KR102385952B1 - 렌즈소재 투입 자동화 로봇장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌즈소재를 렌즈 성형용 금형블록에 투입하는 렌즈소재 투입 자동화 로봇장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따르면, 렌즈소재를 렌즈 성형용 금형블록에 투입하는 렌즈소재 투입 자동화 로봇장치로서, 하나 이상의 렌즈소재를 수용하는 렌즈소재 마운트부; 상기 렌즈소재 마운트부의 상부에 배치되고 수평방향으로 이동가능한 이송프레임; 및 상기 이송프레임에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 렌즈소재 마운트부에 수용된 렌즈소재를 흡착할 수 있는 렌즈소재 흡착부;를 포함하고, 상기 렌즈소재 마운트부는, 상부면에 렌즈소재를 각각 하나씩 수용하는 수용부가 하나 이상 형성된 마운트 블록 및 상기 마운트 블록을 수평 방향으로 움직이는 X-Y 스테이지를 포함하는 렌즈소재 투입 자동화 로봇장치를 개시한다.

Description

렌즈소재 투입 자동화 로봇장치 {Automatic robot apparatus for inserting lens material}

본 발명은 렌즈소재 투입장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 성형을 위한 렌즈소재를 금형에 투입하는 작업을 자동화할 수 있는 렌즈소재 투입 자동화 로봇장치에 관한 것이다.

일반적으로 렌즈 등의 광학 소자에는 플라스틱이나 유리가 사용되는데 플라스틱은 굴절률, 색수차, 투과율, 해상도 등에서 유리에 비해 성능이 떨어지기 때문에 고도의 정밀도가 요구되는 광학 소자와 같은 제품에는 유리가 많이 이용되고 있다.

이러한 고도의 정밀도가 요구되는 유리제품을 생산하기 위해 프레스 성형 장치가 많이 사용되는데, 상부 금형과 하부 금형으로 이루어진 금형틀 사이에 렌즈의 원소재를 투입한 후 가열 가압하여 렌즈를 성형하는 장치이다.

이러한 프레스 성형 장치를 사용하기 위해서는 렌즈의 원소재를 금형틀 내에 투입하기 전에 원소재에 부착된 이물질과 먼지를 제거하기 위한 세정작업을 거치고 원소재를 포함한 금형틀이 가열 가압되는 성형 챔버의 내부도 질소 가스와 같은 불활성 가스로 퍼징해야 한다.

그러나 현재의 성형 장치에서도 렌즈의 원소재를 금형틀에 투입하는 과정에서 여전히 이물질 등에 의한 오염 문제가 발생하며, 따라서 원소재를 금형틀에 투입하는 과정을 자동화하면서 이물질을 제거할 수 있는 장치가 요구된다.

특허문헌1: 한국 등록특허 제10-1739760호 (2017년 6월 8일 공고)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 고품질의 렌즈를 성형하기 위해 렌즈소재를 금형블록에 투입할 때 이물질을 제거하고 렌즈소재 투입 작업을 자동화한 렌즈소재 투입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈소재를 렌즈 성형용 금형블록에 투입하는 렌즈소재 투입 자동화 로봇장치로서, 하나 이상의 렌즈소재를 수용하는 렌즈소재 마운트부; 상기 렌즈소재 마운트부의 상부에 배치되고 수평방향으로 이동가능한 이송프레임; 및 상기 이송프레임에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 렌즈소재 마운트부에 수용된 렌즈소재를 흡착할 수 있는 렌즈소재 흡착부;를 포함하고, 상기 렌즈소재 마운트부는, 상부면에 렌즈소재를 각각 하나씩 수용하는 수용부가 하나 이상 형성된 마운트 블록 및 상기 마운트 블록을 수평 방향으로 움직이는 X-Y 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈소재 투입 자동화 로봇장치를 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 렌즈소재의 이물질 제거, 금형블록으로부터 성형 렌즈 취출, 금형블록의 이물질 제거, 및 금형블록으로 렌즈소재의 투입까지 전체 공정을 자동화할 수 있으며, 따라서 렌즈소재를 금형블록에 투입하기까지의 전체 작업을 신속하게 수행하면서도 렌즈소재나 금형블록의 이물질을 확실히 제거할 수 있어 성형 렌즈의 품질 향상과 생산성 향상에 기여하는 기술적 효과를 가진다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈소재 투입장치를 설명하는 도면,
도2는 일 실시예에 따른 금형블록의 사시도,
도3은 일 실시예에 따른 금형블록의 단면도,
도4는 일 실시예에 따른 렌즈소재 마운트부의 사시도,
도5 내지 도8은 일 실시예에 따라 렌즈소재를 금형블록에 투입하는 동작을 설명하는 도면이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 이와 유사하게, 본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결(또는 결합, 체결, 부착 등)된다고 언급하는 경우 그것은 다른 구성요소에 직접적으로 연결(또는 결합, 체결, 부착 등)되거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소를 개재하여 간접적으로 연결(또는 결합, 체결, 부착 등)될 수 있다는 것을 의미한다. 또한 본 명세서의 도면들에 있어서 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '~를 포함한다', '~로 구성된다', 및 '~으로 이루어진다'라는 표현은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈소재 투입 자동화 로봇장치(이하 간단히 "렌즈소재 투입장치"라고도 함)를 개략적으로 도시하였다.

