KR101937212B1 - 초점 거리 탐지 구조의 레이저 마킹 장치 및 그에 의한 마킹 오류 탐지와 자동 초점 조절 방법 - Google Patents

초점 거리 탐지 구조의 레이저 마킹 장치 및 그에 의한 마킹 오류 탐지와 자동 초점 조절 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초점 거리 탐지 구조의 레이저 마킹 장치 및 그에 의한 마킹 오류 탐지와 자동 초점 조절 방법에 관한 것이고, 구체적으로 레이저 마킹 과정에서 초점 거리를 실시간으로 탐지하여 오차 발생의 교정 및 마킹 결과의 검사가 가능하도록 하는 초점 거리 탐지 구조의 레이저 마킹 장치 및 그에 의한 마킹 오류 탐지와 자동 초점 조절 방법에 관한 것이다. 초점 거리 탐지 구조의 레이저 마킹 장치는 미리 결정된 초점 데이터베이스(18)에서 결정된 레이저 초점 거리에 따라 가공물(W)에 대한 초점 거리를 조절하는 레이저 컨트롤러(12); 정해진 위치로부터 가공물(W)에서 마킹이 되는 지점에 대한 실제 거리를 실시간으로 측정하는 초점 탐지 유닛(15); 마킹이 완료된 가공물(W)의 마킹 부위를 탐지하는 마킹 탐지 유닛(16); 및 초점 탐지 유닛(15)에서 탐지된 실시간 초점 거리와 초점 데이터베이스(18)에서 결정된 초점 거리를 비교하고, 탐지 마킹 부위의 오류 발생 여부를 결정하는 오류 비교 유닛(17)을 포함한다.

Description

초점 거리 탐지 구조의 레이저 마킹 장치 및 그에 의한 마킹 오류 탐지와 자동 초점 조절 방법{A Laser Marking Apparatus Having a Structure of Detecting a Focus Length and a Method for Adjusting the Focus Length Automatically and Detecting a Marking Defect}
본 발명은 초점 거리 탐지 구조의 레이저 마킹 장치 및 그에 의한 마킹 오류 탐지와 자동 초점 조절 방법에 관한 것이고, 구체적으로 레이저 마킹 과정에서 초점 거리를 실시간으로 탐지하여 오차 발생의 교정 및 마킹 결과의 검사가 가능하도록 하는 초점 거리 탐지 구조의 레이저 마킹 장치 및 그에 의한 마킹 오류 탐지와 자동 초점 조절 방법에 관한 것이다.
레이저 마킹 장치는 목재, 플라스틱, 금속, 코팅 금속, 석재 또는 유리와 같은 소재의 표면에 레이저 빔으로 문자, 기호, 문양 또는 그림을 각인하는 장치를 말한다. 일반적으로 레이저 마킹 장치는 각인을 위한 빔을 발생시키는 레이저, 레이저 빔의 방향, 강도, 이동 속도 및 분포와 같은 것을 제어하는 제어장치를 포함할 수 있다. 이와 같은 레이저 마킹 장치는 X-Y 테이블에서 작업 소재가 고정되어 있고 레이저 광학 기기가 X-Y 방향으로 움직여 작업 소재에 각인을 하는 형태가 일반적이다. 다른 한편으로 레이저 마킹 장치가 Y 방향으로 이동을 하고 레이저가 X 방향으로 이동을 하면서 각인이 될 수 있다.
레이저 마킹과 관련된 선행기술로 특허등록번호 제10-0520899호 레이저 마킹시스템의 마킹 보정방법이 있다. 상기 선행기술은 트레이의 각 셀 내에 적재된 칩들을 적어도 하나의 비젼 카메라로 관찰하면서 마킹을 하는 레이저 마커와, 마킹된 오차를 검출하는 포스트 비젼 카메라를 구비하는 레이저 마킹 시스템의 마킹 보정방법에 있어서, 상기 각 비젼 카메라에 관찰 대상 칩들을 할당하는 단계, 상기 각 비젼 카메라 및 레이저 마커의 좌표를 일치시키는 단계, 상기 각 칩 또는 각 칩에 해당되는 위치에 소정의 제1 심볼을 마킹하고 해당 비젼 카메라로 선택된 제1 심볼을 관찰하고 그 심볼의 일점을 기준점으로 티칭하는 단계, 해당 비전 카메라로 상기 칩의 제1 심볼 및 기준점을 관찰하여 각 칩에 상기 기준점을 기준으로 제2 심볼을 마킹하는 단계, 선택된 칩 상의 제2 심볼을 관찰하여 그 심볼의 비교점을 티칭하는 단계 및 각 칩상의 상기 기준점으로부터 상기 비교점의 위치를 검출하여 각 셀에서의 마킹 오차를 검출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 마킹 방법에 대하여 개시하고 있다.
레이저 마킹과 관련된 다른 선행기술로 특허등록번호 제10-0771496호 레이저 마킹 시스템의 보정 장치 및 방법이 있다. 상기 선행기술은 트레이가 이동할 때 트레이 내의 칩의 높이에 갭이 발생하는 경우에 발생된 갭의 크기가 일정 범위 내에 속하면 이를 보정하여 마킹을 행하고 그 범위를 초과하는 경우에 마킹을 중지하여 칩 및 트레이의 손상을 방지할 수 있는 레이저 마킹 시스템의 보정 장치 및 방법에 관한 것으로 트레이에서의 칩들의 높이를 측정하도록 트레이에 탑재된 칩들의 측면에 레이저 빔을 투사하는 레이저 빔 발진기와, 트레이에 탑재된 칩들의 X, Y 위치를 촬상하며, 상기 레이저 빔 발진기로부터 칩들의 측면으로 투사된 레이저 빔을 검출하는 비젼 카메라를 포함하는 레이저 마킹 시스템의 보정 장치에 대하여 개시하고 있다.
