KR101517602B1 - Optical head for laser machining - Google Patents

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KR101517602B1
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Abstract

본 발명은 노즐로 산화 방지 가스를 분사하여 공간의 제약에서 벗어나 다양한 크기의 재료를 가공할 수 있으며, 세정을 통해 가공의 신뢰성을 향상시키는 레이저 가공용 광학 헤드를 위하여,가공물의 산화를 방지하는 산화 방지 가스와 레이저를 동축으로 방출하는 제1노즐과, 상기 제1노즐과 연통되어 상기 산화 방지 가스를 상기 제1노즐로 공급하는 제1관과, 상기 가공물을 세정하도록 세정 가스를 상기 가공물로 분사하되 상기 제1노즐이 상기 산화 방지 가스와 상기 레이저를 방출하기 전에 상기 세정 가스를 분사하며 상기 제1노즐을 감싸는 제2노즐과, 상기 제2노즐과 연통되어 상기 세정 가스를 공급하는 제2관을 포함하는, 레이저 가공용 광학 헤드를 제공한다. The present invention relates to an optical head for laser processing, which can process materials of various sizes without departing from the space limitation by injecting an antioxidant gas with a nozzle and improve the reliability of processing through cleaning, A first tube communicating with the first nozzle to supply the antioxidant gas to the first nozzle, and a second tube communicating with the first nozzle to spray the cleaning gas to the workpiece so as to clean the workpiece, A second nozzle for spraying the cleaning gas and surrounding the first nozzle before the first nozzle discharges the oxidation-preventing gas and the laser, and a second tube communicating with the second nozzle to supply the cleaning gas, And an optical head for laser processing.

Description

레이저 가공용 광학 헤드{Optical head for laser machining}[0001] The present invention relates to an optical head for laser machining,

본 발명은 레이저를 이용하여 가공물을 가공하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 레이저 가공용 광학 헤드에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for processing a workpiece using a laser, and more particularly, to an optical head for laser processing.

일반적으로 레이저를 이용한 재료의 가공은 산업 전방에 걸쳐서 적용 분야가 급속히 확대되어 가고 있다. 레이저가 갖고 있는 재료 가공에서의 우수한 특성은 레어저 가공이 열처리, 용접, 드릴링 공정 등에서 기존의 공정을 대체하고 있으며, 이를 통한 품질 및 신뢰성 그리고 생산성 향상을 도모하고 있다. 이러한 레이저 가공의 중요한 장점은 정밀성, 공정의 유연성, 비접촉 가공 그리고 최소의 열영향부 등을 들 수 있다. In general, the processing of materials using lasers is rapidly expanding in application fields throughout the industry. The superior characteristics of laser processing in materials processing are replacing existing processes in heat treatment, welding, and drilling processes, thereby improving quality, reliability and productivity. Important advantages of such laser machining include precision, process flexibility, non-contact machining, and minimal thermal effects.

그러나 이러한 종래의 레이저 가공 장치, 특히 레이저 폴리싱 장치는 챔버 내에서 재료를 가공하여 공간의 제약에 의해 다양한 크기의 재료를 가공하지 못하였으며, 가공 전 세정공정을 할 수 없었다. However, such conventional laser processing apparatuses, particularly laser polishing apparatuses, have not been able to process materials in various sizes due to space constraints by processing materials in the chamber, and can not perform cleaning processes before processing.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 노즐로 산화 방지 가스를 분사하여 공간의 제약에서 벗어나 다양한 크기의 재료를 가공할 수 있으며, 세정을 통해 가공의 신뢰성을 향상시키는 레이저 가공용 광학 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems and it is an object of the present invention to provide a cleaning method and a cleaning method capable of processing materials of various sizes, An object of the present invention is to provide an optical head for laser processing. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 관점에 따르면, 가공물의 산화를 방지하는 산화 방지 가스와 레이저를 동축으로 방출하는 제1노즐과, 상기 제1노즐과 연통되어 상기 산화 방지 가스를 상기 제1노즐로 공급하는 제1관과, 상기 가공물을 세정하도록 세정 가스를 상기 가공물로 분사하되 상기 제1노즐이 상기 산화 방지 가스와 상기 레이저를 방출하기 전에 상기 세정 가스를 분사하며 상기 제1노즐을 감싸는 제2노즐과, 상기 제2노즐과 연통되어 상기 세정 가스를 공급하는 제2관을 포함하는, 레이저 가공용 광학 헤드가 제공된다. According to one aspect of the present invention, there is provided an antioxidative gas cleaning apparatus comprising: a first nozzle coaxially discharging an antioxidant gas and a laser to prevent oxidation of a workpiece; a first nozzle communicating with the first nozzle to supply the antioxidant gas to the first nozzle A second nozzle for spraying a cleaning gas to the workpiece to clean the workpiece and spraying the cleaning gas before the first nozzle discharges the oxidation preventing gas and the laser, And a second tube communicating with the second nozzle to supply the cleaning gas.