도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 렌즈소재 투입장치는 렌즈소재를 금형블록(30)에 자동으로 투입하기 장치로서, 장치 프레임(10), 이송프레임(20), 렌즈소재 마운트부(100), 렌즈소재 흡착부(200), 클리닝부(300), 상부금형 흡착부(400), 및 렌즈 취출부(500)를 포함할 수 있으며, 구체적 실시 형태에 따라 상기 구성요소들 중 일부가 생략되거나 다른 구성요소가 추가될 수 있다.

장치 프레임(10)은 렌즈소재 투입장치의 장치의 본체부로서 렌즈소재 마운트부(100)와 금형블록 지지부(15)가 배치된다. 금형블록 지지부(15)는 렌즈소재 마운트부(100)로부터 소정 거리 이격되어 배치되며 금형블록(30)을 탈착 가능하게 안착하고 지지할 수 있다. 금형블록(30)은 상부금형(41)과 하부금형(42)으로 구성된 금형을 하나 이상 수용할 수 있도록 구성되며 각각의 금형은 렌즈소재(L1)를 하나씩 수용할 수 있다.

이와 관련하여 일 실시예에 따른 금형블록(30)을 도2와 도3에 도시하였다. 도2 및 도3은 본 발명의 렌즈소재 투입장치에 사용할 수 있는 금형블록(30)의 예시적인 구성의 사시도 및 단면도를 개략적으로 나타내었다. 도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 금형블록(30)은 단면이 대략 원이나 타원인 기둥 형상을 가지며 금형을 수용하는 하나 이상의 금형 수용홀(31)이 형성된다. 도시한 실시예에서는 금형블록(30)이 6개의 금형 수용홀(31)을 갖는 것으로 도시하였지만 구체적 실시 형태에 따라 금형 수용홀(31)의 개수가 달라질 수 있음은 물론이다.

각각의 금형 수용홀(31)에는 상부금형(41)과 하부금형(42)으로 구성되는 금형이 탈착가능하게 삽입되어 수용될 수 있다. 일 실시예에서 금형 수용홀(31)의 내측 하단부에는 하부금형(42)이 아래로 빠지지 않도록 지지하는 단턱부(32)가 형성될 수 있다.

상부금형(41)의 하단면은 상방향으로 오목한 오목면으로 형성되고 하부금형(42)의 상부면은 하방향으로 오목한 오목면으로 형성될 수 있다. 따라서 상부금형(41)과 하부금형(42)이 맞물린 상태에서 상부금형(41)과 하부금형(42) 사이에 빈 공간(캐비티)이 형성되며, 이 캐비티 영역에 렌즈소재(L1)가 안착된다. 금형블록(30)이 각각의 금형의 캐비티 영역에 렌즈소재(L1)를 수용한 상태로 렌즈 성형장치에 투입되면 가열, 냉각 등의 공정을 거쳐 렌즈소재(L1)가 렌즈(L2)로 성형된다.

