KR101292267B1 - Laser Cutting Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 커팅기에 관한 것이다. 이러한 레이저 커팅기는, 피가공물의 절단예정선에 레이저빔을 조사하여 상기 피가공물을 커팅하는 레이저 커팅기에 있어서, 상기 피가공물을 제1 궤적을 따라서 이동시키는 이동수단; 상기 레이저빔을 상기 제1 궤적과 다른 제2 궤적을 따라 상기 피가공물에 조사하는 레이저 스캐너;를 포함하되, 상기 이동수단에 의해 피가공물이 이동될 때, 상기 레이저빔이 상기 제2 궤적을 따라 피가공물에 조사됨으로써 상기 레이저빔이 상기 절단예정선을 따라 상기 피가공물을 커팅하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a laser cutting machine. The laser cutting machine includes: a laser cutting machine for cutting the workpiece by irradiating a laser beam to a cutting target line of the workpiece, the moving cutter moving the workpiece along a first trajectory; And a laser scanner for irradiating the workpiece with the laser beam along a second trajectory different from the first trajectory, wherein the laser beam follows the second trajectory when the workpiece is moved by the moving means. By irradiating the workpiece, the laser beam is to cut the workpiece along the cutting line.

Description

레이저 커팅기{Laser Cutting Device}Laser Cutting Device

본 발명은 레이저 커팅기에 관한 것으로, 특히 레이저빔이 조사되는 영역에 비하여 넓은 면적을 커팅할 수 있으며, 피가공물을 신속하고 균일하게 커팅하는 레이저 커팅기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser cutting machine, and more particularly, to a laser cutting machine capable of cutting a large area compared to a region to which a laser beam is irradiated, and rapidly and uniformly cutting a workpiece.

최근 모바일 또는 태블릿 PC에 사용되는 터치 스크린 패널은 윈도우 그라스에 필름을 붙여 생산된다. 상기 필름으로 OCA 필름(Optical Clear Adhesive Film)과 ITO 필름(Indum Tin Oxide Film)이 사용된다. 이하, 상기 필름을 피가공물이라 칭한다. 상기 피가공물은 최근 레이저를 이용하여 가공되고 있다. Recently, touch screen panels used in mobile or tablet PCs are produced by attaching film to window glass. An OCA film (Optical Clear Adhesive Film) and an ITO film (Indium Tin Oxide Film) are used as the film. Hereinafter, the said film is called a to-be-processed object. The workpieces have been recently processed using lasers.

도1을 참조함녀, 이러한 종래 가공방식은 피가공물(1)이 고정되어 있고 레이저의 렌즈가 부착된 헤드(2) 또는 노즐이 궤적을 움직여서 피가공물을 커팅한다. 그러나 이러한 방식에서 레이저 헤드(2)의 움직임은 XY 평면 상에서 헤드의 이동방향이 변경되는 경우, 예컨대, 다각형의 모서리 부근을 이동할 때와 같이 곡선부를 가공할 때 속도의 가감속이 불가피하다. 즉, 도1에 도시된 바와 같이 절단예정선(3)을 따라 레이저 헤드(2)가 이동하면서 피가공물(1)을 절단할 때, 레이저 헤드(2)가 제1 구간(R1)에서 제2 구간(R2)으로 접어들 때 감속이 불가피하고, 제2 구간(R2)에서 제1 구간(R1)으로 접어들 때 가속이 불가피하다. 따라서, 이러한 곡선구간을 가공할 때, 레이저의 에너지가 일부 구간 오래 머무르는 현상이 발생되어 가연성인 필름에 불이 붙거나 황변 현상이 발생되는 문제가 있다. Referring to Fig. 1, in the conventional processing method, the workpiece 1 is fixed and the head 2 or the nozzle to which the lens of the laser is attached moves the trajectory to cut the workpiece. However, in this manner, the movement of the laser head 2 is inevitable when the direction of movement of the head on the XY plane is changed, for example, when machining a curved portion such as when moving near the edge of the polygon. That is, when cutting the workpiece 1 while the laser head 2 moves along the cutting line 3 as shown in FIG. 1, the laser head 2 is second in the first section R1. Deceleration is inevitable when entering the section R2, and acceleration is inevitable when entering the first section R1 in the second section R2. Therefore, when processing such a curved section, the phenomenon that the energy of the laser stays for a long period of time occurs, there is a problem that the flammable film is burned or a yellowing phenomenon occurs.

한편, 종래 가공방식의 다른 예로서, 도2를 참조하면 레이저 스캐너 방식이 도시된다. 레이저 스캐너 방식은 황변 현상을 예방하기 위하여, 피가공물을 고정하고 레이저의 빔을 이동시키면서 가공하는 방식이다. Meanwhile, as another example of the conventional processing method, referring to FIG. 2, a laser scanner method is illustrated. In order to prevent yellowing, the laser scanner is a method of fixing a workpiece and moving the laser beam.

