KR101392791B1 - 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기 - Google Patents

화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가공하는 피대상물의 형상 변화에 관계없이 회전절삭공구를 교체하지 않고 피대상물을 가공할 수 있고, 또한, 레이저 가공장치를 이용하여 피대상물 상에 레이저를 조사하여 가공함으로써, 생산 공정을 일체화하여 생산 효율성을 증가시킬 수 있고, 설비 공간을 줄여 가공 효율성과 수익성을 동시에 높일 수 있는 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기는, 본체; 상기 본체 상부의 일측에 위치하는 고정프레임; 상기 고정프레임 전면에 위치하고, 회전절삭공구를 X축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 X축 구동부; 상기 X축 구동부 전면에 위치하고, 회전절삭공구를 Z축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 Z축 구동부; 상기 X축 구동부와 연결되고, 피가공물에 레이저 빔을 조사할 수 있는 화이버 레이저 가공장치; 상기 본체 상에 위치하는 피가공물을 Y축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 Y축 구동부; 및 상기 피가공물이 가공되는 형상에 맞게 프로그램화 되고, 전기적 신호를 인가하여 피가공물의 커팅 가공이나 레이저 가공을 수행되도록 하는 제어부를 포함한다.

Description

화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기{A DIA-CUTTING DEVICE HAVING FIBER LASER PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 피가공물을 자동으로 가공할 수 있는 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가공하는 피대상물의 형상 변화에 관계없이 회전절삭공구를 교체하지 않고 피대상물을 가공할 수 있고, 또한, 레이저 가공장치를 이용하여 피대상물 상에 레이저를 조사하여 가공함으로써, 생산 공정을 일체화하여 생산 효율성을 증가시킬 수 있고, 설비 공간을 줄여 가공 효율성과 수익성을 동시에 높일 수 있는 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기에 관한 것이다.
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. 상기와 같이 가공되는 필름을 피가공물이라 하는데, 상기 피가공물은 최근 레이저 가공장치를 이용하여 가공되고 있다.
통상적인 레이저 가공장치는, 가공하고자 하는 피대상물 상에 레이저빔을 조사하면서 드릴링(drilling), 마킹(marking), 또는 커팅(cutting) 등의 가공 작업을 수행하는 장치를 말한다. 이러한 레이저 가공 장치에는 레이저빔을 출사하는 레이저 발진기가 사용되고 있으며, 최근에는 광화이버를 이용하는 화이버 레이저 가공장치의 사용이 증가하는 추세이다.
이러한 레이저를 이용한 커팅 등의 가공 기술은, 크게 레이저부와 구동부로 구성되며, 레이저 자체의 광학 기술과 가공 응용기술 및 구동부 제어기술이 모두 필요한 첨단 가공 장치 또는 시스템 분야에 속한다.
이런 레이저 가공장치는, 지향성이 좋고 쉽게 재료 위에 미소면적으로 집속시킬 수 있는 고출력 레이저 광 또는 빔(beam)을 이용하여, 재료를 용융 또는 증발시키는데 충분한 에너지 밀도를 얻을 수 있기 때문에, 용접(welding), 커팅(cutting), 마킹(marking), 구멍 뚫기 등의 기계적 가공을 수행할 수 있도록 구성되며, 하이브리드형(hybrid type)과, 스테이지 이송형, 다축 로봇형 등이 있다.
한편, 일반적으로 다이아 커팅기는 Y축 방향을 따라 이동하는 테이블상에 설치되어 피가공물을 고정시키는 바이스(Vise), 척(Chuck) 등으로 총칭되는 고정장치와, 상기 고정 프레임에 설치되어 X축 방향을 따라 이동하는 슬라이더와, 상기 슬라이더에 승강가능하게 설치되어 구동수단에 의해 Z축 방향을 따라 승강하면서 피가공물을 가공하는 공구와, 상기 공구를 구동시키기 위한 콘트롤 패널로 구성되는 하드웨어와, 상기 하드웨어를 운용하기 위한 제어부와, 상기 제어부에 의해 자동조각을 수행하기 위해 하드웨어의 작동에 관련되는 자동 조각 프로그램과 같은 소프트웨어 등으로 구성되어 있다.
그러나 이러한 종래의 다이아 커팅기를 이용한 사출물 가공, 예를 들어, 휴대폰 사출물 가공은 다디아 커팅기에서 1차로 피가공물을 가공한 후 레이저 마킹을 위해 다이아 커팅기로부터 피가공물의 클램핑 상태를 해제한 다음 이를 레이저 가공장치로 옮겨 가공을 하여야 하는 가공상의 번거로움이 있었다.