한편 금형블록(30)의 외주면에 하나 이상의 에어홀(35)이 형성될 수 있고 에어홀(35)은 각각의 금형 수용홀(31)을 외부와 연통하도록 구성된다. 에어홀(35)은 렌즈 성형 공정시 캐비티 내의 가스를 배출하기 위한 통로로서 기능할 수 있다.

다시 도1을 참조하면, 렌즈소재 마운트부(100)는 장치 프레임(10)에 설치되며 하나 이상의 렌즈소재(L1)를 일시적으로 수용하는 부재이다. 일 실시예에서 렌즈소재 마운트부(100)는 X-Y 스테이지 및 그 위에 부착된 마운트 블록(130)으로 구성될 수 있다. 도4는 이러한 구조의 예시적인 렌즈소재 마운트부(100)를 개략적으로 도시하였다. 도1과 도4를 참조하면, 일 실시예에 따른 렌즈소재 마운트부(100)는 X-Y 스테이지 및 그 위에 배치된 마운트 블록(130)으로 구성되며 X-Y 스테이지는 고정 스테이지(110), 슬라이딩 스테이지(120), 마운트 블록(130), X축 조절부(140), 및 Y축 조절부(150)를 포함한다.

고정 스테이지(110)는 장치 프레임(10)에 고정 설치되고 슬라이딩 스테이지(120)는 고정 스테이지 위에 배치되되 고정 스테이지(110)에 대해 X-Y 방향으로(즉, 수평 방향으로) 슬라이딩 가능하도록 구성된다. 마운트 블록(130)은 슬라이딩 스테이지(120)에 결합되어 일체로 슬라이딩 가능하도록 구성된다. 마운트 블록(130)과 슬라이딩 스테이지(120)가 일체로 제조될 수도 있고 각기 개별적으로 제조된 후 일체로 결합될 수도 있다.

마운트 블록(130)은 렌즈소재(L1)를 수용할 수 있는 렌즈소재 수용부(131)를 복수개 포함한다. 렌즈소재 수용부(131)에 수용된 렌즈소재(L1)가 금형블록(30)의 각 금형으로 이송되어야 하므로, 바람직하게는 마운트 블록(130)의 렌즈소재 수용부(131)의 개수 및 배치 구조가 금형블록(30)의 금형의 개수 및 배치 구조와 동일하다. 따라서 도시한 실시예의 경우 금형블록(30)이 6개의 금형을 구비하고 있으므로 마운트 블록(130)에 6개의 렌즈소재 수용부(131)가 형성되어 있음을 이해할 것이다.

렌즈소재 수용부(131)는 마운트 블록(130)의 상부 표면에서 소정 깊이로 오목하게 형성된다. 렌즈소재 수용부(131)의 깊이나 직경 등의 수치는 수용할 렌즈소재(L1)의 치수에 따라 결정된다. 예를 들어 렌즈소재(L1)가 원기둥이나 디스크 형상의 부재이면 렌즈소재 수용부(131)도 이러한 형상의 렌즈소재(L1)를 수용하도록 마운트 블록(130)의 상부면에 오목하게 형성되어 있다.

일 실시예에서 마운트 블록(130)은 각각의 렌즈소재 수용부(131) 내에 탄성부재(132)를 포함한다. 예를 들어, 도1에 도시한 것처럼 렌즈소재 수용부(131)의 내부 바닥면에 탄성부재(132)를 배치할 수 있다. 일 실시예에서 탄성부재(132)는 스프링일 수 있으나 이에 한정되지 않으며 탄성력을 갖는 임의의 부재를 사용할 수도 있다.

이와 같이 탄성부재(132)를 구비하면 렌즈소재 수용부(131)가 렌즈소재(L1)를 탄성적으로 수용할 수 있으므로, 예컨대 공차에 의해 각각의 렌즈소재(L1)의 높이가 약간씩 상이한 경우에도 렌즈소재 흡착부(200)의 노즐(210)이 아래로 하강하여 렌즈소재(L1)를 흡착할 때 마운트 블록(130)에 수용된 모든 렌즈소재(L1)들을 노즐(210)에 흡착하여 이송할 수 있다.

