KR101717385B1 - 판유리 가공장치 및 판유리 제조방법 - Google Patents

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니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

판유리의 단면에서 가공구가 튀는 것을 막으며, 빠른 반송 속도(가공 속도)로 판유리의 단면을 가공할 수 있는 판유리 가공장치를 제공한다. 본 발명의 판유리 가공장치(100)는, 판유리(A)의 단면을 가공구(B)로 가공하는 판유리 가공장치로서, 가공구(B)로부터 판유리(A)의 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키는 누름압력 발생요소(110)와, 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)에 대하여 작용하는 충격력을 완충시키는 완충요소(120)를 구비한다. 또 본 발명의 판유리가공장치(100)는, 회전암 부재(230)와 지지축 부재(240)를 포함하며, 가공구(B)는 회전암 부재(230)에 연결되고, 회전암 부재(230)는 지지축 부재(240)에 회전 가능하게 연결되며, 누름압력 발생요소(210)는 회전암 부재(230)에 우력을 부여함으로써 누름압력을 발생시킨다.

Description

판유리 가공장치 및 판유리 제조방법{SHEET GLASS PROCESSING DEVICE AND SHEET GLASS MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 판유리의 단면을 가공구로 가공하는 판유리 가공장치 및 판유리를 제조하는 판유리 제조방법에 관한 것이다.
판유리 분야에서 액정 디스플레이의 제조 효율의 향상과 액정 디스플레이의 대형화를 위해 판유리의 크기를 대형화하고 있다. 판유리의 크기를 크게 하면 한 장의 판유리로부터 얻을 수 있는 유리 기판의 매수가 많아지고, 제조 효율이 향상됨과 동시에 대형 액정 디스플레이에 대응한 유리기판의 제작도 가능하게 된다.
판유리 단부에 흠이 있으면, 그 흠으로부터 판유리의 깨짐 등이 발생하기 때문에 판유리의 단부에 대하여 면취가공이 실시된다. 또한, 시간당 처리 수량을 늘리고, 제조 비용을 줄이기 위해 판유리의 반송속도(가공속도)를 높이고 있다.
면취가공된 판유리의 단면(端面)을 현미경으로 관찰하면 판유리의 단면에 미세한 요철의 기복을 볼 수 있다. 이와 같은 판유리는 그 후의 공정(고객에서의 공정)에서 결손이나 크랙이 발생할 우려가 있으므로, 판유리의 단면이 균일해지도록 연마가공한다. 그러나 판유리의 단면이 균일해지도록 연마가공하기 위해서는 판유리의 연마 여유를 크게 설정해야하므로, 연마시간이 길어져 판유리의 반송속도(가공속도)를 더 높이는 것이 어렵다. 게다가, 대형화, 박형화한 판유리의 단부를 연마가공하면 판유리에 대하여 가하는 연삭?연마구에서 가공력의 반력(연삭저항력, 연마저항력)이 강하게 작용하기 때문에 판유리 단면에서 결손이나 크랙이 발생한다.
판유리 단면의 미시적인 요철 기복이 있는 단면을 가공하는 여러가지 방법이 고안되고 있다.(특허문헌1~특허문헌3)
일본 특허 공개 2000-176804호 공보 일본 특허 공개 2004-167633호 공보 일본 특허 공표 2007-500605호 공보
그러나 종래의 가공방법에 의하면 판유리의 반송속도(가공속도)를 고속으로 하는 것에는 한계가 있고, 속도를 증가시키면, 예를 들어 판유리(A)의 단면에 존재하는 미시적인 요철기복 때문에 발생하는 충격력(판유리의 단면으로부터 가공구(숫돌)에 작용하는 충격력)에 의해 가공구가 튀어 판유리의 단면으로부터 가공구가 이격되어 버린다. 따라서 원하는 가공속도까지 반송속도(가공속도)를 증가시키는 것은 어렵다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 판유리의 단면으로부터 가공구가 튀어 판유리의 단면으로부터 가공구가 이격되어 버리는 것을 막고, 빠른 반송속도(가공속도)로 판유리의 단면을 가공할 수 있는 판유리 가공장치 및 판유리 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치는, 판유리의 단면을 가공구로 가공하는 판유리 가공장치로서,　상기 가공구로부터 상기 판유리의 상기 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키는 누름압력 발생요소와, 상기 판유리의 상기 단면으로부터 상기 가공구에 대하여 작용하는 충격력을 완충시키는 완충요소를 구비한다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치에 있어서 상기 완충요소는, 상기 판유리의 상기 단면으로부터 상기 가공구에 대하여 작용하는 제1의 힘과 상기 가공구로부터 상기 판유리의 상기 단면에 대하여 작용하는 제2의 힘 중 상기 제1의 힘만을 완충시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치에 있어서 판유리 가공장치는, 상기 가공구를 대기위치, 연마위치 및 퇴피위치로 차례로 이동하도록 제어하는 위치 제어부를 추가로 구비하며, 상기 대기위치는 상기 가공구가 상기 판유리의 상기 단면과의 접촉을 대기하는 위치이고, 상기 연마위치는 상기 판유리의 상기 단면과 접촉하며, 상기 단면을 연마하는 동안의 상기 가공구의 위치이고, 상기 퇴피위치는 상기 가공구가 상기 대기위치보다도 상기 판유리의 상기 단면에 대하여 이격되는 방향으로 퇴피한 위치인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치에 있어서 상기 완충요소는 대시포트(dash pot)인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치에 있어서 상기 대시포트의 작동 유체는 물인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치에 있어서 상기 대시포트는 피스톤 기구를 구비하며, 상기 피스톤 기구는 상기 충격력의 작용에 대하여 폐로(閉路)가 되는 체크밸브를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치에 있어서, 회전암 부재와 지지축 부재를 포함하며, 상기 가공구는 상기 회전암 부재에 연결되고, 상기 회전암 부재는 상기 지지축 부재에 회전 가능하게 연결되며, 상기 누름압력 발생요소는 상기 회전암 부재에 우력을 부여함으로써 상기 누름압력을 발생시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치에 있어서 상기 위치 제어부는, 회전구동되는캠부재와, 상기 캠 부재의 회전에 종동하는 캠팔로워를 구비하며, 상기 회전암 부재는 상기 캠팔로워에 연동하고, 상기 캠 부재에 대한 상기 캠팔로워의 변위에 의해 상기 회전암 부재에 우력이 부여되며, 상기 회전암 부재에 우력이 부여됨으로써, 상기 가공구가 상기 대기위치, 상기 연마위치 또는 상기 퇴피위치로 이동하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치에 있어서, 상기 캠팔로워에는 소정의 간격을 유지한 채 이동 가능하게 구성된 제1 캠팔로워 및 제2 캠팔로워가 포함되며, 상기 캠 부재는 상기 제1 캠팔로워에 접촉될 수 있는 제1 캠면을 한쪽에 가지며, 상기 제2 캠팔로워에 접촉될 수 있는 제2 캠면을 다른 쪽에 갖는 원통 단면캠이고, 상기 캠 부재의 회전에 연동하여, 상기 제1 캠면과 상기 제1 캠팔로워의 접촉위치 및 접촉상태, 그리고 상기 제2 캠면과 상기 제2 캠팔로워의 접촉위치 및 접촉상태가 변화함으로써, 상기 가공구는 상기 대기위치, 상기 연마위치 및 상기 퇴피위치로 차례로 이동하며, 상기 대기위치 및 상기 퇴피위치에서 상기 회전암은 회전 불가능한 로크(lock) 상태가 되고, 상기 가공위치에서 상기 회전암은 회전 가능한 프리(free) 상태가 되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치에 있어서, 상기 캠 부재가 제1 회전위상까지 회전한 경우 상기 가공구는 상기 대기위치로 이동하고, 상기 캠 부재가 제2 회전위상까지 회전한 경우 상기 가공구는 상기 연마위치로 이동하며, 상기 캠 부재가 제3 회전위상까지 회전한 경우 상기 가공구는 상기 퇴피위치로 이동하며,상기 제1 회전위상 및 상기 제3 회전위상에서, 상기 캠 부재 중 상기 제1 캠팔로워와 상기 제2 캠팔로워 사이에 개재하는 부위의 폭은 상기 제1 캠팔로워와 상기 제2 캠팔로워 사이의 간격과 동등하고, 상기 제2 회전위상에서, 상기 캠 부재 중 상기 제1 캠팔로워와 상기 제2 캠팔로워 사이에 개재하는 부위의 폭은 상기 제1 캠팔로워와 상기 제2 캠팔로워 사이의 간격보다 작으며, 상기 제1 회전위상에서의 상기 제1 캠면 위치에 대하여 상기 제3 회전위상에서의 상기 제1 캠면 위치는, 상기 캠 부재의 축방향 한쪽으로 소정의 거리 오프셋 되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치에 있어서, 슬라이드 부재와 습동레일 부재를 포함하며, 상기 가공구는 상기 슬라이드 부재에 연결되고, 상기 슬라이드 부재는 상기 습동레일 부재에 직선습동 가능하게 연결되며, 상기 누름압력 발생요소는 상기 슬라이드 부재를 누름으로써 상기 누름압력을 발생시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치에 있어서 상기 완충요소는, 상기 충격력이 작용하는 방향을 수평방향에서 수직방향으로 변환시키는 스코트러셀(Scott Russell) 링크 기구를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 판유리 가공장치는, 판유리의 단면을 가공구로 가공하는 판유리 가공장치로서,　상기 가공구로부터 상기 판유리의 상기 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키는 누름압력 발생요소와, 상기 가공구를 대기위치, 연마위치 및 퇴피위치로 차례로 이동하도록 제어하는 위치 제어부를 구비하며, 상기 대기위치는 상기 가공구가 상기 판유리의 상기 단면과의 접촉을 대기하는 위치이며, 상기 연마위치는 상기 판유리의 상기 단면과 접촉하며, 상기 단면을 연마하는 동안의 상기 가공구의 위치이고, 상기 퇴피위치는 상기 가공구가 상기 대기위치보다도 상기 판유리의 상기 단면에 대하여 이격되는 방향으로 퇴피한 위치이다.