도2를 참조하면, 레이저 빔의 방향을 조절하여 피가공물(1)의 절단예정선(4)에 조사함으로써 커팅을 수행하는 방식이다. 이러한 레이저 스캐너 방식은 레이저 빔의 방향을 변경하기 위해서 레이저 스캐너(4)가 사용된다. 상기 레이저 스캐너는 XY 평면 상에서 레이저 빔의 방향을 변경하기 위해서 X축 스캐너와 Y축 스캐너가 반사경을 통하여 빔의 방향을 조절한다. 이러한 방식은 레이저 빔이 이동하므로 가공속도가 빠르고 레이저 빔의 에너지가 곡선부에 머무르는 시간이 짧아 통상 곡선부에 일어나는 황변 현상을 최소화한다. 그러나, 레이저 스캐너의 가공 영역에 제한을 받는 한계가 있다. Referring to FIG. 2, the cutting is performed by adjusting the direction of the laser beam to irradiate the cutting target line 4 of the workpiece 1. In this laser scanner method, the laser scanner 4 is used to change the direction of the laser beam. In the laser scanner, the X-axis scanner and the Y-axis scanner adjust the beam direction through the reflector to change the direction of the laser beam on the XY plane. In this method, since the laser beam is moved, the processing speed is high and the energy of the laser beam stays in the curved portion to shorten the yellowing phenomenon that normally occurs in the curved portion. However, there is a limitation that is limited in the processing area of the laser scanner.

구체적으로, 레이저 스캐너 방식은 고정되어 있는 피가공물(1)에 도달하는 레이저 빔의 거리가 가공위치에 따라 달라지게 된다. 도2에 도시된 바와 같이, 피가공물(1)의 제1 위치(P1)와 제2 위치(P2)까지의 레이저 빔의 도달거리는 상이하다. 레이저 에너지가 전달되는 최적의 심도를 벗어나게 되면 품질에 영향을 미치게 되고 불량이 발생되는 문제를 야기한다. 피가공물(1)에서 커팅되어야 하는 영역이 커질수록 도달거리의 차이는 더 커지게 되므로 이러한 문제는 더 악화된다.Specifically, in the laser scanner method, the distance of the laser beam reaching the fixed workpiece 1 is changed depending on the processing position. As shown in Fig. 2, the reach of the laser beam to the first position P1 and the second position P2 of the workpiece 1 is different. Deviation from the optimal depth of laser energy delivery can affect quality and cause problems. This problem is exacerbated because the larger the area to be cut in the workpiece 1, the greater the difference in reach.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 레이저빔이 조사되는 영역에 비하여 넓은 면적을 커팅할 수 있으며, 피가공물을 신속하고 균일하게 커팅하는 레이저 커팅기를 제공함을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a laser cutting machine capable of cutting a large area compared to a region to which a laser beam is irradiated, and rapidly and uniformly cutting a workpiece.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 레이저 커팅기는, 피가공물의 절단예정선에 레이저빔을 조사하여 상기 피가공물을 커팅하는 레이저 커팅기에 있어서, 상기 피가공물을 제1 궤적을 따라서 이동시키는 이동수단; 상기 레이저빔을 상기 제1 궤적과 다른 제2 궤적을 따라 상기 피가공물에 조사하는 레이저 스캐너;를 포함하되, 상기 이동수단에 의해 피가공물이 이동될 때, 상기 레이저빔이 상기 제2 궤적을 따라 피가공물에 조사됨으로써 상기 레이저빔이 상기 절단예정선을 따라 상기 피가공물을 커팅하는 것을 특징으로 한다. Laser cutting machine according to the present invention for solving the above problems, in the laser cutting machine for cutting the workpiece by irradiating a laser beam to the cutting line of the workpiece, to move the workpiece along the first trajectory transportation; And a laser scanner for irradiating the workpiece with the laser beam along a second trajectory different from the first trajectory, wherein the laser beam follows the second trajectory when the workpiece is moved by the moving means. By irradiating the workpiece, the laser beam is to cut the workpiece along the cutting line.

또한, 상기 제1 궤적은 폐곡선을 형성하며, 상기 제2 궤적은 상기 폐곡선의 내부에 존재하는 것이 바람직하다. In addition, the first trajectory forms a closed curve, and the second trajectory preferably exists inside the closed curve.

또한, 상기 피가공물은 상기 제1 궤적을 따라 등속 원운동하는 것이 바람직하다. In addition, the workpiece is preferably in a constant velocity circular motion along the first trajectory.

또한, 상기 제1 궤적을 따라 등속으로 이동하는 피가공물과 상기 제2 궤적을 따라 이동하는 상기 레이저빔의 상대속도가 일정하도록 상기 레이저빔의 속도를 수치적으로 제어하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to numerically control the speed of the laser beam such that the relative speed of the workpiece moving at a constant speed along the first trajectory and the laser beam moving along the second trajectory is constant.

또한, 상기 이동수단은 상기 피가공물이 안착되는 안착판을 XY평면에서 이동시키는 XY스테이지인 것이 바람직하다.In addition, the moving means is preferably an XY stage for moving the seating plate on which the workpiece is mounted on the XY plane.

또한, 상기 피가공물의 커팅시 발생되는 분진 및 흄을 흡입 제거하는 흡입유닛을 구비하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to include a suction unit for suctioning off the dust and fumes generated during cutting of the workpiece.

본 발명에 따른 레이저 커팅기는, 레이저빔이 조사되는 영역에 비하여 넓은 면적 신속하고 균일하게 커팅하는 효과를 제공한다. The laser cutting machine according to the present invention provides an effect of cutting a large area quickly and uniformly compared to the area to which the laser beam is irradiated.