도4를 참조하면, X축 조절부(140)와 Y축 조절부(150)는 마운트 블록(130)을 X방향과 Y방향으로 각각 소정 거리 슬라이딩 이동시키는 부재이다. 도시한 실시예에서 X축 조절부(140)는 핸들 지지대(141), 핸들(142), 로드(143), 및 로드 지지대(144)를 포함한다. 핸들 지지대(141)는 고정 스테이지(110)에 일체로 결합되어 있고 핸들(142)의 회전축을 회전가능하게 지지한다. 핸들(142)은 사용자가 손으로 회전시킬 수 있는 부재이며, 로드(143)는 핸들(142)의 중심축과 정렬되어 핸들(142)에 결합되어 있다. 즉 로드(143)의 일단부는 핸들(142)에 연결되고 로드(143)의 타단은 로드 지지대(144)에 결합될 수 있다. 로드 지지대(144)는 슬라이딩 스테이지(120)에 일체로 결합되어 있다.

이러한 구성에서, 핸들(142)을 회전시키면 로드(143)의 길이가 가변할 수 있으며 그에 따라 핸들 지지대(142)에 대해 로드 지지대(144)가 상대적으로 X방향으로 슬라이딩하며 움직이게 되어 슬라이딩 스테이지(1200과 마운트 블록(130)이 X방향으로 움직일 수 있다.

마찬가지로 Y축 조절부(150)도 X축 조절부(140)와 동일 또는 유사한 구성을 가지며 Y축 조절부(150)의 핸들을 회전시켜 마운트 블록(130)을 Y방향으로 움직일 수 있다. 다만 이 때 마운트 블록(130)은 Y축 조절부(150)에 대해 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되어 있고, Y축 조절부(150)에서 핸들 지지대가 슬라이딩 스테이지(120)에 일체로 결합되고 로드 지지대가 마운트 블록(130)에 일체로 결합되어 있으며, 따라서 Y축 조절부(150)의 핸들을 회전시키면 마운트 블록(130)이 슬라이딩 스테이지(120)에 대해 상대적으로 Y축 방향으로 이동하게 됨을 이해할 것이다.

이상과 같이 도시한 실시예에서 사용자가 핸들을 회전시켜 마운트 블록(130)을 수동으로 이동시키는 X-Y 스테이지 구성을 도시하였지만 본 발명은 이러한 구성에 제한되지 않으며 LM 가이드나 볼스크류 등의 임의의 가이드 구조를 따라 자동 또는 수동으로 마운트 블록(130)을 수평방향으로 이동시키도록 구성할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어 LM 가이드 및 리니어 모터를 이용하여 마운트 블록(130)을 움직이도록 구성할 경우, 고정 스테이지(110)에 X방향의 LM 가이드를 설치하고 슬라이딩 스테이지(120)에 이 LM 가이드에 맞물리는 LM 블록을 부착하여 구동모터 등에 의해 슬라이딩 스테이지(120)를 X축 방향으로 움직일 수 있고, 이와 유사하게, 슬라이딩 스테이지(120)에 Y방향의 LM 가이드를 설치하고 마운트 블록(130)에 이 LM 가이드에 맞물리는 LM 블록을 부착하여 구동모터 등에 의해 마운트 블록(130)을 Y축 방향으로 움직이도록 함으로써 마운트 블록(130)을 X-Y 방향으로 움직일 수 있을 것이다.

한편 일 실시예에서 X-Y 스테이지는 마운트 블록(130)을 X방향과 Y방향으로 각각 대략 수 mm 내지 수cm 범위 내에서 이동시킬 수 있으며 이 때 바람직하게는 마이크로미터의 해상도로 마운트 블록(130)의 위치를 미세조정 할 수 있다. 즉 마운트 블록(130)이 목표 위치에서 X방향이나 Y방향으로 수 내지 수백 마이크로미터 이격되어 있는 경우 X-Y 스테이지를 이용하여 마운트 블록(130)을 목표 위치로 이동시킬 수 있다.