본 발명에 의한 판유리 제조방법은, 판유리의 단면을 가공구로 가공하고, 상기 단면이 가공된 판유리를 제조하는 판유리 제조방법으로서, 상기 가공구로부터 상기 판유리의 상기 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키면서, 상기 판유리의 상기 단면으로부터 상기 가공구에 대하여 작용하는 충격력을 완충시키는 공정을 포함한다.
본 발명에 의한 판유리 제조방법은, 판유리의 단면을 가공구로 가공하고, 상기 단면이 가공된 판유리를 제조하는 판유리 제조방법으로서, 상기 가공구를 대기위치, 연마위치 및 퇴피위치로 차례로 이동하도록 제어하는 공정을 포함한다.
본 발명의 판유리 가공장치 및 판유리 제조방법에 의하면, 판유리의 단면으로부터 가공구에 대하여 작용하는 충격력을 완충시킬 수 있다. 따라서 판유리의 반송속도의 고속화에 수반되어 증가하는 판유리로의 충격력에 의해 가공구가 튀어 판유리의 단면으로부터 가공구가 이격되는 것을 막을 수 있다. 그 결과, 판유리 제조의 반송속도를 고속으로 하는 것이 가능해지며, 후공정으로 반송할 수 있는 판유리의 양을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 판유리 가공장치(100)의 상면 모식도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 선회형 판유리 가공장치(200)의 측면 모식도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 직선습동형 판유리 가공장치(300)의 측면 모식도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 완충요소(120)의 모식도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 완충요소(120)의 모식도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 관한 완충요소(120)의 모식도를 나타낸다.
도 7은 본 실시형태의 판유리 가공장치(100)에 의한 판유리 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 판유리(A)의 단면이 반송방향(C)에 대하여 경사진 자세로 단면을 연마하는 양상을 나타내는 상면 모식도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 관한 판유리 가공장치(500)의 상면 모식도를 나타낸다.
도 10은 도9의 X-X선에서 본 위치 제어부(580)의 단면(斷面) 모식도이다.
도 11은 캠 부재(581)의 회전위상에 대한 캠팔로워(582)의 위치를 나타내는 도이다.
도 12(a)는 캠 부재(581)가 제1 회전위상으로 회전한 상태를 나타내고, (b)는 캠 부재(581)가 제2 회전위상으로 회전한 상태를 나타내며, (c)는 캠 부재(581)가 제3 회전위상으로 회전한 상태를 나타낸다.
도 13(a)는 대기위치에서의 가공구(B)를 나타내고, (b)는 연마위치에서의 가공구(B)를 나타내며, (c)는 퇴피위치에서의 가공구(B)를 나타낸다.
도 14는 본 실시형태의 판유리 가공장치(500)에 의한 판유리 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 의한 판유리 가공장치 및 판유리 제조방법의 실시형태를 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않는다.
[판유리 가공장치(기본 원리)]
도1은 본 발명의 실시형태의 관한 판유리 가공장치(100)의 상면 모식도를 나타낸다. 판유리 가공장치(100)는 판유리(A)의 단면(端面)을 가공구(B)로 가공한다. 판유리 가공장치(100)는 누름압력 발생요소(110)와 완충요소(120)를 구비한다.
판유리(A)는 사각형의 판 형상을 갖는다. 판유리(A)의 판 두께는 예를 들어 0.05㎜~10㎜이다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 사각형 이외의 형상(예를 들어 다각형)을 갖는 판유리(A)의 가공이나, 판 두께가 0.05㎜~10㎜ 이외인 판유리(A)의 가공에 적용될 수도 있다.
가공구(B)는 판유리(A)의 단면을 가공한다. 판유리(A)의 단면가공은, 면취가공 후의 단면의 요철을 균일하게 하는 연마처리일 수 있다. 또 판유리(A)의 단면가공은, 판유리(A) 단면의 면취가공일 수도 있다.
판유리(A)는 가공구(B)와 상대적으로 이동한다. 예를 들어 판유리 반송방향(C)을 따라 이동하는 판유리(A)에 대하여, 가공구(B)가 고정된 상태에서 가공을 수행한다. 또 고정된 판유리(A)에 대하여, 가공구(B)가 반송방향(C)을 따라 이동하면서 가공을 수행할 수 있다. 가공구(B)는 예를 들어 회전 구동되는 숫돌이며, 숫돌이 회전하면서 판유리(A)의 단면을 연마가공한다.
숫돌의 지름이 작을수록 판유리(A)와 숫돌의 접촉 면적이 작아지므로, 숫돌이 판유리(A)에서 받는 연마 저항은 작아지며, 숫돌은 판유리(A)의 단면을 추종하기 쉬워진다. 숫돌과의 접촉면적을 작게 함으로써 연마 저항이 저감될 수 있다. 본 발명의 실시형태에서, 직경이 150㎜인 숫돌이 사용될 수 있다.
누름압력 발생요소(110)는, 가공구(B)로부터 판유리(A)의 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시킨다. 예를 들어 누름압력 발생요소(110)는 저습동저항 에어실린더일 수 있다. 본 발명의 실시형태에서는, 저습동성에 의한 고응답 및 피스톤리스(piston-less)에 의한 장수명 등을 고려하여, 저습동저항 에어실린더로서 다이어프램 실린더가 사용될 수 있다.
완충요소(120)는 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)에 대하여 작용하는 충격력을 완충시킨다. 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)에 대하여 작용하는 충격력은, 예를 들어 판유리(A)의 단면에 존재하는 미시적인 요철기복 때문에 발생한다.
완충요소(120)는 댐퍼요소로서 기능하며, 예를 들어 대시포트(dash pot)일 수 있다. 본 발명의 실시형태에서 완충요소(120)는 비 밀폐식 워터 대시포트이며, 물이 피스톤과 튜브의 틈새를 빠져 나올 때의 저항을 완충 기능으로서 이용할 수 있다. 예를 들어 완충요소(120)가 체크밸브를 구비함으로써, 완충요소(120)는 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)에 대하여 작용하는 제1의 힘과 가공구(B)로부터 판유리(A)의 단면에 대하여 작용하는 제2의 힘 중, 제1의 힘만을 완충시킨다(여기서 제1의 힘은 화살표(D)의 방향으로 작용하며, 제2의 힘은 화살표(E)의 방향으로 작용한다). 완충요소(120)의 상세함은 도4~도6을 참조하여 후술하기로 한다.
또한 판유리 가공장치(100)는 암 부재(130)와 위치 제어부(180)가 추가로 구비될 수 있다. 암 부재(130)는 가공구(B)에 연결된다. 누름압력 발생요소(110)는 암 부재(130)에 우력을 부여함으로써 가공구(B)에 대한 누름압력을 발생시킨다. 판유리(A)의 진행방향과 암 부재(130)에 의해 구성되는 사잇각(도1에 나타낸 각도(θ))이 25 도~35 도임이 바람직하다.
