KR100696395B1 - Method for controlling the LASER beam in a LASER processing apparatus - Google Patents
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Abstract
레이저 가공장치의 레이저빔 제어방법이 개시된다. 본 발명의 레이저빔 제어방법은, (a) 시작영역/종료영역/조사영역의 기준좌표값 범위가 설정되는 단계와; (b) 레이저 헤드의 광축이 위치되는 위치좌표를 검출하는 단계와; (c) 상기 위치좌표가 시작영역, 조사영역, 종료영역 중 어느 영역에 속하는지 판단하는 단계; 를 포함하며, 상기 위치좌표가 시작영역에 진입된 후, 조사영역에 존재하는 경우에만, 제어부가 레이저빔을 온(on)시키므로, 가공예정선을 현저히 벗어난 지점에 레이저빔이 조사됨으로 인한 가공불량이 방지되고, 신속한 제어 응답과 정확한 제어동작이 보장되며, 복수의 가공예정선이 인접된 경우에 레이저빔 중첩 조사로 인한 과다 가공이 억제된다.A laser beam control method of a laser processing apparatus is disclosed. The laser beam control method of the present invention includes the steps of: (a) setting a reference coordinate value range of a start area / end area / irradiation area; (b) detecting a position coordinate where the optical axis of the laser head is located; (c) determining which area among the start area, the irradiation area, and the end area belongs to the position coordinates; And the control unit turns on the laser beam only when the position coordinate is present in the irradiation area after the position coordinate enters the start area, so that the processing defect is caused by the laser beam being irradiated to a point far beyond the scheduled line. This is prevented, a quick control response and an accurate control operation are ensured, and over machining due to the laser beam overlapping irradiation is suppressed when a plurality of scheduled lines are adjacent to each other.
레이저빔 제어방법, 시작영역, 종료영역, 조사영역, 가공예정선 Laser beam control method, start area, end area, irradiation area, processing line
Description
도 1은 종래의 레이저빔 제어방법에서 가공예정선을 도시한 설명도.1 is an explanatory view showing a processing line in the conventional laser beam control method.
도 2는 종래의 레이저빔 제어방법에서 레이저빔의 가공예정선 이탈에 의한 가공불량 상태를 도시한 설명도.FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which machining is poor due to deviation of a processing line of a laser beam in a conventional laser beam control method; FIG.
도 3은 종래의 레이저빔 제어방법에서 복수의 가공예정선이 인접되는 상태를 도시한 설명도.3 is an explanatory view showing a state in which a plurality of processing lines are adjacent in the conventional laser beam control method.
도 4는 종래의 레이저빔 제어방법에서 레이저빔의 중첩 조사에 의한 가공불량 상태를 도시한 설명도.4 is an explanatory diagram showing a machining failure state by overlapping irradiation of a laser beam in a conventional laser beam control method.
도 5는 본 발명의 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 사시도.5 is a perspective view schematically showing a laser processing apparatus of the present invention.
도 6은 본 발명의 레이저 가공장치에 의한 피가공물의 가공 상태를 개략적으로 도시한 사시도.6 is a perspective view schematically showing a processing state of a workpiece by the laser processing apparatus of the present invention.
도 7은 본 발명의 레이저빔 제어방법에서 조사영역이 시작영역 및 종료영역과 겹쳐지지 않는 경우에 레이저빔의 온/오프 상태를 도시한 설명도.FIG. 7 is an explanatory view showing an on / off state of a laser beam when the irradiation area does not overlap the start area and the end area in the laser beam control method of the present invention; FIG.
도 8은 본 발명의 레이저빔 제어방법에서 조사영역이 시작영역 및 종료영역과 겹쳐지는 경우에 레이저빔의 온/오프 상태를 도시한 설명도.FIG. 8 is an explanatory view showing an on / off state of a laser beam when the irradiation area overlaps the start area and the end area in the laser beam control method of the present invention; FIG.
도 9는 본 발명의 레이저빔 제어방법에 따른 순서도.9 is a flow chart according to the laser beam control method of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100...피가공물 103...전극100
110...테이블 121...지지대110.Table 121.Support
122...레이저 헤드아암 123...연결부재 122 ...