도1 및 도2는 종래 레이저 커팅기를 개략적으로 도시한 도면,
도3은 본 발명 실시예에 따른 레이저 커팅기의 사시도,
도4는 도3에 채용된 레이저 스캐너의 개략적인 구성도,
도5는 본 실시예에 따라 피가공물의 이동궤적을 설명하는 개념도,
도6은 본 실시예에 따라 레이저빔의 이동궤적을 도시한 도면,
도7은 피가공물과 레이저빔의 상대운동에 따라 커팅이 이루어지는 과정을 도시한 도면,
도8은 피가공물이 커팅된 후의 커팅물을 도시한 도면이다. 1 and 2 schematically show a conventional laser cutting machine,
3 is a perspective view of a laser cutting machine according to an embodiment of the present invention;
4 is a schematic configuration diagram of a laser scanner employed in FIG. 3;
5 is a conceptual diagram illustrating a movement trajectory of a workpiece according to the present embodiment;
6 shows a movement trajectory of the laser beam according to the present embodiment;
7 is a view showing a process of cutting according to the relative movement of the workpiece and the laser beam,
8 is a view showing the cut after the workpiece is cut.

본 발명은 피가공물의 절단예정선에 레이저빔을 조사하여 피가공물을 커팅하는 레이저 커팅기에 관한 것이다. 본 발명은 피가공물을 이동시킴과 동시에 레이저빔을 원하는 궤적을 따라 이동시킴으로써, 상기 피가공물과 레이저빔이 상대운동하면서 피가공물이 절단예정선을 따라서 커팅되도록 한다.The present invention relates to a laser cutting machine for cutting a workpiece by irradiating a laser beam to the cutting line of the workpiece. The present invention moves the workpiece and simultaneously moves the laser beam along a desired trajectory, so that the workpiece is cut along the cutting line while the workpiece and the laser beam move relative to each other.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도3은 본 발명 실시예에 따른 레이저 커팅기의 사시도이고, 도4는 도3에 채용된 레이저 스캐너의 개략적인 구성도이다. 도5는 본 실시예에 따라 피가공물의 이동궤적을 설명하는 개념도이고, 도6은 본 실시예에 따라 레이저빔의 이동궤적을 도시한 도면이다. 도7은 피가공물과 레이저빔의 상대운동에 따라 커팅이 이루어지는 과정을 도시한 도면이고, 도8은 피가공물이 커팅된 후의 커팅물을 도시한 도면이다.3 is a perspective view of a laser cutting machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the laser scanner employed in FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a movement trajectory of a workpiece according to the present embodiment, and FIG. 6 is a diagram illustrating a movement trajectory of a laser beam according to the present embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating a process in which cutting is performed according to a relative movement of a workpiece and a laser beam, and FIG. 8 is a diagram illustrating a cut after the workpiece is cut.

먼저 도3 및 도4를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 커팅기는, 이동수단과 레이저 스캐너(10)를 포함한다.First, referring to FIGS. 3 and 4, the laser cutting machine according to the present invention includes a moving unit and a laser scanner 10.

상기 이동수단은 피가공물(1)을 제1 궤적(R1)을 따라서 이동시킨다. 상기 피가공물(1)은 최근 모바일 또는 태블릿 PC에 사용되는 터치 스크린 패널을 구성하는 필름일 수 있다. The moving means moves the workpiece 1 along the first trajectory R1. The workpiece 1 may be a film constituting a touch screen panel recently used in a mobile or tablet PC.

상기 터치 스크린 패널은 윈도우 그라스에 필름을 붙여 생산되며, 상기 필름으로 OCA 필름(Optical Clear Adhesive Film)과 ITO 필름(Indum Tin Oxide Film)이 사용된다. 즉, 본 발명 실시예에 따른 레이저 커팅기는 상기 OCA 필름과 ITO 필름을 커팅하는데 사용될 수 있다.The touch screen panel is produced by attaching a film to the window glass, and an OCA film (Optical Clear Adhesive Film) and an ITO film (Indum Tin Oxide Film) are used as the film. That is, the laser cutting machine according to the embodiment of the present invention may be used to cut the OCA film and the ITO film.

상기 제1 궤적(R1)은 상기 이동수단이 피가공물(1)을 이동시킬 때 피가공물(1)의 특정 기준점(C1)이 그리는 궤적을 의미한다. The first trajectory R1 refers to a trajectory drawn by a specific reference point C1 of the workpiece 1 when the moving means moves the workpiece 1.

구체적으로, 도5를 참조하면 본 실시예에 따른 상기 이동수단은 피가공물(1)의 기준점(C1)이 제1 궤적(R1)을 따라서 이동되도록 한다. 본 실시예에 따르면, 피가공물(1)의 기준점(C1)이 원형궤적으로 이동함으로써, 피가공물(1) 역시 원형의 궤적을 그리면서 이동한다. 또한, 본 실시예에 따르면, 상기 피가공물(1)은 제1 궤적(R1)을 따라 등속 원운동한다. Specifically, referring to FIG. 5, the moving means according to the present embodiment causes the reference point C1 of the workpiece 1 to be moved along the first trajectory R1. According to this embodiment, the reference point C1 of the work 1 moves in a circular trajectory, whereby the work 1 also moves while drawing a circular trajectory. In addition, according to the present embodiment, the workpiece 1 moves in a constant velocity circle along the first trajectory R1.