위치 제어부(180)는 암 부재(130)의 위치를 제어함으로써, 암 부재(130)에 연결되는 가공구(B)의 위치를 제어한다. 예를 들어 위치 제어부(180)는 원통 끼움캠과 암 제어요소를 구비한다. 위치 제어부(180)는 원통 끼움캠의 회전 제어에 의해 가공구(B)가 대기위치(원점), 연마위치(암 프리), 퇴피위치의 3위치로 차례로 이동하도록 암 부재(130)의 위치를 제어한다. 원통 끼움캠은 위치 제어부(180)에 의해 제어된다. 예를 들어 1 초 사이에, 암 부재(130)가 로크(lock) 된 위치(대기위치 또는 퇴피위치)를 포함해, 가공구(B)의 위치를 3포지션에서 동작시킬 수 있으므로, 암 부재(130)의 고속 제어가 가능해진다.
연마위치에서는 암 부재(130)의 로크가 풀리며, 암 부재(130)는 암 프리(unlocked) 상태가 된다. 암 프리 상태에서 누름압력 발생요소(110)가 암 부재(130)에 우력을 부여함으로써, 가공구(B)에 대한 누름압력이 발생한다.
도1을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 판유리 가공장치(100)에 의하면 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)에 대하여 작용하는 충격력을 완충시킬 수 있다. 따라서, 판유리(A)의 반송속도의 고속화에 수반하여 증가하는 판유리(A)로의 충격력에 기인하여 가공구(B)가 튀어, 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)가 이격되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 판유리 제조의 반송속도를 고속으로 하는 것이 가능해지고, 후공정으로 반송 가능한 판유리(A)의 양을 증가시킬 수 있다.
판유리 가공장치(100)는, 예를 들어 선회형 또는 직선습동형일 수 있다. 이하, 판유리 가공장치(100)에 관한 실시예로서 선회형 판유리 가공장치(200)와 직선습동형 판유리 가공장치(300)를 설명하기로 한다.
[선회형 판유리 가공장치]
도2는 본 발명의 실시형태에 관한 선회형 판유리 가공장치(200)의 측면 모식도를 나타낸다. 선회형 판유리 가공장치(200)는 판유리(A)의 단면을 가공구(B)로 가공한다. 선회형 판유리 가공장치(200)는 누름압력 발생요소(210)와, 완충요소(220)와, 회전암 부재(230)와, 지지축 부재(240)와, 가공구 회전모터(250)와, 링크 기구(260)가 구비될 수 있다.
회전암 부재(230)는 가공구(B)에 연결된다. 지지축 부재(240)는 회전암 부재(230)에 회전 가능하게 연결된다. 누름압력 발생요소(210)는 회전암 부재(230)에 우력을 부여함으로써, 가공구(B)로부터 판유리(A)에 대한 누름압력을 발생시킨다.
가공구 회전모터(250)는 가공구(B)를 회전시킨다. 가공구 회전모터(250)의 출력은, 출력이 클수록 판유리(A) 단면의 바운드(bound)에 대한 저항이 커져 안정된 가공이 가능해지나, 모터 전류값(모터 부하율)을 감시하면서 조작할 필요가 있다. 따라서 모터 전류값 변화가 명확하게 나타나고 또한 바운드에 영향을 끼치지 않을 정도의 용량을 가진 모터를 선정한다. 가공구 회전모터(250)의 출력은 예를 들어 1kW일 수 있다.
링크 기구(260)는 회전암 부재(230)의 움직임이 완충요소(220)로 전달되도록 구성된다. 링크 기구(260)의 상세함은 도4~도6을 참조하여 후술하기로 한다.
또한 누름압력 발생요소(210)는 도1을 참조하여 설명한 누름압력 발생요소(110)와 마찬가지의 기능을 가지며, 완충요소(220)는 도1을 참조하여 설명한 완충요소(120)와 마찬가지의 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략한다.
선회형 판유리 가공장치(200)는 유리상태 측정부(270)와 위치 제어부(280)를 추가로 구비한다. 유리상태 측정부(270)는 선회형 판유리 가공장치(200)에 유입되는 판유리(A)의 유리상태를 측정한다. 예를 들어 선회형 판유리 가공장치(200)에 유입되는 판유리(A)의 단면에 롤러를 접촉시켜 판유리(A)의 상태를 검출한다. 누름압력 발생요소(210)는 판유리(A)의 유리상태에 따라 가공구(B)에 대한 누름압력을 발생시킨다. 위치 제어부(280)는 회전암 부재(230)의 위치를 제어한다. 여기서 위치 제어부(280)는 도1을 참조하여 설명한 위치 제어부(180)와 마찬가지의 기능을 가지므로 상세한 설명은 생략한다.
[직선습동형 판유리 가공장치]
도3은 본 발명의 실시형태에 관한 직선습동형 판유리 가공장치(300)의 측면 모식도를 나타낸다. 직선습동형 판유리 가공장치(300)는 판유리(A)의 단면을 가공구(B)로 가공한다. 직선습동형 판유리 가공장치(300)는 누름압력 발생요소(310)와, 완충요소(320)와, 슬라이드 부재(330)와, 습동레일 부재(340)와, 가공구 회전모터(350)와, 링크 기구(360)가 구비될 수 있다.
슬라이드 부재(330)는 가공구(B)에 연결된다. 습동레일 부재(340)는 슬라이드 부재(330)에 직선습동 가능하게 연결된다. 누름압력 발생요소(310)는 슬라이드 부재(330)를 누름으로써, 가공구(B)로부터 판유리(A)에 대한 누름압력을 발생시킨다. 가공구 회전모터(350)는 가공구(B)를 회전시킨다. 도2를 참조하여 가공구 회전모터(250)의 출력에 관해 설명한 바와 같이, 가공구 회전모터(350)의 출력은 가공구 회전모터(250)의 출력과 마찬가지로 1kW일 수 있다.
링크 기구(360)는 슬라이드 부재(330)의 움직임이 완충요소(320)로 전달되도록 구성된다. 링크 기구(360)의 상세함은 도4~도6을 참조하여 후술하기로 한다.
또한 누름압력 발생요소(310)는 도1을 참조하여 설명한 누름압력 발생요소(110)와 마찬가지의 기능을 가지며, 완충요소(320)는 도1을 참조하여 설명한 완충요소(120)와 마찬가지의 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략한다.
직선습동형 판유리 가공장치(300)는 유리상태 측정부(370)와 위치 제어부(380)를 추가로 구비한다. 여기서 유리상태 측정부(370)는 도2를 참조하여 설명한 유리상태 측정부(270)와 마찬가지의 기능을 가지며, 위치 제어부(380)는 도1을 참조하여 설명한 위치 제어부(180)와 마찬가지의 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략한다.
[완충요소]
도4~도6은 본 발명의 실시형태에 관한　완충요소(120)의 모식도를 나타낸다. 도4~도6을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관한 완충요소(120)의 구성을 설명한다. 본 발명의 실시형태에서 완충요소(120)는 비 밀폐식 워터 대시포트이다. 구체적으로 완충요소(120)는 오리피스판(410)과, 체크밸브(420)와, 피스톤(430)과, 포트(440)와, 작동 유체(H)를 구비한다.
피스톤(430)은 암 부재(130)의 움직임에 따라 수직방향(화살표(G) 방향)을 따라 상하 이동한다. 포트(440)에는 작동 유체(H)(예를 들어 물)가 들어 있으며, 또 오리피스판(410)과 체크밸브(420)가 배치된다. 오리피스판(410)은 피스톤(430)에 고정되며, 피스톤(430)의 상하 이동과 함께 오리피스판(410)도 상하 이동한다. 오리피스판(410)은, 오리피스판(410)의 상류와 하류 사이에 발생하는 압력차를 이용하여 유량을 측정하는 도넛 모양의 플레이트이다.
체크밸브(420)는 충격력의 작용에 대하여 폐로가 된다. 예를 들어 체크밸브(420)는 역지(逆止) 밸브이다. 체크밸브(420)는 완충요소(120)의 작용방향을 한정할 수 있다. 가공구(B)가 판유리(A)의 단면에 근접되는 방향으로 이동할 경우에는 완충 효과를 없앰으로써 암 부재(130)의 움직임에 영향을 끼치지 않으며, 가공부(B)가 판유리(A)의 단면으로부터 이격되는 방향으로 이동할 경우에는 완충 효과를 발휘시켜 암 부재(130)의 운동을 완충시키기가 가능해진다.