상기 제1노즐 및 상기 제2노즐의 단부는 상호 인접하도록 배치될 수 있다. The end portions of the first nozzle and the second nozzle may be disposed adjacent to each other.

상기 제2노즐은 상기 제1노즐을 통해 상기 레이저 및 상기 산화 방지 가스를 분출한 후 상기 세정 가스를 분출할 수 있다.The second nozzle may eject the cleaning gas after ejecting the laser and the oxidation-preventing gas through the first nozzle.

상기 제2노즐은 상기 제1노즐을 통해 상기 레이저 및 상기 산화 방지 가스를 분출한 후 상기 가공물을 급냉시키도록 상기 세정 가스를 분출할 수 있다. The second nozzle may eject the cleaning gas to eject the laser and the antioxidant gas through the first nozzle and then quench the workpiece.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 노즐로 산화 방지 가스를 분사하여 공간의 제약에서 벗어나 다양한 크기의 재료를 가공할 수 있으며, 세정을 통해 가공의 신뢰성을 향상시키는 레이저 가공용 광학 헤드를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention as described above, an oxidation preventing gas is injected into a nozzle to process materials of various sizes out of the restriction of a space, and an optical head for laser processing Can be implemented. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 광학 헤드를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 광학 헤드 중 이중 노즐을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 2의 이중 노즐의 단부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4 및 도 5는 전술한 레이저 가공용 광학 헤드를 이용한 가공 순서를 개략적으로 도시하는 순서도이다.
1 is a conceptual diagram schematically showing an optical head for laser processing according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing a double nozzle of an optical head for laser processing according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a plan view schematically showing an end portion of the double nozzle of Fig. 2; Fig.
Figs. 4 and 5 are flowcharts schematically showing a processing procedure using the above-described optical head for laser processing.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 광학 헤드를 개략적으로 도시하는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 광학 헤드 중 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 본 실시예에 따른 레이저 가공용 광학 헤드는 제1노즐(110), 제1관(120), 제2노즐(130) 및 제2관(140)을 포함한다. 노즐들의 구체적인 설명에 앞서 본 실시예에 따른 레이저 가공용 광학 헤드를 설명한다.FIG. 1 is a conceptual view schematically showing an optical head for laser processing according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a part of an optical head for laser processing according to an embodiment of the present invention. The optical head for laser processing according to this embodiment includes a first nozzle 110, a first tube 120, a second nozzle 130, and a second tube 140. Prior to a specific description of the nozzles, the optical head for laser processing according to this embodiment will be described.

본체(300)는 레이저 가공을 위한 각종 구성요소가 결합될 수 있다. 예컨대 본체(300)는 하우징 형태 또는 프레임 형태로 내측, 외측 또는 내외측에 걸쳐 각종 구성요소가 결합된다.The main body 300 may be combined with various components for laser processing. For example, the main body 300 is coupled to various components in the form of a housing, a frame, or the like.