도5 내지 도8은 본 발명에 따른 레이저 커팅기에 의해 피가공물(1)의 커팅이 수행되어 최종적인 커팅물(6)을 생산할 때, 상기 커팅물(6)이 정사각형인 경우에 피가공물(1) 및 레이저빔의 이동상태를 도시한 것이다. 물론, 피가공물(1)의 이동궤적과 상기 레이저빔의 이동궤적을 달리 구현함으로써 상기 커팅물(6)의 형상을 다양하게 변경할 수 있다. 5 to 8 show that the workpiece 1 when the workpiece 6 is square when the cutting of the workpiece 1 is performed by the laser cutting machine according to the present invention to produce the final workpiece 6. ) And a state of movement of the laser beam. Of course, by varying the movement trajectory of the workpiece 1 and the movement trajectory of the laser beam, the shape of the cutting object 6 may be variously changed.

본 실시예에 따르면 상기 이동수단은 상기 피가공물(1)이 안착되는 안착판(20)을 구비하는 XY 스테이지(30)이다. According to the present embodiment, the moving means is an XY stage 30 having a seating plate 20 on which the workpiece 1 is mounted.

XY 스테이지(30)는 본체(70)와, 상기 본체(70)에 결합되며 상기 안착판(20)을 X축 방향으로 이동시키는 X축 가이드(31)와, 상기 안착판(20)을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 가이드(32)로 이루어진다. XY 스테이지(30)의 구성은 공지된 구성에 의하는바 그 구체적인 설명은 생략한다. 상기 피가공물(1)은 안착판(20)에 안착되어 제1 궤적(R1)을 따라 이동된다. The XY stage 30 has a main body 70, an X-axis guide 31 coupled to the main body 70 to move the seating plate 20 in the X-axis direction, and the seating plate 20 to the Y-axis. It consists of the Y-axis guide 32 which moves to a direction. The configuration of the XY stage 30 is based on a well-known configuration, and a detailed description thereof will be omitted. The workpiece 1 is mounted on the seating plate 20 and moved along the first trajectory R1.

상기 레이저 스캐너(10)는 레이저빔 발생기(40)로부터 생성된 레이저빔을 상기 제1 궤적(R1)과 다른 제2 궤적(R2)을 따라 상기 피가공물(1)에 조사한다. 본 실시예에 따르면, 상기 제1 궤적은 폐곡선을 형성하며, 상기 제2 궤적은 상기 폐곡선의 내부에 존재한다. 상기 제2 궤적 또한 폐곡선을 형성한다. The laser scanner 10 irradiates the workpiece 1 with a laser beam generated from the laser beam generator 40 along a second trajectory R2 different from the first trajectory R1. According to this embodiment, the first trajectory forms a closed curve, and the second trajectory exists inside the closed curve. The second trajectory also forms a closed curve.

상기 이동수단에 의해 피가공물(1)이 이동될 때, 상기 레이저빔이 상기 제2 궤적(R2)을 따라 피가공물(1)에 조사됨으로써 상기 레이저빔이 절단예정선(3)을 따라 상기 피가공물(1)을 커팅한다. 본 실시예에 따르면, 상기 제1 궤적은 폐곡선을 형성하며, 상기 제2 궤적은 상기 폐곡선의 내부에 존재한다. When the workpiece 1 is moved by the moving means, the laser beam is irradiated onto the workpiece 1 along the second trajectory R2 so that the laser beam is along the cut line 3. The workpiece 1 is cut. According to this embodiment, the first trajectory forms a closed curve, and the second trajectory exists inside the closed curve.

구체적으로, 도5 및 도6을 참조하면, 피가공물(1)과 레이저빔은 서로 다른 일정한 궤적을 따라 상대운동하게 되고, 이러한 과정에서 도8과 같은 최종 커팅물(6)이 생산된다. Specifically, referring to FIGS. 5 and 6, the workpiece 1 and the laser beam are relative to each other along a predetermined trajectory, and in this process, the final cut 6 as shown in FIG. 8 is produced.

상기 레이저 스캐너(10)는 레이저빔이 조사되는 방향을 조절할 수 있다. 도4를 참조하면, 레이저빔 발생기(40)로부터 발생된 레이저빔은 빔 안내장치(51,52,53)를 거치고, 레이저 스캐너(10)는 레이저빔의 XY 평면 상에서의 방향을 조절한다. The laser scanner 10 may adjust the direction in which the laser beam is irradiated. Referring to FIG. 4, the laser beam generated from the laser beam generator 40 passes through the beam guide devices 51, 52, and 53, and the laser scanner 10 adjusts the direction of the laser beam on the XY plane.

상기 레이저 스캐너(10)는 X축 스캐너(11), Y축 스캐너(12), 반사경(13,14)을 구비한다. X,Y축 스캐너(11,12)를 미리 설정된 프로그램에 의해 제어함으로써 레이저빔의 방향을 변경한다. 상기 레이저 스캐너(10)는 공지의 구성에 의하므로 그 구체적인 설명은 생략한다. The laser scanner 10 includes an X-axis scanner 11, a Y-axis scanner 12, and reflectors 13 and 14. The direction of the laser beam is changed by controlling the X, Y axis scanners 11, 12 by a preset program. Since the laser scanner 10 is of a known configuration, a detailed description thereof will be omitted.