130...레이저 발진기 140...레이저 헤드130
150...광섬유 170...제어부150 ... optical fiber 170 ... control unit
171...감지부 180...비전헤드171 Detecting
200...레이저빔 300...시작영역200
400...조사영역 500...종료영역400
600...가공예정선 A1,A3...시작점600 Expected line A1, A3 ... Starting point
A2,A4...종료점A2, A4 ... end point
P1 ~ P6...레이저 헤드의 광축이동경로P1 to P6 ... Optical axis travel path of laser head
본 발명은 레이저 가공장치의 레이저빔 제어방법에 관한 것으로, 특히 피가공물에 레이저빔을 조사하는 레이저 헤드와 피가공물을 지지하는 테이블이 상대 이동되면서 피가공물을 가공하는 레이저 가공장치의 레이저빔 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser beam control method of a laser processing apparatus, and more particularly, a laser beam control method of a laser processing apparatus for processing a workpiece while a laser head for irradiating a workpiece with a laser head and a table for supporting the workpiece are moved relative to each other. It is about.
레이저 가공장치는 피가공물의 재질에 상관없이, 비 접촉식으로 고정밀도의 가공이 가능하다. 소정 직경의 좁은 스폿점에 집속된 레이저빔으로 가공하므로 피가공물의 열 안정성이 확보되며, 가공 영역의 크기에 제약을 받지 않고 초정밀 가공을 수행할 수 있다.The laser processing apparatus is capable of high precision machining in a non-contact manner, regardless of the material of the workpiece. Processing with a laser beam focused at a narrow spot point of a predetermined diameter ensures thermal stability of the workpiece, and can perform ultra-precision processing without being limited by the size of the processing area.
다양한 종류와 크기의 피가공물을 가공하려면, 레이저빔의 광폭과, 초점이 맺히는 거리와, 스폿의 직경과, 레이저빔의 광강도와, 피가공물의 이송 등을 실시간으로 고속 정밀하게 제어하여야 한다.In order to process workpieces of various types and sizes, it is necessary to control the width of the laser beam, the distance to be focused, the diameter of the spot, the light intensity of the laser beam, the transfer of the workpiece, and the like in real time at high speed and precision.
피가공물을 지지하는 테이블과 레이저빔을 조사하는 레이저 헤드는 X,Y,Z축 중의 적어도 한 축을 따라 이동 가능하게 설치된다. 레이저빔이 피가공물에 조사되고, 테이블과 레이저 헤드가 가공예정선을 따라 상대 이동되면서 피가공물이 가공된다. The table for supporting the workpiece and the laser head for irradiating the laser beam are provided to be movable along at least one of the X, Y, and Z axes. The laser beam is irradiated to the workpiece, and the workpiece is processed while the table and the laser head are moved relative to the machining line.
도 1은 종래의 레이저빔 제어방법에서 가공예정선(60)을 도시한 설명도이다. 시작점 A1 은 레이저 가공의 시작이 준비되는 지점의 기준좌표이고, 종료점 A2 는 레이저 가공이 종료되는 지점의 기준좌표이다. 가공예정선(60)은 시작점 A1 과 종료점 A2 를 잇는 직선으로서, 레이저빔의 초점이 존재하는 레이저 헤드의 광축이 상기 가공예정선(60)을 정확히 추종하여야 가공오차를 줄일 수 있다. 도 1은 LCD, PDP 등의 평판 디스플레이 패널에 형성된 전극(10)들을 도시하며, 조사되는 레이저 빔의 광폭에 상당하는 참조부호 d1 선폭의 전극(10)들이 절단된다.1 is an explanatory view showing a
도 2는 종래의 레이저빔 제어방법에서 레이저빔이 가공예정선(60)을 이탈하고, 이에 의하여 가공불량이 발생한 상태를 도시한다. 피가공물이 지지되는 테이블과 레이저빔을 조사하는 레이저 헤드의 관성이나 구동기어의 백래쉬(back-lash), 이송경로에 개재된 이물질 등의 예측할 수 없는 외란으로 인하여 레이저 헤드 광축의 궤적(61)이 시작점 A1 과 종료점 A2 를 잇는 가공예정선(60)을 벗어난다. 레이저 헤드의 광축이 참조부호 61을 따라 이동될 때, 가공예정선(60)을 현저히 벗어난 위치에서 레이저빔이 온(on)된 상태에 있으므로 피가공물의 원하지 않는 부분이 절단되는 가공불량이 우려된다. 2 shows a state in which a laser beam deviates from the