다시 도1을 참조하면, 이송 프레임(20)이 장치 프레임(10)의 상부에 설치된다. 이송 프레임(20)은 장치 프레임(10)에 대해 상대적으로 X방향(즉 도1에서 좌우 방향으로)으로 움직일 수 있다. 도면에 도시하지 않았지만 본 발명에 따른 렌즈소재 투입장치는 이송 프레임(20)을 구동하는 구동부(예컨대 구동모터나 액추에이터 등으로 구현가능) 및 이 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

이송 프레임(20)에는 렌즈소재 흡착부(200), 클리닝부(300), 및 상부금형 흡착부(400)가 설치되어 있되, 렌즈소재 흡착부(200), 클리닝부(300), 및 상부금형 흡착부(400)의 각각은 이송 프레임(20)에 대해 상하 방향으로(즉, Z방향으로) 움직일 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 도면에 도시하지 않았지만 렌즈소재 흡착부(200), 클리닝부(300), 및 상부금형 흡착부(400)의 각각을 상하 방향으로 움직이는 하나 이상의 구동부(예컨대 구동모터나 액추에이터 등으로 구현가능)가 이송 프레임(20)에 설치될 수 있고 이 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

렌즈소재 흡착부(200)는 공기를 분사하거나 흡입하기 위한 하나 이상의 노즐(210)을 포함한다. 도시한 실시예에서 렌즈소재 흡착부(200)는 6개의 노즐(210)을 구비하며 각각의 노즐(210)은 마운트 블록(130)의 각각의 렌즈소재 수용부(131)의 수직 상부에 위치하도록 구성된다. 이에 따라 각각의 노즐(210)은 렌즈소재 수용부(131)에 각각 수용된 렌즈소재(L1)의 표면에 공기를 분사하거나 렌즈소재(L1)를 흡착할 수 있다.

일 실시예에서 노즐(210)의 분사 및/또는 흡착 동작을 위해 진공펌프(51)와 고압펌프(52)를 구비할 수 있다. 진공펌프(51)와 고압펌프(52)는 예컨대 삼방밸브 등의 유로전환 밸브(53) 및 개폐밸브(54)를 통해 노즐(210)과 연결되며, 제어부(미도시)가 밸브(53,54)를 제어하여 노즐(210)의 렌즈소재 흡착 또는 공기분사 동작을 제어한다. 예를 들어 제어부의 제어에 의해, 마운트 블록(130)의 각 렌즈소재 수용부(131)에 렌즈소재(L1)가 수용되면 각 노즐(210)이 각 렌즈소재(L1)를 향해 공기를 분사하고 그 후 각 노즐(210)이 하강하여 각 렌즈소재를 흡착하도록 동작할 수 있다.

클리닝부(300)는 이송프레임(20)에서 상부금형 흡착부(400)와 렌즈소재 흡착부(100) 사이에 배치되며 이송프레임(20)에 대해 상하방향으로 이동 가능하게 설치된다. 클리닝부(300)는 금형블록(30)의 상부면을 덮어서 밀폐할 수 있도록 커버부재(310)를 포함할 수 있다.

유로전환밸브(63)와 개폐밸브(64)를 통해 진공펌프(61)와 고압펌프(62)에 각각 연결될 수 있다. 이러한 구성에 따라 클리닝부(300)는 제어부(미도시)의 제어에 의해 금형블록(30)의 상부면을 향해 공기를 분사하는 동작 및 커버부재(310)를 하강하여 금형블록(30)의 상부를 덮어서 밀폐공간을 만들고 이 영역을 음압 상태로 만들어서 금형블록(30)의 이물질을 제거하는 동작을 선택적으로 수행할 수 있다.

상부금형 흡착부(400)는 이송프레임(20)에 대해 상하방향으로 이동 가능하게 설치되며 금형블록(30)의 상부금형(41)을 흡착하도록 구성된다. 일 실시예에서 상부금형 흡착부(400)는 복수개의 노즐(410)을 구비하며 노즐(410)은 개폐밸브(74)를 통해 진공펌프(71)에 연결된다. 노즐(410)의 개수는 금형블록(30)의 상부금형(41)의 개수와 동일하고 각 노즐(410)이 상부금형(41)을 하나씩 흡착할 수 있도록 배치된다.

