KR101607841B1 - Test apparatus for laser welding device - Google Patents
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Abstract
레이저 용접 장치 설계를 위한 테스트 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 테스트 장치는 모재에 조사되는 레이저 빔이 통과하는 중공부가 형성된 몸체; 상기 중공부에 설치되는 보호 유리; 및 상기 보호 유리보다 상기 모재에 가깝게 상기 중공부에 설치되고, 레이저 빔이 조사된 상기 모재로부터 상기 보호 유리로 솟아오르는 플라즈마를 차단하기 위한 에어를 분사하는 에어 분사 부재를 포함하고, 상기 보호 유리와 상기 에어 분사 부재의 설치 위치가 변경 가능하고, 상기 중공부의 내측면에는, 상기 모재로부터 멀어지는 방향으로 이격 배치되는 복수의 설치홈이 형성되고, 상기 보호 유리 및 상기 에어 분사 부재는 각각 상기 설치홈들 중 하나에 설치된다.A test apparatus for designing a laser welding apparatus is disclosed. A test apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a body having a hollow portion through which a laser beam irradiated to a base material passes; A protective glass provided on the hollow portion; And an air jet member which is provided in the hollow portion closer to the base material than the protective glass and which emits air for blocking plasma rising from the base material irradiated with the laser beam to the protective glass, Wherein a plurality of installation grooves are formed on the inner side surface of the hollow portion so as to be spaced apart from the base material in a direction away from the base material, Lt; / RTI >
Description
본 발명은 레이저 용접 장치 설계를 위한 테스트 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a test apparatus for designing a laser welding apparatus.
레이저 용접 중 발생하는 플라즈마와 초미세 입자는 레이저 광학계 시스템 설계시 고려하여야 할 주요한 사항이다.Plasma and ultrafine particles generated during laser welding are important issues to consider when designing a laser optical system.
고밀도 레이저 빔의 조사로 인한 플라즈마와 초미세입자들은 수직으로 상승하여 코팅된 보호 유리에 부착하거나 열 손상을 주게 된다. 코팅된 보호 유리는 이와 같이 플라즈마와 초미세입자로 인한 집광렌즈의 손상을 피하기 위해 일반적으로 사용되는 장치이다Plasma and ultra-fine particles due to the irradiation of the high-density laser beam rise vertically to adhere to or adhere to the coated protective glass. Coated protective glass is thus a commonly used device to avoid damage to the condenser lens due to plasma and micro-tenants
광학계 전반의 손상을 미연에 방지 하기 위하여 코팅된 보호 유리 하단에 고압의 에어 나이프 기능을 설치하기도 한다. 이 에어 나이프 기능은 레이저 빔 출력의 증가와 함께 성장하는 플라즈마가 코팅된 보호 유리에 닿지 않도록 함과 동시에 고속으로 상승하는 초미세입자를 고압 공기로 멀리 불어 내어 코팅된 보호 유리에 부착 하지 않도록 한다.In order to prevent damage to the entire optical system, a high-pressure air knife function may be installed at the bottom of the coated protective glass. This air knife function prevents the growing plasma from reaching the coated protective glass with the increase of the laser beam power, while at the same time blowing away the high-speed rising ultra-tenant with high pressure air to prevent adhesion to the coated protective glass.
플라즈마의 용솟음 차단과 초미세 입자 제거를 위한 에어 나이프 기능은 에어 나이프와 모재와의 거리가 충분하지 않으면 용접 중 용융지 산화 방지를 위한 기능으로 작동하는 실드 가스의 유동을 방해하여 건전한 용접부 형성을 저해한다.If the distance between the air knife and the base material is insufficient, it prevents flow of the shield gas, which acts as a function of preventing the oxidation of the molten metal during welding, to prevent the formation of a healthy weld. do.