또한, 피가공물을 가공하다가 가공부위가 직각 또는 접촉절삭이 어려운 경우에는 다이아 커팅기 또는 머시닝센터로부터 피가공물의 클램핑 상태를 해제한 다음 이를 레이저 가공장치로 옮겨 가공을 실시하여야 하는 가공상의 문제점도 있었다.
또한, 피가공물이 박판인 경우에는 클램핑이 곤란하여 다이아 커팅기나 머시닝센터를 이용하여 가공하는데 한계가 있어 레이저 가공장치를 사용하여야 되었다.
또한, 종래에는 휴대폰과 같은 피대상물을 가공하기 위하여 커팅기와 레이저 가공장치를 별도로 구비하여야 했는데, 일반적으로 커팅기 등을 사용하는 가공분야에서는 한 사업장 내에서 소규모 사업자들이 공존하는 형태이기 때문에 대량의 장비를 도입하기에는 설비 공간이 부족한 문제점이 있었다.
국내공개특허 제10-2013-0036586호 (2013년04월12일 공개) 국내등록특허 제10-1186245호 (2012년09월20일 등록)
본 발명은 가공하는 피대상물의 형상 변화에 관계없이 회전절삭공구를 교체하지 않고 피대상물을 가공할 수 있으며, 또한, 레이저 가공장치를 이용하여 피대상물 상에 레이저를 조사하여 가공함으로써, 생산 공정을 일체화하여 생산 효율성을 증가시킬 수 있고, 설비 공간을 줄여 가공 효율성과 수익성을 동시에 높일 수 있는 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 커팅기와 레이저 가공장치를 별도로 구비하지 않고도 하나의 커팅기를 이용하여 피가공물의 커팅 가공을 수행하고, 또한, 가공하고자 하는 피대상물 상에 레이저빔을 조사하면서 드릴링(drilling), 마킹(marking), 또는 커팅(cutting) 등의 레이저 가공 작업을 수행할 수 있는 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 피가공물에 대하여 두 종류의 서로 다른 작업을 할 수 있는 테이블을 구비하여 상기 피가공물을 한번에 커팅 가공 및 레이저 가공할 수 있는 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기는, 본체; 상기 본체 상부의 일측에 위치하는 고정프레임; 상기 고정프레임 전면에 위치하고, 회전절삭공구를 X축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 X축 구동부; 상기 X축 구동부 전면에 위치하고, 회전절삭공구를 Z축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 Z축 구동부; 상기 X축 구동부와 연결되고, 피가공물에 레이저 빔을 조사할 수 있는 화이버 레이저 가공장치; 상기 본체 상에 위치하는 피가공물을 Y축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 Y축 구동부; 및 상기 피가공물이 가공되는 형상에 맞게 프로그램화 되고, 전기적 신호를 인가하여 피가공물의 커팅 가공이나 레이저 가공을 수행되도록 하는 제어부를 포함한다.
상기 X축 구동부는, 상기 고정프레임 전면에 가로 방향으로 고정설치되고, 회전절삭공구가 X축 방향으로 이동되도록 하는 구동력을 제공하는 X축 구동수단; 및 상기 X축 구동수단의 구동력을 전달받아 X축 방향으로 이동 가능한 슬라이더를 포함한다.
상기 Z축 구동부는, 상기 슬라이드 전면에 위치하고 회전절삭공구를 상하 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 Z축 구동수단; 및 상기 Z축 구동수단의 구동력을 전달받아 Z축 방향으로 이동 가능한 승강판을 포함한다.
상기 회전절삭공구는 상기 승강판 하부에 위치하고 피가공물과 직접 접촉하여 피가공물을 가공할 수 있다.
상기 화이버 레이저 가공장치는 상기 슬라이더에 고정 설치될 수 있다.