가공물에 마커(marker)를 형성하는 과정에서 다양한 원인으로 초점 거리가 변할 수 있고, 미리 설정된 초점 거리를 벗어나는 오차가 발생될 수 있다. 이와 같은 오차는 초점 거리를 실시간으로 측정하여 미리 결정된 초점 거리와 비교하여 교정될 수 있다. 그러므로 실시간으로 초점 거리가 측정되는 것과 동시에 가공 과정에서 발생되는 오차가 교정될 수 있는 수단이 요구된다. 또한 마킹 오류는 초점 거리의 오차를 비롯한 다양한 원인으로부터 발생될 수 있고, 마킹의 불량 여부가 실시간으로 검사될 필요가 있다. 그리고 마킹의 불량 여부는 초점 거리의 측정과 마찬가지로 실시간으로 이루어지는 것이 유리하다. 그러나 상기 선행기술은 이와 같은 실시간 초점 거리 탐지 및 실시간 마킹 오류의 검사 방법에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술1: 특허등록번호 제10-0520899호(주식회사 이오테크닉스, 2004년08월25일 공개) 레이저 마킹시스템의 마킹 보정방법 선행기술2: 특허등록번호 제10-0771496호(비스(주), 2007년10월30일 공고) 레이저 마킹 시스템의 보정 장치 및 방법
본 발명의 목적은 실시간으로 초점 거리를 탐지하면서 실시간 마킹 오류의 검사가 가능하도록 하는 초점 거리 탐지 구조의 레이저 마킹 장치 및 그에 의한 마킹 오류 탐지와 자동 초점 조절 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 초점 거리 탐지 구조의 레이저 마킹 장치는 미리 결정된 초점 데이터베이스에서 결정된 레이저 초점 거리에 따라 가공물에 대한 초점 거리를 조절하는 레이저 컨트롤러; 정해진 위치로부터 가공물에서 마킹이 되는 지점에 대한 실제 거리를 실시간으로 측정하는 초점 탐지 유닛; 마킹이 완료된 가공물의 마킹 부위를 탐지하는 마킹 탐지 유닛; 및 초점 탐지 유닛에서 탐지된 실시간 초점 거리와 초점 데이터베이스에서 결정된 초점 거리를 비교하고, 탐지 마킹 부위의 오류 발생 여부를 결정하는 오류 비교 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 초점 거리의 거리 결과에 따라 마킹이 되는 초점 거리를 조절하는 초점 조절 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 초점 탐지 유닛은 레이저 변위 센서가 되고, 마킹 탐지 유닛은 비전 유닛이 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 가공물에 대한 레이저 마킹 과정에서 마킹 오류를 탐지하고, 초점 거리의 오차를 수정하기 위한 레이저 마킹 제어 방법은 상기 가공물이 마킹 위치에 따른 초점 거리가 결정된 초점 데이터베이스가 준비되는 단계; 실제 마킹이 되는 위치에 대한 실시간 초점 거리 측정 위치 및 마킹 오류의 실시간 탐지 위치가 결정되는 단계; 상기 가공물이 이송되면서 상기 실시간 초점 거리 측정 위치에서 초점 거리가 실시간으로 탐지되는 단계; 상기 탐지된 실시간 초점 거리와 상기 미리 결정된 초점 거리 사이의 오차 여부의 발생에 따라 초점 거리 조절이 되는 단계; 상기 조절된 초점 거리에 기초하여 레이저 마킹이 되는 단계; 상기 미리 결정된 탐지 위치에서 마킹 부위에 대한 영상이 얻어지는 단계; 및 상기 얻어진 영상에서 오류 발생 여부에 따라 오류 데이터가 생성되는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 레이저 마킹 장치는 마킹 과정에서 미리 결정된 초점 거리에 대하여 오차가 발생했는지 여부 및 마킹 과정에서 마킹 오류가 발생했는지 여부가 실시간으로 확인될 수 있도록 한다. 이로 인하여 공지의 레이저 마킹 장치에서 마킹 장치와 마킹 검사 장치가 독립적으로 설치되어 마킹 완료 후 마킹 불량으로 판정되면 차후 공정을 지연시키는 문제가 해결되도록 한다. 본 발명에 따른 마킹 장치는 실시간 초점 확인 기기와 마킹 불량 검사 기기가 하나의 장치를 형성하도록 하면서 마킹 완료 후 실시간으로 불량 여부가 판정되도록 하는 것에 의하여 레이저 마킹 장치의 유지 및 보수가 간단해지도록 하고 이와 동시에 제품의 생산성이 향상되도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 마킹 장치의 실시 예를 블록으로 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 마킹 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 마킹 장치에 적용되는 초점 조절 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 마킹 장치에서 초점 탐지 및 마킹 탐지가 이루어지는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 마킹 장치의 실시 예를 블록으로 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 가공물(W)에 미리 결정된 패턴에 따라 레이저 마킹을 하는 레이저 마킹 장치는 미리 결정된 초점 데이터베이스(18)에서 결정된 레이저 초점 거리에 따라 가공물(W)에 대한 초점 거리를 조절하는 레이저 컨트롤러(12); 정해진 위치로부터 가공물(W)에서 마킹이 되는 지점에 대한 실제 거리를 실시간으로 측정하는 초점 탐지 유닛(15); 마킹이 완료된 가공물(W)의 마킹 부위를 탐지하는 마킹 탐지 유닛(16); 및 초점 탐지 유닛(15)에서 탐지된 실시간 초점 거리와 초점 데이터베이스(18)에서 결정된 초점 거리를 비교하고, 탐지 마킹 부위의 오류 발생 여부를 결정하는 오류 비교 유닛(17)을 포함한다.