그리고 레이저 빔이 장시간 사용 될 경우 초미세 입자들이 코팅된 보호 유리에 완전히 고착되어 강제 제거가 어렵고, 이로 인해 출사된 레이저 빔의 일부가 보호유리에 흡수 되어 보호 유리의 파손, 나아가서는 집광 렌즈 등 광학계 전반에 손상을 줄 수 있다.When the laser beam is used for a long period of time, the ultrafine particles are completely fixed to the coated protective glass, so that it is difficult to remove the laser beam. For this reason, a part of the emitted laser beam is absorbed by the protective glass to damage the protective glass, It can damage the first half.
따라서 에어 나이프와 모재 간의 거리와 출력에 따라 발생하는 초미세 입자에 의한 보호 유리의 손상정도, 초미세입자의 흡착 유,무를 확인 후 레이저광학계 설계 시 반영할 필요가 있으며 이를 위한 실험 장치의 개발이 시급한 실정이다.Therefore, it is necessary to reflect in the design of the laser optical system after confirming the degree of damage of the protective glass due to the ultrafine particles generated due to the distance between the air knife and the base material, the output of the ultrafine particles, It is true.
본 발명의 실시예는, 모재에 대한 보호 유리 및 에어 분사 부재의 최적 설치을 위치를 선정할 수 있는 레이저 용접 장치 설계를 위한 테스트 장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a test apparatus for designing a laser welding apparatus capable of selecting an optimum installation position of a protective glass and an air injection member with respect to a base material.
본 발명의 일 측면에 따르면, 모재에 조사되는 레이저 빔이 통과하는 중공부가 형성된 몸체; 상기 중공부에 설치되는 보호 유리; 및 상기 보호 유리보다 상기 모재에 가깝게 상기 중공부에 설치되고, 레이저 빔이 조사된 상기 모재로부터 상기 보호 유리로 솟아오르는 플라즈마를 차단하기 위한 에어를 분사하는 에어 분사 부재를 포함하고, 상기 보호 유리와 상기 에어 분사 부재의 설치 위치가 변경 가능한, 레이저 용접 장치 설계를 위한 테스트 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus including: a body having a hollow portion through which a laser beam irradiated to a base material passes; A protective glass provided on the hollow portion; And an air jet member which is provided in the hollow portion closer to the base material than the protective glass and which emits air for blocking plasma rising from the base material irradiated with the laser beam to the protective glass, A test apparatus for designing a laser welding apparatus capable of changing the installation position of the air injection member can be provided.
상기 중공부의 내측면에는, 상기 모재로부터 멀어지는 방향으로 이격 배치되는 복수의 설치홈이 형성되고, 상기 보호 유리 및 상기 에어 분사 부재는 각각 상기 설치홈들 중 하나에 설치될 수 있다.A plurality of installation grooves are formed on the inner side surface of the hollow portion so as to be spaced away from the base material. The protective glass and the air injection member may be installed in one of the installation grooves, respectively.
상기 설치홈들은 각각 상기 몸체의 전후방으로 연장 형성되고, 상기 보호 유리 및 상기 에어 분사 부재는 상기 몸체의 전방 개방부 또는 후방 개방부를 통해 상기 설치홈들 중 하나에 설치될 수 있다.Each of the mounting grooves may be formed to extend forward and backward of the body, and the protective glass and the air injection member may be installed in one of the mounting grooves through a front opening portion or a rear opening portion of the body.
상기 전방 개방부 또는 상기 후방 개방부에는 전방 커버 또는 후방 커버가 착탈 가능하게 결합될 수 있다.The front cover or the rear cover may be detachably coupled to the front opening portion or the rear opening portion.
상기 몸체와 모재 사이에 모재에 대한 레이저 조사 부위로 실드 가스를 공급하는 실드 가스 공급 부재가 개재될 수 있다.A shield gas supply member may be interposed between the body and the base material to supply a shield gas to the laser irradiation site of the base material.
