KR100720966B1 - 반지의 내주면에 레이저 마킹하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반지를 회전가능하게 지지하는 지그, 레이저발진기, 및 갈바노스캐너를 구비하고 있는 공지의 레이저 마킹 장치로서, 상기 지그가 갈바노스캐너에 부속된 레저출사구의 밑에 배치되어, 수직선에 대하여 반지를 5° 내지 20° 경사지게 하여 반지의 외주면을 파지한 상태에서 반지를 스텝핑모터의 구동력에 의해 반지의 내주면의 중심을 중심으로 회전시키게 되어 있는 상기 레이저 마킹 장치에서, 상기 지그가 10,000 횟수 스텝핑 회전운동에 의해 1회전 하는 것으로 하여, 반지의 내주면에 인쇄하여야 할 마크를 좌우방향으로 2mm씩 분할하여 반지의 내주면 상에 순차적으로 조사되게 하며, 2mm씩 분할된 마크 각각에 상응하게 상기 지그(110)가 스탭핑 운동하는 방법에 관한 것이다.

마크, 분할, 스탭핑, 반지

Description

반지의 내주면에 레이저 마킹하는 방법{method for marking an inner periphery of ring}

도 1은 레이저 마킹 장치에 대한 개략도.

도 2는 마크가 분할되어 있는 상태를 도시한 도면.

본 발명은, 반지의 내주면에 레이저 마킹하는 방법에 관한 것이다.

레이저 마킹에 의한 인쇄 방법은, 대상물에 레이저 광을 조사해 열에너지에 의해 대상물을 녹이거나, 태우거나, 깎거나 하여 인쇄하는 것이다.

일반적으로, 레이저마킹장치는 레이저 광을 마킹 대상물 상에 직접주사 시키므로써 마킹을 하는 스캔타입 마커와 패턴이 미리 준비된 마스크 및 결상용 렌즈를 이용하여 마킹을 하는 마스크 타입 마커로 구분되고, 마스크 타입 마커는 동일패턴의 반복마킹을 고속으로 할 수 있는 장점과 패턴변경이 어려운 단점이 있다.

상기 스캔 타입의 레이저 마킹 장치는 단일 레이저 소스로부터 방사된 레이저 광을 초점 렌즈, 배향 미러 및, 집광 렌즈를 통해 마킹 대상물에 조사하는 것이다. 레이저 광은 마킹 대상물의 표면을 국부적으로 연소시킴으로써 육안으로 확인 가능한 부호나 문자 등을 만들 수 있다.

상기 스캔 타입의 레이저 마킹 장치는 레이저 마킹 장치에서 제공할 수 있는 크기로 좌우방향으로 복수의 블록으로 콘솔에서 분할되어 입력되는 문자, 기호, 도형 등의 마크에 대응한 마킹 정보를 미리 기억 수단에 기억해 두고, 상기 콘솔에 입력된 마크에 대응한 마킹 정보를 제어 수단이 읽어내어, 이 마킹 정보에 근거해 좌표 데이터를 생성해 레이저 광원의 온 오프 제어를 행하여, 레이저 광원으로부터의 레이저 빛이 마킹 대상물 상에 조사되어, 콘솔에 입력된 마크가 인쇄되는 것이다.

하지만, 상기 스캔 타입의 레이저 마킹 장치는 마킹 대상물의 표면에 단일의 레이저 비임만이 조사되므로 마킹 면적이 확대될 경우 문제점이 발생한다. 즉, 마킹 면적이 커지면 집광 렌즈의 초점 거리가 변하게 되며, 그에 따라 레이저 비임의 파워와 질(質)이 저하된다. 레이저 광에서 발생하는 문제점은 곧바로 마킹의 품질 저하로 연결된다.

특히, 환형체인 반지에 상기 스캔 타입의 레이저 마킹 장치에 의해 마크를 인쇄하는 경우에는 더욱 그러하며, 반지의 내주면에 마크를 인쇄하는 경우에는 더 더욱 그러하다.

그 이유는 수직선상의 하나의 점에 조첨을 맞춘상태에서 상기 수직선상에서 하향으로 레이저를 조사하여 인쇄하는 종래의 스캔 타입의 레이저 마킹장치에 의해 반지의 내주면에 마크를 인쇄하려면, 직신성의 레이저 빛을 반지의 내주면에 조사하기 위해 상기 반지를 5° 내지 20°경사지게 기울여 유지할 필요가 있고, 이에 따라 레이저 조사 초점 주의의 반지의 내주면 일부분들의 상하레벨이 심하여, 레이저가 반지의 내주면을 상하 좌우로 스캔 이동하여 조사함에 따라 레이저 조사 초점이 맞지 않아, 결국, 반지의 내주면에 형성된 마크가 선명하지 않다.