레이저 탐지 장치는 레이저 빔을 발생시켜 가공물의 정해진 위치에 마킹이 가능한 이 분야에서 공지된 임의의 레이저 장치가 될 수 있고, 예를 들어 이산화탄소 레이저(carbon dioxide laser), 파이버 레이저(fiber laser) 또는 Q-스위치 YAG 레이저와 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
제어 유닛(11)에 의하여 레이저 탐지 장치 전체의 작동이 제어될 수 있고, 제어 유닛(11)은 예를 들어 퍼스널 컴퓨터와 같은 중앙 처리 유닛이 설치되어 작동 소프트웨어에 의하여 장치에 설치된 각각의 기기의 작동을 제어할 수 있는 다양한 형태의 제어 장치가 될 수 있다.
레이저 발생기(14)에서 레이저 빔이 생성될 수 있고, 레이저 컨트롤러(12)는 발생된 레이저의 발생 주기, 초점 거리 또는 레이저의 형태를 결정하는 기능을 가지면서 레이저 스캔 유닛(13)에 의하여 형성되어야 하는 마킹 정보를 저장할 수 있다. 레이저 마킹 과정은 프로그램에 의하여 제어될 수 있고, 레이저 컨트롤러(12)는 프로그램 형태로 미리 저장된 마킹 방법에 따라 레이저 스캔 유닛(13)의 작동을 제어하여 가공물(W)의 표면에 정해진 형태로 마킹을 할 수 있다. 가공물(W)의 표면에 각각의 마킹 위치에 대한 초점 위치는 초점 데이터베이스(18)에 저장되고, 마킹 과정에서 레이저 컨트롤러(12)에 의하여 레이저 스캔 유닛(13)의 초점 거리가 제어되도록 한다. 레이저 컨트롤러(12)에 의하여 레이저 스캔 유닛(13)이 제어되어 가공물(W)의 위쪽 표면에 마킹이 될 수 있다. 레이저 스캔 유닛(13)은 다수 개의 렌즈 또는 초점 조절 유닛을 포함할 수 있고, 가공물(W)에 레이저 빔을 조사하여 정해진 형태로 마킹이 되도록 한다.
가공물(W)은 정해진 방향으로 이동될 수 있고, 가공물(W)의 정해진 면에 마킹이 될 수 있다. 다수 개의 가공물(W)이 연속적으로 가공 테이블의 위쪽에서 이동될 수 있고, 가공물(W)의 이동 속도 또는 이동 거리가 적절한 방법으로 제어되고, 가공물(W)의 위치가 탐지될 수 있다. 가공물(W)의 표면에 마킹이 되기 이전에 마킹 위치에 대한 초점 거리가 실시간으로 탐지될 수 있다.
초점 데이터베이스(18)에 저장된 초점 거리는 가공물(W)의 가공 테이블이 미리 결정된 위치에 배치되고 이에 따른 레이저 스캔 유닛(13)과 가공물(W)의 마킹 위치 사이의 초점 거리가 된다. 가공 과정에서 외부 진동, 충격 또는 가공물(W)의 위치 오류와 같은 원인으로 인하여 초점 거리가 변할 수 있다. 그리고 이와 같은 초점 거리의 오류로 인하여 마킹 불량이 발생될 수 있다. 이와 같은 마킹 불량의 방지를 위하여 초점 탐지 유닛(15)이 레이저 스캔 유닛(13)의 측면에 레이저 마킹 장치의 일부로 배치될 수 있다. 그리고 초점 탐지 유닛(15)에 의하여 실시간으로 초점 거리가 탐지될 수 있다. 초점 탐지 유닛(15)에 의하여 실시간으로 마킹 위치에 대한 초점 거리가 탐지될 수 있고, 초점 탐지 유닛(15)은 마킹이 되기 이전에 마킹 부위에 대한 초점 거리를 탐지할 수 있다. 초점 탐지 유닛(15)은 레이저 스캔 유닛(13)에 인접하여 배치될 수 있고, 가공물(W)의 마킹 부위가 마킹이 되기 이전에 실시간 초점 거리의 측정이 가능한 위치에 배치될 수 있다. 그리고 초점 탐지 유닛(15)에 의하여 탐지된 실시간 초점 거리가 미리 결정된 초점 거리와 차이가 있는지 여부가 결정될 수 있다.
초점 탐지 유닛(15)은 예를 들어 레이저 거리 센서 또는 레이저 변위 센서와 같은 것이 될 수 있고, 이와 같이 초점 탐지 유닛(15)에 의하여 실시간으로 초점 거리가 탐지되고 미리 결정된 초점 거리와 비교되는 것에 의하여 마킹 과정에서 발생되는 초점 거리의 오류로 인한 마킹 불량이 방지되도록 한다. 만약 실시간으로 탐지된 초점 거리와 미리 결정된 초점 거리 사이에 오차가 발생되면, 미리 결정된 초점 거리에 기초하여 초점 거리가 조절되거나 마킹 공정이 중단될 수 있다. 예를 들어 비교적 큰 오차가 발생되면 마킹 공정이 중단되고, 초점 거리가 다시 측정되거나 오류 발생 원인의 탐지를 위하여 마킹 장치가 점검될 수 있다.
