KR101385095B1 - 레이저 마킹방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가공대상물에 포함된 곡면부에 레이저빔을 조사하여 원하는 패턴을 마킹하는 레이저 마킹방법에 관한 것으로서, 분할단계와, 회전단계와, 조사단계를 포함한다. 분할단계는 곡면부를 곡면부의 곡률반경의 중심을 기준으로 소정의 중심각을 가지는 복수의 서브 곡면부로 분할한다. 회전단계는 서브 곡면부가 레이저빔의 광축과 마주보도록 서브 곡면부의 중심각만큼 가공대상물을 회전시킨다. 조사단계는 서브 곡면부에 레이저빔을 조사한다. 본 발명의 레이저 마킹방법은 회전단계와 조사단계를 교대로 반복적으로 수행하면서 곡면부에 원하는 패턴을 연속적으로 마킹한다.

Description

레이저 마킹방법{Laser marking method}
본 발명은 레이저 마킹방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가공대상물의 곡면부에 레이저빔을 조사하여 원하는 패턴을 왜곡없이 마킹하는 레이저 마킹방법에 관한 것이다.
레이저 마킹이란 레이저빔을 평면상에서 이동시키면서 가공대상물에 원하는 문자 또는 패턴을 형성하는 것으로서, 반도체 웨이퍼, 평판 디스플레이 기판, 자동차의 차대번호 플레이트 등 다양한 분야에서의 다양한 기판이 레이저빔에 의해 패턴이 형성되는 가공대상물이 될 수 있다.
도 1은 평면부와 곡면부가 연결되어 있는 가공대상물의 일례를 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 레이저 마킹방법에 의해 가공대상물의 곡면부에 마킹된 패턴을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 가공대상물(10)은 평면부(12)와 곡면부(11)를 포함하는 휴대폰의 측면 케이스다. 휴대폰 측면 케이스는 휴대폰의 측면에 배치되는 것으로서, 전면에 장착되는 디스플레이부와 후면에 결합되는 후면 케이스 사이에 형성된 내부공간에 휴대폰의 여러 구성부품이 설치된다. 가공대상물(10)은 복수의 평면부(12)와 복수의 곡면부(11)를 포함하고, 평면부(12)와 곡면부(11)가 교대로 배치되면서 단부끼리 연결되어 전체적으로 하나의 띠 형태를 가지게 된다.
평면부(12)와 곡면부(11)에는 휴대폰의 미감을 높이기 위하여 다양한 패턴(1)이 마킹되는데, 도 1에 도시된 바와 같이 사선 패턴이 마킹될 수 있다.
레이저빔(L)을 이용하여 가공대상물(10)에 패턴(1)을 마킹하는 과정에서, 평면부(12)는 레이저빔(L)이 조사될 수 있는 영역인 작업영역과 평행하게 형성되기 때문에 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 중앙부나 가장자리부 전체적으로 왜곡된 형상없이 원하는 패턴(1a)을 얻을 수 있다. 그러나, 곡면부(11)는 레이저빔(L)이 조사될 수 있는 영역인 작업영역과 평행하지 못하고 구부러져 형성되기 때문에, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 펼쳐지게 되는 왜곡된 패턴(1b)을 얻게 된다. 평면부(12)와 곡면부(11)에 형성된 패턴(1a, 1b)을 연결하면, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 하나의 동일한 굵기의 띠 형상으로 연결되지 않고, 평면부(12)와 곡면부(11)의 경계에서의 단부가 매끄럽게 연결되지 않는 문제가 발생한다.