완충요소(120)는 피스톤 단부(480)와 코일 스프링(490)과 인장 스프링(495)을 구비한다. 피스톤 단부(480)는 피스톤(430)에 고정되며, 포트(440) 내에 수납된다. 코일 스프링(490)은 피스톤 단부(480) 위에 있고, 체크밸브(420)는 코일 스프링(490) 위에 있다. 코일 스프링(490)은 체크밸브(420)의 자중(自重) 분을 지탱하기 위한 약한 스프링이다. 인장 스프링(495)의 일단은 피스톤(430)에 고정되며, 인장 스프링(495)의 타단은 고정 벽에 고정된다. 인장 스프링(495)의 상세함은 후술하기로 한다.
여기서, 본 발명의 실시형태에 관한 완충요소(120)는, 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)에 대하여 작용하는 충격력을 완충하는 한, 비 밀폐식 워터 대시포트에 한정되지 않으며, 완충요소(120)는 다른 댐퍼요소일 수 있다. 체크밸브(420)와 피스톤(430)은 본 명세서에서 피스톤 기구로서 기능한다.
이어서, 도4~도6을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관한 완충요소(120)의 구성을 설명한다. 완충요소(120)는 링크 기구(260)를 구비한다. 링크 기구(260)는 암 부재(130)의 움직임이 완충요소(120)로 전달되도록 기능한다. 본 발명의 실시형태에서 링크 기구(260)는 예를 들어 스코트러셀(Scott Russell) 링크 기구이다. 링크 기구(260)는 제1 링크 부재(450)와 제2 링크 부재(460)와 고정축(470)을 구비한다.
제1 링크 부재(450)와 제2 링크 부재(460)는, 변형되지 않는 부재로 구성되는 링크이다. 피스톤(430)과 제1 링크 부재(450)와 제2 링크 부재(460)와 고정축(470)은 조인트에 의해 접속된다.
암 부재(130)와 제1 링크 부재(450)는 조인트에 의해 접속되며, 암 부재(130)에 의한 수평방향(화살표(F) 방향)을 따른 움직임이 제1 링크 부재(450)로 전해진다. 제1 링크 부재(450)와 제2 링크 부재(460) 및 제1 링크 부재(450)와 피스톤(430)은 조인트에 의해 접속되며, 제1 링크 부재(450)의 움직임이 피스톤(430)으로 전해진다. 제2 링크 부재(460)와 고정축(470)은 조인트에 의해 접속된다. 고정축(470)은 포트(440)에 대하여 고정되며, 피스톤(430)에 의한 수직방향(화살표(G) 방향)을 따른 상하 이동을 안내한다.
인장 스프링(495)은 링크의 자중분을 취소(cancell)시킨다. 링크의 자중은, 오리피스판(410)과 체크밸브(420)와 피스톤(430)과 제1 링크 부재(450)와 제2 링크 부재(460)와 피스톤 단부(480)와 코일 스프링(490)의 총 중량이다. 포트(440)를 종형(즉, 피스톤(430)을 수직방향(화살표(G) 방향)을 따른 방향으로 이동시키는 형식)으로 한 경우, 중력을 고려할 필요가 있다. 즉, 암 부재(130)에 대한 판유리(A)의 단면 방향으로의 누름압력에 의해, 암 부재(130)는 항상 판유리(A)의 단면으로 복귀하고자 하는데, 암 부재(130)가 포트(440)에 가장 근접된 위치와 암 부재(130)가 포트(440)에서 가장 이격된 위치 사이를 링크가 이동함으로써 링크의 무게중심도 이동한다. 그 결과, 링크 자중분의 중량이 누름압력에 가산 또는 감산되어 누름압력이 일정하지 않는 경우가 있다.
그래서, 암 부재(130)가 포트(440)에 가장 근접된 위치와 암 부재(130)가 포트(440)에서 가장 이격된 위치 사이에서 암 부재(130)의 위치와 누름압력은 비례관계에 있는 것으로 근사하고, 스프링(495)을 도입한다. 그 결과, 암 부재(130)가 어느 위치에 있어도, 링크의 자중분의 중량이 누름압력에 영향을 끼치지 않도록, 인장 스프링(495)이 링크를 지탱하여 링크의 자중분을 취소한다.
또 도4~도6을 참조하여 완충요소(120)의 동작을 설명한다. 도4는 상태A를 나타낸다. 암 부재(130)는 포트(440)에서 가장 이격된 위치에 있다. 체크밸브(420)가 오리피스판(410)의 개구부의 일부를 막고 있다.
도5는 상태B를 나타낸다. 상태B에서는, 가공구(B)가 판유리(A) 단면의 미세한 볼록부에 접한 결과, 암 부재(130)는 상태A보다 링크 기구(260)에 근접된 위치에 있다.
암 부재(130)가 제1 링크 부재(450)를 링크 기구(260)가 위치하는 방향으로 누름으로써, 피스톤(430)이 수직방향 하향으로 이동한다. 피스톤 단부(480)는 상태A보다 수직 하향으로 이동하므로, 오리피스판(410)이 체크밸브(420)를 수직 하향으로 누르고, 체크 밸브(420)가 닫힌 상태가 계속된다(즉, 체크 밸브(420)가 오리피스판(410)의 개구부의 일부를 계속 막는다). 상태A에서 상태B로의 이행에 의해 오리피스판(410)과 체크 밸브(420)가 수직 하향으로 이동하고, 오리피스판(410)의 설치위치보다 하방에 있는 작동 유체(H)가, 오리피스판(410)과 포트(440) 내벽과의 틈새로부터 오리피스판(410)의 상방으로 이동한다. 즉, 판유리(A) 단면의 미세한 볼록부 때문에 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)에 대하여 충격력이 작용한 경우, 누름압력 발생요소(110)가 가공구(B)로부터 판유리(A) 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키면서 완충요소(120)가 이 충격력을 완충시킨다.
도6은 상태C를 나타낸다. 상태B에서 시간이 경과한 후에도 누름압력 발생요소(110)가 암 부재(130)에 대하여 계속 누름압력을 발생시키므로, 상태C에서 암 부재(130)는 상태B보다 링크 기구(260)에서 이격된 위치에 있다. 누름압력 발생요소(110)가 암 부재(130)에 대하여 계속 누름압력을 발생시키므로, 암 부재(130)가 제1 링크 부재(450)를 포트(440)에서 이격되는 방향으로 당긴다. 그 결과, 오리피스판(410)과 피스톤 단부(480)가 상태B보다 수직 상향으로 이동함과 동시에 체크밸브(420)가 코일 스프링(490)을 수직 하향으로 압축하여 체크밸브(420)가 열린다(즉, 체크밸브(420)가 막고 있던 오리피스판(410) 개구부의 일부가 열린다).
이와 같이 상태B에서 상태C로의 이행에 의해, 오리피스판(410)과 피스톤 단부(480)가 상태B보다 수직 상향으로 이동하며, 체크밸브(420)가 열리면, 오리피스판(410)의 설치위치보다 상방에 있는 작동 유체(H)는 오리피스판(410)의 개구부로부터 오리피스판(410) 하방으로 이동한다.
완충요소(120)의 동작 상태(상태A~상태C)에 있어서, 상태A에서는 암 부재(130)가 링크 기구(260)에서 가장 이격된 위치에 있다. 가공구(B)가 판유리(A) 단면의 미세한 볼록부에 접함으로써 상태A에서 상태B로 이행하고, 다시 상태B에서 상태C로 이행한다. 오리피스판(410)과 피스톤(430)은 고정되어 있고, 피스톤(430)과 피스톤 단부(480)도 고정되어 있으므로, 오리피스판(410)과 피스톤 단부(480)의 간격은 일정하다. 따라서 체크밸브(420)는 오리피스판(410)과 피스톤 단부(480) 사이를 코일 스프링(490)의 힘으로 이동한다.
가공구(B)가 판유리(A)의 단면으로부터 이격되는 방향으로 이동한 경우, 오리피스판(410)은 체크밸브(420)를 수직 하향으로 누른다. 체크밸브(420)가 닫힌 상태가 계속되므로, 완충요소(120)가 완충 효과를 발휘하여 암 부재(130)의 운동을 완충시키는 것이 가능해진다. 한편, 누름압력 발생요소(110)가 암 부재(130)에 대하여 계속 누름압력을 발생시키므로, 가공구(B)가 판유리(A) 단면에 근접되는 방향으로 이동하며, 체크 밸브(420)가 코일 스프링(490)을 수직 하향으로 압축한다. 그 결과, 체크밸브(420)가 열리므로, 완충요소(120)의 완충 효과가 없어진다. 누름압력 발생요소(110)는 가공구(B)로부터 판유리(A)의 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키고, 가공구(B)의 판유리(A) 단면에 대한 접촉을 계속한다.