상기 Y축 구동부는, 상기 본체 상에 위치하고, Y축 방향으로 일정거리 왕복운동할 수 있는 테이블; 및 상기 테이블을 Y축 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 Y축 구동수단을 포함한다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기는, 가공하는 피대상물의 형상 변화에 관계없이 회전절삭공구를 교체하지 않고 피대상물을 가공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기는, 다이아 커팅기의 기술구성과 화이버 레이저 가공장치의 기술구성을 하나의 장치 내에서 구현함으로써, 생산 공정을 일체화하여 생산 효율성을 증가시킬 수 있고, 설비 공간을 줄여 가공 효율성과 수익성을 동시에 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기는, 다이아 커팅기와 레이저 가공장치를 별도로 구비하지 않고도 하나의 다이아 커팅기를 이용하여 피가공물의 커팅 가공을 수행하거나, 가공하고자 하는 피대상물 상에 레이저빔을 조사하면서 드릴링(drilling), 마킹(marking) 또는 커팅(cutting) 등의 레이저 가공 작업을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기는, 피가공물에 대하여 두 종류의 서로 다른 작업을 할 수 있는 테이블을 구비하여 상기 피가공물을 한번에 커팅 가공 및 레이저 가공할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들은, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기의 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기에서 화이버 레이저 가공장치의 원리를 설명하기 위해 간략히 도시한 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기의 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기의 측면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기의 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기에서 화이버 레이저 가공장치의 원리를 설명하기 위해 간략히 도시한 개략도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기(1)는 모바일 또는 태블릿 PC에 사용되는 전자제품 커버 사출물과 같은 피대상물을 가공하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 피대상물의 가공이라 함은 휴대폰, 스마트폰, 테블릿 PC 등 전자제품 커버 사출물을 가공하는 다이아 커팅(Dia-cutting)과, 상기 커버 사출물의 외관 및 키패드 등을 마킹하는 레이저 마킹(laser marking) 등의 공정을 의미한다.
본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기(1)는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 커버 사출물을 가공하기 위한 목적으로 사용되는 것으로, 본체(100), 고정프레임(500), X축 구동부(200), Z축 구동부(300), Y축 구동부(400), 회전절삭공구(600), 레이저 가공장치(10) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
상기 본체(100)는 다이아 커팅기(1)의 전체적인 무게를 지지하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 본체(100)는 상기 다이아 커팅기(1)의 하부에 위치하고, 상기 다이아 커팅기(1)를 구성하는 고정프레임(500), X축 구동부(200), Y축 구동부(400), Z축 구동부(300), 회전절삭공구(600) 등을 고정 지지하고, 상기 다이아 커팅기(1)의 무게 중심이 상기 본체(100) 내에 형성되도록 함으로써 작업시 상기 다이아 커팅기(1)가 쉽게 쓰러지는 것을 방지할 수 있다. 상기 본체(100)의 상부면에는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 커버 사출물과 같은 피가공물(미도시)이 장착되어 가공될 수 있도록 하는 고정장치(도면부호 미도시)가 구비될 수 있다.
상기 고정프레임(500)은 상기 본체(100) 상부의 일측에 위치하여 상기 본체(100)에 고정 지지될 수 있다. 상기 고정프레임(500)의 일측면과 상기 본체(100)의 상부면이 이루는 공간은 작업자가 커팅 가공 작업 및 레이저 가공 작업을 수행할 수 있는 작업 공간을 형성할 수 있다. 상기 고정프레임(500)의 전면에는 회전절삭공구(600)가 X축 방향으로 이동될 수 있도록 구동력을 제공하는 X축 구동수단(210a, 210b)이 구비될 수 있다. 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에서 상기 고정프레임(500)은 내측이 중공된 사각의 박스 형상으로 구성하였는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 설계변경할 수 있다. 본 발명에서 상기 고정프레임(500) 상에는 피가공물(미도시)의 가공 형상을 결정하도록 프로그램화 되어 있는 제어부(미도시)가 위치할 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당업자라면 용이하게 설계변경 가능하다.
상기 X축 구동부(200)는 상기 고정프레임(500) 전면에 위치하여 상기 회전절삭공구(600)가 X축 방향으로 이동되어 상기 피가공물(미도시)을 X축 방향에서 가공할 수 있도록 한다. 상기 X축 구동부(200)는 X축 구동수단(210a, 210b) 및 슬라이더(220)를 포함할 수 있다.
상기 X축 구동수단(210a, 210b)은 일측은 상기 고정프레임(500)의 전면에 고정 설치되고, 타측은 슬라이더(220)가 이동가능하도록 고정 설치된다. 상기 X축 구동수단(210a, 210b)은 상기 고정프레임(500) 전면에 가로방향으로 설치되고, 제1 X축 구동수단(210a) 및 제2 X축 구동수단(210b)을 포함한다.