이와 같이, 가공대상물의 곡면부는 구부러져 형성되어 하나의 평면에 포함되지 않으므로, 레이저빔을 이용하여 곡면부에 패턴을 형성하는 경우 곡면부에 형성된 패턴에 왜곡이 발생하여 전체 패턴의 품질이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가공대상물의 곡면부를 복수의 서브 곡면부로 분할하여 서브 곡면부의 표면의 형상을 가능한 평면 형상에 가깝도록 한 후, 분할된 서브 곡면부 각각에 레이저빔을 조사함으로써, 곡면부에 형성되는 패턴의 가장자리부에 발생하는 왜곡을 최소화시켜 단차나 찌그러짐 없이 전체 패턴의 품질을 높일 수 있는 레이저 마킹방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저 마킹방법은, 가공대상물에 포함된 곡면부에 레이저빔을 조사하여 원하는 패턴을 마킹하는 레이저 마킹방법에 있어서, 상기 곡면부를 상기 곡면부의 곡률반경의 중심을 기준으로 소정의 중심각을 가지는 복수의 서브 곡면부로 분할하는 분할단계; 상기 서브 곡면부가 상기 레이저빔의 광축과 마주보도록 상기 서브 곡면부의 중심각만큼 상기 가공대상물을 회전시키는 회전단계; 상기 서브 곡면부에 상기 레이저빔을 조사하는 조사단계; 및 이웃하는 서브 곡면부의 경계에서 연결되는 패턴의 단부가 단차지게 형성되거나 틀어져서 형성된 경우를 보정하기 위하여, 상기 서브 곡면부에 조사되는 레이저빔의 위치 또는 각도에 오프셋 값을 설정하는 오프셋 설정단계;를 포함하며, 상기 회전단계와 상기 조사단계를 교대로 반복적으로 수행하면서 상기 곡면부에 원하는 패턴을 연속적으로 마킹하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 마킹방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 회전단계에서는 상기 서브 곡면부의 중심부가 상기 레이저빔을 조사할 수 있는 영역인 작업영역의 중심부와 일치하도록 상기 가공대상물을 회전시키고, 상기 조사단계에서는 상기 서브 곡면부의 중심부가 상기 작업영역의 중심부와 일치한 상태에서 상기 레이저빔을 조사한다.
본 발명에 따른 레이저 마킹방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 분할단계 전, 상기 곡면부로부터 분할되는 서브 곡면부의 수량을 가변하기 위하여, 상기 서브 곡면부의 중심각을 입력하는 각도 입력단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저 마킹방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 조사단계 전, 각각의 서브 곡면부상에 상기 레이저빔이 포커싱되도록, 상기 가공대상물 또는 상기 레이저빔이 조사되는 레이저 헤드를 상하 방향으로 승강시켜, 각각의 서브 곡면부와 상기 레이저 헤드 간의 거리를 일정하게 유지시키는 높이 조정단계;를 더 포함한다.
삭제
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저 마킹방법은, 평면부와 곡면부가 연결되어 있는 가공대상물에 레이저빔을 조사하여 원하는 패턴을 마킹하는 레이저 마킹방법에 있어서, 상기 곡면부를 상기 곡면부의 곡률반경의 중심을 기준으로 소정의 중심각을 가지는 복수의 서브 곡면부로 분할하는 분할단계; 상기 평면부가 상기 레이저빔을 조사할 수 있는 영역인 작업영역에 포함되도록 하여, 분할되지 않은 평면부 전면(全面)에 상기 레이저빔을 조사하는 평면부 조사단계; 상기 서브 곡면부가 상기 레이저빔의 광축과 마주보도록 상기 서브 곡면부의 중심각만큼 상기 가공대상물을 회전시키는 회전단계; 상기 서브 곡면부에 상기 레이저빔을 조사하는 곡면부 조사단계; 및 이웃하는 서브 곡면부의 경계에서 연결되는 패턴의 단부가 단차지게 형성되거나 틀어져서 형성된 경우를 보정하기 위하여, 상기 서브 곡면부에 조사되는 레이저빔의 위치 또는 각도에 오프셋 값을 설정하는 오프셋 설정단계;를 포함하며, 상기 평면부 조사단계, 상기 회전단계 및 상기 곡면부 조사단계를 교대로 반복적으로 수행하면서 상기 가공대상물에 원하는 패턴을 연속적으로 마킹하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 마킹방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 회전단계에서는 상기 서브 곡면부의 중심부가 상기 작업영역의 중심부와 일치하도록 상기 가공대상물을 회전시키고, 상기 곡면부 조사단계에서는 상기 서브 곡면부의 중심부가 상기 작업영역의 중심부와 일치한 상태에서 상기 레이저빔을 조사한다.
본 발명에 따른 레이저 마킹방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 분할단계 전, 상기 평면부의 길이를 입력하는 길이 입력단계; 상기 곡면부의 곡률반경을 입력하는 곡률반경 입력단계; 상기 곡면부로부터 분할되는 서브 곡면부의 수량을 가변하기 위하여, 상기 서브 곡면부의 중심각을 입력하는 각도 입력단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저 마킹방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 평면부 조사단계 또는 상기 곡면부 조사단계 전, 상기 평면부 또는 상기 서브 곡면부상에 상기 레이저빔이 포커싱되도록, 상기 가공대상물 또는 상기 레이저빔이 조사되는 레이저 헤드를 상하 방향으로 승강시켜, 상기 평면부 또는 상기 서브 곡면부와 상기 레이저 헤드 간의 거리를 일정하게 유지시키는 높이 조정단계;를 더 포함한다.