도4~도6을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관한 완충요소(120)가 링크 기구(260)로서의 스코트러셀 링크 기구를 구비하는 경우에는, 암 부재(130)에 의한 수평방향(화살표(F) 방향)을 따른 움직임을 피스톤(430)에 의한 수직방향(화살표(G) 방향)을 따른 상하 이동으로 변환시킬 수 있다. 그 결과, 완충요소(120)로서의 종형 워터대시포트를 이용하는 것이 가능해지고, 작동 유체(H)의 누설을 방지하기 위한 O-링 등의 실 구조를 배제할 수 있어, 실 저항의 영향을 무시할 수 있다.
여기서, 본 발명에 있어서 완충요소(120)는 링크 기구(260)로서의 스코트러셀 링크 기구를 구비하는 것에 한정되지 않는다. 완충요소(120)가 스코트러셀 링크 기구를 구비하지 않는 경우에도, 완충요소(120)가 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)에 대하여 작용되는 충격력을 완충시키는 한, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
이상, 도4~도6을 참조하여 완충요소(120)의 동작을 설명했으나, 도2를 참조하여 설명한 완충요소(220)나 도3을 참조하여 설명한 완충요소(320) 또한 완충요소(120)와 마찬가지의 동작을 하므로, 상세한 설명은 생략한다.
도7은 본 실시형태의 판유리 가공장치(100)에 의한 판유리 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 판유리 가공장치(100)에 의한 판유리 제조방법을 설명한다. 본 발명의 판유리 제조방법에 의하면, 판유리(A)의 단면을 가공구(B)로 가공하여 판유리(A)를 제조할 수 있다. 판유리 제조방법은 단계(S202)~단계(S206)에 의해 실행되며, 단계(S204)는 누름압력을 발생시키면서 충격력을 완충하는 공정으로서 기능한다.
단계(S202):가공구(B)를 대기위치(원점)로 이동시킨다.
단계(S204):누름압력 발생요소(110)는 가공구(B)로부터 판유리(A)의 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시킨다. 가공구(B)가 판유리(A)의 단면에 접촉하며, 판유리(A)의 연마가 시작한다. 암 부재(130)가 판유리(A)의 진행방향에 대하여25 도~35 도가 되도록 가공구(B)가 판유리(A)의 단면에 접촉한다.
판유리(A)의 단면에 존재하는 미세한 기복 때문에 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)에 대하여 충격력이 작용한 경우, 누름압력 발생요소(110)가 가공구(B)로부터 판유리(A)의 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키면서 완충요소(120)가 이 충격력을 완충시킨다.
단계(S206):암 부재(130)는 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)를 이격시키고 퇴피위치로 이동시켜, 연마를 종료한다. 여기서, 본 실시형태에서 퇴피위치는 대기위치(원점)와 동일 위치이다.
도1~도7를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 판유리 가공장치 및 판유리 제조방법에 의하면, 가공구(B)로부터 판유리(A)의 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키면서, 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)에 대하여 작용하는 충격력을 완충시킬 수 있다. 따라서 판유리(A)의 반송속도의 고속화에 수반하여 증가하는 가공구(B)로의 충격력에 의해 가공구(B)가 판유리(A)의 단면으로부터 튀어 이격되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 판유리 제조의 반송속도를 고속으로 하는 것이 가능해지며, 후공정으로 반송할 수 있는 판유리(A)의 양을 증가할 수 있다.
도1을 참조하여 설명한 실시형태에서는, 판유리(A)의 단면이 반송방향(C)과 평행인 자세로 가공구(B)가 단면을 연마하였다. 그러나 판유리(A)의 단면이 반송방향(C)에 대하여 경사진 자세로 가공구(B)가 단면을 연마하는 경우가 있다. 도8은 판유리(A)의 단면이 반송방향(C)에 대하여 경사진 자세로 단면을 연마하는 양상을 나타내는 상면 모식도이다. 도8에서 판유리(A) 단면의 종단부(A2)는, 평행 반송시의 궤도(R)로부터 가공구(B)로 근접되는 쪽으로 일탈되어 있다. 도8에 나타내는 바와 같은 자세로 판유리(A)의 단면을 연마할 경우, 가공구(B)를 연마 종료위치(실선)에서 대기위치(2점 쇄선)로 복귀시키면, 가공구(B)가 판유리(A)의 단면을 긁음에 따라, 판유리(A)의 단면 또는 가공구(B)가 손상되는 경우가 있다. 그래서 연마가 종료되면, 가공구(B)를 판유리(A)의 단면에 대하여 이격되는 방향으로 일단 퇴피시키고 나서 대기위치로 복귀시킬 필요가 있다. 즉, 가공구(B)를 대기위치, 연마위치 및 대기위치보다도 이격되는 방향으로 퇴피한 퇴피위치의 3 위치로 차례로 이동되도록 제어할 필요가 있다.
도9는 본 발명의 실시형태에 관한 판유리 가공장치(500)의 상면 모식도를 나타낸다. 본 실시형태의 판유리 가공장치(500)에 있어서 가공구(B)는 대기위치, 연마위치 및 대기위치보다도 이격되는 방향으로 퇴피한 퇴피위치의 3 위치로 차례로 이동하도록 제어된다. 이하, 도9를 참조하여 본 실시형태의 판유리 가공장치(500)를 설명한다.
판유리 가공장치(500)는 판유리(A)의 단면을 가공구(B)로 가공한다. 판유리 가공장치(500)는 누름압력 발생요소(510)와, 완충요소(520)와, 회전암 부재(530)와, 지지축 부재(540)와, 가공구 회전모터(도시 생략)와, 링크 기구(도시 생략)와, 유리상태 측정부(도시 생략)와, 위치 제어부(580)를 구비한다. 여기서 누름압력 발생요소(510), 완충요소(520), 회전암 부재(530), 지지축 부재(540), 가공구 회전모터, 링크 기구 및 유리상태 측정부는 도2에 나타내는 실시형태에서 설명한 바와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
회전암 부재(530)는 가공구(B)에 연결된다. 회전암 부재(530)에 지지축 부재(540)가 회전 가능하게 연결된다. 회전암 부재(530)의 회전에 의해 가공구(B)는 판유리(A)의 단면에 대하여 누르는 방향(도9에 나타내는 K1방향:누름방향)으로 이동하며, 또는 판유리(A)의 단면에 대하여 이격되는 방향(도9에 나타내는 K2방향:이격 방향)으로 이동한다.
본 실시형태에서 회전암 부재(530)는 제1 암부(531)와 제2 암부(532)를 갖는다. 제1 암부(531)의 한쪽 단부는 가공구(B)에 연결된다. 제1 암부(531)의 다른 쪽 단부와 제2 암부(532)의 한쪽 단부는 서로 연결된다. 제1 암부(531)와 제2 암부(532)가 연결되는 부위에 지지축 부재(540)가 연결된다. 누름압력 발생요소(510)는 회전암 부재(530)의 제1 암부(531)에 우력을 부여함으로써 가공구(B)로부터 판유리(A)에 대한 누름압력을 발생시킨다.
위치 제어부(580)는 가공구(B)가 대기위치, 연마위치 또는 퇴피위치로 차례로 이동하도록 회전암 부재(530)의 위치를 제어한다. 대기위치는, 가공구(B)가 판유리(A) 단면과의 접촉을 대기하는 위치이다. 연마위치는, 판유리(A)의 단면과 접촉하고 이 단면을 연마하는 동안의 가공구(B) 위치이다. 퇴피위치는, 가공구(B)가 대기위치보다도 이격되는 방향으로 퇴피한 위치이다. 본 발명의 실시형태에서 위치 제어부(580)는 캠 부재(581(원통 끼움캠))와 캠팔로워(582)(암 제어요소)를 구비한다.
캠 부재(581)는 캠 부재 회전모터(585)에 의해 회전 구동된다. 본 실시형태에서 캠 부재 회전모터(585)는 예를 들어 서보 모터이다. 캠 부재(581)는 캠 부재 회전모터(585)에 의해, 지정된 속도로 지정된 위상(각도)으로 회전된다. 여기서 서보 모터는 감속기가 부착된 것일 수 있다.
