KR100634623B1

KR100634623B1 - 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치

Info

Publication number: KR100634623B1
Application number: KR1020050088789A
Authority: KR
Inventors: 최재호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2006-10-16

Abstract

본 발명은 레이저를 이용하여 소재의 용접 또는 절단 작업시 발생하는 스패터(Spatter)에 의해 옵틱 헤드의 하단부에 설치되는 보호유리를 주기적으로 자동 교환하여 보호유리의 적정교환에 의한 레이저빔의 투과성을 항상 양호한 상태로 유지할 수 있도록 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치를 제공한다.

레이저 옵틱 헤드, 보호유리, 교환장치

Description

레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치{A PROTECTING GLASS CHANGE DEVICE IN OPTIC HEAD}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보호유리 교환장치가 적용된 레이저 옵틱 헤드의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보호유리 교환장치가 적용된 레이저 옵틱 헤드의 측 단면도이다.

도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 평 단면도이다.

도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 보호유리 교환장치의 작동 상태를 도시한 측 단면도 및 평 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1; 옵틱 헤드 하우징 3; 보호유리 공급하우징

5; 보호유리 회수하우징 11; 보호유리 지지판

13; 투입구 15; 배출구 10; 보호유리

본 발명은 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치에 관한 것으로서, 보다 상 세하게는 레이저를 이용하여 소재의 용접 또는 절단 작업시 발생하는 스패터(Spatter)에 의해 옵틱 헤드의 하단부에 설치되는 보호유리를 주기적으로 자동 교환하여 보호유리의 적정교환에 의한 레이저빔의 투과성을 항상 양호한 상태로 유지할 수 있도록 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치에 관한 것이다.

최근, 산업분야에서 금속 소재의 절단, 용접 및 열처리 등은 원가절감, 공장 자동화 및 품질향상의 측면에서 우수한 효과를 갖는 레이저빔이 적용되고 있는 추세이며, 이러한 레이저빔의 적용에 있어 요구되는 몇 가지 목표는 레이저빔 에너지 분포의 균일화, 일정한 열처리 온도를 유지할 수 있는 레이저 출력제어, 생산성과 품질을 충족시킬 수 있는 최적 레이저빔 조사 속도, 에너지 흡수율의 극대화 등을 들 수 있다.

이러한 목표 아래, 레이저 용접을 비롯한 레이저빔 응용가공을 실시하기 위한 레이저 장치는 레이저빔의 조사를 원활히 할 수 있는 초점렌즈 등의 광학계로 구성되는 옵틱 헤드를 구비하는데, 상기 옵틱 헤드는 가공시 발생하는 가공 부산물인 스패터(비산 불티 및 분진)에 의해 옵틱 헤드의 광학부품이 손상되는 것을 방지하기 위하여 옵틱 헤드의 초점렌즈 하단부에 레이저빔을 100% 투과시킬 수 있도록 코팅 처리된 보호유리를 장착하여 사용하게 된다.

상기한 보호유리는 용접중 발생한 스패터(spatter)가 다량으로 묻게 되므로, 주기적으로 보호유리를 교환해 주어야 한다. 주로 보호유리를 교환하는 것은 수동으로 실시하며, 하루 약1회 정도 교환이 필요하고 교환시간은 대당 약10분 정도가 소요된다.