광파이버(400)는 레이저를 발생시키는 레이저 발생원(미도시)으로부터 발생된 레이저를 본체(300)의 내부로 유도하며, 이를 위해 일측은 레이저 발생원과 연결되고, 타측은 본체(300)에 내입되는 형태로 구비된다. 이때, 광파이버(400)는 본체(300)의 내부로 유도되는 레이저의 퍼짐 현상을 방지하기 위하여 광커플러(410)를 통해 본체(300)에 결합된다. 여기서 광화이버(400)는 노즐과 대략 수직인 위치에 결합될 수 있다.The optical fiber 400 guides a laser generated from a laser source (not shown) for generating a laser to the inside of the main body 300. For this purpose, the optical fiber 400 is connected to a laser source and the other side is inserted into the main body 300 Respectively. The optical fiber 400 is coupled to the main body 300 through an optical coupler 410 to prevent the laser from being scattered into the main body 300. Here, the optical fiber 400 can be coupled at a position substantially perpendicular to the nozzle.

스캐너(200)는 광파이버(400)를 통해 본체(300)로 유도된 레이저를 반사 또는 꺾어 노즐로 안내한다. 예컨대 도시된 바와 같이 스캐너(200)는 다수의 전반사 미러를 이용하여 레이저의 광로를 변경할 수 있다. 스캐너(200)는 다수의 미러를 회전시키거나 각도를 변경하여 가공물(W)의 조사면 상에서의 형상을 특정 패턴이 되도록 형성할 수 있다. 또한, 스캐너(200)는 레이저의 광의 직경을 변경할 수 있다. 이를 위하여 스캐너(200)는 적어도 하나의 구동부(미도시)를 포함한다.The scanner 200 reflects or deflects the laser beam guided to the main body 300 through the optical fiber 400 and guides the laser beam to the nozzle. For example, as shown in the figure, the scanner 200 can change the optical path of the laser using a plurality of total reflection mirrors. The scanner 200 can form a shape on the irradiation surface of the work W so as to have a specific pattern by rotating a plurality of mirrors or changing an angle. Further, the scanner 200 can change the diameter of the laser beam. To this end, the scanner 200 includes at least one driver (not shown).

한편, 본체(300)로 유도되어 스캐너(200)를 거친 레이저는 가공물(W)로 방출되는데, 이때 제1노즐(110)을 통해 가공물(W)로 방출된다. 제1노즐(110)은 본체(300)의 일측에 결합되고 가공물(W)을 향해 연장되어, 내부를 통해 레이저가 방출된다. 레이저를 방출하여 가공물(W)을 가공하는 것에 대해 설명하면, 가공물(W)을 절단하는 등 여러 작업을 할 수 있다. 특히, 가공물(W)을 폴리싱할 수 있다. The laser beam guided to the main body 300 and passed through the scanner 200 is emitted as a workpiece W. At this time, the laser beam is emitted to the workpiece W through the first nozzle 110. The first nozzle 110 is coupled to one side of the main body 300 and extends toward the workpiece W so that the laser is emitted through the inside thereof. Describing the processing of the workpiece W by emitting a laser, various operations such as cutting the workpiece W can be performed. In particular, the workpiece W can be polished.

또한, 제1노즐(110)은 가공물(W)의 산화를 방지하는 산화 방지 가스를 레이저와 동축으로 방출한다. 구체적으로 레이저로 가공물(W)을 가공할 때, 가공물(W)이 레이저에 의해 용융되며 대기 중의 산소와 반응하여 산화되는 경우가 발생하였다. 이를 방지하기 위하여 레이저 가공시 산화 방지 가스를 가공 표면에 분사한다. 즉 산화 방지 가스가 가공물(W)의 가공 표면에 산소가 접근하는 것을 차단하여 가공물(W)의 산화를 방지한다. 이때, 산화 방지 가스가 레이저보다 약간 먼저 방출되거나 거의 동시에 방출된다. Further, the first nozzle 110 coaxially cools the antioxidant gas, which prevents oxidation of the workpiece W, with the laser. Specifically, when the workpiece W is processed by a laser, the workpiece W is melted by the laser and reacted with oxygen in the atmosphere to be oxidized. In order to prevent this, antioxidant gas is sprayed on the machined surface during laser machining. In other words, the oxidation preventing gas prevents oxygen from approaching the machined surface of the workpiece W, thereby preventing oxidation of the workpiece W. At this time, the antioxidant gas is emitted slightly earlier than the laser or emitted almost simultaneously.