삭제
본 발명의 레이저 마킹방법에 따르면, 곡면부에 형성되는 패턴의 가장자리부에 발생하는 왜곡을 최소화시켜 단차나 찌그러짐 없이 전체 패턴의 품질을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 마킹방법에 따르면, 서브 곡면부에 형성되는 패턴의 정밀도를 상대적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 마킹방법에 따르면, 품질, 생산효율과 같은 사용자가 중요시하는 다양한 요구조건을 선택적으로 만족시킬 수 있다.
도 1은 평면부와 곡면부가 연결되어 있는 가공대상물의 일례를 도시한 도면이고,
도 2는 종래의 레이저 마킹방법에 의해 가공대상물의 곡면부에 마킹된 패턴을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 마킹방법을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 도 3의 레이저 마킹방법에서 서브 곡면부의 중심부와 레이저빔의 작업영역의 중심부를 일치시킨 상태를 도시한 도면이고,
도 5는 도 3의 레이저 마킹방법의 높이 조정단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 도 3의 레이저 마킹방법의 오프셋 설정단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 마킹방법을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 8은 도 7의 레이저 마킹방법의 높이 조정단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 9는 본 발명의 레이저 마킹방법에 의해 마킹되는 가공대상물의 변형례를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 레이저 마킹방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 마킹방법을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 레이저 마킹방법에서 서브 곡면부의 중심부와 레이저빔의 작업영역의 중심부를 일치시킨 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 도 3의 레이저 마킹방법의 높이 조정단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 3의 레이저 마킹방법의 오프셋 설정단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 마킹방법은, 가공대상물의 곡면부에 레이저빔을 조사하여 원하는 패턴을 왜곡없이 마킹하는 것으로서, 각도 입력단계와, 분할단계와, 회전단계와, 조사단계와, 높이 조정단계와, 오프셋 설정단계를 포함한다.
상기 분할단계는, 가공대상물의 곡면부(11)를 복수의 서브 곡면부(16)로 분할한다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 분할단계에서는 가공대상물의 곡면부(11)를, 곡면부(11)의 곡률반경의 중심(RC)을 기준으로 소정의 중심각(d)을 가지는 복수의 서브 곡면부(16)로 분할한다. 분할된 서브 곡면부(16)는 부채꼴의 원호 형상을 가지며, 이웃하는 서브 곡면부(16)의 단부들이 서로 연결되면서 전체적으로 곡면부(11)를 구성하게 된다.
상기 각도 입력단계는, 분할단계 전에 수행되는 단계로서, 서브 곡면부(16)의 중심각(d)을 입력한다. 분할되는 서브 곡면부의 중심각(d)을 변경함으로써, 곡면부(11)로부터 분할되는 서브 곡면부(16)의 수량을 가변할 수 있다.
곡면부(11)의 마킹되는 패턴에 요구되는 품질에 따라 분할되는 서브 곡면부(16)의 수량은 변경될 수 있다. 또한, 서브 곡면부(16)의 수량이 많아질수록 곡면부(11) 전체에 대하여 패턴을 마킹하는 시간이 늘어나게 되는데, 전체 생산효율을 고려하여 곡면부(11)로부터 분할되는 서브 곡면부(16)의 수량을 변경할 수도 있다.
즉, 고품질의 패턴이 요구되는 환경에서는 분할되는 서브 곡면부(16)의 수량을 증가시켜 곡면부(11)에 마킹되는 패턴을 보다 정밀하게 구현하고, 다소 저품질의 패턴이 요구되는 환경에서는 분할되는 서브 곡면부(16)의 수량을 감소시켜 품질은 다소 떨어지지만 전체적인 생산효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서는 서브 곡면부(16)의 중심각(d)을 30도로 하여 분할되는 서브 곡면부(16)의 수량을 3개인 상태로 도시하였으나, 서브 곡면부(16)의 중심각(d)을 10도로 하여 분할되는 서브 곡면부(16)의 수량을 9개로 할 수도 있고, 서브 곡면부의 중심각(d)을 0도 초과 90도 이하의 임의의 중심각(d)으로 설정하여 분할되는 서브 곡면부(16)의 수량을 임의의 수량으로 변경할 수 있다.