그러나 상기 종래와 같이 보호유리를 교환하는 동안에는 공정을 정지함으로 생산성 저하의 요인이 되며, 수동으로 보호유리를 교환하는 경우, 작업자가 레이저에 노출될 위험이 높다는 문제점을 내포한다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 레이저를 이용하여 소재의 용접 또는 절단 작업시 발생하는 스패터(Spatter)에 의해 옵틱 헤드의 하단부에 설치되는 보호유리를 주기적으로 자동 교환하여 보호유리의 적정교환에 의한 레이저빔의 투과성을 항상 양호한 상태로 유지할 수 있도록 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치를 제공하는 것이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치는 내측 상부에 레이저 챔버를 형성하고, 그 하부에는 크로스젯 챔버를 형성하며, 상기 레이저 챔버와 크로스젯 챔버 사이에는 보호유리를 슬라이드 가능하게 지지하는 보호유리 지지판를 구성하며, 상기 보호유리 지지판의 좌,우측단의 측면에는 투입구와 배출구를 형성하는 옵틱 헤드 하우징; 상기 옵틱 헤드 하우징의 일측 상부에 구성되어 다수개의 사용하지 않은 보호유리를 적재하며, 그 하부에는 투입구를 통하여 상기 옵틱 헤드 하우징 내부의 보호유리 지지판 상에 보호유리를 밀어 넣을 수 있도록 하는 보호유리 공급하우징; 상기 옵틱 헤드 하우징의 타측 상부에 구성되어 사용한 보호유리를 적재하며, 그 상부에는 배출구를 통하여 상기 옵틱 헤드 하우징 내부의 보호유리 지지판 상으로부터 배출되는 보호유리를 적재하는 보호 유리 회수하우징; 상기 보호유리 공급하우징의 하부에 구성되어 상기 보호유리 공급하우징 내부에 적재된 최하부 보호유리를 투입구를 통하여 보호유리 지지판 상으로 밀어 넣는 보호유리 피딩수단을 포함한다.

상기 옵틱 헤드 하우징과 보호유리 공급하우징 및 보호유리 회수하우징은 상기 보호유리와 그 케이스의 사이즈에 맞게 사각형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 투입구는 보호유리 공급하우징과 옵틱 헤드 하우징의 내부를 연결하며, 상기 보호유리 케이스의 폭 사이즈에 맞게 사각형상으로 형성되며, 상기 배출구는 보호유리 회수하우징과 옵틱 헤드 하우징의 내부를 연결하며, 상기 보호유리 케이스의 폭 사이즈에 맞게 사각형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 보호유리 지지판은 상기 투입구와 배출구 사이에서 보호유리를 안내할 수 있도록 설치되며, 그 중앙에는 원형의 레이저 창이 형성되며, 상기 옵틱 헤드 하우징의 내부에서 상기 투입구의 상부 일측에는 사용중인 보호유리의 케이스 일측을 지지하여 고정하는 지지스프링이 장착되는 것이 바람직하다.

상기 보호유리 피딩수단은 상기 보호유리 공급하우징의 후측방 공간부 내에 설치되는 서보모터; 상기 서보모터의 회전축과 커플링으로 연결되며, 상기 보호유리 공급하우징의 일측방을 따라 배치되는 스크류; 상기 스크류 상에 일단이 치합된 상태로 상기 보호유리의 후방에 배치되는 퓨셔블록으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 스크류는 상기 보호유리 공급하우징의 하부가 일측으로 돌출되어 상기 옵틱 헤드 하우징의 중앙부까지 형성된 피딩 케이스의 공간부 내에 배치되며, 그 선단은 베어링을 통하여 피딩 케이스에 회전 가능하게 지지된다.

이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보호유리 교환장치가 적용된 레이저 옵틱 헤드의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보호유리 교환장치가 적용된 레이저 옵틱 헤드의 측 단면도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 평 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치의 구성은 내측 상부에 레이저 챔버(7)를 형성하고, 그 하부에는 크로스젯 챔버(9)를 형성하는 옵틱 헤드 하우징(1)이 구비된다.

상기 옵틱 헤드 하우징(1)은 상기 레이저 챔버(7)와 크로스젯 챔버(9) 사이에 보호유리(10)를 슬라이드 가능하게 지지하는 보호유리 지지판(11)를 구성한다.

상기 보호유리 지지판(11)의 좌,우측단에 대응하는 옵틱 헤드 하우징(1)의 측면에는 투입구(13)와 배출구(15)를 형성한다.

그리고 상기 옵틱 헤드 하우징(1)의 일측 상부에는 보호유리 공급하우징(3)이 구성되어 다수개의 사용하지 않은 보호유리(10)를 적재한다.

상기 보호유리 공급하우징(3)은 그 하부에서 상기 투입구(13)를 통하여 옵틱 헤드 하우징(1) 내부의 보호유리 지지판(11) 상에 보호유리(10)를 밀어 넣을 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 옵틱 헤드 하우징(1)의 타측 상부에는 보호유리 회수하우징(5)이 구성되어 사용한 보호유리(10)를 적재하게 된다.