가공물(W)의 정해진 마킹 부위에 대한 마킹이 완료되면 마킹 부위에 대한 검사가 진행될 수 있다. 예를 들어 카메라와 같은 영상의 획득이 가능한 영상 획득 기기가 마킹 탐지 유닛(16)이 될 수 있고, 마킹 탐지 유닛(16)에 의하여 마킹 부위에 대한 마킹 오류가 검사될 수 있다. 마킹 탐지 유닛(16)은 레이저 스캔 유닛(13)에 인접하여 배치될 수 있고, 예를 들어 마킹이 완료된 직후 마킹 부위의 영상이 얻어지도록 하는 위치에 마킹 탐지 유닛(16)이 배치될 수 있다. 마킹 탐지 유닛(16)에 의하여 마킹 불량 여부가 판단되고, 이에 따른 결과가 오류 비교 유닛(17)으로 전송될 수 있다. 오류 비교 유닛(17)은 초점 탐지 유닛(15) 또는 마킹 탐지 유닛(16)으로부터 획득된 정보를 분석하여 마킹 오류가 발생된 원인을 분석할 수 있다. 그리고 분석 결과가 제어 유닛(11)으로 전송될 수 있다. 제어 유닛(11)은 분석 결과에 따라 레이저 스캔 유닛(13)의 초점 조절, 가공물(W)의 이동 속도의 조절 또는 가공 테이블의 조절과 같은 오류를 방지하기 위한 작동을 발생시킬 수 있다. 필요에 따라 마킹 공정이 일시적으로 중단될 수 있다. 또한 적절한 불량 마커가 설치되어 불량으로 판단된 제품에 불량 표지가 만들어지도록 할 수 있고, 정상 배출 경로로부터 분리되도록 할 수 있다.
다양한 초점 거리 탐지 방법 또는 마킹 탐지 방법에 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치에 적용될 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 마킹 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 레이저 마킹 장치는 레이저 발생기(14); 레이저 발생기(14)로부터 전송된 레이저 빔의 초점 거리를 조절하는 초점 조절 유닛(21); 및 초점 조절 유닛(21)으로 전송된 레이저 빔을 가공물(W)에 조사하는 가공 렌즈(L3)를 포함하고, 상기 초점 조절 유닛(21)에 의하여 실시간 초점 거리와 미리 결정된 초점 거리 사이에 오차가 발생되는 경우 가공 렌즈(L3)와 가공물(W)의 마킹 위치(MP) 사이의 초점 거리를 조절하는 초점 조절 유닛(21)을 포함할 수 있다.
레이저 발생기(14)의 작동은 예를 들어 퍼스널 컴퓨터와 같은 제어 유닛(11)에 의하여 제어될 수 있고, 예를 들어 초점 거리를 포함하는 마킹 위치(MP)에 대한 데이터가 미리 저장되고 그에 따라 레이저의 발생 시간이 제어할 수 있다. 레이저 발생기(14)에서 발생된 레이저 빔은 분리 장치(isolator)(141)를 경유하여 초점 조절 유닛(21)으로 유입될 수 있다. 초점 조절 유닛(21)으로 유입된 레이저 빔은 초점 조절 유닛(21)을 통과하면서 초점이 미리 결정된 위치 또는 마킹 위치(MP)에 형성되도록 조절될 수 있다. 초점의 조절은 초점 조절 유닛(21)의 내부에 배치된 렌즈 또는 다른 적절한 초점 조절 유닛에 의하여 이루어지고, 최종적으로 가공 렌즈(L3)에 의하여 가공물(W)의 초점 위치(MP)에 형성되는 초점을 의미한다. 가공 렌즈(L3)에 의한 초점 조절은 초점 조절 유닛(21)을 비롯한 다양한 방법으로 이루어질 수 있다. 또는 예를 들어 가공물(W)의 위치 자체가 변경되는 경우 가공 렌즈(L3)의 위치 자체가 조정될 수 있다.
레이저 컨트롤러(12)는 제어 유닛(11)의 제어에 따라 레이저의 초점 거리를 조절할 수 있고, 레이저 발생기(14)와 연결될 수 있다. 레이저 컨트롤러(12)는 작동 조절 유닛(22)을 조절하여 초점 조절 유닛(21)의 작동을 조절할 수 있고, 초점 조절 유닛(21)에 작동 탐지 유닛(231)이 배치될 수 있다. 레이저 컨트롤러(12는 연결 유닛(232)을 통하여 작동 조절 유닛(22)을 제어하여 초점 조절 유닛(21)의 내부 상태를 조절하여 가공 렌즈(L3)의 초점을 조절할 수 있다. 초점 조절 유닛(21)의 내부 상태가 작동 탐지 유닛(231)에 의하여 탐지되어 레이저 컨트롤러(12)로 전송될 수 있다. 가공 렌즈(L3)의 초점은 다양한 방법으로 조절될 수 있다.
초점 조절 유닛(21)을 통과하면서 초점이 조절된 레이저 빔은 방향 미러(Ll, L2)를 경유하여 가공 렌즈(L3)로 전달될 수 있다. 가공 렌즈(L3)는 예를 들어 F-세타 렌즈와 같은 것이 될 수 있다. 이후 레이저 빔에 의하여 가공물(W)의 마킹 위치에 초점이 형성되고 미리 결정된 방법에 따라 마커(Marker)를 형성할 수 있다. 마커 형성 공정 과정에서 가공 렌즈(L3)와 가공물(W)의 표면 사이의 거리 또는 초점 거리가 변화될 수 있다. 초점 거리의 변화는 가공물(W)의 마킹 위치에 따라 미리 결정되어 제어 컨트롤러(12) 또는 제어 유닛(11)으로 입력되거나 실시간으로 측정되어 전달될 수 있다. 도 2에 도시된 것처럼, 실시간 초점 거리는 초점 탐지 유닛(15)에 의하여 측정될 수 있고, 초점 탐지 유닛(15)은 예를 들어 초음파 센서, 포토 센서와 같은 근거리 측정 센서가 될 수 있지만 바람직하게 레이서 거리 센서 또는 레이저 변위 센서와 같은 것이 될 수 있다. 초점 탐지 유닛(15)은 가공 렌즈(L3)의 측면에서 독립적으로 설치되거나 가공 렌즈(L3)와 함께 이동 가능하도록 설치될 수 있다.
초점 탐지 유닛(15)은 가공물(W)의 이동 방향(M)을 따라 가공물(W)에 위치하는 마킹 위치(MP)의 뒤쪽에 설치될 수 있고, 마킹 공정이 진행되기 직전에 초점 거리를 측정하여 레이저 컨트롤러(12) 또는 제어 유닛(11)으로 전송할 수 있다. 필요에 따라 인접하는 서로 다른 두 지점의 위치를 측정하는 것에 의하여 가공물(W)의 경사도가 측정될 수 있다.
