(170)은 석션(140)과 진공 패드(150)를 절단 헤드(134)와 동일한 속도로 시트 원단(F)의 폭 방향으로 이송할 수 있다. 그러면, 석션(140)과 진공 패드(150)는 각각, 시트 원단(F)의 가공점(P)을 추적하면서 시트 원단(F)의 절단면(C)에서 발생하는 부산물을 제거하고 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치할 수 있다.

도 16 내지 도 18은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치의 진공 패드의 배치 방법을 설명하기 위한 개념도 및 부분 사시도이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(2)는, 진공 패드(150)를 이용하여 시트 원단(F)을 진공 흡착함으로써 절단 헤드(134)로 방출되는 레이저(RV)가 조사되는 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치할 수 있다. 그런데, 진공 패드(150)가 시트 원단(F)의 가공점(P) 또는 시트 원단(F)의 절단면(C)과 대면하게 설치되는 경우에는, 시트 원단(F)의 절단면(C)에서 발생한 부산물이 진공 패드(150)로 유입되어 진공 패드(150)가 오염될 우려가 있다.

이를 해결하기 위하여, 진공 패드(150)는 다수 개가 마련되어 중심선(L)이 시트 원단(F)의 절단 예정선(E)과 평행을 이루게 설정된 가상의 다각형의 꼭지점에 각각 배치될 수 있다. 또한, 가상의 다각형의 꼭지점들은 각각, 절단 예정선(E)을 따라 절단된 시트 원단(F)의 절단면(C)과 대면하지 않게 설정될 수 있다.

예를 들어, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 가상의 다각형은, 중심선(L)이 시트 원단(F)의 절단 예정선(E)과 평행을 이루고, 4개의 꼭지점들(A)이 중심선(L)으로부터 서로 동일한 거리만큼 이격된 정사각형(Q)일 수 있다. 이에 대응하여, 진공 패드(150)는 제1 패드(152), 제2 패드(154), 제3 패드(156) 및 제4 패드(158) 등 총 4개가 마련되어 가상의 정사각형(Q)의 꼭지점들(A)에 각각 하나씩 배치될 수 있다. 즉, 석션(140)의 내부 공간에는 제1 패드(152). 제2 패드(154), 제3 패드(156) 및 제4 패드(158) 등 총 4개의 진공 패드(150)가 설치되며, 제1 패드(152), 제2 패드(154), 제3 패드(156) 및 제4 패드(158)는 각각 중심선(L)이 시트 원단(F)의 절단 예정선(E)과 평행을 이루게 설정된 가상의 정사각형(Q)의 꼭지점들(A) 중 어느 하나에 배치되는 것이다.

이와 같이 제1 패드(152) 내지 제4 패드(158)가 배치됨에 따라, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 패드(152) 내지 제4 패드(158)는 각각 시트 원단(F)의 절단면(C)과 직접적으로 대면하지 않게 되므로, 시트 원단(F)의 절단면(C)에서 발생한 부산물이 제1 패드(152) 내지 제4 패드(158)에 유입되는 것이 방지된다. 이에 더불어, 제1 패드(152) 내지 제4 패드(158)가 시트 원단(F)에 인가하는 진공압은 시트 원단(F)의 절단 예정선(E)을 중심으로 균형을 이루게 되므로, 레이저(RV)가 조사되는 시트 원단(F)의 가공점(P)과 절단 헤드(134) 사이의 거리를 더욱 정밀하게 조절할 수 있다. 따라서, 시트 원단(F)의 가공점(P)을 더욱 정확하게 절단 헤드(134)로부터 조사되는 레이저(RV)의 초점(f)에 배치할 수 있으므로, 시트 원단(F)의 절단면(C)의 품질을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 시트 절단 장치(2)를 이용한 시트 원단(F)의 절단 공정을 설명하기로 한다.

먼저, 공급 롤러(112)를 구동하여, 롤 형태로 권취된 시트 원단(F)을 연속적으로 풀어서 공급한다.

다음으로, 이송 롤러(122)를 구동하여, 공급 롤러(112)로부터 공급된 시트 원단(F)을 절단 헤드(134)와 대응하는 절단 위치로 이송한다.