상기 몸체와 상기 실드 가스 공급 부재 사이에 상기 몸체와 상기 실드 가스 공급 부재를 결합시키는 결합 부재가 개재되고, 상기 실드 가스 공급 부재는 상기 결합 부재에 슬라이딩 방식으로 착탈 가능하게 결합될 수 있다.A coupling member for coupling the body and the shield gas supply member is interposed between the body and the shield gas supply member, and the shield gas supply member may be detachably coupled to the coupling member in a sliding manner.
레이저 발생 장치에서 발생된 상기 레이저 빔이 상기 통과하는 광학계와 상기 몸체 사이에 상기 광학계와 상기 몸체를 결합시키는 결합 부재가 개재될 수 있다.A coupling member for coupling the optical system with the body may be interposed between the optical system through which the laser beam generated by the laser generating apparatus passes and the body.
본 발명의 실시예에 따르면, 보호 유리와 에어 분사 부재의 설치 위치를 변경하며 모재에 레이저를 조사하면서 보호 유리의 손상을 감소시키면서 용접 품질을 향상시킬 수 있는 모재에 대한 보호 유리 및 에어 분사 부재의 최적 위치를 선정할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the protective glass and the air injection member can be attached to the base material, which can improve the welding quality while reducing the damage of the protective glass while irradiating laser to the base material, The optimum position can be selected.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치를 정면에서 바라본 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치의 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치의 몸체의 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치의 몸체를 정면에서 바라본 도면이다.1 is a perspective view of a test apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a front view of a test apparatus according to an embodiment of the present invention,
3 is an exploded perspective view of a test apparatus according to an embodiment of the present invention,
4 is a perspective view of the body of a test apparatus according to an embodiment of the present invention,
5 is a front view of the body of a test apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, do.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치를 정면에서 바라본 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치의 분해 사시도이다. 참고로 도 3에서 볼 때 좌측 방향은 테스트 장치의 전방을 나타낸다.FIG. 1 is a perspective view of a test apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a test apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross- Fig. 3, the left direction represents the front of the test apparatus.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 테스트 장치(10)는 몸체(100)와, 보호 유리(300)와, 에어 분사 부재(500)를 포함한다. 이 테스트 장치(10)는 레이저 용접 장치 설계를 위한 테스트를 수행한다.Referring to FIGS. 1 to 3, the test apparatus 10 includes a
보다 상세히, 몸체(100)는 모재(20)를 향하는 레이저 빔이 통과하는 중공부(110)가 형성된다. 레이저 발생 장치(31)에서 발생된 레이저 빔은 광학계(33)를 거쳐 중공부(110)를 통해 모재(20)로 조사된다.More specifically, the
몸체(100)는 중공부(110)를 중심으로 전방과 후방으로 개방된 구조를 가질 수 있다. 몸체(100)의 전방 개방부와 및 후방 개방부에는 각각 전방 커버(121) 및 후방 커버(122)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다.The