초점 탐지 유닛(15)에 측정된 초점 거리가 레이저 컨트롤러(12) 또는 제어 유닛(11)으로 전송되고, 위에서 설명된 것처럼 오류 비교 유닛으로 전송될 수 있다. 오류 비교 유닛은 미리 결정된 초점 거리와 실시간으로 탐지된 초점 거리 사이의 차이를 산출하여 레이저 컨트롤러(12)로 전송할 수 있다. 레이저 컨트롤러(12)는 전송된 초점 거리의 차이에 기초하여 초점 조절 유닛(21)을 작동시켜 가공 렌즈(L3)의 초점 거리를 조절할 수 있고, 이와 같은 과정은 프로그램에 의하여 자동으로 진행될 수 있다. 이와 같은 방법으로 초점 거리가 자동으로 조절되고 가공물(W)이 이송되어 마킹 위치(MP)가 정해진 위치로 이동되면 레이저 빔에 의하여 마킹이 될 수 있다.
마킹 위치(MP)에서 레이저 빔에 의하여 정해진 형상으로 마킹이 되면 가공물(W)이 이동되고, 이에 따라 마킹 위치(MP)가 마킹 탐지 유닛(16)이 설치된 위치로 이동될 수 있다. 도 2에 도시된 것처럼, 마킹 탐지 유닛(16)은 가공 렌즈(L3)와 인접한 위치에 배치될 수 있고, 가공물(W)의 이동 방향에 대대하여 가공 렌즈(L3)의 앞쪽에 배치될 수 있다. 마킹 탐지 유닛(16)은 예를 들어 카메라 유닛과 같은 비전 검사 기기가 될 수 있고, 마킹이 완료된 마킹 위치(MP)에 대한 영상 획득이 가능한 위치에 배치될 수 있다. 마킹 탐지 유닛(16)에 의하여 획득된 탐지 정보 또는 영상 정보는 제어 유닛(11) 또는 위에서 설명된 것처럼 오류 비교 유닛으로 전송될 수 있다. 그리고 마킹의 오류 여부가 판단될 수 있다. 그리고 마킹 오류가 발생된 것으로 판단되면 오류를 표시하는 마커에 의하여 표시되거나 오류 위치가 제어 유닛(11)에 저장될 수 있다. 그리고 불량으로 분류되어 이송 경로로부터 제거되거나 오류 발생 가공물의 이송 경로로 이송될 수 있다.
초점 거리의 탐지 또는 마킹 오류 탐지는 다양한 방법으로 이루어질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 또한 초점의 자동 조절은 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 마킹 장치에 적용되는 초점 조절 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 초점 조절 유닛(21)은 레이저 빔이 유도되는 경통(31a, 31b); 경통(31a, 31b)의 내부에 분리되어 배치되는 조절 렌즈(331) 및 고정 렌즈(332); 조절 렌즈(331)의 초점을 조절하기 위한 유동 유닛(34); 유동 유닛(34)의 주위에 배치된 전도성 와이어(35)를 포함할 수 있다.
경통(31a, 31b)은 속이 빈 원통 형상이 될 수 있고, 고정 경통(31a)과 고정 경통(31a)에 대하여 이동 가능한 이동 경통(31b)으로 이루어질 수 있다. 그리고 고정 경통(31a)과 이동 경통(31b)은 슬라이더(32)에 의하여 연결될 수 있다. 슬라이더(32)는 모터에 의하여 작동되는 기어에 연결된 이동 구조로 만들어질 수 있다. 경통(31a, 31b)은 일체형으로 되거나 다수 개의 부분으로 이루어질 수 있고, 다수 개의 부분으로 이루어지는 경우 고정 경통(31a)과 이동 경통(31b)으로 이루어질 수 있다. 경통(31a, 31b)은 다양한 구조로 만들어질 수 있다.
경통(31a, 31b)의 내부에 초점이 조절되는 조절 렌즈(331)와 초점이 고정된 고정 렌즈(332)가 배치될 수 있고, 조절 렌즈(331)의 초점이 조절되는 것에 의하여 초점 거리가 조절될 수 있다. 조절 렌즈(331)와 고정 렌즈(332)는 경통(31a, 31b) 내부에 분리되어 배치될 수 있고, 입사되는 입사 레이저 빔(LI)과 투과되는 투과 레이저 빔(LT)의 형태에 따라 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈로 만들어질 수 있다. 또한 제시된 실시 예에서 조절 렌즈(331)가 경로 앞쪽에, 그리고 고정 렌즈(332)가 경로 뒤쪽에 배치되어 있지만 조절 렌즈(331) 또는 고정 렌즈(332)의 배치 위치는 특별히 제한되지 않는다. 조절 렌즈(331)는 유동 유닛(34)과 결합될 수 있고, 유동 유닛(34)은 입사 레이저 빔(LI)의 초점을 조절하는 기능을 가질 수 있다. 구체적으로 조절 렌즈(331)와 유동 유닛(34)이 초점 조절을 위한 렌즈의 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 유동 유닛(34)은 내부에 자기장 또는 전기장이 인가됨에 따라 표면 장력이 변하고, 이에 따라 표면의 형상의 변형되는 전기 습윤 렌즈(electro-wetting lens)와 유사한 구조를 가질 수 있다.