가공 작업시 레이저 헤드의 광축을 가공작업 전에 미리 설정된 시작점 A1, 종료점 A2, 가공예정선(60)의 기준좌표에 오차 없이 정확히 추종시키는 것은 상당히 어려운 문제이다. 레이저 헤드의 광축을 상기 기준좌표들에 추종시키기 위하여 복잡한 제어동작이 수행된다면 제어부의 응답시간이 느려지고, 응답값이 불안정하게 발산되어 제어불능 상태에 도달될 우려가 있다. 또한, 제어부의 응답시간이 느릴수록, 레이저 헤드와 테이블의 상대 이동속도가 빠를수록 레이저 가공장치의 물리적인 특성에 의하여 제어 동작이 신속하지 못하다. 이러한 제어 불량으로 인하여 원하지 않는 전극들이 절단되어 가공불량이 발생될 우려가 있다.In the machining operation, it is quite difficult to accurately follow the optical axis of the laser head without error in the reference coordinates of the start point A1, the end point A2, and the
도 3은 종래의 레이저빔 제어방법에서 복수의 가공예정선(60)이 인접되는 상태를 도시한 설명도이다. 도 4는 레이저 헤드의 기구적인 광축 궤적(61)이 가공예정선(60)을 추종하지 못하고 레이저빔이 중첩 조사되면서 과다 가공이 발생하는 상태를 도시한다. 상술한 테이블과 레이저 헤드의 관성, 기어 백래쉬 등의 예측할 수 없는 외란으로 인하여, 레이저 헤드가 가공예정선(60)을 벗어나서 레이저빔이 참조부호 61을 따라 중첩 조사되면 과다 가공이 발생될 우려가 있다.3 is an explanatory view showing a state in which a plurality of
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 예측할 수 없는 외란으로 인하여 레이저 헤드가 가공예정선을 벗어난 위치에서 이동될 때, 레이저빔을 오프(off)시켜 가공불량을 줄일 수 있는 레이저빔 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to improve the above-mentioned problems, the laser beam control method that can reduce the processing defects by turning off the laser beam when the laser head is moved from a position outside the processing line due to unpredictable disturbance The purpose is to provide.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저빔 제어방법은, Laser beam control method of the present invention for achieving the above object,
(a) 레이저 가공이 시작되는 시작점과 그 주위의 소정영역을 포함하는 시작영역, 레이저 가공이 종료되는 종료점과 그 주위의 소정영역을 포함하는 종료영역, 및 상기 시작영역과 종료영역 사이에 존재하는 조사영역의 기준좌표값 범위가 설정되는 단계;(a) a start area including a start point at which laser processing starts and a predetermined area around it, an end area including an end point at which laser processing ends and a predetermined area around it, and between the start area and the end area Setting a reference coordinate range of the irradiation area;
(b) 상기 피가공물에 대하여 상기 레이저 헤드의 광축이 위치되는 위치좌표를 검출하는 단계;(b) detecting a position coordinate where the optical axis of the laser head is located with respect to the workpiece;
(c) 상기 위치좌표가 상기 시작영역, 조사영역, 종료영역 중 어느 영역에 속하는지를 판단하는 단계; 를 포함하며, 상기 위치좌표가 상기 시작영역에 진입된 후, 상기 조사영역에 존재하는 경우에만, 상기 레이저빔을 온(on)시키는 것을 특징으로 한다.(c) determining which of the starting area, the irradiation area and the ending area belongs to the position coordinates; And the laser beam is turned on only when the position coordinate is present in the irradiation area after entering the start area.
아울러, together,
(d) 상기 위치좌표가 상기 시작영역에 진입되면 시작영역 통과지표가 1로 설정되고, 상기 시작영역 통과지표가 1로 설정된 상태에서 상기 위치좌표가 상기 조사영역을 벗어나고 상기 종료영역에 존재하는 경우에 상기 시작영역 통과지표가 0 으로 설정되는 단계; 를 더 포함하며, 상기 시작영역 통과지표가 1로 설정된 상태에서 상기 위치좌표가 상기 조사영역에 존재하는 경우에만, 상기 제어부가 상기 레이저빔을 온(on)시키는 것이 바람직하다.(d) When the position coordinate enters the start area, the start area pass index is set to 1, and when the start area pass index is set to 1, the position coordinate is out of the irradiation area and exists in the end area. Setting the start area pass index to 0 in a second step; Further, it is preferable that the control unit turns on the laser beam only when the position coordinate is present in the irradiation area in the state where the start area passage index is set to 1.