상기 회전단계는, 서브 곡면부(16)상에 마킹을 수행하기 위하여 서브 곡면부(16)가 레이저빔(L)의 광축과 마주보도록 가공대상물(10)을 회전시킨다. 도 3의 (b), (c)에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 곡면부(16)에 레이저빔(L)을 조사하여 마킹을 수행한 후, 이웃하는 서브 곡면부(16)에 패턴을 마킹하기 위하여 가공대상물(10)을 회전시킨다. 이때, 서브 곡면부(16)는 분할된 중심각(d)만큼 원호 방향으로 이격되게 배치되므로, 서브 곡면부의 중심각(d)만큼 가공대상물(10)을 회전시키는 것이 바람직하다.
가공대상물(10)을 회전시키는 회전중심은, 도 3에 도시된 곡면부(11)의 곡률반경의 중심(RC)이 아니고, 도 1에 도시된 가공대상물(10)의 중앙부(13)가 된다. 일반적으로 가공대상물(10)을 지그에 장착하고 지그를 회전시키면서 가공대상물(10)에 패턴을 마킹하게 된다. 따라서, 회전단계에서는 지그의 회전중심과 실질적으로 일치하는 가공대상물의 중앙부(13)를 회전중심으로 하여 가공대상물(10)을 회전시킨다.
상기 조사단계는, 각각의 서브 곡면부(16)에 레이저빔(L)을 조사하여 패턴을 형성한다. 곡면부(11)에 형성되어야 할 전체 패턴은 각각의 서브 곡면부(16)에 분할되고, 조사단계를 통해 서브 곡면부(16)에 형성된 패턴들이 서로 연결되어 곡면부(11)에 형성되어야 할 전체 패턴을 이루게 된다.
도 4를 참조하면, 회전단계에서는 서브 곡면부의 중심부(17)가 레이저빔(L)을 조사할 수 있는 영역인 작업영역(WA)의 중심부(WAC)와 일치하도록 가공대상물(10)을 회전시키는 것이 바람직하다. 레이저빔(L)이 경유하는 렌즈의 조합에 의해 레이저빔(L)을 조사할 수 있는 일종의 한계 영역인 작업영역(WA)의 크기가 결정된다. 일반적으로 레이저빔의 작업영역(WA)은 사각 평면 형태로 형성되고, 레이저빔(L)은 작업영역(WA) 내부로만 조사될 수 있다.
레이저 마킹을 수행하기 전, 레이저빔의 작업영역(WA) 내에서는 왜곡이 발생하지 않도록 하고 레이저빔(L)의 위치정밀도를 높이기 위한 레이저빔 정렬작업이 필수적인데, 아무리 레이저빔 정렬작업을 완벽하게 수행한다고 해도 작업영역(WA)의 가장자리부와 대비하여 작업영역(WA)의 중심부(WAC)에서의 위치정밀도 및 왜곡없음 현상이 상대적으로 우수하다.
따라서, 회전단계에서 서브 곡면부의 중심부(17)가 레이저빔의 작업영역(WA)의 중심부(WAC)와 일치하도록 가공대상물(10)을 회전시킨 후, 조사단계에서는 서브 곡면부의 중심부(17)가 레이저빔의 작업영역의 중심부(WAC)와 일치한 상태에서 레이저빔(L)을 조사하면, 서브 곡면부(16)에 형성되는 패턴의 정밀도가 상대적으로 향상될 수 있다.
이와 같이, 회전단계와 조사단계를 통해 각각의 서브 곡면부(16) 상에 분할된 패턴을 마킹하고, 회전단계와 조사단계를 교대로 반복적으로 수행하면서 곡면부(11)에 원하는 패턴을 연속적으로 마킹할 수 있게 된다.