구체적으로 유동 유닛(34)은 절연 소재의 벽면으로 둘러싸인 격리된 방 형상이 될 수 있고, 전면(341) 및 후면(342)은 투명 절연 소재 벽으로 이루어질 수 있다. 그리고 내부에 전도성 유체(343)와 소수성 또는 절연성 유체로 채워질 수 있다. 유동 유닛(34)의 구조에 따라 전면(341) 및 후면(342)은 절연 소재로 코팅된 투명 전극 판이 될 수 있다. 그리고 유동 유닛(34)의 주위로 전도성 와이어(35)가 코일 형태로 또는 솔레노이드 형상으로 배치될 수 있다. 대안으로 서로 마주보는 측면 벽을 형성하여 전압을 인가할 수 있다. 예를 들어 반 실린더 형상의 서로 마주보는 전극 벽이 형성되고, 전극 벽은 절연 소재로 코팅이 될 수 있다. 그리고 전극 벽에 전압이 인가될 수 있다.
전도성 와이어(35)에 전류가 흐르거나 전극 벽에 전압을 인가하는 것에 의하여 전도성 유체(343)의 표면 장력이 변하게 되고, 이에 따라 전도성 유체(343)의 형상이 변화될 수 있다. 그리고 전도성 유체(343)를 투과하는 입사 레이저 빔(LI)의 초점이 변화될 수 있다. 초점의 변화는 전도성 유체(343)의 표면 장력의 변화 또는 팽창 수준이 따라 달라지므로 내부 온도에 따라 전도성 유체(343)는 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 그러므로 내부 온도의 변화에 따른 보상이 이루어질 수 있다.
전도성 와이어(35)를 따라 흐르는 전류는 전류 탐지 회로(37)에 의하여 탐지되어 전송 케이블(CA2)을 통하여 레이저 컨트롤러로, 이와 동시에 유동 유닛(34) 내부의 온도는 위에서 설명된 온도 탐지 유닛(36)에 의하여 탐지되어 전송 케이블(CA1)을 통하여 레이저 컨트롤러로 전송될 수 있다. 위에서 설명된 상태 탐지 유닛은 전류 탐지 회로(37) 또는 온도 탐지 유닛(36)을 포함할 수 있다. 레이저 컨트롤러는 온도 탐지 유닛(36)와 전류 탐지 회로(37)로부터 전송된 데이터에 기초하여 유동 유닛(34)에 내부에 배치된 전도성 유체(343)의 형상을 조절할 수 있다. 레이저 컨트롤러에 온도 및 전기장 또는 자기장의 크기에 따른 유동 유닛(34)의 형상 데이터가 저장될 수 있고, 레이저 컨트롤러는 상기 형상 데이터에 기초하여 전도성 와이어(35)를 따라 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 그리고 그에 따라 초점 거리의 오차에 따라 교정이 이루어질 수 있고, 가공물의 정해진 위치에 마킹이 이루어질 수 있다.
위에서 설명된 것처럼, 전기장, 자기장 또는 온도의 변화에 따른 유동 유닛(34)의 형상 변화에 따라 초점이 조절될 수 있다. 대안으로 유동 유닛(34)이 온도 또는 압력과 같은 것에 의하여 형상이 변하도록 만들어질 수 있고, 그에 따라 초점이 조절되도록 할 수 있다. 이와 같이 유동 유닛(34)은 제어 가능한 인자(factor)에 의하여 형상이 변화되는 렌즈의 기능을 가질 수 있다.
초점 조절 유닛(21)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 마킹 장치에서 초점 탐지 및 마킹 탐지가 이루어지는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 레이저 마킹 장치는 초점 탐지를 위한 기준면을 설정하는 기준면 설정 유닛(411) 및 마킹 위치를 확인하는 마킹 위치 확인 유닛(412)을 포함할 수 있다. 기준면 설정 유닛(411)은 기준면이 가공물의 표면 또는 가공 테이블의 위쪽 면이 되도록 설정할 수 있고, 마킹 탐지 유닛(412)은 마킹이 되어야 할 마킹 위치의 확인이 가능한 위치 탐지 유닛과 같은 것이 될 수 있다. 대안으로 비전 카메라와 같은 마킹 탐지 유닛(16)이 마킹 위치 확인 유닛(412)의 기능을 가지거나 대안으로 독립적인 마킹 위치의 확인을 위한 센서가 설치될 수 있다.
기준면 설정 유닛(411)과 마킹 위치 확인 유닛(412)에 의하여 기준면과 마킹 위치가 확인되면 초점 탐지 유닛(15)에 의하여 마킹이 되기 이전에 미리 실시간으로 초점 거리가 탐지될 수 있다. 그리고 탐지된 초점 거리가 비교기(42)로 전송될 수 있다. 마킹 위치에 대한 미리 결정된 초점 거리는 초점 데이터베이스(18)에 저장될 수 있고, 비교기(42)로 전송될 수 있다. 비교기(42)에서 미리 결정된 초점 거리와 실시간으로 탐지된 초점 거리가 비교될 수 있고, 비교 결과에 따라 초점 조절 유닛(21)이 작동되어 필요에 따라 초점이 다시 조절될 수 있다. 그리고 초점 조절 유닛(21)의 작동 결과가 초점 설정 유닛(44)으로 전송될 수 있다. 초점 설정 유닛(44)은 비교기(42)에서 비교된 결과 및 그에 따른 초점 조절 유닛(21)의 작동 결과에 따라 초점 데이터베이스(18)에 저장된 초점 거리 데이터의 변경 여부를 결정하거나 전체 마킹 공정의 수정 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어 비교기(42)가 비교 결과에 따라 초점 조절 유닛(21)에 의한 초점 조절이 된 이후 조절된 상태가 유지된다면 초점 데이터베이스(18)에 저장된 초점 거리 데이터가 전체적으로 변경될 수 있다. 또한 초점 조절 유닛(21)의 조절 한계를 벗어나는 경우 마킹 공정 전체 또는 가공 렌즈의 위치가 직접 수정되도록 경보를 발생시킬 수 있다. 이와 같은 방법으로 초점 설정 유닛(44)에 처리된 최종 결과가 오류 비교 유닛(17)으로 전송될 수 있다.