중공부(110)에는 보호 유리(300)가 설치된다. 보호 유리(300)는 레이저 빔이 모재(20)에 조사될 때 발생되는 플라즈마 또는 초미세입자로 인해 광학계(33)가 손상되는 것을 방지한다. 레이저 빔은 중공부(110)에 설치된 보호 유리(300)를 관통하여 모재(20)로 조사된다.The
중공부(110)에는 에어 분사 부재(500)가 설치된다. 에어 분사 부재(500)는 레이저 빔이 조사된 모재(20)로부터 보호 유리(300)로 솟아오르는 플라즈마 또는 초미세입자를 차단하기 위한 에어를 분사한다. 이러한 에어 분사 부재(500)는 보호 유리(300)보다 모재(20)에 가깝게 설치된다.The
에어 분사 부재(500)는 U자 형상을 가질 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 에어 분사 부재(500)는 외부에서 에어를 공급받아 그 내측으로 에어를 분사하는 구조를 가진다. The
테스트 장치(10)는 보호 유리(300)와 에어 분사 부재(500)의 설치 위치가 변경 가능한 구조를 가진다.The test apparatus 10 has a structure in which the installation positions of the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치의 몸체의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치의 몸체를 정면에서 바라본 도면이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 중공부(110)의 내측면에 보호 유리(300) 및 에어 분사 부재(500)가 모두 설치 가능한 복수의 설치홈(111)이 형성된다. 보호 유리(300) 및 에어 분사 부재(500)는 설치홈(111)에 슬라이딩 방식으로 착탈 가능하게 설치된다.FIG. 4 is a perspective view of a body of a test apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a front view of a body of a test apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 to 5, a plurality of
설치홈(111)은 몸체(100)의 전후방으로 연장 형성될 수 있다. 이때, 보호 유리(300) 및 에어 분사 부재(500)는 몸체(100)의 전방 개방부와 후방 개방부를 통해 설치홈(111)에 삽입되고 슬라이딩되어 몸체(100)에 설치된다.The
복수의 설치홈(111)은 모재(도 1의 20)로부터 멀어지는 방향으로 이격 배치된다. 이때, 설치홈들(111)은 일정한 간격으로 이격 배치될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.The plurality of
보호 유리(300) 및 에어 분사 부재(500)는 각각 복수의 설치홈(111) 중 하나에 설치된다. 이때, 에어 분사 부재(500)와 모재(도 1의 20) 사이의 거리와 보호 유리(300)와 모재(20) 사이의 거리 그리고 보호 유리(300)와 에어 분사 부재(500) 사이의 거리를 가변시킬 수 있다.The
실험자는 위와 같이 보호 유리(300)와 에어 분사 부재(500)의 설치 위치를 변경하며 모재(20)에 레이저를 조사하면서 보호 유리(300)의 손상을 감소시키면서 용접 품질을 향상시킬 수 있는 모재(도 1의 20)에 대한 보호 유리(300) 및 에어 분사 부재(500)의 최적 위치를 선정할 수 있다.The experimenter changes the installation positions of the
도 3 내지 도 5를 참조하면, 몸체(100)와 모재(도 1의 20) 사이에 실드 가스 공급 부재(610)가 개재될 수 있다. 실드 가스 공급 부재(610)는 모재(도 1의 20)에 대한 레이저 조사 부위로 실드 가스를 공급한다. 실드 가스 공급 부재(610)는 외부에서 실드 가스를 공급받아 그 내측으로 실드 가스를 공급하는 구조를 가진다.3 to 5, a shield
몸체(100)와 실드 가스 공급 부재(610) 사이에 결합 부재(630)가 개재될 수 있다. 결합 부재(630)는 몸체(100)와 실드 가스 공급 부재(610)를 결합시킨다. 결합 부재(630)는 몸체(100)와 볼트 결합될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.A
실드 가스 공급 부재(610)는 결합 부재(630)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 예컨대, 실드 가스 공급 부재(610)에는 슬라이딩부(611)가 형성되고, 결합 부재(630)에는 슬라이딩홈(631)이 형성된다. 슬라이딩부(611)는 슬라이딩홈(631)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이외에 실드 가스 공급 부재(610)는 다양한 형태로 결합 부재(630)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.The shield
도 1 내지 도 5를 참조하면, 광학계(33)와 몸체(100) 사이에 결합 부재(640)가 개재될 수 있다. 결합 부재(640)는 광학계(33)와 몸체(100)를 결합시킨다. 결합 부재(640)는 몸체(100)에 볼트 결합될 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 광학계(33)는 결합 부재(640)에 볼트 결합될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.Referring to FIGS. 1 to 5, a
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.
