KR100680830B1

KR100680830B1 - 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치

Info

Publication number: KR100680830B1
Application number: KR1020050107103A
Authority: KR
Inventors: 권태용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2007-02-08

Abstract

본 발명은 레이저를 이용하여 소재의 용접 또는 절단 작업시 발생하는 스패터(Spatter)로부터 광학계를 보호하기 위하여 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. 클램퍼

Description

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보호유리 교환장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 보호유리 교환장치의 단계별 작동 상태도이다.

도 8은 일반적인 레이저 옵틱 헤드의 사시도이다.

본 발명은 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 소재의 용접 또는 절단 작업시 발생하는 스패터(Spatter)로부터 옵틱 헤드를 보호하기 위하여 옵틱 헤드의 일측에 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, 도 8에서 도시한 바와 같이, 로봇 아암(1)의 선단에 장착되어 가공시 발생하는 가공 부산물인 스패터(비산 불티 및 분진)에 의해 옵틱 헤드(3)의 내부 광학부품이 손상되는 것을 방지하기 위하여 옵틱 헤드(3)의 초점렌즈 하단부에 보호유리 케이스(5)를 구성하여 레이저빔(B)을 100% 투과시킬 수 있도록 코팅 처리된 보호유리(7)를 장착하여 사용하게 된다.

상기한 보호유리(7)는 용접중 발생한 스패터(spatter)가 다량으로 묻게 되므로, 주기적으로 보호유리(7)를 교환해 주어야 한다. 주로 보호유리(7)를 교환하는 것은 수동으로 실시하며, 하루 약1회 정도 교환이 필요하고 교환시간은 대당 약10분 정도가 소요된다.

그러나 상기 종래와 같이 보호유리(7)를 교환하는 동안에는 공정을 정지함으로 생산성 저하의 요인이 되며, 수동으로 보호유리(7)를 교환하는 경우, 작업자가 레이저빔(B)에 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)로부터 광학계를 보호하기 위하여 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 보호유리를 이송하는 컨베이어 벨트와; 상기 컨베이어 벨트의 선단에 대응하여 구성되어 전진 구동에 의해 컨베이어 벨트 상의 보호유리를 클램핑 한 상태로, 반대측으로 회전하여 로봇의 작동에 의해 상기 옵틱 헤드의 보호유리 케이스가 진입하여 상기 보호유리 케이스 상의 기존 보호유리를 밀어냄과 동시에 새로운 보호유리를 끼워서 교환할 수 있도록 보조하여 주는 교환유닛을 포함한다.

상기 컨베이어 벨트 상에는 상기 보호유리의 일측을 지지하는 스톱퍼를 일정간격으로 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 교환유닛은 작업실 하부면에 설치되는 회전모터; 상기 회전모터의 회전축 상단에 브라켓을 통하여 설치되는 전후진 실린더; 상기 전후진 실린더의 작동로드 선단에 장착되어 상기 컨베이어 벨트 상의 보호유리를 클램핑한 상태로 상기 옵틱 헤드의 하단부에 구성되는 보호유리 케이스가 진입하여 보호유리를 끼울 수 있도록 해주는 클램핑수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 회전모터는 그 회전수 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 전후진 실린더는 그 작동압을 공압으로 하는 공압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하다.

상기 클램핑수단은 상부와 전측으로 개구된 클램핑 홈을 형성하는 클램핑 블록과; 상기 클램핑 블록의 클램핑 홈의 양 내측면에는 각각 스프링에 의해 지지되어 삽입 및 돌출되면서 상기 보호유리의 양측면을 지지하도록 클램퍼가 구성되는 것을 특징으로 한다.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보호유리 교환장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치의 구성은, 상기 도 1에서 도시한 바와 같이, 보호유리(7)를 이송하는 컨베이어 벨트(11)와 상기 컨베이어 벨트(11)의 선단에 대응하여 구성되어 전진 구동에 의해 컨베이어 벨트(11) 상의 보호유리(7)를 클램핑 한 상태로, 반대측으로 회전하여 로봇의 작동에 의해 상기 옵틱 헤드(3)의 보호유리 케이스(5)가 진입하여 그 보호유리 케이스(5) 상의 기존 보호유리(7)를 밀어냄과 동시에 새로운 보호유리(7)를 끼워서 교환할 수 있도록 보조하여 주는 교환유닛(10)으로 구성된다.

여기서, 상기 컨베이어 벨트(11) 상에는 상기 보호유리(7)의 일측을 지지하 는 스톱퍼(13)를 일정간격으로 설치하여 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 교환유닛(10)의 구체적인 구성은 작업실 하부면에 회전모터(15)가 설치되고, 상기 회전모터(15)의 회전축(17) 상단에는 브라켓(19)을 통하여 전후진 실린더(21)가 설치된다.