초점이 조절되거나 또는 미리 결정된 초점 거리에 따라 마킹이 되면 마킹 탐지 유닛(16)에 의하여 마킹의 오류 여부가 탐지될 수 있다. 마킹의 오류 여부는 미리 준비된 오류 데이터 또는 정상 데이터가 저장된 기준 데이터베이스(161)에 저장된 기준 데이터에 의하여 결정될 수 있다. 그리고 오류 여부가 작동 분석 유닛(43)으로 전송될 수 있다. 마킹 탐지 유닛(16)은 실시간으로 마킹의 오류 여부를 탐지하여 결정하고, 탐지 결과를 오류 비교 유닛(17)을 경유하여 제어 유닛(11)으로 전송할 수 있다. 마킹 탐지 유닛(16)은 예를 들어 비전 검사 유닛이 될 수 있고, 마킹 위치의 명암, 반사율 또는 크기를 기준 데이터베이스(161)에 저장된 기준 데이터와 비교할 수 있다. 기준 데이터베이스(161)는 미리 준비된 기준 데이터를 저장할 수 있고, 마킹 탐지 유닛(16)은 기준 데이터와 탐지 영상을 비교하여 마킹 오류 여부를 결정할 수 있고, 이를 오류 비교 유닛(17)으로 전송할 수 있다. 오류 비교 유닛(17)은 초점 탐지 유닛(15)으로 전송된 초점 조절 데이터 및 마킹 탐지 유닛(16)으로부터 전송된 탐지 영상을 비교하여 오류의 발생 원인을 분석할 수 있다. 그리고 분석된 결과가 작동 분석 유닛(43)으로 전송할 수 있다.
작동 분석 유닛(43)은 오류 비교 유닛(17)에서 전송된 초점 거리에 대한 조절 데이터 및 마킹 탐지 유닛(16)에서 전송된 오류 탐지 결과에 따라 레이저 마킹 장치의 작동 상태 또는 현재 초점 데이터베이스(18)에 저장된 초점 거리 데이터의 유효성을 분석할 수 있다. 분석 결과에 따라 작동 상태가 수정되어야 하거나 초점 거리 데이터가 변경되어야 하면 이를 제어 유닛(11)으로 전송할 수 있다. 제어 유닛(11)은 작동 분석 유닛(43)의 분석 결과에 따라 레이저 마킹 장치의 작동 상태를 제어할 수 있다.
아래에서 이와 같은 방법으로 작동되는 레이저 마킹 제어 방법에 대하여 설명된다.
도 5는 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 가공물에 대한 레이저 마킹 과정에서 마킹 오류를 탐지하고, 초점 거리의 오차를 수정하기 위한 레이저 마킹 제어 방법은 상기 가공물이 마킹 위치에 따른 초점 거리가 결정된 초점 데이터베이스가 준비되는 단계(P51); 실제 마킹이 되는 위치에 대한 실시간 초점 거리 측정 위치 및 마킹 오류의 실시간 탐지 위치가 결정되는 단계(P52, P53); 상기 가공물이 이송되면서 상기 실시간 초점 거리 측정 위치에서 초점 거리가 실시간으로 탐지되는 단계(P54, P55); 상기 탐지된 실시간 초점 거리와 상기 미리 결정된 초점 거리 사이의 오차 여부의 발생에 따라 초점 거리 조절이 되는 단계(P57); 상기 조절된 초점 거리에 기초하여 레이저 마킹이 되는 단계(P58); 상기 미리 결정된 탐지 위치에서 마킹 부위에 대한 영상이 얻어지는 단계(P59); 및 상기 얻어진 영상에서 오류 발생 여부에 따라 오류 데이터가 생성되는 단계(P61)를 포함한다.
초점 데이터베이스는 가공물에 대하여 미리 측정되어 결정되어 저장될 수 있고, 가공물의 형상 또는 마킹 위치에 따라 이 분야에서 공지된 다양한 방법으로 측정이 되어 결정될 수 있다. 초점 데이터베이스가 생성되면(P51), 실시간으로 초점이 측정되어야 하는 위치가 결정될 수 있다(P52). 실시간으로 초점이 측정되는 위치는 레이저 거리 센서 또는 레이저 변위 센서가 설치되는 위치를 의미한다. 예를 들어 실시간 초점 거리 측정 위치는 가공물이 레이저 마킹이 되기 이전의 위치로 설정될 수 있다. 실시간 초점 거리 측정 위치가 설정되면 마킹 오류 탐지 위치가 설정될 수 있다(P53). 마킹 오류 탐지 위치는 비전 카메라가 설치되는 위치를 말하고, 가공물에 대한 마킹이 완료된 이후 가공물이 이송되는 위치가 될 수 있다. 이와 같은 측정 위치 및 탐지 위치가 결정되어 각각 레이저 센서와 비전 카메라가 배치되면 가공물이 이송될 수 있다(P54). 그리고 이송되는 가공물에 대하여 레이저 센서에 의하여 실시간으로 초점 거리가 탐지될 수 있다(P55). 그리고 레이저 센서에 의하여 탐지된 실시간 초점 거리가 미리 결정되어 초점 데이터베이스에 저장된 초점 거리와 차이를 가지는지 여부가 결정될 수 있다(P56). 만약 차이가 미리 결정된 범위 내에 있다면(NO), 마킹이 진행되고(P58), 다른 가공물 또는 다른 위치에 대하여 실시간 초점 거리가 탐지될 수 있다. 이에 비하여 오차가 발생된 것으로 판단되면(YES), 위에서 설명된 초점 조절 유닛에 의하여 초점 조절이 이루어질 수 있다(P57). 그리고 조절된 초점에 기초하여 레이저 마킹이 될 수 있다(P58). 이와 같은 방법으로 마킹이 완료되면 비전 카메라에 의하여 마킹이 된 부분에 대한 영상이 얻어져 마킹 오류가 탐지될 수 있다(P59). 그리고 오류의 발생 여부가 판단될 수 있다(P60). 만약 오류가 발생되지 않았다면(NO), 다른 가공물 또는 다른 마킹 부위에 대하여 초점 거리 탐지될 수 있다(P55). 이에 비하여 오류가 발생되었다면(YES), 위에서 설명된 오류 비교 유닛에 의하여 오류 데이터가 생성될 수 있다(P61). 오류 데이터는 작동 분석 유닛에 의하여 분석될 수 있고, 분석 결과가 제어 유닛으로 전송되어 작동 조절이 이루어질 수 있다. 또한 마킹 오류가 발생되었다면 필요에 따라 해당 부위 또는 해당 가공물에 대하여 오류 발생이 표시될 수 있다(P62). 오류 표시는 마커와 같은 장치에 의하여 이루어지거나 제품 고유 번호가 저장되는 방법으로 이루어질 수 있다. 만약 디스플레이가 설치되어 있다면 오류 발생이 디스플레이로 표시될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 제어 방법은 마킹 현장에서 실시간으로 오류의 발생 여부가 판단되도록 한다. 또한 오류가 발생되면 이에 따른 분석이 마킹 과정에서 이루어지도록 한다.