이때, 레이저를 방출하는 노즐과 산화 방지 가스를 분사하는 노즐이 다른 경우에는, 레이저가 방출되는 각도와 산화 방지 가스가 분사되는 각도가 다르기 때문에 레이저로 가공하는 가공물(W)의 표면과, 산화 방지 가스가 산소를 차단하는 가공물(W)의 표면이 다를 수 있다. 이로 인해 산화 방지 가스가 가공 표면에 접촉하는 산소를 완벽히 차단한 수 없다. 이를 방지하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면 가공물(W)을 레이저 가공할 시 하나의 노즐로 레이저와 산화 방지 가스를 동축으로 분사한다. At this time, when the nozzle for emitting the laser and the nozzle for spraying the antioxidant gas are different, since the angle at which the laser is emitted and the angle at which the antioxidant gas is injected are different, the surface of the workpiece W to be processed by the laser, The surface of the workpiece W where the gas blocks oxygen may be different. As a result, the oxidation-preventing gas can not completely block the oxygen coming into contact with the working surface. In order to prevent this, according to an embodiment of the present invention, when the workpiece W is laser-processed, the laser and the oxidation-preventing gas are coaxially injected into one nozzle.

제1관(120)은 제1노즐(110)과 연통되어 산화 방지 가스를 제1노즐(110)로 공급한다. 예컨대 제1관(120)은 일단이 제1노즐(110)의 측면에 결합되고, 타단이 산화 방지 가스를 공급하는 공급부(예를 들어, 봄베)로부터 연장된 제1튜브(500)와 연결된다.The first pipe 120 communicates with the first nozzle 110 to supply the oxidation-preventing gas to the first nozzle 110. For example, the first tube 120 is connected to the first tube 500, one end of which is coupled to the side of the first nozzle 110, and the other end of which is extended from a supply part (for example, a bomb) .

여기서 전술한 산화 방지 가스는 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스를 포함하거나, 질소를 포함할 수 있다. The above-described antioxidant gas may contain an inert gas such as argon, helium, or the like, or may contain nitrogen.

제2노즐(130)은 제1노즐(110)을 감싼다. 즉 제2노즐(130)이 제1노즐(110)의 외측에 구비되어, 제1노즐(110) 및 제2노즐(130)은 이중 노즐(100)을 구성한다. 이때, 제2노즐(130)의 단부와 제1노즐(110)의 단부는 인접하게 된다. 즉 제1노즐(110) 및 제2노즐(130)은 가공물(W)로부터 대략 동일한 높이에 위치하게 된다.The second nozzle 130 surrounds the first nozzle 110. That is, the second nozzle 130 is provided outside the first nozzle 110, and the first nozzle 110 and the second nozzle 130 constitute the double nozzle 100. At this time, the end of the second nozzle 130 and the end of the first nozzle 110 are adjacent to each other. That is, the first nozzle 110 and the second nozzle 130 are located at substantially the same height from the work W.