상기 시작영역, 조사영역, 및 종료영역은 피가공물에 가공불량이 발생되지 않는 좌표 범위를 한도로 설정된다.The start area, the irradiation area, and the end area are set to the limits of the coordinate range where no machining defects occur in the workpiece.
상기 조사영역은 상기 시작점과 종료점을 직선 또는 곡선으로 연결하는 가공예정선을 적어도 일부 포함한다.The irradiation area includes at least a portion of the processing line connecting the start point and the end point in a straight line or a curve.
상기 조사영역은 상기 시작영역 및 종료영역 중 적어도 하나와 일부분 겹쳐질 수 있다. 물론, 상기 조사영역이 상기 시작영역 및 종료영역 중 어느 하나에도 겹쳐지지 않는 실시예도 가능하다.The irradiation area may partially overlap at least one of the start area and the end area. Of course, an embodiment in which the irradiation area does not overlap any one of the start area and the end area is possible.
상기 시작영역, 조사영역, 및 종료영역은 피가공물의 비전영상을 포착하도록 마련된 비전헤드에 의하여 설정되는 것이 바람직하다.The start area, irradiation area, and end area are preferably set by a vision head provided to capture a vision image of the workpiece.
한편, 상기 (b) 단계는, 상기 레이저 헤드와 상기 테이블의 상대 이동을 전기적인 신호로 변환하고, 그 변화량을 계수하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the step (b), it is preferable to convert the relative movement of the laser head and the table into an electrical signal and count the amount of change.
이하에서는 본 발명에 따른 레이저 가공장치의 레이저빔 제어방법에 관한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of a laser beam control method of a laser processing apparatus according to the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명의 레이저빔 제어방법이 적용되는 레이저 가공장치에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 레이저 가공장치에 의하여 피가공물이 가공되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.First, a laser processing apparatus to which the laser beam control method of the present invention is applied will be described. 5 is a perspective view schematically showing the laser processing apparatus of the present invention, Figure 6 is a perspective view schematically showing a state in which the workpiece is processed by the laser processing apparatus of the present invention.
피가공물(100)로서 LCD, PDP 등의 평판 디스플레이 패널을 일 예로 들고, 평판 디스플레이 패널에 수십 마이크로 미터 간격으로 형성된 전극(103)들을 레이저빔(200)으로 절단하는 레이저 가공장치가 도 5 및 도 6에 도시된다.As a
레이저 가공을 위하여는 레이저를 출사하는 레이저 발진기(130)와, 상기 레이저를 스폿에 집속시켜 피가공물(100)에 조사하는 레이저 헤드(140)와, 레이저 발진기(130) 및 레이저 헤드(140)를 연결하는 연결광학계가 필요하다. 초정밀 가공을 위하여 레이저 헤드(140)는 수 마이크로미터 이내에서 정밀하게 위치 제어되어야 한다. 레이저 헤드(140)는 무게와 부피가 작고 질량(회전) 관성 모멘트가 최소로 되도록 설치될 필요가 있다. 광섬유(150)를 연결광학계로 이용하고, 레이저 발진기(130)와 레이저 헤드(140)를 분리 설치하여 레이저 헤드(140)의 소형경량화시킨다.For laser processing, a
