KR0170230B1 - 레이저 마킹 장치 - Google Patents

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KR0170230B1 KR1019950037447A KR19950037447A KR0170230B1 KR 0170230 B1 KR0170230 B1 KR 0170230B1 KR 1019950037447 A KR1019950037447 A KR 1019950037447A KR 19950037447 A KR19950037447 A KR 19950037447A KR 0170230 B1 KR0170230 B1 KR 0170230B1
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Abstract

본 발명에 따르면, 단일 레이저 소스(21)와, 상기 레이저 소스(21)에서 조사되는 레이저 비임의 초점을 맞추는 초점 렌즈(22)와, 상기 레이저 비임의 방향을 변환시키는 배향 미러(24)를 구비하는 레이저 마킹 장치에 있어서, 상기 초점 렌즈(22)로부터 조사되는 단일의 레이저 비임을 동일한 파워를 지니는 복수개의 레이저 비임으로 분할하는 다중광 방사 수단(23) 및, 상기 다중광 방사 수단(23)에 의해 구분된 레이저 빔을 선택적으로 통과시키거나 차단시킬 수 있는 셔터 수단(28)을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹 장치가 제공된다. 본 발명에 의한 레이저 마킹 장치는 확대된 마킹 작업 영역에서도 정교한 마킹이 가능해진다. 즉, 셔터를 제어 가능하게 작동시킴으로써 각각의 분할된 레이저 비임의 작업 영역이 구분되므로, 각각의 레이저 비임은 해당 작업 영역에서 정교한 마킹 작업을 수행할 수 있다.

Description

레이저 마킹 장치
제1도는 종래 기술에 따른 레이저 마킹 장치의 개략적인 상태도.
제2도는 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치의 개략적인 상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 레이저 마킹 장치 11 : 단일 레이저 소스
12 : 초점 렌즈 13,14 : 배향 미러
15 : 집광 렌즈 16 : 작업 대상 물체
20 : 레이저 마킹 장치 22 : 초점 렌즈
23 : 다중광 방사 장치 24 : 배향 미러
25,26,27 : 배향 미러 28,29,30 : 셔터
31,32,33 : 집광 렌즈 34 : 작업 대상 물체
본 발명은 레이저 마킹 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중빔을 이용하는 레이저 마킹 장치에 관한 것이다.
통상적으로 레이저를 이용한 표면 가공은 가공면이 매우 섬세하고 정밀하다는 장점을 지닌다. 또한, 국소 부분에 대한 순간적인 가열이 가능하므로 열에 예민한 피가공물의 여타 부분에 손상을 입히지 않은채 작업을 할 수 있다는 장점이 있다. 레이저 마킹 장치는 피 가공물의 표면을 순간적으로 가열함으로써 육안으로 인식이 가능한 문자나 부호등을 표기하는 것으로서, 제품의 일련번호를 제품에 기록할 때 매우 유용하게 이용된다. 레이저 마킹 장치의 적용 분야는 매우 광범위하며, 자동차 또는 항공기등의 기계 부품, 반도체 웨이퍼 및 의료 기기등과 같은 금속, 플라스틱, 기타 합성 수지의 소재 표면에 제품의 관리 번호나 문자, 상표등을 기록할 때 이용된다.
종래 기술에 따르면 레이저 마킹 장치는 단일 레이저 광을 이용한다. 이는 단일 레이저 광을 광학계로 전송시켜 단순한 집광렌즈나 플랫 피일즈 렌즈(flat field lenz)를 사용하여 피 가공물의 표면에 레이저 광을 조사하는 방식이다.
제1도는 종래 기술에 따른 레이저 마킹 장치가 도시되어 있다.
레이저 마킹 장치(10)는 단일 레이저 소스(11)로부터 방사된 레이저 빔(L)을 초점 렌즈(12), 배향 미러(13,14) 및, 집광 렌즈(15)를 통해 작업 대상 물체(16)에 조사하는 것이다. 레이저 비임(16)은 작업 대상 물체(16)의 표면을 국부적으로 연소시킴으로써 육안으로 확인 가능한 부호나 문자등을 만들 수 있다.
그런데 위와 같은 레이저 마킹 장치에서는 작업 대상 물체의 표면에 단일의 레이저 비임만이 조사되므로 작업 면적이 확대될 경우 문제점이 발생한다. 즉, 작업 면적이 커지면 집광 렌즈(15)의 초점 거리가 변하게 되며, 그에 따라 레이저 비임의 파워와 질(質)이 저하된다. 레이저 비임에서 발생하는 문제점은 곧바로 마킹의 품질 저하로 연결된다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법중 하나는 광학계를 이용하는 것이다. 그러나 일반적인 광학계를 사용하면 평면으로 레이저 빔을 집광시킬 때 마킹 작업의 영역이 커지면 그 주변에서 광초점 거리가 설계치와 많은 편이를 일으키고, 따라서 마킹의 효율과 품질이 저하된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 확대된 작업 영역에서도 사용 가능한 레이저 마킹 장치의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 단일 레이저 소스와, 상기 레이저 소스에서 조사되는 레이저 비임의 초점을 맞추는 초점 렌즈와, 상기 레이저 비임의 방향을 변환시키는 배향 미러를 구비하는 레이저 마킹 장치에 있어서, 상기 초점 렌즈로부터 조사되는 단일의 레이저 비임을 동일한 파워를 지니는 복수개의 레이저 비임으로 분할하는 다중광 방사 수단 및, 상기 다중광 방사 수단에 의해 구분된 레이저 빔을 선택적으로 통과시키거나 차단시킬 수 있는 셔터 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹 장치가 제공된다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 다중광 방사 수단에 의해 분할된 레이저 비임을 상이한 영역에 조사할 수 있도록 복수개의 배향 미러 및, 복수개의 집광 렌즈가 구비된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 복수개의 배향 미러는 갈바노미터에 의해 제어된다.
이하 본 발명을 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.
제2도는 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치(20)의 일 실시예를 도시한다. 통상적인 Nd:Yag 레이저를 이용하는 단일 레이저 소스(21)로부터 발생되는 레이저 비임은 초점 렌즈(22)를 통해 다중광 방사 장치(23)로 유도된다. 다중광 방사 장치(23)는 단일의 레이저를 동일한 파워를 지니는 하나 이상의 레이저 비임으로 분할하는 기능을 한다. 도시된 실시예에서는 3개의 레이저 비임으로 분할되었다. 다중광 방사 장치(23)는 통상의 비임 스프리터(beam splitter)를 이용할 수 있다.
다중광 방사 장치(23)에 의해 분할 조사된 비임은 배향 미러(24) 및 배향 미러(25,26,27)에 의해 반사된다. 배향 미러(25,26,27)는 통상적인 갈바노미터에 의해 제어된다. 갈바노미터는 미러의 일측에 영구 자석과 코일을 설치하고, 코일에 인가되는 전류의 강도 및 극성에 의해 미러의 반사 방향을 변화시킬 수 있도록 하는 것이다. 갈바노미터는 통상적인 컴퓨터 인터페이스에 의해 제어되며, 마킹 작업 대상 물체에 목적한 문자나 부호를 마킹할 수 있도록 레이저 빔의 스티어링(steering)을 수행한다.
배향 미러(25,26,27)에 의해 반사된 레이저 비임은 셔터(28,29,30)를 통과한다. 셔터는 컴퓨터의 제어에 의해 개방되거나 또는 폐쇄되며, 레이저 비임은 셔터의 개폐에 따라 작업 대상 물체(34)의 표면에 조사되거나 또는 차단당한다. 셔터(28,29,30)의 개폐 선택은 작업 대상 물체(34)의 어느 부분에 마킹을 수행하는가에 따라 결정된다. 예를 들면, 제2도에서 보았을 때 작업 대상 물체(34)의 좌측에 마킹이 수행되어야 할 경우에는 셔터(30)가 개방되고, 셔터(28,29)는 폐쇄된다. 마찬가지로 작업 대상 물체(34)의 중앙부에 마킹이 수행되어야 한다면 셔터(29)가 개방되고 셔터(28,30)는 폐쇄된다. 3개의 셔터들중 어느 한 셔터를 통과한 레이저 비임은 해당 집광 렌즈(31,32,33)를 통해 작업 대상 물체(34)의 표면에 조사된다. 위와 같은 방식으로 작업 대상 물체(34)에 가장 효과적으로 마킹을 수행할 수 있는 조건을 지닌 비임을 선택할 수 있다.
본 발명에 이한 레이저 마킹 장치는 확대된 마킹 작업 영역에서도 정교한 마킹이 가능해진다. 즉, 셔터를 제어 가능하게 작동시킴으로써 각각의 분할된 레이저 비임의 작업 영역이 구분되므로, 각각의 레이저 비임은 해당 작업 영역에서 정교한 마킹 작업을 수행할 수 있다.