본 실시예에 따르면, 상기 제1 궤적(R1)을 따라 등속으로 이동하는 피가공물(1)과 상기 제2 궤적(R2)을 따라 이동하는 상기 레이저빔의 상대속도가 일정하도록 상기 레이저빔의 속도를 수치적으로 제어된다. According to the present embodiment, the speed of the laser beam is such that the relative speed of the workpiece 1 moving at a constant speed along the first trajectory R1 and the laser beam moving along the second trajectory R2 is constant. It is controlled numerically.

따라서, 피가공물(1)이 커팅되어 최종적인 커팅물(6)이 생성될 때, 피가공물(1)이 제1 궤적(R1)을 따라 이동하는 주기와 상기 레이저빔이 제2 궤적(R2)을 따라 이동하는 주기는 같게 된다. Therefore, when the workpiece 1 is cut to produce the final cut 6, the period in which the workpiece 1 moves along the first trajectory R1 and the laser beam is the second trajectory R2. The period of movement along this is the same.

본 실시예에 따른 레이저 커팅기는 흡입유닛(60)을 구비한다. 상기 흡입유닛(60)은 피가공물(1)의 커팅시 발생되는 분진 및 흄을 흡입 제거한다. The laser cutting machine according to the present embodiment includes a suction unit 60. The suction unit 60 suctions and removes dust and fumes generated during cutting of the workpiece 1.

이하, 상기 구성에 의한 레이저 커팅기의 작용을 구체적으로 설명한다. 피가공물(1)과 레이저빔의 상대운동을 용이하게 설명하기 위하여, 본 실시예는 최종적인 커팅물(6)이 정사각형 형태일 때, 레이저 커팅기의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the laser cutting machine by the above configuration will be described in detail. In order to easily explain the relative movement of the workpiece 1 and the laser beam, this embodiment describes the operation of the laser cutting machine when the final cut 6 is square in shape.

먼저, 도3을 참조하면 피가공물(1)은 XY 스테이지(30)의 안착판(20)에 안착된다. 피가공물(1)이 안착된 안착판(20)은 도5에 도시된 바와 같이 제1 궤적(R1)을 따라 이동한다. 즉, 안착판(20)은 최종 커팅물(6)의 중심 기준점(C1)이 제1 궤적(R1)을 따라서 이동하도록 하며, 따라서 피가공물(1)은 원운동하게 된다. First, referring to FIG. 3, the workpiece 1 is seated on the seating plate 20 of the XY stage 30. The mounting plate 20 on which the workpiece 1 is mounted moves along the first trajectory R1 as shown in FIG. 5. That is, the seating plate 20 causes the central reference point C1 of the final cut 6 to move along the first trajectory R1, and thus the workpiece 1 moves in a circular motion.

한편, 피가공물(1)이 원운동할 때, 레이저 스캐너(10)는 레이저빔을 제2 궤적(R2)을 따라 이동시킨다. 도5에 도시된 바와 같이, 레이저빔은 최초에 S1 위치를 조사하며, 이후 도6에 도시된 바와 같이 레이저빔은 제2 궤적(R2)을 따라 조사된다. 도5의 피가공물(1)의 이동과 도6의 레이저빔의 상대운동 결과로 인하여, 최종적으로 도8에 도시된 바와 같이 정사가형의 커팅물(6)이 생산된다. On the other hand, when the workpiece 1 moves in a circular motion, the laser scanner 10 moves the laser beam along the second trajectory R2. As shown in Fig. 5, the laser beam initially irradiates the S1 position, and then as shown in Fig. 6, the laser beam is irradiated along the second trajectory R2. As a result of the movement of the workpiece 1 of FIG. 5 and the relative movement of the laser beam of FIG. 6, an orthogonal cutting 6 is finally produced as shown in FIG.

구체적으로 피가공물(1)과 레이저빔의 상대운동에 의해 커팅이 수행되는 과정을 도7을 참조하여 설명한다. Specifically, the process of cutting is performed by the relative motion of the workpiece 1 and the laser beam will be described with reference to FIG.

설명의 편의상, 도7은 피가공물(1)에서 레이저빔에 의해 커팅되어야 하는 절단예정선(3)이 피가공물(1)이 회전할 때 그리는 궤적 상에서 일부 지점을 발췌하여 도시한 것이다. 또한, 도7은 레이저빔이 제2 궤적(R2)의 1/4 주기만큼 이동할 때, 절단예정선(3)의 총 길이의 1/4이 커팅되는 과정을 도시한 것이다. For convenience of description, FIG. 7 shows an excerpt of a portion of the cutting line 3 to be cut by the laser beam in the workpiece 1 on the trajectory that is drawn when the workpiece 1 rotates. 7 illustrates a process in which a quarter of the total length of the cutting line 3 is cut when the laser beam moves by a quarter period of the second trajectory R2.

절단예정선(3)의 일 지점인 S1 위치에서 가공을 시작하며, 이때 절단예정선(3)은 절단예정선(3)이 형성하는 내부 영역의 중심으로부터 상기 S1 위치까지의 거리를 반경으로 회전한다. Machining starts at the position S1, which is one point of the cutting line 3, in which the cutting line 3 rotates the distance from the center of the inner region formed by the cutting line 3 to the position S1 in a radius. do.