상기 제1 X축 구동수단(210a) 및 제2 X축 구동수단(210b)은 상하 방향으로 일정간격 이격되게 위치하고 상기 고정프레임(500) 전면에 고정설치될 수 있다. 본 발명에서는 상기 피대상물을 커팅 가공하는 회전절삭공구(600)에 좀더 강한 구동력을 제공하기 위하여, 두 개의 구동수단, 즉, 제1 X축 구동수단(210a) 및 제2 X축 구동수단(210b)으로 상기 X축 구동수단(210a, 210b)을 구성하였는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 X축 구동수단(210a, 210b)의 구성을 용이하게 설계변경할 수 있다. 상기 제1 X축 구동수단(210a) 및 제2 X축 구동수단(210b)은 상기 슬라이더(220)를 X축 방향으로 이동시킬 수 있는 구성이라면 어떠한 구성이라도 채용가능하다. 예를 들어, 상기 제1 X축 구동수단(210a) 및 제2 X축 구동수단(210b)은 일정 간격 왕복운동하는 레일과 구동 모터를 이용하여 상기 슬라이더(220)를 X축 방향으로 이동시킬 수 있는데, 이러한 구성은 당업자에게는 공지의 구성인 바 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 슬라이더(220)는 상하 방향의 길이를 가진 판상으로 구성되고, 일측은 상기 X축 구동수단(210a, 210b)과 결합되며, 타측에는 Z축 고정수단이 구비될 수 있다. 상기 슬라이더(220)는 상기 제1 X축 구동수단(210a) 및 제2 X축 구동수단(210b)에 각각 고정되어 X축 방향으로 이동 가능하고, 하기에서 설명될 Z축 구동수단(310)에 의해 승하강 하는 승강판(320)이 Z축 방향으로 이동될 수 있는 이동 경로를 제공할 수 있다.
상기 Z축 구동부(300)는 상기 슬라이더(220) 전면에 위치하고, 상기 회전절삭공구(600)를 상하방향으로 이동시켜 상기 피가공물이 Z축 방향에서 가공될 수 있도록 한다. 상기 Z축 구동부(300)는 Z축 구동수단(310) 및 승강판(320)을 포함한다.
상기 Z축 구동수단(310)은 상기 승강판(320)이 상하 방향, 즉 Z축 방향으로 이동될 수 있는 구동력을 제공한다. 상기 Z축 구동수단(310)은 일측이 상기 슬라이더(220)의 전면에 고정 설치되고, 타측에는 승강판(320)이 구비되어 일정간격 왕복운동할 수 있다. 상기 Z축 구동수단(310)은 상기 승강판(320)을 상하 방향으로 왕복운동 시킬 수 있는 구성이라면 어떠한 구성이라도 가능하며, 예를 들어, 일정 간격 왕복운동할 수 있는 모터 등으로 구성될 수 있다.
상기 승강판(320)은 상기 Z축 구동수단(310)과 결합되고, 상기 Z축 구동수단(310)의 구동력에 의해 상하방향, 즉, Z축 방향으로 이동되어 상기 피가공물을 상향방향으로 가공할 수 있다. 상기 승강판(320)은 상기 X축 구동수단(210a, 210b)에 의해 X축 방향으로 이동되고, Z축 구동수단(310)에 의해 Z축 방향으로 이동함으로써, 상기 본체(100) 상부에 고정된 피가공물을 중심으로 X축 방향, Z축 방향으로 이동할 수 있다. 상기 승강판(320) 하부에는 상기 피가공물을 커팅 가공하는 회전절삭공구(600)가 구비될 수 있다.
상기 회전절삭공구(600)는 상기 승강판(320) 하부에 위치하고, 상기 피가공물과 직접 접촉하여 피가공물을 커팅 가공 등을 수행할 수 있다. 상기 회전절삭공구(600)는 상기 승강판(320)과 연동되어 이동되는데, 상기 승강판(320)의 이동에 따라 X축 방향, Z축 방향으로 이동되어 상기 피가공물에 대하여 절삭 공정을 수행할 수 있다. 상기 회전절삭공구(600)에 대한 구체적인 구성은 공지의 사실인 바, 본 명세서에서 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 레이저 가공장치(10)는 레이저빔을 가공하자고 하는 피가공물 상에 조사하면서 드릴링(drilling), 마킹(marking), 또는 커팅(cutting) 등의 가공 작업을 수행하는 가공장치를 의미한다. 본 발명에서 상기 레이저 가공장치(10)는 화이버(Fiber) 레이저 가공장치(10)가 사용될 수 있는데, 상기 화이버 레이저 가공장치(10)의 개략적인 원리는 도 6에 도시된 바와 같다.