따라서, 반지의 내주면에 마크를 상기 종래의 스캔 타입의 레이저 마킹장치의 레이저 조사에 의해 인쇄하기 위해서는 반지의 내주면의 마크될 부분도 레이저 조사 초점 위치로 이동되어야 하기 때문에, 상기 반지를 지지하고 있는 지그도 일정 각도씩 회전되아야 필요가 있다.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 반지의 내주면에 원주방향으로 다수의 문자, 기호, 도형 등으로 이루어진 마크를 수직선상에서 하향으로 레이저 빛을 조사하는 종래의 레이저 마킹 장치에 의해 선명하게 조각할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 반지를 회전가능하게 지지하는 지그, 레이저발진기, 및 갈바노스캐너를 구비하고 있는 공지의 레이저 마킹 장치로서, 상기 지그가 갈바노스캐너에 부속된 레저출사구의 밑에 배치되어, 수직선에 대하여 반지를 5° 내지 20° 경사지게 하여 반지의 외주면을 파지한 상태에서 반지를 스텝핑모터의 구동력에 의해 반지의 내주면의 중심을 중심으로 회전시키게 되어 있는 상기 레이저 마킹 장치에서, 상기 지그가 10,000 횟수 스텝핑 회전운동에 의해 1회전 하는 것으로 하여, 반지의 내주면에 인쇄하여야 할 마크를 좌우방향으로 2mm씩 분할하여 반지의 내주면 상에 순차적으로 조사되게 하며, 2mm씩 분할된 마크 각각에 상응하게 상기 지그(110)가 스탭핑 운동하는 방법으로 되어 있다.

이하 본 발명에 따른 실시예를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1는 본 실시예에 관련된 공지의 레이저 마킹 장치가 전체적으로 부호 100으로서 지시되어 있다.

상기 레이저 마킹 장치(100)은 반지를 회전가능하게 지지하는 지그(110), 레저발진기(120), 및 갈바노스캐너(130)를 주로 구비하고 있다.

지그(110)는 갈바노스캐너(130)에 부속된 레저출사구(131)의 밑에 배치되어 있다.

이 지그(110)는 수직선에 대하여 반지를 5° 내지 20° 경사지게 하여 반지의 외주면을 파지한 상태에서 반지를 도시되지 않은 스텝핑모터의 구동력에 의해 반지의 내주면의 중심을 중심으로 회전시키는 지그이다.

이 지그를 구동시키는 상기 스텝핑 모터는 1,000 횟수 스텝핑 회전운동에 의해 1회전 하는 것으로 되어 있다. 이러한 스텝핑 모터에 1/10의 기어비를 가진 도시되지 않은 감속기를 개재시키면, 지그는 10,000 횟수 스텝핑 회전운동에 의해 1회전 하는 것으로 된다. 이와 같은 구성은 공지된 것이으로 본 실시예의 설명에서는 생략될 것이다.

상기 레이저 마킹 장치(100)는 반지의 내주면에 인쇄하여야 할 마크를 도시되지 않은 콘솔을 통하여 입력한 다음, 도시되지 않은 모니터에 입력된 마크를 좌우방향으로 2mm씩 분할하여 복수의 블록을 설정하여서 복수의 블록에 들어가는 각각의 분할마크에 대응한 마킹 정보를 각각 순차적으로 제어 수단이 읽게 하여 각각의 분할마크에 대한 마킹 정보에 근거한 2mm 분할마크의 좌표 데이터를 순차적으로 생성해 레이저 광원의 온 오프 제어를 제어수단이 행하게 하여, 레이저 광원으로부터의 레이저 빛이 마킹 대상물 상에 순차적으로 조사되게 한다.

이때, 상기된 지그(110)는 하기의 식에 근거하여 2mm 분할마크 각각에 대한소정된 스탭핑 운동 횟수를 가지고서 스텝핑 회전구동되게 된다.

여기에서 d 는 반지의 내경이고, N은 2mm 분할마크 각각에 대한 지그의 스탭핑 운동 횟수이다.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 반지의 내주면에 원주방향으로 인쇄될 마크(M)가 10mm이고, 반지의 내경이 15.4mmm이며, 그리고 상기 마크가 분할마크(S)로서 2mm씩 분할블록화된 경우를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

반지의 내경(d)이 15.4mm이면, 원주의 길이는 π* d 이므로 약 48.38이다.

1회전 각도인 360°를 상기 원주의 길이로 나누면 1mm 당 각도인 7.44°/mm 값이 구하여 진다.

상기 얻어진 값에 2를 곱하면, 2mm 당 각도인 14.88°/mm 값이 구하여 진다.