10 : 테스트 장치 20 : 모재
31 : 레이저 발생 장치 33 : 광학계
100 : 몸체 110 : 중공부
111 : 설치홈 121 : 전방 커버
122 : 후방 커버 300 : 보호 유리
500 : 에어 분사 부재 610 : 실드 가스 공급 부재
611 : 슬라이딩부 630 : 결합 부재
631 : 슬라이딩홈 640 : 결합 부재10: Test device 20: Base material
31: laser generator 33: optical system
100: body 110: hollow
111: Installation groove 121: Front cover
122: rear cover 300: protective glass
500: air injection member 610: shield gas supply member
611: sliding portion 630: engaging member
631: sliding groove 640: engaging member
Claims (7)
상기 중공부에 설치되는 보호 유리; 및
상기 보호 유리보다 상기 모재에 가깝게 상기 중공부에 설치되고, 레이저 빔이 조사된 상기 모재로부터 상기 보호 유리로 솟아오르는 플라즈마를 차단하기 위한 에어를 분사하는 에어 분사 부재를 포함하고,
상기 보호 유리와 상기 에어 분사 부재의 설치 위치가 변경 가능하고,
상기 중공부의 내측면에는,
상기 모재로부터 멀어지는 방향으로 이격 배치되는 복수의 설치홈이 형성되고, 상기 보호 유리 및 상기 에어 분사 부재는 각각 상기 설치홈들 중 하나에 설치되는, 레이저 용접 장치 설계를 위한 테스트 장치.A body having a hollow portion through which the laser beam irradiated to the base material passes;
A protective glass provided on the hollow portion; And
And an air jet member that is provided in the hollow portion closer to the base material than the protective glass and that emits air for blocking plasma rising from the base material irradiated with the laser beam to the protective glass,
The installation position of the protection glass and the air injection member can be changed,
On the inner surface of the hollow portion,
Wherein a plurality of installation grooves spaced from each other in a direction away from the base material are formed, and the protective glass and the air injection member are installed in one of the installation grooves, respectively.
상기 설치홈들은 각각 상기 몸체의 전후방으로 연장 형성되고,
상기 보호 유리 및 상기 에어 분사 부재는 상기 몸체의 전방 개방부 또는 후방 개방부를 통해 상기 설치홈들 중 하나에 설치되는, 레이저 용접 장치 설계를 위한 테스트 장치.The method according to claim 1,
The mounting grooves each extending in the front and rear directions of the body,
Wherein the protective glass and the air injection member are installed in one of the installation grooves through a front opening or a rear opening of the body.
상기 전방 개방부 또는 상기 후방 개방부에는 전방 커버 또는 후방 커버가 착탈 가능하게 결합되는, 레이저 용접 장치 설계를 위한 테스트 장치.The method of claim 3,
Wherein the front cover or the rear cover is detachably coupled to the front opening portion or the rear opening portion.
상기 몸체와 모재 사이에 모재에 대한 레이저 조사 부위로 실드 가스를 공급하는 실드 가스 공급 부재가 개재되는, 레이저 용접 장치 설계를 위한 테스트 장치.The method according to claim 1,
Wherein a shield gas supplying member for supplying a shield gas to a laser irradiated portion of the base material is interposed between the body and the base material.
상기 몸체와 상기 실드 가스 공급 부재 사이에 상기 몸체와 상기 실드 가스 공급 부재를 결합시키는 결합 부재가 개재되고,
상기 실드 가스 공급 부재는 상기 결합 부재에 슬라이딩 방식으로 착탈 가능하게 결합되는, 레이저 용접 장치 설계를 위한 테스트 장치.6. The method of claim 5,
A coupling member for coupling the body and the shield gas supply member is interposed between the body and the shield gas supply member,
Wherein the shield gas supply member is detachably coupled to the coupling member in a sliding manner.
레이저 발생 장치에서 발생된 상기 레이저 빔이 상기 통과하는 광학계와 상기 몸체 사이에 상기 광학계와 상기 몸체를 결합시키는 결합 부재가 개재되는, 레이저 용접 장치 설계를 위한 테스트 장치.The method according to claim 1,
Wherein a coupling member for coupling the optical system with the body is interposed between the optical system through which the laser beam generated by the laser generating apparatus and the body passes.
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