이러한 보호유리 회수하우징(5)은 그 상부 배출구(15)를 통하여 상기 옵틱 헤드 하우징(1) 내부의 보호유리 지지판(11) 상으로부터 배출되는 보호유리(10)를 하부로 적재한다.

그리고 상기 보호유리 공급하우징(3)의 하부에는 보호유리 피딩수단(20)이 구성되어 상기 보호유리 공급하우징(3) 내부에 적재된 최하부 보호유리(10)를 투입구(13)를 통하여 보호유리 지지판(11) 상으로 밀어 넣도록 구성된다.

상기 보호유리 피딩수단(20)의 구체적인 구성은 상기 보호유리 공급하우징(3)의 후측방 공간부 내에 서보모터(21)가 설치되고, 상기 서보모터(21)의 회전축과 커플링으로 연결되는 스크류(23)가 상기 보호유리 공급하우징(3)의 일측방을 따라 배치되며, 상기 스크류(23) 상에는 상기 보호유리(10)의 후방에 배치되는 퓨셔블록(25)이 그 일단을 통하여 치합된다.

여기서, 상기 스크류(23)는 상기 보호유리 공급하우징(3)의 하부가 일측으로 돌출되어 상기 옵틱 헤드 하우징(1)의 중앙부까지 형성된 피딩 케이스(27)의 공간부 내에 배치되며, 그 선단은 베어링을 통하여 피딩 케이스(27)에 회전 가능하게 지지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 옵틱 헤드 하우징(1)과 상기 보호유리 공급하우징(3) 및 상기 보호유리 회수하우징(5)은 상기 보호유리(10)와 그 케이스(12)의 사이즈에 맞게 사각형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 투입구(13)는 보호유리 공급하우징(3)과 옵틱 헤드 하우징(1)의 내부를 연결하며, 상기 보호유리(10)의 케이스(12)의 폭 사이즈에 맞게 사각형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배출구(15)는 보호유리 회수하우징(5)과 옵틱 헤드 하우징(1)의 내부를 연결하며, 상기 보호유리(10)의 케이스(12)의 폭 사이즈에 맞게 사각형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보호유리 지지판(11)은 상기 투입구(13)와 배출구(15) 사이에서 보호유리(10)를 안내할 수 있도록 설치되며, 그 중앙에는 원형의 레이저 창(17)이 형성된다.

그리고 상기 옵틱 헤드 하우징(1)의 내부에서 상기 투입구(13)의 상부 일측에는 사용중인 보호유리(10)의 케이스(12) 일측을 지지하여 고정하는 지지스프링(29)이 장착되는데, 상기 지지스프링(29)은 일단이 상기 옵틱 헤드 하우징(1)의 내벽에 고정되는 판 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치의 작동은 레이저가 사용된 시간에 따라 미도시된 제어기에서 서보모터(21)에 제어신호가 입력되면, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 서보모터(21)는 정방향으로 회전구동하여 정방향으로 스크류(23)를 설정회전수만큼 회전시키게 된다.

이와 같이 스크류(23)가 정방향으로 회전하면, 스크류(23)에 치합되어 있는 퓨셔블록(25)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 전진 슬라이드 이동하여 상기 보호유리 공급하우징(3)의 최하부에 위치한 보호유리(10)와 그 케이스(12)를 함께 투입구(13)를 통하여 상기 옵틱 헤드 하우징(1) 내부의 보호유리 지지판(11)으로 밀어 넣 게 된다.

이때, 기존에 옵틱 헤드 하우징(1)의 내부에서 사용되던 오염된 보호유리(10)는 상기 투입구(13)를 통하여 밀려들어오는 새로운 보호유리(10)에 의해 밀려 배출구(15)를 통하여 보호유리 회수하우징(5)으로 이동하여 적재된다.

이와 같이, 새로 투입된 보호유리(10)는 지지스프링(29)에 의해 그 일단이 지지된 상태로 옵틱 헤드 하우징(1) 내부에 고정된 상태로 보호유리(10)의 기능을 수행하게 된다.