도시한 실시예에서는 복수개의 진공펌프(51,61,71)와 복수개의 고압펌프(52,62)를 갖는 것으로 도시하였지만, 대안적 실시예에서 진공펌프(51,61,71)가 하나의 진공펌프로 통합되어 구현되거나 고압펌프(52,62)가 하나의 고압펌프로 통합되어 구현될 수 있다. 상술한 설명에서는 이송 프레임(20), 렌즈소재 흡착부(200), 클리닝부(300), 및 상부금형 흡착부(400)의 움직임과 흡착/분사 동작을 제어하는 제어부를 각기 별개로 설명하였지만 대안적 실시예에서 하나의 제어부(미도시)로 통합하여 이 통합된 제어부가 본 발명의 렌즈소재 투입장치의 모든 구성요소의 동작을 제어하도록 구성할 수 있다.

일 실시예에서 렌즈소재 투입장치는 렌즈 취출부(500)를 더 포함할 수 있다. 도시한 실시예에서 렌즈 취출부(500)는 금형블록 지지부(15)에 인접한 위치에서 장치 프레임(10)에 설치될 수 있다. 렌즈 취출부(500)는 핀 구동부(510) 및 핀 구동부(510)의 동작에 의해 상하로 움직이는 복수개의 취출핀(530)을 포함할 수 있다. 핀 구동부(510)는 모터나 액추에이터 등으로 구현될 수 있고, 각각의 취출핀(530)은 금형블록(30)의 하부금형(42)을 하나씩 밀어 올릴 수 있도록 각 하부금형(42)의 아래쪽에 배치된다.

이제 상술한 예시적 구성의 렌즈소재 투입장치를 이용하여 렌즈소재(L1)를 금형블록(30)에 투입하는 동작을 도5 내지 도8을 참조하여 설명하기로 한다. 도5 내지 도8은 렌즈소재 투입장치의 주요 구성요소들의 동작 순서를 개략적으로 도시하였고, 설명의 편의를 위해 도1의 이송 프레임(20), 진공펌프(51,61,71), 고압펌프(52,62) 등을 생략하였음을 당업자는 이해할 것이다.

우선 본 발명에 따른 렌즈소재 투입장치가 도5(a)와 같이 배치되어 있다고 가정한다. 렌즈소재 흡착부(200)가 렌즈소재 마운트부(100)의 위쪽에 위치하고 상부금형 흡착부(400)는 금형블록(30)의 위쪽에 위치하고 있다. 금형블록 지지부(15)에는 금형블록(30)이 부착되어 있다. 이 때 일 실시예에서 금형블록(30)은 성형이 완료된 렌즈(L2)를 장착한 상태일 수 있으며, 대안적 실시예에서 렌즈(L2)가 금형블록(30)에서 취출된 상태일 수도 있다.

도5(a)에 도시한 것처럼 복수개의 렌즈소재(L1)를 마운트 블록(130)의 렌즈소재 수용부(131)에 각각 올려놓는다. 이 작업은 예컨대 작업자가 수작업으로 할 수도 있고 별도의 장착 장치를 이용하여 자동으로 수행할 수도 있다.

렌즈소재(L1)를 렌즈소재 수용부(131)에 장착하면 그 후 렌즈소재 흡착부(200)의 노즐(210)을 통해 고압의 공기 또는 질소 등 소정의 가스를 렌즈소재(L1)에 분사하여 렌즈소재(L1)의 표면에 붙어 있는 이물질을 제거한다. 그 후 도5(b)에서와 같이 노즐(210)을 하강하여 렌즈소재(L1)를 흡착한다. 이 때 렌즈소재 수용부(131) 내의 탄성부재(132)가 렌즈소재(L1)를 탄성적으로 지지하므로 다수의 렌즈소재(L1)들의 두께가 약간씩 상이하더라도 모든 노즐(210)이 각각의 렌즈소재(L1)를 흡착할 수 있다.

한편 이 단계에서 상부금형 흡착부(400)가 금형블록(30)으로 하강하여 상부금형(41)을 흡착할 수 있고, 그 후 도6(a)에 도시한 것처럼 렌즈소재(L1)을 흡착한 노즐(210)과 상부금형(41)을 흡착한 노즐(410)을 각각 상승시킨다.