그리고 제2노즐(130)은 가공물(W)을 세정하도록 세정 가스를 가공물(W)로 분사하되 제1노즐(110)이 산화 방지 가스와 레이저를 방출하기 전에 세정 가스를 분사한다. 가공물(W)은 레이저 공정 전에 밀링 등의 공작기계에 의해 절단 또는 연마 등의 공정을 거치는 경우가 많다. 기계적 연마 공정을 거친 가공물(W)은 표면에 분진, 절삭유 및 절삭칩 등이 잔존하여 레이저 공정이 원활히 이루어지지 않을 수 있다. The second nozzle 130 injects the cleaning gas into the work W so as to clean the work W and injects the cleaning gas before the first nozzle 110 releases the antioxidant gas and the laser. The workpiece W is often subjected to a process such as cutting or polishing by a machine tool such as a milling machine before laser processing. The workpiece W that has been subjected to the mechanical polishing process may not have a smooth laser process due to dust, cutting oil, and cutting chips remaining on the surface.

따라서 세정 가스를 가공물(W)로 분사하여 가공물(W) 표면에 잔존하는 분진, 절삭유를 제거하고, 가공물(W)을 레이저로 가공한다. 이로 인해 레이저 가공의 정밀도를 향상시킬 수 있다. Accordingly, the cleaning gas is jetted with the work W to remove the dust and cutting oil remaining on the surface of the work W, and the work W is processed by the laser. This can improve the precision of laser machining.

추가적으로, 제2노즐은 레이저 가공 후 세정 가스를 분사한다. 이처럼 레이저 가공 후 세정 가스를 분사하여, 레이저 가공 후 가공 표면에 존재하는 부산물을 제거할 수 있을 뿐 아니라 가열된 가공물(W)을 냉각하여 경도를 상승시키는 효과를 유도할 수도 있다.Additionally, the second nozzle injects cleaning gas after laser machining. By spraying the cleaning gas after the laser processing, it is possible not only to remove the by-products present on the processed surface after the laser processing, but also to induce the effect of cooling the heated work W to increase the hardness.

한편, 레이저를 방출하는 노즐과 다른 위치에 존재하는 노즐에서 세정 가스를 분사하면, 세정 가스가 분사되어 절삭유를 제거하는 가공물(W)의 표면과 레이저 가공이 진행되는 가공물(W)의 표면이 다를 수 있다. 이를 방지하기 위하여 제2노즐(130)이 제1노즐(110)을 감싸도록 배치하여, 세정 가스의 분사 영역과 레이저의 가공 영역이 대략 일치하도록 할 수 있다. On the other hand, when the cleaning gas is jetted from nozzles existing at positions different from the nozzles which emit the laser, the surface of the workpiece W from which the cleaning gas is jetted is different from the surface of the workpiece W . In order to prevent this, the second nozzle 130 may be disposed so as to surround the first nozzle 110 so that the jetting region of the cleaning gas and the processing region of the laser are substantially coincident with each other.

제2관(140)은 제2노즐(130)과 연통되어 세정 가스를 제2노즐(130)로 공급한다. 예컨대 제2관(140)은 일단이 제2노즐(130)의 측면에 결합되고, 타단이 세정 가스를 공급하는 공급부(예컨대 봄버)로부터 연장된 제2튜브(600)와 연결된다. The second pipe 140 communicates with the second nozzle 130 to supply the cleaning gas to the second nozzle 130. For example, the second tube 140 is connected to the second tube 600, one end of which is coupled to the side of the second nozzle 130, and the other end of which is extended from a supply part (for example, a bomber)