상기 높이 조정단계는, 조사단계 전에 수행되는 단계로서, 각각의 서브 곡면부(16)와 레이저빔(L)이 조사되는 레이저 헤드(20) 간의 거리(A)를 일정하게 유지시킨다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 곡면부(16)상에 레이저빔(L)이 포커싱된 상태에서 서브 곡면부(16)에 레이저빔(L)을 조사하여 패턴을 형성한다. 이후, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 회전단계를 통해 가공대상물(10)을 회전시켜 이웃하는 서브 곡면부(16)에 레이저빔(L)을 조사하고자 할 때, 서브 곡면부(16)와 레이저 헤드(20) 간의 거리가 변경되어 서브 곡면부(16)상에 레이저빔(L)이 포커싱되지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 레이저빔(L)이 디포커스된 상태에서 조사되면 서브 곡면부(16)에 형성되는 패턴의 명암이 현저히 떨어지고, 패턴의 정밀도 또한 떨어지는 문제가 발생한다. 따라서, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 가공대상물(10) 또는 레이저 헤드(20)를 상하 방향으로 상승 또는 하강시켜 서브 곡면부(16)상에 레이저빔(L)이 포커싱되도록 높이를 조정한다.
상기 오프셋 설정단계는, 서브 곡면부(16)에 조사되는 레이저빔(L)의 위치 또는 각도에 오프셋 값을 설정한다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 곡면부(11)에 패턴을 마킹하는 과정에서 이웃하는 서브 곡면부(16a, 16b)의 경계에서 연결되는 패턴(1c, 1d)의 단부가 일정 거리(g1) 단차지게 형성될 수 있다. 또한, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 곡면부(11)에 패턴을 마킹하는 과정에서 이웃하는 서브 곡면부(16a, 16b)의 경계에서 연결되는 패턴(1c, 1e)의 단부가 일정 각도(g2) 틀어져서 형성될 수도 있다.
따라서, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 오프셋 설정단계에서는 서브 곡면부(16a, 16b)의 경계에서 연결되는 패턴(1c, 1f)의 단부가 단차지게 형성되거나 틀어져서 형성된 경우를 보정하기 위하여, 오차가 발생하는 서브 곡면부(16b)를 마킹할 때 단차진 거리(g1)나 틀어진 각도(g2)만큼의 오프셋 값을 부여하여 전체적으로 패턴의 마킹 품질을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 마킹방법을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 레이저 마킹방법의 높이 조정단계를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예의 레이저 마킹방법은 평면부(12)와 곡면부(11)가 연결되어 있는 가공대상물(10)에 레이저빔을 조사하여 원하는 패턴을 마킹하기 위한 것으로서, 길이 입력단계와, 곡률반경 입력단계와, 각도 입력단계와, 분할단계와, 평면부 조사단계와, 회전단계와, 곡면부 조사단계와, 높이 조정단계와, 오프셋 설정단계를 포함한다.
상기 길이 입력단계는 평면부(12)의 길이(M1, M2)를 입력하고, 상기 곡률반경 입력단계는 곡면부(11)의 곡률반경을 입력하며, 상기 각도 입력단계는 곡면부(11)로부터 분할되는 서브 곡면부(16)의 수량을 가변하기 위하여, 서브 곡면부의 중심각(d)을 입력한다. 각도 입력단계는 도 3에 도시된 실시예의 각도 입력단계와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
길이 입력단계, 곡률반경 입력단계 및 각도 입력단계는 분할단계 전에 수행되며, 길이 입력단계, 곡률반경 입력단계 및 각도 입력단계를 통해 입력된 정보를 기초로 하여 평면부(12)와 곡면부(11)가 분할되고, 곡면부(11)는 복수의 서브 곡면부(16)로 분할된다.
상기 분할단계는, 곡면부(11)를 곡면부의 곡률반경의 중심(RC)을 기준으로 소정의 중심각(d)을 가지는 복수의 서브 곡면부(16)로 분할한다. 분할단계는 도 3에 도시된 실시예의 분할단계와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 평면부 조사단계는, 평면부(12)에 레이저빔(L)을 조사하여 패턴을 형성한다. 곡면부 조사단계에서는 분할된 각각의 서브 곡면부(16)에 레이저빔(L)을 조사하지만, 도 7의 (a), (c)에 도시된 바와 같이, 평면부 조사단계에서는 평면부(12) 전면(全面)에 레이저빔(L)을 조사하여 패턴을 마킹한다.
1회의 공정으로 평면부(12) 전체에 레이저빔(L)을 조사하기 위하여 평면부(12) 전체가 레이저빔의 작업영역(WA)에 포함되도록 한다.