이후에, 헤드 이송 유닛(160)과 절단 헤드(134)를 구동하여, 절단 위치로 이송된 시트 원단(F)에 절단 예정선(E)을 따라 레이저(RV)를 조사하여 시트 원단(F)을 미리 정해진 길이로 절단한다. 이와 동시에 석션(140)과 진공 패드(150)가 절단 헤드(134)와 동일한 속도로 이용하여 시트 원단(F)의 가공점(P)을 추적할 수 있도록 패드 이송 유닛(170), 석션(140) 및 진공 패드(150)를 구동하여, 시트 원단(F)의 절단면(C)으로부터 발생한 부산물을 제거하고, 레이저(RV)가 조사되는 시트 원단(F)의 가공점(P)을 레이저(RV)의 초점(f)에 배치한다.

다음으로, 이송 롤러(124)를 구동하여, 시트 원단(F)이 미리 정해진 길이로 절단되어 형성된 단위 시트를 적재기(114)로 이송하여 적재시킬 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.

1, 2 : 시트 절단 장치 10, 110 : 프레임
20, 120 : 시트 이송 유닛 30, 130 : 레이저 조사 유닛
32, 132 : 레이저 발생기 34, 134 : 절단 헤드
40, 140 : 석션 50, 150 : 진공 패드
60, 160 : 헤드 이송 유닛 70, 170 : 패드 이송 유닛
F : 시트 원단 RV : 레이저
f : 초점