Claims (1)

  1. 단일 레이저 소스(21), 상기 단일 레이저 소스(21)에서 조사되는 레이저 비임의 초점을 맞추는 초점 렌즈(22), 상기 초점 렌즈(22)를 통과한 단일의 레이저 비임을 동일한 파워를 지니는 복수개의 레이저 비임으로 분할하는 다중광 방사 장치(23), 상기 다중광 방사 장치(23)을 통과한 레이저 비임의 방향을 변환시키는 배향 미러(24), 상기 배향 미러(24)로부터 반사된 레이저 비임을 상이한 영역에 조사할 수 있도록 설치된 복수개의 배향 미러(25,26,27), 상기 배향 미러(25,26,27)의 일측에 영구 자석과 코일을 설치함으로써 코일에 인가되는 전류의 강도 및 극성에 의해 상기 배향 미러(25,26,27)의 반사 방향을 변화시키는 갈바노미터, 상기 다중광 방사 장치(23)에 의해 분할된 레이저 빔을 선택적으로 통과시키거나 차단시킬 수 있는 복수개의 셔터수단(28,29,30) 및 상기 셔터수단(28,29,30)을 통과한 각각의 레이저 비임을 집속시키는 복수개의 집광 렌즈(31,32,33)를 구비하며, 상기 집광 렌즈를 통해 집속된 레이저 비임이 목적물의 표면 일부를 연소시킴으로써 마킹이 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100492748B1 (ko) * 2002-09-11 2005-06-07 (주)하드램 셀렉터블 다중 스캔헤드를 이용한 시분할 레이저 마킹장치및 방법
DE102016116731A1 (de) 2015-12-01 2017-06-01 Hyundai Motor Company Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug

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KR100492748B1 (ko) * 2002-09-11 2005-06-07 (주)하드램 셀렉터블 다중 스캔헤드를 이용한 시분할 레이저 마킹장치및 방법
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