절단예정선(3)이 시계방향으로 회전하여 기준점(C1)이 A1 위치에 도달할 때, 레이저빔은 제2 궤적(R2)을 따라 이동하면서 절단예정선(3) 중 L1 구간을 커팅한다. 이어서, 상기 기준점(C1)이 A2 위치에 도달할 때, 레이저빔은 L1 구간을 지나서 더 커팅하고 L2 구간까지를 커팅한다. 레이저빔이 S1 위치로 다시 회귀하는 궤적을 지날 때, 즉 기준점(C1)이 A3 위치에 도달할 때 레이저빔은 L3 구간을 커팅하고, 기준점(C1)이 A3 위치를 지나서 A4의 위치에 이르는 동안 레이점빔은 L3 구간을 지나서 L4 구간까지 커팅한다. When the cutting line 3 rotates in the clockwise direction and the reference point C1 reaches the A1 position, the laser beam moves along the second trajectory R2 to cut the L1 section of the cutting line 3. Subsequently, when the reference point C1 reaches the A2 position, the laser beam further cuts past the L1 section and cuts to the L2 section. When the laser beam crosses the trajectory back to the S1 position, that is, when the reference point C1 reaches the A3 position, the laser beam cuts the L3 section, while the reference point C1 passes the A3 position and reaches the position of A4. The ray point beam cuts through the L3 section to the L4 section.

이와 같이 레이저빔이 제2 궤적(R2)의 1/4 주기를 이동하는 동안에, 절단예정선(3)의 1/4이 커팅된다. 도6에 도시된 바와 같이, 레이저빔은 계속적으로 이동하여 제2 궤적(R2)의 나머지 3/4 주기를 완성하고, 이 과정에서 절단예정선(3)의 나머지 3/4이 커팅된다. 결과적으로, 절단예정선(3)이 제1 궤적(R1)을 따라서 1회전하는 동안에 레이저빔은 제2 궤적(R2)을 따라서 이동하면서 최종 커팅물(6)을 생산한다. In this way, while the laser beam travels a quarter period of the second trajectory R2, one quarter of the cutting line 3 is cut. As shown in FIG. 6, the laser beam continuously moves to complete the remaining 3/4 cycle of the second trajectory R2, and in this process, the remaining 3/4 of the cutting line 3 is cut. As a result, the laser beam moves along the second trajectory R2 to produce the final cut 6 while the cutting line 3 is rotated along the first trajectory R1.

한편, 가공시 발생하는 분진 또는 흄은 흡입유닛(60)에 의해 흡수된다.On the other hand, dust or fume generated during processing is absorbed by the suction unit (60).

본 발명 실시예에 따른 레이저 커팅기는, 레이저빔이 조사되는 영역보다 큰 면적을 커팅하는 효과를 제공한다. 이는 피가공물(1)의 커팅시 피가공물(1)과 레이저빔이 동시에 이동되면서 레이저빔이 절단예정선(3)을 따라서 커팅을 수행할 수 있기 때문이다. The laser cutting machine according to the embodiment of the present invention provides an effect of cutting an area larger than the area to which the laser beam is irradiated. This is because the workpiece 1 and the laser beam are simultaneously moved when the workpiece 1 is cut, so that the laser beam can be cut along the cutting line 3.

도5 및 도6을 참조하면, 피가공물(1)은 절단예정선(3)이 이루는 영역의 중심 기준점(C1)이 제1 궤적(R1)을 따라서 이동하고, 이때 레이저 스캐너(10)에 의해 레이저빔이 이동하는 궤적은 제1 궤적(R1)이 이루는 원의 내부에 존재한다. Referring to FIGS. 5 and 6, the workpiece 1 is moved along the first trajectory R1 by the center reference point C1 of the region formed by the cutting schedule line 3, by the laser scanner 10. The trajectory through which the laser beam moves is present inside the circle formed by the first trajectory R1.

이러한 상대운동에 의해 최종적인 커팅물(6)은 도8과 같이 주어진다. 이를 수치적으로 살펴보면, 도6 및 도8에 도시된 바와 같이, 제1 궤적(R1)의 반경은 160mm이고, 레이저빔이 제2 궤적(R2)을 따라 이동할 때 제1 궤적(R1)은 S1 위치로부터 66.27mm 의 변위를 가지면서 이동한다. 그 결과 피가공물(1)은 320mm의 정사각형 형태로 커팅된다. By this relative motion, the final cut 6 is given as shown in FIG. 6 and 8, the radius of the first trajectory R1 is 160 mm, and the first trajectory R1 is S1 when the laser beam moves along the second trajectory R2. Move with a displacement of 66.27mm from the position. As a result, the workpiece 1 is cut into a 320 mm square shape.

따라서, 본 발명 실시예에 따른 레이저 커팅기는, 최종 커팅물(6)의 면적보다 작은 영역에서 레이저빔을 이동시키는 것이 가능하므로, 레이저 스캐너(10)가 레이저빔의 방향을 조절할 때 레이저 도달거리 차이에 따른 품질 저하를 미연에 방지한다. Therefore, the laser cutting machine according to the embodiment of the present invention can move the laser beam in an area smaller than the area of the final cut 6, so that the laser reach 10 when the laser scanner 10 adjusts the direction of the laser beam To prevent any deterioration in quality.