캠팔로워(582)는 회전암 부재(530)에 연결됨으로써 회전암 부재(530)에 연동된다. 본 실시형태에서 캠팔로워(582)는 제2 암부(532)에 연결된다. 캠팔로워(582)는, 회전하는 캠 부재(581)에 종동하여 캠 부재(581)의 축방향(화살표(J1) 방향 또는 화살표(J2) 방향)을 따라 변위한다. 화살표(J1) 방향으로 변위하는 캠팔로워(582)에 연동하여 회전암 부재(530)가 회전하며, 가공구(B)는 누름방향(화살표(K1) 방향)으로 이동한다. 한편, 화살표(J2) 방향으로 변위하는 캠팔로워(582)에 연동하여 회전암 부재(530)가 회전하며, 가공구(B)는 이격 방향(화살표(K2) 방향)으로 이동한다.
도10은 도9의 X-X선에서 본 위치 제어부(580)의 단면 모식도이다. 이어서 도9~도10을 참조하여 위치 제어부(580)를 설명한다. 구체적으로 위치 제어부(580)는 2개의 캠팔로워(582)(이하, 제1 캠팔로워(582A)와 제2 캠팔로워(582B)라고 기재하는 경우가 있다.)를 갖는다. 제1 캠팔로워(582A)와 제2 캠팔로워(582B)는 소정의 간격을 두도록 제2 암부(532)에 설치되며, 소정의 간격을 유지한 채 제2 암부(532)와 함께 이동 가능하다.
캠 부재(581)는 제1 캠면(583), 및 제1 캠면(583)과 상대하는 제2 캠면(584)을 갖는 원통 단면캠이다. 제1 캠면(583)은 캠 부재(581) 회전축의 한쪽 면이다. 제1 캠면(583)은 캠 부재(581)가 회전하는 동안에 제1 캠팔로워(582A)에 접촉될 수 있다. 제2 캠면(584)은 캠 부재(581) 회전축의 다른 쪽 면이다. 제2 캠면(584)은 캠 부재(581)가 회전하는 동안에 제2 캠팔로워(582B)에 접촉될 수 있다.
도11은 캠부재(581)의 회전위상에 대응한 캠팔로워(582)의 위치를 나타내는 도이다. 도12는 위치 제어부(580)를 경사지게 본 모식도이다. 도12(a)는 캠 부재(581)가 제1 회전위상으로 회전한 상태를 나타내고, 도12(b)는 캠 부재(581)가 제2 회전위상으로 회전한 상태를 나타내며, 도12(c)는 캠 부재(581)가 제3 회전위상으로 회전한 상태를 나타낸다. 도13은 캠팔로워(582)의 변위에 수반하여 이동한 가공구(B)의 위치를 나타내는 상면 모식도이다. 도13(a)는 대기위치에서의 가공구(B)를 나타내고, 도13(b)는 연마위치에서의 가공구(B)를 나타내며, 도13(c)는 퇴피위치에서의 가공구(B)를 나타낸다. 이하, 도11~도13을 참조하여 캠 부재(581)의 형상 및 캠 부재(581)의 회전과 가공구(B) 위치와의 관계를 설명한다.
캠부재(581)의 회전에 연동하여 제1 캠면(583)과 제1 캠팔로워(582A)의 접촉위치 및접촉상태, 그리고 제2 캠면(584)과 제2 캠팔로워(582B)의 접촉위치 및 접촉상태가 변화한다. 이로써 가공구(B)는 대기위치, 연마위치 및 퇴피위치로 차례로 이동한다. 구체적으로 캠부재(581)는 캠부재 회전모터(585)의 구동에의해, 제1 회전위상(0 도), 제2 회전위상(120 도) 및 제3 회전위상(240 도)으로 차례로 회전한다. 캠 부재(581)가 제1 회전위상까지 회전함으로써 가공구(B)는 대기위치로 이동한다. 캠 부재(581)가 제2 회전위상까지 회전함으로써 가공구(B)는 가공위치로 이동한다. 캠 부재(581)가 제3 회전위상까지 회전함으로써 가공구(B)는 퇴피위치로 이동한다.
[대기위치]
제1 회전위상에서는 캠 부재(581) 중 제1 캠팔로워(582A)와 제2 캠팔로워(582B) 사이에 개재하는 부위의 폭은 제1 캠팔로워(582A)와 제2 캠팔로워(582B) 사이의 간격과 동등하다. 제1 캠팔로워(582A)가 제1 캠면(583)에 접촉하고, 제2 캠팔로워(582B)가 제2 캠면(584)에 접촉함으로써, 제1 캠팔로워(582A) 및 제2 캠팔로워(582B)의 화살표(J1) 방향(가공구(B)를 누름방향으로 이동시키도록 캠팔로워가 변위하는 방향) 또는 화살표(J2) 방향(가공구(B)를 이격방향으로 이동시키도록 캠팔로워가 변위하는 방향)으로의 변위가 규제되고, 회전암 부재(530)는 회전 불가능한 로크 상태가 된다. 이에 따라 제1 회전위상에서 가공구(B)는 소정의 위치(본 실시형태에서는 대기위치)에 배치되어 이동하지 않는다. 도13(a)에 나타내는 바와 같이 대기위치에서, 반송방향(C)과, 회전암 부재(530)의 제1 암 부재(531)의 길이방향에 의해 구성되는 사잇각(ω)은, 예를 들어 30 도이다.
[연마위치]
제2 회전위상에서는 캠 부재(581) 중 제1 캠팔로워(582A)와 제2 캠팔로워(582B) 사이에 개재하는 부위의 폭(이하, 제2 회전위상에서의 캠 폭이라고 기재하는 경우가 있다)은, 제1 캠팔로워(582A)와 제2 캠팔로워(582B) 사이의 간격보다 작다. 제1 캠팔로워(582A)와 제2 캠팔로워(582B)는 일정 거리 내(캠팔로워간의 간격으로부터 제2 회전위상에서의 캠 폭을 뺀 거리)에서 화살표(J1) 방향 또는 화살표(J2) 방향으로 변위 자유로우며, 회전암 부재(530)는 회전 가능한 프리 상태가 된다.
이에 따라, 도13(b)에 나타내는 바와 같이 제2 회전위상에서는, 캠 부재(581) 및 캠 부재(582)의 J1방향으로의 변위에 의해, 가공구(B)는 대기위치보다도 누름방향으로 이동한다. 가공구(B)가 누름방향으로 최대한 이동한 위치(실선)에서, 반송방향(C)과, 회전암 부재(530)의 제1 암부(531)의 길이방향에 의해 구성되는 사잇각은 ω+α이다. 또 캠 부재(581) 및 캠 부재(582)의 변위에 의해, 가공구(B)는 대기위치보다도 이격되는 방향으로 이동한다. 가공구(B)가 이격방향으로 최대한 이동한 위치(2점 쇄선)에서, 반송방향(C)과, 회전암 부재(530)의 제1 암부(531)의 길이방향에 의해 구성되는 사잇각은 ω-α이다. α는, 예를 들어 1 도이다. 여기서 α는 캠팔로워간의 간격으로부터 제2 회전위상에서의 캠 폭을 뺀 거리를 변경함으로써 조정할 수 있다.
[퇴피위치]
제3 회전위상에서는 캠 부재(581) 중 제1 캠팔로워(582A)와 제2 캠팔로워(582B) 사이에 개재하는 부위의 폭은, 제1 캠팔로워(582A)와 제2 캠팔로워(582B) 사이의 간격과 동등하다. 제1 캠팔로워(582A)가 제1 캠면(583)에 접촉하며, 제2 캠팔로워(582B)가 제2 캠면(584)에 접촉함으로써, 제1 캠팔로워(582A) 및 제2 캠팔로워(582B)의 화살표(J) 방향에서의 변위가 규제되고, 회전암 부재(530)는 회전 불가능한 로크 상태가 된다.
또 제1 회전위상에서의 제1 캠면(583)(또는 제2 캠면(584))의 위치에 대하여, 제3 회전위상에서의 제1 캠면(583)(또는 제2 캠면(584))의 위치는 화살표(J2) 방향을 향해 소정의 거리 오프셋 된다. 이로써 제3 회전위상까지 회전한 캠 부재(581)에 종동하여, 제1 캠팔로워(582A)와 제2 캠팔로워(582B)는 화살표(J2) 방향을 향해 변위되고, 가공구(B)를 대기위치보다도 이격되는 방향으로 이동시킨다. 도13(c)에 나타내는 바와 같이 가공구(B)가 이격방향으로 이동한 퇴피위치에서는, 반송방향(C)과, 회전암 부재(530) 제1 암 부재(531)의 길이방향에 의해 구성되는 사잇각은 ω-β이다.