따라서, 상기 구하여진 값(14.88°/mm)에 대한 지그의 스텝핑 회전운동 횟수를 10,000 횟수 스텝핑 회전운동에 의해 1회전하는 지그에 의해 구현하려면,

14.88°*10,000/360° = '지그의 스텝핑 회전운동 횟수'의 식에 근거하여

지그는 약 413.29 횟수로 스텝핑 회전운동하여야 한다.

413.29번에 대한 지그의 스텝핑 운동은 스텝핑 모터와 감속기에 의해 정확하게 구현시키는 것은 불가능하여, 정수인 413번으로 지그를 스텝핑 회전운동시킨다.

따라서, 반지의 내주면에 원주방향으로 인쇄될 마크의 길이가 총 10mm 이므로, 2mm 씩 총 5개로 분할된 분할마크(S) 각각에 대하여 순차적으로 413번의 지그의 스텝핑 회전운동하여 반지의 내주면에 마크를 인쇄할 수 있다.

이와 같이 지그를 미세하게 스텝핑 식으로 회전운동시키면서 반지의 내주면 에 분할블록에 상당하는 분할마크를 레이저 광을 조사시킴으로써, 레이저 빛의 조사가 분할블록에 상당하는 내주면의 레이저 조사 영역에 전체적으로 초점이 맞추어 지지 않아도, 반지의 내주면에 인쇄된 마크는 선명한 것으로 본 발명자는 실험적으로 입증할 수 있었다.

이와 같은 원리에 근거하여 본 발명자는 통상적으로 애용되고 있는 반지의 내경에 따른 2mm 분할 마크 마다 지그를 몇번 스텝핑 회전운동하여야 하는 지를 다음과 같은 표 1로 확립하게 되었다.

반지내경(mm)	원주길이(mm)	각도/1mm	각도/2mm	지그의 스텝핑 회전횟수
15.4	48.38	7.44	14.88	413
15.8	49.64	7.25	14.51	402
16.2	50.89	7.07	14.15	392
16.6	52.15	6.90	13.81	383
17	53.41	6.74	13.48	374
17.4	54.66	6.59	13.17	365
17.8	55.92	6.44	12.88	357
18.2	57.18	6.30	12.59	349
18.6	58.43	6.16	12.32	342
19	59.69	6.03	12.06	334
19.4	60.95	5.91	11.81	328
19.8	62.20	5.79	11.58	321
20.2	63.46	5.67	11.35	315
20.6	64.71	5.56	11.13	308
21	65.97	5.46	10.91	303
21.4	67.23	5.35	10.71	297
21.8	68.48	5.26	10.51	291
22.2	69.74	5.16	10.32	286
22.6	71.00	5.07	10.14	281
23	72.25	4.98	9.96	276
23.4	73.51	4.90	9.79	271
23.8	74.77	4.81	9.63	267
24.2	76.02	4.74	9.47	263

본 발명에 의하면, 수직선상에서 하향으로 레이저 빛을 조사하는 종래의 레 이저 마킹 장치의 레이저 조사부 밑에 구비되어 10,000 횟수 스텝핑 회전운동에 의해 1회전하는 지그를 이용하여, 반지의 내주면에 원주방향으로 다수의 문자, 기호, 도형 등으로 이루어진 마크를 2mm로 분할하여 분할된 마크를 레이저 조사에 의해 순차적으로 인쇄하여 선명한 마크를 반지의 내주면에 새길 수 있게 하는 것이 가능하다.

Claims (1)

1. 반지를 회전가능하게 지지하는 지그, 레이저발진기, 및 갈바노스캐너를 구비하고 있는 공지의 레이저 마킹 장치로서, 상기 지그가 갈바노스캐너에 부속된 레저출사구의 밑에 배치되어, 수직선에 대하여 반지를 5° 내지 20° 경사지게 하여 반지의 외주면을 파지한 상태에서 반지를 스텝핑모터의 구동력에 의해 반지의 내주면의 중심을 중심으로 회전시키게 되어 있는 상기 레이저 마킹 장치에서

   상기 지그가 10,000 횟수 스텝핑 회전운동에 의해 1회전 하는 것으로 하여,

   반지의 내주면에 인쇄하여야 할 마크를 좌우방향으로 2mm씩 분할하여 반지의 내주면 상에 순차적으로 조사되게 하며,

   2mm씩 분할된 마크 각각에 대한 상기 지그(110)의 스탭핑 운동 횟수가 하기의 식에 근거하여 얻어 지며,

   

   여기에서 d 는 반지의 내경이고, N은 2mm 분할마크 각각에 대한 지그의 스탭핑 운동 횟수인 것을 특징으로 하는 반지의 내주면에 레이저 마킹하는 방법.

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