이러한 보호유리 교환 작동이 완료되면, 상기 서보모터(21)는 미도시된 제어기의 역방향 제어신호를 받아 역방향으로 구동하여 상기 푸셔블록(25)을 최초의 위치로 복귀시키게 되며, 상기 보호유리 공급하우징(3)에 적재된 다음 보호유리(10)가 하부로 내려와 대기하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치에 의하면,레이저를 이용하여 소재의 용접 또는 절단 작업시 발생하는 스패터(Spatter)에 의해 옵틱 헤드의 하단부에 설치되는 보호유리를 주기적으로 자동 교환하여 보호유리의 적정교환에 의한 레이저빔의 투과성을 항상 양호한 상태로 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 보호유리를 교환하는 동안에 공정을 정지하지 않아도 되며, 이로 인한 생산성 향상의 효과가 있으며, 수동으로 보호유리를 교환하지 않게 됨으로 작업자가 레이저에 노출되는 등의 위험이 없다는 이점이 있다.

Claims

내측 상부에 레이저 챔버를 형성하고, 그 하부에는 크로스젯 챔버를 형성하며, 상기 레이저 챔버와 크로스젯 챔버 사이에는 보호유리를 슬라이드 가능하게 지지하는 보호유리 지지판를 구성하며, 상기 보호유리 지지판의 좌,우측단의 측면에는 투입구와 배출구를 형성하는 옵틱 헤드 하우징;

상기 옵틱 헤드 하우징의 일측 상부에 구성되어 다수개의 사용하지 않은 보호유리를 적재하며, 그 하부에는 투입구를 통하여 상기 옵틱 헤드 하우징 내부의 보호유리 지지판 상에 보호유리를 밀어 넣을 수 있도록 하는 보호유리 공급하우징;

상기 옵틱 헤드 하우징의 타측 상부에 구성되어 사용한 보호유리를 적재하며, 그 상부에는 배출구를 통하여 상기 옵틱 헤드 하우징 내부의 보호유리 지지판 상으로부터 배출되는 보호유리를 적재하는 보호유리 회수하우징;

상기 보호유리 공급하우징의 하부에 구성되어 상기 보호유리 공급하우징 내부에 적재된 최하부 보호유리를 투입구를 통하여 보호유리 지지판 상으로 밀어 넣는 보호유리 피딩수단;을 포함하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
청구항 1에 있어서,

상기 옵틱 헤드 하우징은 상기 보호유리와 그 케이스의 사이즈에 맞게 사각형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
청구항 1에 있어서,

상기 보호유리 공급하우징은 상기 보호유리와 그 케이스의 사이즈에 맞게 사각형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
청구항 1에 있어서,

상기 보호유리 회수하우징은 상기 보호유리와 그 케이스의 사이즈에 맞게 사각형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
청구항 1에 있어서,

상기 투입구는 보호유리 공급하우징과 옵틱 헤드 하우징의 내부를 연결하며, 상기 보호유리 케이스의 폭 사이즈에 맞게 사각형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
청구항 1에 있어서,

상기 배출구는 보호유리 회수하우징과 옵틱 헤드 하우징의 내부를 연결하며, 상기 보호유리 케이스의 폭 사이즈에 맞게 사각형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
청구항 1에 있어서,

상기 보호유리 지지판은 상기 투입구와 배출구 사이에서 보호유리를 안내할 수 있도록 설치되며, 그 중앙에는 원형의 레이저 창이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
청구항 1에 있어서,

상기 옵틱 헤드 하우징의 내부에서 상기 투입구의 상부 일측에는 사용중인 보호유리의 케이스 일측을 지지하여 고정하는 지지스프링이 장착되는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
청구항 8에 있어서,

상기 지지스프링은 일단이 고정되는 판 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
청구항 1에 있어서,

상기 보호유리 피딩수단은

상기 보호유리 공급하우징의 후측방 공간부 내에 설치되는 서보모터;

상기 서보모터의 회전축과 커플링으로 연결되며, 상기 보호유리 공급하우징의 일측방을 따라 배치되는 스크류;

상기 스크류 상에 일단이 치합된 상태로 상기 보호유리의 후방에 배치되는 퓨셔블록;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
청구항 10에 있어서,

상기 스크류는 상기 보호유리 공급하우징의 하부가 일측으로 돌출되어 상기 옵틱 헤드 하우징의 중앙부까지 형성된 피딩 케이스의 공간부 내에 배치되며, 그 선단은 베어링을 통하여 피딩 케이스에 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.