본 실시형태에서 β는 α와 동일 각도이다. 즉 가공구(B)가 이격방향으로 최대한 이동한 위치(ω-α)와 가공구(B)의 퇴피위치(ω-β)는 동일 위치이다. 여기서 β는 제1 회전위상의 제1 캠면(583)(또는 제2 캠면(584))의 위치에 대한 제3 회전위상의 제1 캠면(583)(또는 제2 캠면(584))의 오프셋 거리를 변경함으로써 조정할 수 있다.
또한 제1 회전위상과 제2 회전위상 사이 및 제2 회전위상과 제3 회전위상 사이에서 제1 캠면(583) 및 제2 캠면(584)은, 캠 부재(581)의 원둘레 방향을 따른 제1 캠팔로워(582A) 및 제2 캠팔로워(582B)의 궤적이 등속도 곡선을 그리도록 형성된다.
도9~도13을 참조하여 본 실시형태의 판유리 가공장치(500)를 설명하였다. 본 실시형태에 의하면, 가공구(B)는 대기위치, 연마위치 및 퇴피위치의 3 위치로 차례로 이동하도록 제어된다. 여기서 퇴피위치는 가공구(B)가 대기위치보다도 이격되는 방향으로 퇴피한 위치이다. 이에 따라, 도8에 나타내는 바와 같은 자세로 판유리(A)의 단면을 연마할 경우, 연마가 종료되면 가공구(B)를 이격되는 방향으로 일단 퇴피시키고 나서 대기위치로 복귀시킬 수 있다. 그 결과 가공구(B)가 판유리(A)의 단면을 긁음에 따라 판유리(A) 또는 가공구(B)가 손상되는 것을 억제할 수 있다. 또 본 실시형태에서는 캠 부재(581)를 120 도씩 회전시킴으로써 가공구(B)의 3포지션 제어를 실현한다. 이에 따라, 가공구를 전후 이동시키는 직동 기구에 의해 퇴피위치로의 이동을 실현하는 장치에 비해, 본 실시형태의 판유리 가공장치(500)의 구성이 간단함과 더불어 동작 지연이 발생하기 어렵다.
또한 본 실시형태에서는 제1 회전위상이 0 도이고 제2 회전위상이 120 도이며 제3 회전위상이 240 도이나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제1 회전위상, 제2 회전위상 및 제3 회전위상은 가공구(B) 동작을 제어하는데에 있어서 그 수요에 대응하여 설정할 수 있다. 또 제1 회전위상, 제2 회전위상 및 제3 회전위상 각각의 전후 5 도 범위에서, 제1 캠면(583) 및 제2 캠면(584)은 캠 부재(581)의 원둘레 방향을 따른 제1 캠팔로워(582A) 및 제2 캠팔로워(582B)의 궤적이 직선을 그리도록 형성되어도 된다. 이로써 캠 부재(581)의 회전각도가 원하는 각도(0 도, 120 도 또는 240 도)에서 약간 벗어나도 가공구(B)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.
도14는 본 실시형태의 판유리 가공장치(500)에 의한 판유리 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 도9~도14를 참조하여 판유리 가공장치(500)에 의한 판유리 제조방법을 설명한다. 판유리 제조방법은 가공구(B)를 대기위치, 연마위치 및 퇴피위치로 차례로 이동하도록 제어하는 공정을 포함한다. 판유리 제조방법은 단계(S602)~단계(S608)에 의해 실행된다.
단계(S602):가공구(B)를 대기위치로 이동시킨다. 구체적으로는, 캠 부재 회전모터(585)의 구동에 의해 캠 부재(581)를 제1 회전위상까지 회전시킨다. 제1 회전위상까지 회전한 캠 부재(581)에 연동하여 가공구(B)가 대기위치로 이동한다. 대기위치에서 회전암 부재(530)는 로크 상태이며, 가공구(B)는 자유롭게 움직이지 않는다.
단계(S604):가공구(B)를 연마위치로 이동시킨다. 구체적으로는, 연마위치로 이동한 상태에서 가공구(B)가 판유리(A)의 단면과 접촉하도록, 가공구(B)와 판유리(A)가 접촉하는 타이밍에 맞추어 캠 부재 회전모터(585)를 회전시킨다. 캠 부재 회전모터(585)의 구동으로써, 캠 부재(581)를 제2 회전위상까지 회전시킨다. 제2 회전위상까지 회전한 캠 부재(581)에 연동하여 가공구(B)가 이동하며, 판유리(A)와 접촉하는 타이밍에서 가공구(B)는 연마위치에 배치된다. 연마위치에서 회전암 부재(530)는 프리 상태이며, 가공구(B)는 누름방향 또는 이격방향으로 이동 가능하다.
단계(S606):누름압력 발생요소(510)는 가공구(B)로부터 판유리(A)의 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시킨다. 누름압력이 발생한 상태에서, 제1 가공구(B)는 시단부(A1)에서 종단부(A2)까지 판유리(A)의 단면에 대하여 연마를 실행한다. 궤도(R)에서 가공구(B)로 근접되는 쪽으로 일탈된 단면의 종단부(A2)에 의해 밀려, 가공구(B)는 서서히 이격방향으로 이동한다.
또 판유리(A)의 단면에 존재하는 미세한 기복 때문에 판유리(A)의 단면으로부터 가공구(B)에 대하여 충격력이 작용한 경우, 누름압력 발생요소(510)가 가공구(B)로부터 판유리(A)의 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키면서 완충요소(520)가 이 충격력을 완충시킨다.
단계(S608):가공구(B)를 퇴피위치로 이동시키고 연마를 종료한다. 구체적으로는, 가공구(B)에 의한 연마가 연마종료위치까지 진행하면, 캠 부재 회전모터(585)의 구동으로써 캠 부재(581)를 제3 회전위상까지 회전시킨다. 제3 회전위상까지 회전된 캠 부재(581)에 연동하여 가공구(B)는 이격방향을 향해 퇴피위치까지 이동한다. 퇴피위치에서 회전암 부재(530)는 로크 상태이며, 가공구(B)는 자유롭게 움직이지 않는다.
여기서, 다시 다음 판유리(A)를 가공할 경우에는 단계(S602~S608)를 반복시킨다.
도9~도14를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 판유리 가공장치(500) 및 판유리 제조방법에 의하면, 연마가 종료하면, 판유리(A)의 단면에 대하여 이격되는 방향으로 일단 퇴피시키고 나서 대기위치로 복귀하도록 가공구(B)를 제어할 수 있다. 대기위치로 복귀할 시에 가공구(B)는 판유리(A)의 단면과 접촉하지 않으므로, 가공구(B)가 판유리(A)의 단면을 긁음에 따라 판유리(A) 또는 가공구(B)가 손상되는 것을 억제할 수 있다.
또 본 실시형태의 판유리 가공장치(500) 및 판유리 제조방법에 의하면, 가공구(B)와 판유리(A)의 단면이 접촉될 때까지 회전암 부재(530)는 로크상태이고, 가공구(B)는 자유롭게 움직이지 않는다. 따라서 고속으로 판유리(A) 또는 가공구(B)를 반송해도, 가공구(B)와 판유리(A)의 단면이 접촉하여 연마가 시작할 시에 발생하는 가공구(B)의 진동을 억제할 수 있다.
여기서, 전술한 실시형태에서 α는 1 도이나, α는 1 도 이외의 각도라도 된다. 또 β는 α와 동일 각도이나, β는 α와 다른 각도라도 된다.
또한 전술한 실시형태에서 위치 제어부(580)는 필수적 구성이나, 완충요소(520)는 필수적 구성에 한정되지 않는다. 판유리 가공장치(500)는 완충요소(520)를 구비하지 않아도 가공구(B)를 대기위치, 연마위치 및 퇴피위치의 3 위치로 차례로 이동하도록 제어할 수 있다. 한 실시형태에 있어서, 다음에 기재하는 판유리 가공장치 또한 본 발명의 범위이다.
본 발명의 실시형태에 관한 판유리 가공장치는, 가공구로부터 판유리의 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키는 누름압력 발생요소와, 가공구를 대기위치, 연마위치 및 퇴피위치 사이에서 차례로 이동하도록 제어하는 위치 제어부를 구비한다. 여기서 대기위치는, 가공구가 판유리의 단면과의 접촉을 대기하는 위치이고, 연마위치는 판유리의 단면과 접촉하여 이 단면을 연마하는 동안의 가공구 위치이며, 퇴피위치는 가공구가 대기위치보다도 판유리의 단면에 대하여 이격되는 방향으로 퇴피한 위치이다. 또 한 실시형태에서, 가공구를 대기위치, 연마위치 및 퇴피위치로 차례로 이동하도록 제어하는 공정을 포함하는 판유리 제조방법 역시 본 발명의 범위이다.