피가공물(100)이 가공되는 기준좌표값을 설정하기 위하여, 비전헤드(180)가 구비된다. 도 5에 도시되지는 않았지만, 레이저 헤드(140)와 비전헤드(180)의 광축이 일치되도록 설치되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 레이저 헤드(140) 내부에 가시광 반사막 또는 레이저 반사막이 코팅된 미러부재(미도시)가 마련된다. 비전헤드(180)는 피가공물(100)의 가공상태를 감시하기 위한 목적으로도 사용 가능하다.In order to set the reference coordinate value at which the
레이저 헤드(140)와 비전헤드(180)는 Z축 이동 가능하게 연결부재(123)에 결합되고, 연결부재(123)는 레이저 헤드아암(122)에 X축 이동 가능하게 결합되며, 피가공물(100)을 지지하는 테이블(110)은 Y축 이동 가능하게 지지대(121)에 결합된다. 따라서, 레이저 헤드(140)와 테이블(110)의 상대이동에 의하여 피가공물(100)은 소정의 가공위치로 이송된다. 도시된 바에 국한되지 않고 피가공물(100)의 이송 을 위한 다양한 실시예가 가능하다.The
레이저 헤드(140)와 테이블(110)은 미도시된 모터 등의 구동원에 의하여 상대 이동된다. 예를 들어 모터에 인코더(미도시)를 결합시키면 모터의 회전각은 인코더에서 일정 전압의 펄스 신호로 출력된다. 이 펄스의 수를 계수하여 모터의 회전각을 계산하고, 이 회전각을 환산하여 레이저 헤드(140)와 테이블(110)의 상대 위치 좌표를 감지하는 것은 본 발명에 따른 감지부(171)의 일 실시예이다. 모터는 구동칩과 전원부를 포함한 모터드라이버(미도시)로 구동되고, 모터드라이버는 레이저 헤드(140)와 테이블(110)의 상대 이동을 제어하는 모션컨트롤러(미도시)에 연결되며, 모션컨트롤러는 제어부(170)에 연결되는 것이 바람직하다.The
A1, A3는 레이저 가공의 시작을 준비하는 시작점이고 A2, A4는 레이저 가공이 종료되는 종료점이다. 시작점 및 종료점은 수동으로 그 좌표가 입력되거나, 비전헤드(180)로 피가공물(100)의 비전영상을 포착하고, 이 비전영상을 컴퓨터 또는 제어부(170)에서 화상 처리하여 시작점과 종료점을 설정할 수 있다.A1 and A3 are starting points for preparing for the start of laser processing, and A2 and A4 are end points for finishing laser processing. The start point and the end point may be inputted manually, or the
시작점과 종료점, 및 이를 연결하는 직선 또는 곡선의 가공예정선(600)은 레이저 헤드(140)의 광축이 레이저빔(200)을 조사하면서 피가공물(100)을 지나갈 궤적벡터가 된다. 레이저 헤드(140)의 광축은 조사될 레이저빔(200)의 광 중심축이다. 레이저빔은 초점에서의 광폭이 대략 50 ㎛ 전후이고, 피가공물(100)인 평판 디스플레이 패널의 전극(103) 절단 선폭 d1은 이에 상응하는 값이다. The starting point and the end point, and the straight line or the curved line to be connected to the
도 7 및 도 8은 시작점과 종료점, 및 이를 연결하는 직선 또는 곡선의 가공예정선(600) 주위의 소정영역에 설정된 시작영역(300)과 종료영역(500), 및 조사영 역(400)을 도시한다. 가공 작업시 레이저 헤드(140)의 광축이 미리 설정된 시작점 A1, 종료점 A2, 가공예정선(600)의 기준좌표값에 오차 없이 정확히 추종시키는 것은 거의 불가능하다. 본 발명에서는 소정의 오차를 감안하여 시작영역(300)/조사영역(400)/종료영역(500)을 미리 설정하고, 레이저 헤드(140)의 광축이 상기 영역에 각각 진입하면 시작점/가공예정선(600)/종료점에 논리적으로 도달한 것으로 처리하므로 신속한 응답시간과 정확한 제어동작이 보장된다. 이는 결과적으로 제어 동작의 불량으로 발생하는 가공 오차를 줄인다.7 and 8 illustrate a
P1 내지 P6 은 레이저 헤드(140)의 광축이 지나가는 궤적을 나타낸다. 실선은 레이저빔(200)이 온(on)되었음을, 점선은 오프(off)되었음을 의미한다. 제어부(170)가 레이저 발진기(130)의 전원을 차단시키거나, 레이저 헤드(140)에 레이저빔 차단수단(미도시)을 구비하고 제어부(170)가 이를 동작시켜 레이저빔(200)을 오프(off)시킬 수 있다. P1 to P6 represent a trajectory through which the optical axis of the
시작영역(300)과 종료영역(500)은 시작점과 종료점을 중심으로 전후 좌우 방향으로 소정량이 확장된 20 ~ 50 ㎛ 정도 폭의 정사각형이다. 시작영역(300)과 종료영역(500)은, 원형이나 폐곡선 등의 형상으로도 설정 가능하다. 시작영역(300)과 종료영역(500)을 연결하는 조사영역(400)은 레이저빔(200)이 피가공물(100)에 조사되는 영역이다. 시작영역(300) 및 종료영역(500)은 도 8에 도시된 바와 같이 조사영역(400)과 겹쳐지게 설정될 수도 있다. The