두 노즐(210,410)이 소정 높이까지 상승하면 도6(b)에 도시한 것처럼 이송프레임(20)을 (도면상에서) 좌측 방향으로 움직여서 클리닝부(300)가 금형블록(30)의 상부에 위치시킨다. 또한 이송 프레임(20)을 위와 같이 움직이는 동안, 렌즈 취출부(50)의 핀 구동부(510)가 동작하여 취출핀(530)으로 하부금형(42)을 밀어 올려서 렌즈(L2)들이 금형블록(30)의 상부면 위로 상승시키며 그 후 렌즈(L2)를 취출한다. 렌즈 취출은 예컨대 작업자가 수작업으로 하거나 또는 별도의 장치를 사용하여 자동으로 수행할 수 있다. 이 때 본 발명과 같이 렌즈 취출부(500)에 의해 하부금형(42)을 소정 높이로 상승시켜서 렌즈를 취출하므로 렌즈 취출 작업을 보다 신속하고 용이하게 수행할 수 있다.

다음으로, 도7(a)와 같이 렌즈 취출을 완료하면 클리닝부(300)의 커버부재(310)를 하강시켜 금형블록(30)의 상부 영역을 밀폐공간으로 만들고 이 영역을 진공 흡착하며 이에 의해 하부금형(42)의 표면에 묻어 있는 슬러지 등의 이물질을 제거할 수 있다. 또한 추가적으로, 도7(b)에 도시한 것처럼 커버부재(310)를 금형블록(30)에서 소정 거리 이격시킨 상태에서 공기나 질소 등 가스를 분사하여 하부금형(42)에 붙어있는 이물질을 제거할 수도 있다. 대안적 실시예에서, 도7(a)의 진공흡착에 의한 이물질 제거 공정과 도7(b)의 가스 분사에 의한 이물질 제거 공정의 실행 순서를 바꿀 수도 있고 두 공정 중 하나만 수행할 수도 있다.

상술한 클리닝부(300)의 동작이 완료되면 도8(a)와 같이 렌즈소재 흡착부(200)가 금형블록(30) 위에 위치하도록 이송프레임(20)을 이동시킨 후 렌즈소재 흡착부(200)의 노즐(210)을 하강시켜 렌즈소재(L1)를 금형블록(30)에 투입한다. 즉 각각의 노즐(210)에 흡착되어 있던 렌즈소재(L1)를 금형블록(30)의 각각의 하부금형(42)의 표면에 올려놓는다.

이 때 각각의 렌즈소재(L1)를 금형블록(30)에 부딪히지 않고 각각의 금형 수용홀(31) 내부로 정확히 하강시켜 투입하기 위해서는 노즐(210)에 흡착된 렌즈소재(L1)와 금형블록(30)의 위치를 정확히 정렬시킬 필요가 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 도5 내지 도8에 따른 렌즈소재 투입 공정을 수행하기 전에 렌즈소재 마운트부(100)의 X-Y 스테이지의 X축 조절부(140)와 Y축 조절부(150)를 이용하여 마운트 블록(130)의 위치를 미세 조정하는 단계를 미리 수행할 수 있다. 이를 위한 일 실시예에서, 테스트용의 렌즈소재(L1)를 렌즈소재 마운트부(100)의 마운트 블록(130)에 장착한 뒤 렌즈소재 흡착부(200)로 흡착하고 이송프레임(20)을 기설정된 이동거리에 따라 이동시켜 렌즈소재 흡착부(200)를 금형블록(30) 상부에 위치시킨 후 렌즈소재 흡착부(200)와 금형블록(30)의 정렬 상태에 따라 X-Y 스테이지를 이용하여 마운트 블록(130)을 X방향과 Y방향으로 각각 미세조정하며 렌즈소재 흡착부(200)의 노즐(210)에 흡착된 렌즈소재(L1)와 금형블록(30)을 정확히 정렬시킬 수 있다.