그리고 본 발명의 판유리 가공장치 및 판유리 제조방법에서는, 가공구(B)로서 숫돌이 예시되고, 가공구(B)는 판유리(A)의 단면에 대하여 연마가공을 실행하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 판유리(A)의 단면을 가공할 수 있는 한, 숫돌 이외의 가공구(B)도 적용할 수 있다. 또한 판유리(A)의 단면으로의 가공인 한, 판유리(A)에 대하여 연마 이외의 가공(예를 들어 연삭)을 실행할 시에도 본 발명을 적용할 수 있다.
[산업상 이용가능성]
본발명의 판유리 가공장치 및 판유리 제조방법은 판유리의 가공이나 판유리의 제조에 적합하게 이용된다.
Ａ　:　판유리 Ｂ :　가공구
100, 500　: 판유리 가공장치
110, 210, 310, 510　: 누름압력 발생요소
120, 220, 320,520　: 완충요소 130 : 암 부재
180, 280, 380, 580　: 위치 제어부 200 : 선회형 판유리 가공장치
230, 530　: 회전암 부재 240, 540　: 지지축 부재
250, 350 : 가공구 회전모터 260, 360　: 링크 기구
270, 370　: 유리상태 측정부 300: 직선습동형 판유리 가공장치
330 :　슬라이드 부재 340 : 습동레일 부재
410 : 오리피스판 420 :체크밸브
430 : 피스톤 440 : 포트
H : 작동 유체 450 : 제1 링크 부재
460 : 제2 링크 부재 470 : 고정축
480 : 피스톤 단부 490 : 코일 스프링
531 : 제1 암부 532 : 제2 암부
581 : 캠 부재 582 : 캠팔로워
583 : 제1 캠면 584 : 제2 캠면
585 : 캠 부재 회전모터

Claims (15)

  1. 판유리의 단면을 가공구로 가공하는 판유리 가공장치로서,　
    상기 가공구로부터 상기 판유리의 상기 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키는 누름압력 발생요소와,
    상기 판유리의 상기 단면으로부터 상기 가공구에 대하여 작용하는 충격력을 완충시키는 완충요소를 구비하고
    상기 완충요소는, 상기 판유리의 상기 단면으로부터 상기 가공구에 대하여 작용하는 제1의 힘과 상기 가공구로부터 상기 판유리의 상기 단면에 대하여 작용하는 제2의 힘 중 상기 판 유리의 가공 중에 발생하는 상기 제1의 힘만을 완충시키는, 판유리 가공장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가공구를 대기위치, 연마위치 및 퇴피위치로 차례로 이동하도록 제어하는 위치 제어부를 추가로 구비하며,
    상기 대기위치는, 상기 가공구가 상기 판유리의 상기 단면과의 접촉을 대기하는 위치이고,
    상기 연마위치는, 상기 판유리의 상기 단면과 접촉하며, 상기 단면을 연마하는 동안의 상기 가공구의 위치이고,
    상기 퇴피위치는, 상기 가공구가 상기 대기위치보다도 상기 판유리의 상기 단면에 대하여 이격되는 방향으로 퇴피한 위치인, 판유리 가공장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 완충요소는 대시포트(dash pot)인, 판유리 가공장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 대시포트의 작동 유체는 물인, 판유리 가공장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 대시포트는 피스톤 기구를 구비하며,
    상기 피스톤 기구는, 상기 충격력의 작용에 대하여 폐로가 되는 체크밸브를 갖는, 판유리 가공장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    회전암 부재와 지지축 부재를 포함하며,
    상기 가공구는 상기 회전암 부재에 연결되고, 상기 회전암 부재는 상기 지지축 부재에 회전 가능하게 연결되며,
    상기 누름압력 발생요소는, 상기 회전암 부재에 우력을 부여함으로써 상기 누름압력을 발생시키는, 판유리 가공 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 위치 제어부는,
    회전 구동되는 캠부재와,
    상기 캠 부재의 회전에 종동하는 캠팔로워를 구비하며,
    상기 회전암 부재는 상기 캠팔로워에 연동하고、
    상기 캠 부재에 대한 상기 캠팔로워의 변위에 의해, 상기 회전암 부재에 우력이 부여되며,
    상기 회전암 부재에 우력이 부여됨으로써, 상기 가공구가 상기 대기위치, 상기 연마위치 또는 상기 퇴피위치로 이동하는, 판유리 가공장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 캠팔로워에는, 소정의 간격을 유지한 채 이동 가능하게 구성된 제1 캠팔로워 및 제2 캠팔로워가 포함되며,
    상기 캠 부재는, 상기 제1 캠팔로워에 접촉될 수 있는 제1 캠면을 한쪽에 가지며, 상기 제2 캠팔로워에 접촉될 수 있는 제2 캠면을 다른 쪽에 갖는 원통 단면캠이고,
    상기 캠 부재의 회전에 연동하여, 상기 제1 캠면과 상기 제1 캠팔로워의 접촉위치 및 접촉상태, 그리고 상기 제2 캠면과 상기 제2 캠팔로워의 접촉위치 및 접촉상태가 변화함으로써, 상기 가공구는 상기 대기위치, 상기 연마위치 및 상기 퇴피위치로 차례로 이동하며,
    상기 대기위치 및 상기 퇴피위치에서, 상기 회전암 부재는 회전 불가능한 로크(lock) 상태가 되고,
    상기 연마위치에서, 상기 회전암 부재는 회전 가능한 프리(free) 상태가 되는, 판유리 가공장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 캠 부재가 제1 회전위상까지 회전한 경우, 상기 가공구는 상기 대기위치로 이동하며,
    상기 캠 부재가 제2 회전위상까지 회전한 경우, 상기 가공구는 상기 연마위치로 이동하고,
    상기 캠 부재가 제3 회전위상까지 회전한 경우, 상기 가공구는 상기 퇴피위치로 이동하며,
    상기 제1 회전위상 및 상기 제3 회전위상에 있어서, 상기 캠 부재 중 상기 제1 캠팔로워와 상기 제2 캠팔로워 사이에 개재하는 부위의 폭은, 상기 제1 캠팔로워와 상기 제2 캠팔로워 사이의 간격과 동등하고,
    상기 제2 회전위상에 있어서, 상기 캠 부재 중 상기 제1 캠팔로워와 상기 제2 캠팔로워 사이에 개재하는 부위의 폭은, 상기 제1 캠팔로워와 상기 제2 캠팔로워 사이의 간격보다 작으며,
    상기 제1 회전위상에서의 상기 제1 캠면의 위치에 대하여, 상기 제3 회전위상에서의 상기 제1 캠면의 위치는, 상기 캠 부재의 축방향 한쪽으로 소정의 거리 오프셋 되는, 판유리 가공장치.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    슬라이드 부재와 습동레일 부재를 포함하며,
    상기 가공구는 상기 슬라이드 부재에 연결되고, 상기 슬라이드 부재는 상기 습동레일 부재에 직선습동 가능하게 연결되며,
    상기 누름압력 발생요소는, 상기 슬라이드 부재를 누름으로써 상기 누름압력을 발생시키는, 판유리 가공장치.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 완충요소는, 상기 충격력이 작용하는 방향을 수평방향에서 수직방향으로 변환시키는 스코트러셀(Scott Russell) 링크 기구를 구비한, 판유리 가공장치.
  12. 삭제
  13. 판유리의 단면을 가공구로 가공하고, 상기 단면이 가공된 판유리를 제조하는 판유리 제조방법으로서,
    상기 가공구로부터 상기 판유리의 상기 단면에 대하여 작용하는 누름압력을 발생시키면서, 상기 판유리의 상기 단면으로부터 상기 가공구에 대하여 작용하는 충격력을 완충시키는 공정을 포함하고,
    상기 충격력을 완충하는 공정에서는, 상기 판유리의 상기 단면으로부터 상기 가공구에 대하여 작용하는 제1의 힘과 상기 가공구로부터 상기 판유리의 상기 단면에 대하여 작용하는 제2의 힘 중 상기 판 유리의 가공 중에 발생하는 상기 제1의 힘만을 완충하는, 판유리 제조방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
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