여기서 전술한 세정 가스는 이산화탄소 가스를 포함할 수 있다. 여기서 이산화탄소 가스는 노즐을 통하여 분사될 경우 압축 및 팽창과정을 거치며 드라이 아이스 알갱이로 변하는데 이는 재료에 분사되어 세정작용을 일으킨다. 드라이 아이스는 재료를 급냉시키는데, 이때 금속재료를 포함하는 가공물(W)은 담금질 효과에 의해 경도가 상승하는 효과를 얻을 수 있다.The cleaning gas described above may include carbon dioxide gas. Here, when the carbon dioxide gas is injected through the nozzle, the carbon dioxide gas is compressed and expanded to become dry ice particles, which are injected into the material to cause a cleaning action. The dry ice quenches the material. At this time, the work (W) including the metal material can obtain the effect of increasing the hardness by the quenching effect.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 광학 헤드의 노즐들의 단부를 개략적으로 도시하고 있다. 제2노즐(130)과 제1노즐(110) 간의 간격(D)은 제1노즐(110)의 직경(R)보다 작을 수 있다. 구체적으로 가공물(W)의 표면에 잔존하는 절삭유 및 절삭칩 등을 제거하기 위하여 세정 가스가 빠른 속도고 분사되어야 한다. 따라서 제1노즐(110)과 제2노즐(130) 간의 간격(D)을 좁게 하여 세정 가스의 분사 속도를 높일 수 있다. 3 schematically shows an end of nozzles of an optical head for laser processing according to an embodiment of the present invention. The distance D between the second nozzle 130 and the first nozzle 110 may be smaller than the diameter R of the first nozzle 110. Specifically, the cleaning gas must be sprayed at a high speed in order to remove cutting oil and cutting chips remaining on the surface of the work W. Accordingly, the interval D between the first nozzle 110 and the second nozzle 130 can be narrowed to increase the jetting speed of the cleaning gas.

도 4 내지 도 5는 전술한 실시예에 따른 레이저 가공용 광학 헤드를 시간의 순서에 따라 도시한 순서도이다. Figs. 4 to 5 are flowcharts showing the optical heads for laser processing according to the above-described embodiments in order of time.

도 4를 참조하면, 가공물(W)의 기계적인 가공을 마치면, 절삭유 및 절삭칩 등을 제거하기 위하여 제2노즐(130)을 통해 세정 가스를 분사한다. 가공물(W)의 표면을 레이저로 가공하는 공정은 절단 공정과는 다르게 가공물(W)의 표면에 절삭유 및 절삭칩 등이 존재하지 않아야 가공물(W)의 표면이 고르게 가공된다. 구체적으로 레이저 절단 공정은 절삭유 등을 가공물(W)과 같이 태우면 되지만, 레이저 가공 공정은 가공물(W)의 표면에 절삭유가 존재하면 가공물(W)을 얇은 두께로 녹이는 레이저 가공 공정의 특성 상 가공물(W)의 표면이 고르게 가공되지 않는다. 따라서 가공물(W)의 표면을 고르게 가공하기 위하여 가공물(W)에 세정 가스를 분사하여 가공물(W)의 표면을 정돈한다.Referring to FIG. 4, when the workpiece W is mechanically machined, a cleaning gas is sprayed through the second nozzle 130 to remove cutting oil and cutting chips. Unlike the cutting process, the surface of the workpiece W is processed uniformly without the presence of cutting oil and cutting chips on the surface of the workpiece W. Specifically, in the laser cutting process, the cutting oil or the like may be burnt together with the workpiece W. In the laser machining process, however, if the cutting oil exists on the surface of the workpiece W, W are not uniformly processed. Accordingly, in order to uniformly process the surface of the work W, a cleaning gas is sprayed on the work W to trim the surface of the work W.

도 5를 참조하면, 세정 가스 분사 후 제1노즐(110)을 통해 레이저 및 산화 방지 가스를 동축으로 분사하여 가공물(W)을 가공한다. 레이저 가공 공정은 가공물(W)의 표면을 순간적으로 용융시키기 때문에 산소와의 반응이 빨라 산화 반응이 용이하게 일어난다. 따라서 레이저의 방출과 산화 방지 가스의 분사를 동축으로 하여 산화 반응을 방지한다. Referring to FIG. 5, a workpiece W is processed by coaxially injecting laser and antioxidant gas through a first nozzle 110 after injecting a cleaning gas. Since the laser machining process instantaneously melts the surface of the workpiece W, the reaction with oxygen is fast and the oxidation reaction easily occurs. Therefore, the emission of the laser and the injection of the oxidation preventing gas are coaxial to prevent the oxidation reaction.