도 6을 참조하면, 상기 화이버 레이저 가공장치(10)는, 이득매질이 도핑된 코어를 가진 광화이버(20)와, 상기 광화이버(20)의 양단에 광학적으로 대향하여 배치된 광공진기(31, 32)와, 광화이버(20) 내의 이득매질을 여기시키기 위한 레이저빔을 출사하는 레이저 다이오드(40)를 포함한다. 상기 광공진기(31, 32)는, 광화이버(20)의 출력단에 배치된 출력경(31)과 반대쪽 단부에 배치된 전반사경(32)으로 이루어져 있다. 상기 광화이버(20), 광공진기(31, 32) 및 레이저 다이오드(40)는 케이스(50) 내에 설치되어 보호된다. 그리고, 상기 화이버 레이저 가공장치(10)는 도시되지는 않았지만 레이저 다이오드 전원과, 레이저빔의 출사를 제어하는 제어유닛을 가지고 있다. 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에서 상기 화이버 레이저 가공장치(10)는 슬라이더(220)에 고정 설치되도록 구성하였는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 상기 화이버 레이저 가공장치(10)를 착탈시킬 수 있도록 설치할 수도 있다.
상기 Y축 구동부(400)는 상기 피가공물을 Y축 방향으로 이동시키기 위하여 구비될 수 있다. 상기 X축 구동부(200) 및 Z축 구동부(300)는 각각 X축 방향 및 Z축 방향으로 승강판(320)을 이동시켜 결과적으로 회전절삭공구(600)가 X축 방향 및 Z축 방향으로 이동될 수 있도록 하는데 반하여, 상기 Y축 구동부(400)는 상기 본체(100) 상에 위치한 테이블(410)을 Y축 방향으로 이동시켜 결과적으로 회전절삭공구(600)가 Y축 방향으로 이동될 수 있도록 한다. 상기 Y축 구동부(400)는 Y축 구동수단(미도시) 및 테이블(410)을 포함할 수 있다.
상기 Y축 구동수단(미도시)은 상기 테이블(410)을 Y축 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다. 상기 Y축 구동수단(미도시)은 상기 본체(100) 상에서 상기 테이블(410)을 Y축 방향으로 일정거리 왕복운동시킬 수 있는 구성이라면 어떠한 구성이라도 무방한데, 예를 들어, 상기 Y축 구동수단(미도시)은 모터 등을 이용하여 상기 테이블(410)이 일정거리 이동되도록 구성할 수 있다.
상기 테이블(410)은 상기 본체(100) 상에 위치하고, 상기 Y축 구동수단의 구동력에 의해 Y축 방향으로 따라 일정 거리 왕복운동할 수 있다. 상기 슬라이더(220)의 하부에 위치하는 본체(100) 상에는 가공될 피가공물이 고정장치(미도시)에 의해 고정 장착되어 있는데, 상기 테이블(410)은 상기 회전절삭공구(600)의 Y축 방향의 이동을 조절하여 상기 피가공물이 Y축 방향에서 가공될 수 있도록 한다.
상기 제어부(미도시)는 상기 본체(100) 상에 위치하는 피가공물이 커팅 가공 또는 레이저 가공될 수 있도록 하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 제어부는 상기 피가공물이 가공되는 형상에 맞게 프로그램화 될 수 있는데, 상기 제어부의 전기적 신호에 의해 상기 피가공물의 커팅 가공을 수행하거나 레이저 가공을 수행할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 화이버 레이저 가공장치(10)가 부착된 다이아 커팅기(1)의 작동방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 상기 본체(100) 상에 위치한 테이블(410) 상에 고정장치를 이용하여 피가공물을 고정시킨다.
다음, 제어부를 통하여 상기 화이버 레이저 가공장치(10)가 부착된 다이아 커팅기(1)에 전원을 인가하면 상기 제어부 상에 입력된 프로그램에 의해 상기 피가공물을 가공하기 시작한다. 예를 들어, 가공부위가 평면인 경우에는 X축 구동부(200) 및 Y축 구동부(400)에 의해 상기 회전절삭공구(600)가 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동하여 상기 피가공물을 가공하고, 가공부위가 입체적인 형상인 경우에는 Z축 구동부(300)에 의해 상기 회전절삭공구(600)가 Z축 방향으로 이동하여 상기 피기공물을 가공하게 된다.
그 다음, 상기 회전절삭공구(600)가 상기 피가공물의 가공작업, 예를 들어, 커팅작업을 마치면 제어부에 설정된 프로그램에 의해 회전절삭공구(600)에 의한 가공작업을 일시적으로 중단함과 동시에 화이버 레이저 가공장치(10)가 작동되게 된다.