도 7을 참조하면, P1 경로에서는 조사영역(400)을 통과하지 않으므로 레이저빔(200)이 온(on)되지 않는다. P2 경로에서는 시작영역(300)을 먼저 통과하여 시작 영역 통과지표가 1로 설정되고, 시작영역 통과지표가 1로 설정된 상태에서 조사영역(400)에 레이저 헤드(140)의 광축이 존재하는 경우에만 레이저빔(200)이 온 된다. 따라서 조사영역(400)을 벗어난 피가공물(100)은 가공되지 않으므로 가공불량이 방지된다. P3 및 P4 경로에서는 시작영역 통과지표가 1로 설정된 상태에서 조사영역(400)에 레이저 헤드(140)의 광축이 존재하는 경우에 레이저빔(200)이 온(on) 되고, 조사영역(400)을 벗어나면 레이저빔(200)이 오프(off) 된다. P5 및 P6 경로에서는 레이저 헤드(140)가 시작영역(300)을 통과하지 않아서 시작영역 통과지표가 1로 설정되지 않으므로, 레이저 헤드(140)의 광축이 조사영역(400)에 존재해도 레이저빔(200)이 온 되지 않는다. 시작영역 통과지표가 1로 설정된 상태에서 레이저 헤드(140)의 광축이 조사영역(400)을 완전히 벗어나고 종료영역(500)에 진입되면 레이저빔(200)이 오프되며 시작영역 통과지표가 0으로 리셋된다.Referring to FIG. 7, the
도 8의 실시예에서는, 시작영역(300)과 조사영역(400)이 참조부호 340에서 겹치고, 조사영역(400)과 종료영역(500)이 참조부호 450에서 겹쳐진다. 이 경우에도 레이저빔(200)의 제어방법은 도 7의 실시예와 동일하다. P1 경로에서는 조사영역(400)을 통과하지 않으므로 레이저빔(200)이 오프된다. P2 경로에서는 시작영역(300)에 진입되는 순간 시작영역 통과지표가 1로 설정되고, 그 상태에서 조사영역(400)에 진입되면 레이저빔(200)이 온 되며, 조사영역(400)을 벗어나면 레이저빔(200)이 오프된다. P3 및 P4 경로에서는 시작영역 통과지표가 1로 설정된 상태에서 조사영역(400)은 물론 시작영역과 조사영역의 교차영역(340) 및 조사영역과 종료영역의 교차영역(450)에 레이저 헤드(140)의 광축이 존재하는 경우에도 레이저빔 (200)이 온 된다. P5 및 P6 경로에서는 시작영역 통과지표가 1이 아니므로 레이저빔(200)이 온 되지 않는다. 시작영역 통과지표가 1로 설정된 상태에서 레이저 헤드(140)의 광축이 조사영역(400)을 완전히 벗어나고 종료영역(500)에 진입되면 레이저빔(200)이 오프되며 시작영역 통과지표가 0으로 리셋된다.In the embodiment of FIG. 8, the
도 9는 본 발명의 레이저빔(200) 제어방법의 순서도를 도시한다. 먼저, 참조부호 910 단계에서는, 시작영역(300)과 조사영역(400)과 종료영역(500)의 기준좌표 범위가 비전헤드(180) 등에 의하여 설정된다. 참조부호 920 단계에서는, 제어부(170)가 레이저빔(200)이 오프 되어 있는지 확인하고, 시작영역 통과지표를 0으로 초기화한다. 참조부호 930 단계에서는, 제어부(170)가 감지부(171)로부터 현재의 레이저 헤드(140)와 테이블(110)간의 상대위치 좌표를 수신한다. 가공작업이 종료될 때까지 인터럽트 되는 소정의 시간 간격으로, 제어부(170)는 감지부(171)로부터 위치정보를 수신한다. 즉, 1개의 시작영역(300)/조사영역(400)/종료영역(500)의 조합에 대하여 작업종료시까지 단계 930부터 단계 980이 인터럽트 되는 소정의 시간 간격으로 반복된다.9 is a flowchart illustrating a method for controlling the
참조부호 940 단계에서는, 상기 수신된 상대위치 좌표값이 시작영역(300)/조사영역(400)/종료영역(500) 중 어디에 속하는지 제어부(170)가 판단한다. 상기 판단을 위하여, 레이저 헤드(140)와 테이블(110)간의 상대위치 좌표값이 파악되는 상대위치 좌표계와 시작영역(300)/조사영역(400)/종료영역(500)의 기준좌표 범위가 파악되는 기준 좌표계가 논리적으로 일치되어야 한다. 따라서, 상대위치 좌표계와 기준좌표계의 원점 및 좌표축의 방향각을 일치시키는 변환과정이 필요하다. 제어부 (170)는 상기 과정을 통하여 상대위치 좌표계에서 파악된 레이저 헤드(140) 광축의 위치 좌표값을 기준 좌표계에서 파악된 시작영역(300)/조사영역(400)/종료영역(500) 의 기준좌표 범위와 비교한다.In