위와 같이 렌즈소재(L1)를 금형블록(30)에 투입하면 도8(b)에 도시한 바와 같이 상부금형 흡착부(400)가 금형블록(30)의 상부에 위치하도록 이송프레임(20)을 이동시키고 노즐(410)을 하강시켜 노즐(410)에 흡착되어 있던 상부금형(41)을 금형블록(30)의 각각의 금형 수용홀(31)에 삽입하며 렌즈소재(L1)를 금형블록(30)에 투입하는 공정을 완료할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 렌즈소재 투입장치에 의하면, 렌즈소재(L1)의 이물질 제거, 금형블록(30)으로부터 성형 렌즈(L2) 취출, 금형블록(30)의 이물질 제거, 및 금형블록(30)으로 렌즈소재(L1)의 투입까지 전체 공정을 자동화할 수 있으므로 렌즈소재(L1)를 금형블록(30)에 투입하기까지의 전체 작업을 신속하게 수행하면서도 렌즈소재(L1)나 금형블록(30)의 이물질을 확실히 제거할 수 있으므로 성형된 렌즈(L2)의 품질 향상과 생산성 향상에 기여하는 기술적 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 장치 프레임 15: 금형블록 지지부
20: 이송프레임 100: 렌즈소재 마운트부
130: 마운트 블록 200: 렌즈소재 흡착부
300: 클리닝부 400: 상부금형 흡착부
500: 렌즈 취출부

Claims (5)

1. 렌즈소재를 상부금형과 하부금형을 구비한 렌즈 성형용 금형블록에 투입하는 렌즈소재 투입장치로서,
   하나 이상의 렌즈소재(L1)를 수용하는 렌즈소재 마운트부(100);
   상기 렌즈소재 마운트부의 상부에 배치되고 수평방향으로 이동가능한 이송프레임(20);
   상기 이송프레임(20)에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 렌즈소재 마운트부에 수용된 렌즈소재(L1)를 흡착할 수 있는 렌즈소재 흡착부(200);
   이송프레임(20)에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되고 상기 금형블록의 상부금형을 흡착할 수 있는 상부금형 흡착부(400); 및
   이송프레임(20)에 상부금형 흡착부(400)와 렌즈소재 흡착부(200) 사이에 배치되며 상하방향으로 이동 가능하게 설치된 클리닝부(300);를 포함하고,
   상기 렌즈소재 투입장치가,
   (i) 이송프레임(20)이 제1 위치에 있을 때, 렌즈소재 흡착부(200)가 렌즈소재 마운트부(100)에 수용된 렌즈소재(L1)를 흡착하고 상부금형 흡착부(400)가 상기 상부금형을 흡착하는 동작,
   (ii) 이송프레임(20)이 제2 위치로 이동한 상태에서, 상기 금형블록에 수용된 성형 렌즈(L2)가 취출되면, 클리닝부(300)가 상기 금형블록에 묻은 이물질을 제거하는 동작,
   (iii) 이송프레임(20)이 제3 위치로 이동한 상태에서, 렌즈소재 흡착부(200)가 하강하여 상기 금형블록에 렌즈소재(L1)를 투입하는 동작, 그리고
   (iv) 이송프레임(20)이 상기 제1 위치로 복귀하여, 상부금형 흡착부(400)가 상부금형을 상기 금형블록에 삽입하는 동작을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈소재 투입장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌즈소재 마운트부(100)는, 상부면에 렌즈소재를 각각 하나씩 수용하는 수용부(131)가 하나 이상 형성된 마운트 블록(130) 및 상기 마운트 블록(130)을 수평 방향으로 움직이는 X-Y 스테이지를 더 포함하고,
   상기 마운트 블록이 각각의 상기 수용부 내에 렌즈소재를 탄성적으로 지지하는 탄성부재(132)를 구비한 것을 특징으로 하는 렌즈소재 투입장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 렌즈소재 흡착부가, 상기 마운트 블록의 각 수용부에 수용된 렌즈소재를 각각 흡착하거나 렌즈소재에 기체를 분사하도록 구성된 하나 이상의 노즐(210)을 포함하며,
   상기 마운트 블록의 각 수용부에 렌즈소재가 수용되면 각 노즐이 각 렌즈소재를 향해 공기를 분사하고 그 후 각 노즐이 하강하여 각 렌즈소재를 흡착하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 렌즈소재 투입장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 클리닝부(300)는 상기 금형블록의 상부를 향해 공기를 분사하거나 또는 금형블록의 상부 영역을 음압 상태로 만들어 이물질을 제거하도록 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈소재 투입장치.

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