종래, 레이저 스캐너 방식은 레이저빔의 이동영역이 피가공물의 면적에 그대로 대응한다. 따라서, 피가공물의 절단면적이 커지면 스캐너의 크기를 변경해야 하고, 레이저 스캐너의 효과적인 설계를 위해서 최적화된 요소를 설정하여야 한다. 이를 위해 해상도(Resolution), 초점크기 등을 조절해야 하는 불편이 따른다. 피가공물(1)의 절단면적이 커지면 레이저빔의 도달거리가 차이가 발생되고 이를 보상하기 위해 f-theta 렌즈를 구비하여야 하는 불편이 따른다. 또한, 절단면적이 대면적일 경우에 그 면적에 따라 상기 렌즈의 레벨을 변경해야 하는 불편이 따른다.Conventionally, in the laser scanner method, the moving area of the laser beam corresponds to the area of the workpiece as it is. Therefore, as the cutting area of the workpiece increases, the size of the scanner must be changed, and an optimized element must be set for an effective design of the laser scanner. To this end, it is inconvenient to adjust resolution, focus size, and the like. If the cutting area of the workpiece 1 is large, a difference in the distance of the laser beam is generated, and the inconvenience of having an f-theta lens is required to compensate for this. In addition, when the cutting area is a large area, there is an inconvenience of changing the level of the lens according to the area.

본 발명 실시예에 따른 레이저 커팅기는, 레이저빔의 이동영역을 피가공물(1)의 절단면적보다 적게 확보한 상태에서 보다 넓은 영역의 커팅을 수행할 수 있으므로, 종래의 상기 문제를 효과적으로 해결한다. The laser cutting machine according to the embodiment of the present invention can perform the cutting of a wider area in a state in which the moving area of the laser beam is secured less than the cutting area of the workpiece 1, thereby effectively solving the conventional problem.

또한, 레이저빔의 이동영역을 줄임으로써 에너지를 절감한다. 예컨대, 피가공물(1)의 절단면적이 200x200mm 인 경우 레이저 용량이 20W라면, 피가공물(1)의 절단면적이 100x100mm 인 경우 10W으로 충분하고, 200x200mm의 면적을 절단하기 위해서 레이저 스캐너(10)의 가공조건을 100x100mm의 조건으로 수행할 수 있으므로 레이저 스캐너(10)의 세팅도 용이하게 할 수 있다. In addition, energy is saved by reducing the moving area of the laser beam. For example, if the cutting area of the workpiece 1 is 200x200mm, and the laser capacity is 20W, if the cutting area of the workpiece 1 is 100x100mm, 10W is sufficient, and the laser scanner 10 may be cut to cut an area of 200x200mm. Since the processing conditions can be performed under the conditions of 100x100mm, setting of the laser scanner 10 can also be facilitated.

또한, 본 발명 실시예에 따른 레이저 커팅기는 피가공물(1)과 레이저빔이 서로 일정한 상대속도로 이동하므로 절단예정선(3)에 조사되는 레이저빔의 시간이 항상 일정하게 유지되어 황변현상을 방지하고, 양질의 커팅물(6)을 신속하게 생산하는 효과를 제공한다. In addition, since the laser cutting machine according to the embodiment of the present invention moves the workpiece 1 and the laser beam at a constant relative speed to each other, the time of the laser beam irradiated to the cutting target line 3 is always maintained to prevent yellowing. And, it provides the effect of quickly producing a high quality cut (6).

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, and many modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

1... 피가공물 3... 절단예정선
6... 커팅물 10... 레이저 스캐너
11... X축 스캐너 12... Y축 스캐너
13,14... 반사경 20... 안착판
30... XY 스테이지 31.. X축 가이드
32... Y축 가이드 40... 레이저빔 발생기
51,52,53... 빔 안내장치 60... 흡입유닛
70... 본체 R1... 제1 궤적
R2... 제2 궤적 C1... 기준점1 ... Workpiece 3 ... Expected cut
6 ... cuttings 10 ... laser scanner
11 ... X-axis scanner 12 ... Y-axis scanner
13,14 ... Reflector 20 ... Seating Plate
30 ... XY stage 31 .. X-axis guide
32 ... Y-axis guide 40 ... Laser beam generator
51,52,53 ... Beam guide 60 ... Suction unit
70 ... Main Unit R1 ... First Trajectory
R2 ... 2nd trajectory C1 ... Reference point

Claims (6)