상기 판단에 따라, 레이저 헤드(140) 광축의 위치 좌표값이 시작영역(300)에 존재하면 시작영역 통과지표를 1로 설정한다(950, 951). 현재의 위치좌표가 시작영역(300)에 존재하지 않더라도 과거에 시작영역(300)을 통과하여 시작영역 통과지표가 1로 설정되어 있으면, 레이저 헤드(140)의 광축이 조사영역(400)에 존재할 경우 레이저빔(200)이 온 된다(960, 961, 962). 조사영역(400)에 존재하지 않으면서 종료영역(500)에 존재하면, 1로 설정되어 있는 시작영역 통과지표를 0으로 리셋 설정하여 다음의 가공작업을 준비한다(970, 971, 973). 이 때는 조사영역(400)을 벗어났으므로 레이저빔(200)도 오프된다(972). 레이저 헤드(140)의 광축이 시작영역(300)/조사영역(400)/종료영역(500) 중 어디에도 속하지 않으면 레이저빔(200)이 오프됨은 물론이다(974).According to the determination, if the position coordinate value of the optical axis of the
각각 1개의 시작점 및 종료점과 가공예정선(600)으로 구성되는 가공 궤적벡터가 복수 개인 경우는, 도 7 및 도 8에 도시된 시작영역(300)/조사영역(400)/종료영역(500)이 복수 개 존재하고, 이들에 대하여 제어부(170)가 상술한 처리과정을 반복적으로 수행한다. 한편, 도 3에 예시된 복수 개의 가공예정선(600)이 인접된 경우에 레이저 헤드(140) 광축의 상대위치 좌표값이, 기구오차 등의 예측할 수 없는 외란에 의하여 도 4에 도시된 비정상적인 궤적을 이동한다 하더라도, 본 발명의 레이저빔 제어방법에서는 시작점 A1, A3 에서 바로 레이저빔(200)의 조사가 개시되 지 않는다. 즉, 레이저 가공장치의 작동오차와 예측할 수 없는 외란을 미리 감안하여 설정된 소정의 조사영역(400)에서만 레이저빔(200)의 조사가 온(on)되므로, 레이저빔(200)의 중첩 조사에 의한 과다한 가공이 방지된다.In the case where there are a plurality of machining trajectory vectors each consisting of one start point and end point and the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 가공장치의 레이저빔 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the laser beam control method of the laser processing apparatus according to the present invention has the following effects.
(1) 레이저 헤드의 광축이 조사영역에 존재할 경우에만 레이저빔이 온(on)되므로, 가공예정선을 현저히 벗어난 지점에 레이저빔이 조사됨으로 인한 가공불량이 방지된다.(1) Since the laser beam is turned on only when the optical axis of the laser head is present in the irradiation area, processing defects due to the laser beam being irradiated to a point far beyond the expected line of processing is prevented.
(2) 레이저 헤드의 광축이 소정 오차를 감안하여 미리 설정된 시작영역/조사영역/종료영역에 각각 진입되면 시작점/가공예정선/종료점에 논리적으로 도달한 것으로 처리되므로, 신속한 제어 응답과 정확한 제어 동작이 보장된다. (2) When the optical axis of the laser head enters the preset start area / irradiation area / end area in consideration of a predetermined error, it is treated as logically reaching the start point / preparation line / end point. This is guaranteed.
(3) 시작점에서 바로 레이저빔의 조사가 개시되지 않고 레이저 헤드의 광축이 조사영역에 존재하는 경우에만 레이저빔이 온(on)되므로, 복수의 가공예정선이 인접된 경우에 레이저빔 중첩 조사로 인한 과다 가공이 억제된다.(3) Since the laser beam is turned on only when the irradiation of the laser beam does not start immediately from the start point and the optical axis of the laser head is present in the irradiation area, the laser beam overlap irradiation when a plurality of processing lines are adjacent to each other. Due to excessive processing is suppressed.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs can make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.
Claims (8)
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