이어서, 제어부에 의해 전기적 신호를 인가받은 화이버 레이저 가공장치(10)는 피가공물의 가공부위의 형상에 따라 레이저 빔의 초점거리가 조절된 상태에서 레이저빔을 조사함으로써 상기 피가공물의 레이저 가공을 수행하게 된다.
즉, 본 발명에 따른 화이버 레이저 가공장치(10)는 레이저빔을 조사하여 피가공물을 가공하는 경우, 상기 화이버 레이저 가공장치(10)는 피가공물 상의 일정 영역 상에 고정되고, 상기과 같이 피가공물 상의 일정 영역 상에 고정된 상태에서 레이저빔을 피가공물의 지정된 좌표에 조사하는 것으로, 피가공물의 형상 변화에 관계없이 미세가공이 가능하므로 휴대폰, 스마트폰, 테블릿 PC 등 전자제품 커버 사출물을 대량 생산할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1; 다이아 커팅기 10; 레이저 가공장치
100; 본체 200; X축 구동부
210a, 210b; X축 구동수단 220; 슬라이더
300; Z축 구동부 310; Z축 구동수단
320; 승강판 400; Y축 구동부
410; Y축 구동수단 420; 테이블
500; 고정프레임 600; 회전절삭공구

Claims (6)

  1. 본체;
    상기 본체 상부의 일측에 위치하는 고정프레임;
    상기 고정프레임 전면에 위치하고, 회전절삭공구를 X축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 X축 구동부;
    상기 X축 구동부 전면에 위치하고, 회전절삭공구를 Z축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 Z축 구동부;
    상기 X축 구동부와 연결되고, 피가공물에 레이저 빔을 조사할 수 있는 화이버 레이저 가공장치;
    상기 본체 상에 위치하는 피가공물을 Y축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 Y축 구동부; 및
    상기 피가공물이 가공되는 형상에 맞게 프로그램화 되고, 전기적 신호를 인가하여 피가공물의 커팅 가공이나 레이저 가공을 수행되도록 하는 제어부를 포함하되,
    상기 X축 구동부는,
    상기 고정프레임 전면에 가로 방향으로 고정설치되고, 회전절삭공구가 X축 방향으로 이동되도록 하는 구동력을 제공하는 X축 구동수단; 및
    상기 X축 구동수단의 구동력을 전달받아 X축 방향으로 이동 가능한 슬라이더를 포함하고,
    상기 X축 구동수단은 제1 X축 구동수단 및 제2 X축 구동수단을 포함하되,
    상기 제1 X축 구동수단 및 제2 X축 구동수단은 상하 방향으로 일정간격 이격되게 위치하고 상기 고정프레임 전면에 고정 설치되고,
    상기 Z축 구동부는,
    상기 슬라이더 전면에 위치하고 회전절삭공구를 상하 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 Z축 구동수단; 및
    상기 Z축 구동수단의 구동력을 전달받아 Z축 방향으로 이동 가능한 승강판을 포함하며,
    상기 Y축 구동부는,
    상기 본체 상에 위치하고, Y축 방향으로 일정거리 왕복운동할 수 있는 테이블; 및
    상기 테이블을 Y축 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 Y축 구동수단을 포함하고,
    상기 화이버 레이저 가공장치는,
    상기 슬라이더에 고정 설치되고,
    이득매질이 도핑된 코어를 가진 광화이버;
    상기 광화이버의 양단에 광학적으로 대향하여 배치된 광공진기; 및
    상기 광화이버 내의 이득매질을 여기시키기 위한 레이저빔을 출사하는 레이저 다이오드를 포함하며,
    상기 광공진기는 상기 광화이버의 출력단에 배치된 출력경; 및
    반대쪽 단부에 배치된 전반사경을 포함하고,
    상기 화이버 레이저 가공장치는 레이저빔을 조사하여 피가공물을 가공하는 경우 피가공물 상의 일정 영역 상에 고정되고, 피가공물 상의 일정 영역 상에 고정된 상태에서 레이저빔을 피가공물의 지정된 좌표에 조사하여 전자제품 커버 사출물을 가공하는 것을 특징으로 하는 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회전절삭공구는 상기 승강판 하부에 위치하고 피가공물과 직접 접촉하여 피가공물을 가공하는 것을 특징으로 하는 화이버 레이저 가공장치가 부착된 다이아 커팅기.
  5. 삭제
  6. 삭제
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