가공 선택적으로 제2노즐(130)을 통해 세정 가스를 분사한다. 가공 단계 후 가공물(W)에 존재할 수 있는 이물질을 세정 가스를 분사하는 연속 공정을 통해 용이하게 제거하여, 케미컬을 이용한 별도의 세정 공정을 수행하지 않아, 공정을 단순화 및 효율화할 수 있다. And selectively injects the cleaning gas through the second nozzle 130. Foreign substances that may be present in the workpiece W after the processing step can be easily removed through a continuous process of spraying the cleaning gas, and a separate cleaning process using chemicals can be omitted, thereby simplifying and streamlining the process.

특히, 가공 후 제2노즐(130)을 통해 세정 가스를 분사하여 가공물을 급냉시킬 수 있다. 이로 인해, 전술한 바와 같이 담금질 효과가 발생하여 가공물(W)의 경도를 향상시킬 수 있다. Particularly, it is possible to quench the workpiece by spraying the cleaning gas through the second nozzle 130 after processing. As a result, the quenching effect is generated as described above, and the hardness of the work W can be improved.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 이중 노즐 110: 제1노즐
120: 제1관 130: 제2노즐
140: 제2관 200: 스캐너
300: 본체 400: 광화이버
410: 광커플러 500: 제1튜브
600: 제2튜브
100: double nozzle 110: first nozzle
120: first tube 130: second nozzle
140: Second tube 200: Scanner
300: main body 400: optical fiber
410: Optocoupler 500: First tube
600: second tube

Claims (4)

본체;
상기 본체에 결합되며, 가공물의 산화를 방지하는 산화 방지 가스와 레이저를 동축으로 방출하는 제1노즐;
상기 제1노즐과 연통되어 상기 산화 방지 가스를 상기 제1노즐로 공급하는 제1관;
상기 제1노즐을 감싸며, 상기 가공물을 세정하도록 레이저 가공 전 및 후에 상기 가공물에 이산화탄소 가스를 포함하는 세정 가스를 분사하는 제2노즐;
상기 제2노즐과 연통되어 상기 세정 가스를 공급하는 제2관;
상기 제1노즐에 레이저를 공급하되 레이저 발생원에서 발생된 레이저를 상기 본체에 전달하는 광파이버; 및
상기 본체 내에 설치되며, 상기 광파이버를 통해 상기 본체로 유도된 레이저를 상기 제1노즐로 안내하여 상기 가공물을 폴리싱하는 스캐너를 포함하고,
상기 제2노즐은 상기 제1노즐을 통한 폴리싱 가공 전에 세정 가스를 가공물로 분사하여 상기 가공물의 표면을 세정하고, 상기 제1노즐을 통한 폴리싱 가공 후 상기 세정 가스를 분사하여 상기 가공물의 표면을 세정함과 아울러 냉각시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 광학 헤드.
main body;
A first nozzle coupled to the body and coaxially discharging an antioxidant gas and a laser to prevent oxidation of the workpiece;
A first tube communicating with the first nozzle to supply the antioxidant gas to the first nozzle;
A second nozzle surrounding the first nozzle and spraying a cleaning gas containing carbon dioxide gas to the workpiece before and after laser processing to clean the workpiece;
A second tube communicating with the second nozzle to supply the cleaning gas;
An optical fiber for supplying a laser to the first nozzle and transmitting the laser generated from the laser source to the main body; And
And a scanner installed in the main body and guiding a laser guided to the main body through the optical fiber to the first nozzle to polish the workpiece,
Wherein the second nozzle is configured to clean the surface of the workpiece by spraying a cleaning gas to the workpiece prior to polishing through the first nozzle and to spray the cleaning gas through the first nozzle to clean the surface of the workpiece And the optical head is configured to be cooled.
청구항 1에 있어서,
상기 제1노즐 및 상기 제2노즐의 단부는 상호 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 광학 헤드.
The method according to claim 1,
And the end portions of the first nozzle and the second nozzle are arranged so as to be adjacent to each other.
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