본 발명에 따른 레이저 마킹 장치는 마킹 과정에서 미리 결정된 초점 거리에 대하여 오차가 발생했는지 여부 및 마킹 과정에서 마킹 오류가 발생했는지 여부가 실시간으로 확인될 수 있도록 한다. 이로 인하여 공지의 레이저 마킹 장치에서 마킹 장치와 마킹 검사 장치가 독립적으로 설치되어 마킹 완료 후 마킹 불량으로 판정되면 차후 공정을 지연시키는 문제가 해결되도록 한다. 본 발명에 따른 마킹 장치는 실시간 초점 확인 기기와 마킹 불량 검사 기기가 하나의 장치를 형성하도록 하면서 마킹 완료 후 실시간으로 불량 여부가 판정되도록 하는 것에 의하여 레이저 마킹 장치의 유지 및 보수가 간단해지도록 하고 이와 동시에 제품의 생산성이 향상되도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 제어 유닛 12: 레이저 컨트롤러
13: 레이저 스캔 유닛 14: 레이저 발생기
15: 초점 탐지 유닛 16: 마킹 탐지 유닛
17: 오류 비교 유닛 18: 초점 데이터베이스
21: 초점 조절 유닛 22: 작동 조절 유닛
31a: 고정 경통 31b: 이동 경통
32: 슬라이더 34: 유동 유닛
35: 전도성 와이어 36: 온도 탐지 유닛
37: 전류 탐지 회로 42: 비교기
43: 작동 분석 유닛 44: 초점 설정 유닛
141: 분리 장치 161: 기준 데이터베이스
231: 작동 탐지 유닛 232: 연결 유닛
331: 조절 렌즈 332: 고정 렌즈
341: 전면 342: 후면
343: 전도성 유체 411: 기준면 설정 유닛
412: 마킹 위치 확인 유닛 CA1, CA2: 전송 케이블
L1, L2: 방향 미러 L3: 가공 렌즈
LI: 입사 레이저 빔 LT: 투과 레이저 빔
M: 이동 방향 MP: 마킹 위치
W: 가공물

Claims (2)

  1. 가공물(W)에 미리 결정된 패턴에 따라 레이저 마킹을 하는 레이저 마킹 장치에 있어서,
    미리 결정된 초점 데이터베이스(18)에서 결정된 레이저 초점 거리에 따라 가공물(W)에 대한 초점 거리를 조절하는 레이저 컨트롤러(12);
    정해진 위치로부터 가공물(W)에서 마킹이 되는 지점에 대한 초점 거리를 마킹이 되기 이전에 실시간으로 측정하는 초점 탐지 유닛(15);
    마킹이 완료된 가공물(W)의 마킹 부위를 탐지하는 마킹 탐지 유닛(16);
    초점 탐지 유닛(15)에서 탐지된 실시간 초점 거리와 초점 데이터베이스(18)에서 결정된 초점 거리를 비교하고, 탐지 마킹 부위의 오류 발생 여부를 결정하는 오류 비교 유닛(17); 및
    초점 거리의 비교 결과에 따라 마킹이 되는 초점 거리를 조절하는 초점 조절 유닛(21)을 포함하고,
    상기 초점 탐지 유닛(15)은 레이저 센서 또는 레이저 변위 센서가 되고, 마킹 탐지 유닛(15)은 영상 획득 기기가 되며,
    상기 초점 조절 유닛(21)은 레이저 빔이 유도되는 고정 경통(31a) 및 고정 경통(31a)에 대하여 이동 가능하도록 슬라이더(32)에 의해 연결되는 이동 경통(31b); 경통(31a, 31b)의 내부에 분리되어 배치되는, 초점이 조절되는 조절 렌즈(331) 및 초점이 고정된 고정 렌즈(332); 조절 렌즈(331)의 초점을 조절하기 위하여 조절 렌즈(331)와 결합되며 절연 소재의 벽면으로 둘러싸인 격리된 방 형상으로 내부에 전도성 유체(343)와 소수성 또는 절연성 유체로 채워지는 유동 유닛(34); 유동 유닛(34)의 주위에 배치된 전도성 와이어(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초점 거리 탐지 구조의 레이저 마킹 장치.
  2. 삭제
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007229786A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置及び焦点合わせ制御方法
JP2008501140A (ja) * 2004-06-01 2008-01-17 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 可変焦点レンズ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150005888A (ko) * 2014-12-17 2015-01-15 제일엠텍(주) 자동 초점 조절 기능을 가진 레이저 마킹 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008501140A (ja) * 2004-06-01 2008-01-17 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 可変焦点レンズ
JP2007229786A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置及び焦点合わせ制御方法

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