상기 회전단계는, 서브 곡면부(16)가 레이저빔(L)의 광축과 마주보도록 서브 곡면부의 중심각(d)만큼 가공대상물(10)을 회전시킨다. 회전단계는 도 3에 도시된 실시예의 회전단계와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 곡면부 조사단계는, 각각의 서브 곡면부(16)에 레이저빔(L)을 조사하여 패턴을 형성한다. 곡면부 조사단계는 도 3에 도시된 실시예의 조사단계와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
회전단계에서는 서브 곡면부의 중심부(17)가 레이저빔의 작업영역(WA)의 중심부(WAC)와 일치하도록 가공대상물을 회전시키고, 곡면부 조사단계에서는 서브 곡면부의 중심부(17)가 작업영역의 중심부(WAC)와 일치한 상태에서 레이저빔(L)을 조사한다.
상술한 평면부 조사단계, 회전단계 및 곡면부 조사단계를 교대로 반복적으로 수행하면서 가공대상물(10)에 원하는 패턴을 연속적으로 마킹할 수 있다.
상기 높이 조정단계는 평면부 조사단계 또는 곡면부 조사단계 전에 수행되는 단계로서, 평면부(12) 또는 서브 곡면부(16)상에 레이저빔(L)이 포커싱되도록 가공대상물(10) 또는 레이저빔이 조사되는 레이저 헤드(20)를 상하 방향으로 승강시켜, 평면부(12) 또는 서브 곡면부(16)와 레이저 헤드(20) 간의 거리(B)를 일정하게 유지시킨다.
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 하나의 평면부(12a)상에 레이저빔(L)이 포커싱된 상태에서 평면부(12a)에 레이저빔(L)을 조사하여 패턴을 형성한다. 이후, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 회전단계를 통해 가공대상물(10)을 회전시켜 다른 평면부(12b)에 레이저빔(L)을 조사하고자 할 때, 평면부(12b)와 레이저 헤드(20) 간의 거리가 변경되어 평면부(12b)상에 레이저빔(L)이 포커싱되지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 레이저빔(L)이 디포커스된 상태에서 조사되면 평면부(12b)에 형성되는 패턴의 명암이 현저히 떨어지고, 패턴의 정밀도 또한 떨어지는 문제가 발생한다. 따라서, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 가공대상물(10) 또는 레이저 헤드(20)를 상하 방향으로 상승 또는 하강시켜 평면부(12b)상에 레이저빔(L)이 포커싱되도록 높이를 조정한다.
상기 오프셋 설정단계는, 서브 곡면부(16)에 조사되는 레이저빔(L)의 위치 또는 각도에 오프셋 값을 설정한다. 오프셋 설정단계는 도 3에 도시된 실시예의 오프셋 설정단계와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 레이저 마킹방법은, 가공대상물의 곡면부를 복수의 서브 곡면부로 분할하여 서브 곡면부의 표면의 형상을 가능한 평면 형상에 가깝도록 한 후, 분할된 서브 곡면부 각각에 레이저빔을 조사함으로써, 곡면부에 형성되는 패턴의 가장자리부에 발생하는 왜곡을 최소화시켜 단차나 찌그러짐 없이 전체 패턴의 품질을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 레이저 마킹방법은, 서브 곡면부의 중심부와 레이저빔의 작업영역의 중심부를 일치시켜 작업영역의 중심부를 최대한 이용함으로써, 서브 곡면부에 형성되는 패턴의 정밀도를 상대적으로 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 레이저 마킹방법은, 서브 곡면부의 중심각을 입력하여 서브 곡면부의 수량을 가변시킴으로써, 품질, 생산효율과 같은 사용자가 중요시하는 다양한 요구조건을 선택적으로 만족시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 레이저 마킹방법에 의해 마킹되는 가공대상물의 변형례를 도시한 도면이다. 가공대상물(10')은 전체가 평면부 없이 곡면부(11')로 형성되는 띠 형상이 될 수 있고, 이때 가공대상물(10')의 중앙부(13')와 가공대상물의 회전중심이 일치된다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 : 가공대상물
11 : 곡면부
12 : 평면부
16 : 서브 곡면부
L : 레이저빔
RC : 곡면부의 곡률반경의 중심

Claims (10)

  1. 가공대상물에 포함된 곡면부에 레이저빔을 조사하여 원하는 패턴을 마킹하는 레이저 마킹방법에 있어서,