피가공물(1)의 절단예정선(3)에 레이저빔을 조사하여 상기 피가공물(1)을 커팅하는 레이저 커팅기에 있어서,
상기 피가공물(1)을 제1 궤적을 따라서 이동시키는 이동수단;
상기 레이저빔을 상기 제1 궤적과 다른 제2 궤적을 따라 상기 피가공물(1)에 조사하는 레이저 스캐너(10);를 포함하되,
상기 이동수단에 의해 피가공물(1)이 이동될 때, 상기 레이저빔이 상기 제2 궤적을 따라 피가공물(1)에 조사됨으로써 상기 레이저빔이 상기 절단예정선(3)을 따라 상기 피가공물(1)을 커팅하며,
상기 제1 궤적은 폐곡선을 형성하며, 상기 제2 궤적은 상기 폐곡선의 내부에 존재하는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅기.In the laser cutting machine for cutting the workpiece (1) by irradiating a laser beam to the cutting line (3) of the workpiece (1),
Moving means for moving the workpiece (1) along a first trajectory;
And a laser scanner 10 for irradiating the workpiece 1 with the laser beam along a second trajectory different from the first trajectory.
When the workpiece 1 is moved by the moving means, the laser beam is irradiated onto the workpiece 1 along the second trajectory so that the laser beam is along the cutting line 3 to be processed ( 1)
The first trajectory forms a closed curve, and the second trajectory is present inside the closed curve. 삭제delete 피가공물(1)의 절단예정선(3)에 레이저빔을 조사하여 상기 피가공물(1)을 커팅하는 레이저 커팅기에 있어서,
상기 피가공물(1)을 제1 궤적을 따라서 이동시키는 이동수단;
상기 레이저빔을 상기 제1 궤적과 다른 제2 궤적을 따라 상기 피가공물(1)에 조사하는 레이저 스캐너(10);를 포함하되,
상기 이동수단에 의해 피가공물(1)이 이동될 때, 상기 레이저빔이 상기 제2 궤적을 따라 피가공물(1)에 조사됨으로써 상기 레이저빔이 상기 절단예정선(3)을 따라 상기 피가공물(1)을 커팅하며,
상기 피가공물(1)은 상기 제1 궤적을 따라 등속 원운동하는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅기.In the laser cutting machine for cutting the workpiece (1) by irradiating a laser beam to the cutting line (3) of the workpiece (1),
Moving means for moving the workpiece (1) along a first trajectory;
And a laser scanner 10 for irradiating the workpiece 1 with the laser beam along a second trajectory different from the first trajectory.
When the workpiece 1 is moved by the moving means, the laser beam is irradiated onto the workpiece 1 along the second trajectory so that the laser beam is along the cutting line 3 to be processed ( 1)
The workpiece (1) is a laser cutter, characterized in that the constant velocity circular motion along the first trajectory. 피가공물(1)의 절단예정선(3)에 레이저빔을 조사하여 상기 피가공물(1)을 커팅하는 레이저 커팅기에 있어서,
상기 피가공물(1)을 제1 궤적을 따라서 이동시키는 이동수단;
상기 레이저빔을 상기 제1 궤적과 다른 제2 궤적을 따라 상기 피가공물(1)에 조사하는 레이저 스캐너(10);를 포함하되,
상기 이동수단에 의해 피가공물(1)이 이동될 때, 상기 레이저빔이 상기 제2 궤적을 따라 피가공물(1)에 조사됨으로써 상기 레이저빔이 상기 절단예정선(3)을 따라 상기 피가공물(1)을 커팅하며,
상기 제1 궤적을 따라 등속으로 이동하는 피가공물(1)과 상기 제2 궤적을 따라 이동하는 상기 레이저빔의 상대속도가 일정하도록 상기 레이저빔의 속도를 수치적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅기.In the laser cutting machine for cutting the workpiece (1) by irradiating a laser beam to the cutting line (3) of the workpiece (1),
Moving means for moving the workpiece (1) along a first trajectory;
And a laser scanner 10 for irradiating the workpiece 1 with the laser beam along a second trajectory different from the first trajectory.
When the workpiece 1 is moved by the moving means, the laser beam is irradiated onto the workpiece 1 along the second trajectory so that the laser beam is along the cutting line 3 to be processed ( 1)
A laser cutting machine, characterized in that the speed of the laser beam is numerically controlled such that the relative speed of the workpiece 1 moving at a constant speed along the first trajectory and the laser beam moving along the second trajectory is constant. . 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동수단은 상기 피가공물(1)이 안착되는 안착판(20)을 XY평면에서 이동시키는 XY 스테이지(30)인 것을 특징으로 하는 레이저 커팅기.The method according to any one of claims 1, 3, and 4,
The moving means is a laser cutting machine, characterized in that the XY stage (30) for moving the mounting plate (20) on which the workpiece (1) is mounted in the XY plane. 피가공물(1)의 절단예정선(3)에 레이저빔을 조사하여 상기 피가공물(1)을 커팅하는 레이저 커팅기에 있어서,
상기 피가공물(1)을 제1 궤적을 따라서 이동시키는 이동수단;
상기 레이저빔을 상기 제1 궤적과 다른 제2 궤적을 따라 상기 피가공물(1)에 조사하는 레이저 스캐너(10);를 포함하되,
상기 이동수단에 의해 피가공물(1)이 이동될 때, 상기 레이저빔이 상기 제2 궤적을 따라 피가공물(1)에 조사됨으로써 상기 레이저빔이 상기 절단예정선(3)을 따라 상기 피가공물(1)을 커팅하며,
상기 피가공물(1)의 커팅시 발생되는 분진 및 흄을 흡입 제거하는 흡입유닛(60)을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅기.
In the laser cutting machine for cutting the workpiece (1) by irradiating a laser beam to the cutting line (3) of the workpiece (1),
Moving means for moving the workpiece (1) along a first trajectory;
And a laser scanner 10 for irradiating the workpiece 1 with the laser beam along a second trajectory different from the first trajectory.
When the workpiece 1 is moved by the moving means, the laser beam is irradiated onto the workpiece 1 along the second trajectory so that the laser beam is along the cutting line 3 to be processed ( 1)
And a suction unit (60) for sucking and removing dust and fumes generated during cutting of the workpiece (1).
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