Claims

시트 원단을 상기 시트 원단의 길이 방향으로 이송하는 시트 이송 유닛;
상기 시트 원단에 상기 길이 방향을 따라 마련된 가상의 절단 예정선을 따라 레이저를 조사하여 상기 시트 원단을 미리 설정된 폭으로 절단하는 절단 헤드;
상기 시트 원단이 상기 레이저에 의해 절단되어 발생하는 부산물을 흡입하여 제거하는 석션;
상기 석션의 내부 공간에 설치되며, 상기 시트 원단을 비접촉식으로 진공 흡착하여 상기 레이저가 조사되는 상기 시트 원단의 가공점을 상기 레이저의 초점에 배치하는 진공 패드; 및
상기 석션이 상기 길이 방향과 수직을 이루는 상기 시트 원단의 폭 방향으로 이동 가능하게 장착되는 리니어 레일과, 상기 석션에 구동력을 제공하여 상기 석션과 상기 진공 패드를 상기 리니어 레일을 따라 상기 폭 방향으로 왕복 이송하는 리니어 모터를 구비하는 패드 이송 유닛을 포함하고;
상기 진공 패드는,
외부의 에어 공급 장치로부터 압축 공기가 공급되는 공급홀을 갖는 본체; 및
상기 공급홀에 공급된 압축 공기를 상기 본체의 측 방향으로 유도해 상기 시트 원단과 평행을 이루도록 상기 본체와 상기 시트 원단의 사이 공간으로 배출시켜, 상기 시트 원단을 비접촉식으로 진공 흡착하기 위한 진공압을 상기 본체와 상기 시트 원단의 사이 공간에 발생시키는 에어 가이드를 구비하며;
상기 패드 이송 유닛은, 상기 석션이 상기 부산물을 흡입함과 동시에 상기 진공 패드가 상기 가공점과 대응하는 상기 시트 원단의 특정 부분을 선택적으로 진공 흡착할 수 있도록 상기 석션과 상기 진공 패드를 상기 절단 예정선과 대응하는 위치로 이송하고,
상기 절단 헤드는, 상기 석션과 상기 진공 패드가 상기 절단 예정선과 대응하는 위치로 이송되면 상기 절단 예정선을 따라 상기 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 시트 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 절단 헤드와 상기 진공 패드는 상기 시트 원단을 기준으로 서로 반대 측에 설치되는 것을 특징으로 하는 시트 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 진공 패드는 중심점이 상기 가공점과 마주보게 설정된 가상의 다각형의 꼭지점들에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 시트 절단 장치.
제3항에 있어서,
상기 가상의 다각형은 중심점과 동일한 거리만큼 이격된 3개의 꼭지점들을 갖는 정삼각형이며,
상기 꼭지점들 중 어느 하나는, 상기 가공점보다 상기 시트 원단의 길이 방향으로 상류 측에 상기 절단 예정선과 대면하게 설정되고,
상기 꼭지점들 중 나머지 둘은, 상기 가공점보다 상기 시트 원단의 길이 방향으로 하류 측에 상기 절단 예정선을 따라 절단된 상기 시트 원단의 절단면과 대면하지 않게 설정되는 것을 특징으로 하는 시트 절단 장치.
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제1항에 있어서,
상기 절단 헤드와 상기 가공점 사이의 거리를 실시간으로 측정하는 거리 측정 센서를 더 포함하며,
상기 진공 패드는, 상기 거리 측정 센서에 의하여 측정된 상기 절단 헤드와 상기 가공점 사이의 거리에 따라 상기 진공압의 크기를 조절하여 상기 가공점을 상기 레이저의 초점에 배치하는 것을 특징으로 하는 시트 절단 장치.
시트 원단을 상기 시트 원단의 길이 방향으로 이송하는 시트 이송 유닛;
상기 시트 원단에 상기 길이 방향과 수직을 이루는 상기 시트 원단의 폭 방향을 따라 마련된 가상의 절단 예정선을 따라 레이저를 조사하여 상기 시트 원단을 미리 설정된 길이로 절단하는 절단 헤드;
상기 절단 헤드를 상기 폭 방향으로 왕복 이송하는 헤드 이송 유닛;
상기 시트 원단이 상기 레이저에 의해 절단되어 발생하는 부산물을 흡입하여 제거하는 석션;
상기 석션의 내부 공간에 설치되며, 상기 시트 원단을 비접촉식으로 진공 흡착하여 상기 레이저가 조사되는 상기 시트 원단의 가공점을 상기 레이저의 초점에 배치하는 진공 패드; 및
상기 석션이 상기 폭 방향으로 이동 가능하게 장착되는 리니어 레일과, 상기 석션에 구동력을 제공하여 상기 석션과 상기 진공 패드를 상기 리니어 레일을 따라 상기 폭 방향으로 왕복 이송하는 리니어 모터를 구비하는 패드 이송 유닛을 포함하며;
상기 진공 패드는,
외부의 에어 공급 장치로부터 압축 공기가 공급되는 공급홀을 갖는 본체; 및
상기 공급홀에 공급된 압축 공기를 상기 본체의 측 방향으로 유도해 상기 시트 원단과 평행을 이루도록 상기 본체와 상기 시트 원단의 사이 공간으로 배출시켜, 상기 시트 원단을 비접촉식으로 진공 흡착하기 위한 진공압을 상기 본체와 상기 시트 원단의 사이 공간에 발생시키는 에어 가이드를 구비하며;
상기 헤드 이송 유닛은,
상기 절단 헤드가 상기 절단 예정선을 따라 상기 레이저를 조사할 때, 상기 절단 헤드를 상기 폭 방향을 따라 미리 정해진 속도로 이송하고,
상기 패드 이송 유닛은,
상기 절단 헤드가 상기 절단 예정선을 따라 상기 레이저를 조사할 때, 상기 석션과 상기 진공 패드가 상기 절단 헤드를 추격하여 상기 석션이 상기 부산물을 흡입함과 동시에 상기 진공 패드가 상기 가공점과 대응하는 상기 시트 원단의 특정 부분을 선택적으로 진공 흡착할 수 있도록 상기 석션과 상기 진공 패드를 상기 폭 방향을 따라 상기 미리 정해진 속도로 이송하는 것을 특징으로 하는 시트 절단 장치.
제9항에 있어서,
상기 절단 헤드와 상기 진공 패드는 상기 시트 원단을 기준으로 서로 반대 측에 설치되는 것을 특징으로 하는 시트 절단 장치.
제9항에 있어서,
상기 진공 패드는 중심선이 상기 절단 예정선과 평행을 이루게 설정된 가상의 다각형의 꼭지점들에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 시트 절단 장치.
제11항에 있어서,
상기 꼭지점들은 각각, 상기 절단 예정선을 따라 절단된 상기 시트 원단의 절단면과 대면하지 않게 설정되는 것을 특징으로 하는 시트 절단 장치.
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제9항에 있어서,
상기 절단 헤드와 상기 가공점 사이의 거리를 실시간으로 측정하는 거리 측정 센서를 더 포함하며,
상기 진공 패드는, 상기 거리 측정 센서에 의하여 측정된 상기 절단 헤드와 상기 가공점 사이의 거리에 따라 상기 진공압의 크기를 조절하여 상기 가공점을 상기 레이저의 초점에 배치하는 것을 특징으로 하는 시트 절단 장치.