    상기 곡면부를 상기 곡면부의 곡률반경의 중심을 기준으로 소정의 중심각을 가지는 복수의 서브 곡면부로 분할하는 분할단계;
    상기 서브 곡면부가 상기 레이저빔의 광축과 마주보도록 상기 서브 곡면부의 중심각만큼 상기 가공대상물을 회전시키는 회전단계;
    상기 서브 곡면부에 상기 레이저빔을 조사하는 조사단계; 및
    이웃하는 서브 곡면부의 경계에서 연결되는 패턴의 단부가 단차지게 형성되거나 틀어져서 형성된 경우를 보정하기 위하여, 상기 서브 곡면부에 조사되는 레이저빔의 위치 또는 각도에 오프셋 값을 설정하는 오프셋 설정단계;를 포함하며,
    상기 회전단계와 상기 조사단계를 교대로 반복적으로 수행하면서 상기 곡면부에 원하는 패턴을 연속적으로 마킹하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전단계에서는 상기 서브 곡면부의 중심부가 상기 레이저빔을 조사할 수 있는 영역인 작업영역의 중심부와 일치하도록 상기 가공대상물을 회전시키고,
    상기 조사단계에서는 상기 서브 곡면부의 중심부가 상기 작업영역의 중심부와 일치한 상태에서 상기 레이저빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분할단계 전,
    상기 곡면부로부터 분할되는 서브 곡면부의 수량을 가변하기 위하여, 상기 서브 곡면부의 중심각을 입력하는 각도 입력단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조사단계 전,
    각각의 서브 곡면부상에 상기 레이저빔이 포커싱되도록, 상기 가공대상물 또는 상기 레이저빔이 조사되는 레이저 헤드를 상하 방향으로 승강시켜, 각각의 서브 곡면부와 상기 레이저 헤드 간의 거리를 일정하게 유지시키는 높이 조정단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹방법.
  5. 삭제
  6. 평면부와 곡면부가 연결되어 있는 가공대상물에 레이저빔을 조사하여 원하는 패턴을 마킹하는 레이저 마킹방법에 있어서,
    상기 곡면부를 상기 곡면부의 곡률반경의 중심을 기준으로 소정의 중심각을 가지는 복수의 서브 곡면부로 분할하는 분할단계;
    상기 평면부가 상기 레이저빔을 조사할 수 있는 영역인 작업영역에 포함되도록 하여, 분할되지 않은 평면부 전면(全面)에 상기 레이저빔을 조사하는 평면부 조사단계;
    상기 서브 곡면부가 상기 레이저빔의 광축과 마주보도록 상기 서브 곡면부의 중심각만큼 상기 가공대상물을 회전시키는 회전단계;
    상기 서브 곡면부에 상기 레이저빔을 조사하는 곡면부 조사단계; 및
    이웃하는 서브 곡면부의 경계에서 연결되는 패턴의 단부가 단차지게 형성되거나 틀어져서 형성된 경우를 보정하기 위하여, 상기 서브 곡면부에 조사되는 레이저빔의 위치 또는 각도에 오프셋 값을 설정하는 오프셋 설정단계;를 포함하며,
    상기 평면부 조사단계, 상기 회전단계 및 상기 곡면부 조사단계를 교대로 반복적으로 수행하면서 상기 가공대상물에 원하는 패턴을 연속적으로 마킹하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전단계에서는 상기 서브 곡면부의 중심부가 상기 작업영역의 중심부와 일치하도록 상기 가공대상물을 회전시키고,
    상기 곡면부 조사단계에서는 상기 서브 곡면부의 중심부가 상기 작업영역의 중심부와 일치한 상태에서 상기 레이저빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 분할단계 전,
    상기 평면부의 길이를 입력하는 길이 입력단계;
    상기 곡면부의 곡률반경을 입력하는 곡률반경 입력단계;
    상기 곡면부로부터 분할되는 서브 곡면부의 수량을 가변하기 위하여, 상기 서브 곡면부의 중심각을 입력하는 각도 입력단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 평면부 조사단계 또는 상기 곡면부 조사단계 전,
    상기 평면부 또는 상기 서브 곡면부상에 상기 레이저빔이 포커싱되도록, 상기 가공대상물 또는 상기 레이저빔이 조사되는 레이저 헤드를 상하 방향으로 승강시켜, 상기 평면부 또는 상기 서브 곡면부와 상기 레이저 헤드 간의 거리를 일정하게 유지시키는 높이 조정단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹방법.
  10. 삭제
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