여기서, 상기 회전모터(15)는 그 회전수 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 전후진 실린더(21)는 그 작동압을 공압으로 하는 공압 실린더로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 전후진 실린더(21)의 작동로드(23) 선단에는 클램핑수단(25)이 장착되어 상기 컨베이어 벨트(11) 상의 보호유리(7)를 클램핑한 상태로 상기 옵틱 헤드(3)의 하단부에 구성되는 보호유리 케이스(5)가 진입하여 보호유리(7)를 끼울 수 있도록 보조해주게 되는데, 상기 클램핑수단(25)은, 상부와 전측으로 개구된 클램핑 홈(27)을 형성하는 클램핑 블록(29)과, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 클램핑 블록(29)의 클램핑 홈(27)의 양 내측면에는 각각 스프링(33)에 의해 지지되어 삽입 및 돌출되면서 상기 보호유리(7)의 양측면을 지지하도록 클램퍼(31)로 구성되어 이루어진다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치의 작동은 제어기(미도시)가 로봇의 거동을 제어하여 상기 옵틱 헤드(3)를 보호유리 교환위치로 이동하여 대기시킨다.

이러한 상태로, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 전후진 실린더(21)는 전진 구동하여 컨베이어 벨트(11) 상의 보호유리(7)를 클램핑 블록(29) 상의 클램핑 홈(27)에 끼우게 된다.

그 다음, 상기 전후진 실린더(21)는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 다시 후진 구동하게 되며, 이어서 도 5에서 도시한 바와 같이, 회전모터(15)가 180도 회전하여 상기 클램핑 블록(29)을 컨베이어 벨트(11)의 반대측 보호유리 교환위치(P)로 이동하게 된다.

이러한 상태로, 도 6에서와 같이, 상기 로봇은 제어기(미도시)의 거동 제어에 의해 옵틱 헤드(3)의 상기 보호유리 케이스(5)를 상기 클램핑 블록(29)의 클램핑 홈(27)으로 삽입되도록 이동시킨다.

그러면, 상기 보호유리 케이스(5)에 끼워져 있던 기존의 오염된 보호유리(7)는 새로운 보호유리(7)에 의해 밀려나 보호유리 케이스(5) 외측으로 제거되며, 새로운 보호유리(7)가 도 7에서와 같이 교환되어 설치되는 것이다.

여기서, 상기 옵틱 헤드(3)의 상기 보호유리 케이스(7)가 상기 클램핑 블록(29)의 클램핑 홈(27)으로 삽입되는 과정에서, 상기 클램핑 블록(29) 상의 양측 클램퍼(31)는 클램핑 블록(29)의 양측 내부로 밀려들어가며 상기 보호유리(7)를 지지하던 지지력이 제거되며, 상기 양측 클램퍼(31)가 밀려들어간 틈새로 상기 보호유리 케이스(5)가 진입하게 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

레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치에 있어서,

보호유리를 이송하는 컨베이어 벨트와;

상기 컨베이어 벨트의 선단에 대응하여 구성되어 전진 구동에 의해 컨베이어 벨트 상의 보호유리를 클램핑 한 상태로, 반대측으로 회전하여 로봇의 작동에 의해 상기 옵틱 헤드의 보호유리 케이스가 진입하여 상기 보호유리 케이스 상의 기존 보호유리를 밀어냄과 동시에 새로운 보호유리를 끼워서 교환할 수 있도록 보조하여 주는 교환유닛;을 포함하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
제1항에 있어서,

상기 컨베이어 벨트 상에는 상기 보호유리의 일측을 지지하는 스톱퍼를 일정간격으로 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
제1항에 있어서,

상기 교환유닛은

작업실 하부면에 설치되는 회전모터;

상기 회전모터의 회전축 상단에 브라켓을 통하여 설치되는 전후진 실린더;

상기 전후진 실린더의 작동로드 선단에 장착되어 상기 컨베이어 벨트 상의 보호유리를 클램핑한 상태로 상기 옵틱 헤드의 하단부에 구성되는 보호유리 케이스가 진입하여 보호유리를 끼울 수 있도록 해주는 클램핑수단;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
제3항에 있어서,

상기 회전모터는 그 회전수 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
제3항에 있어서,

상기 전후진 실린더는 그 작동압을 공압으로 하는 공압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.
제3항에 있어서,

상기 클램핑수단은

상부와 전측으로 개구된 클램핑 홈을 형성하는 클램핑 블록과;

상기 클램핑 블록의 클램핑 홈의 양 내측면에는 각각 스프링에 의해 지지되어 삽입 및 돌출되면서 상기 보호유리의 양측면을 지지하도록 클램퍼가 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱 헤드용 보호유리 교환장치.