KR102052102B1 - 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법 - Google Patents

레이저 가공 장치 및 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법 Download PDF

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Abstract

레이저 가공 장치 및 그 캘리브레이션 방법이 개시된다. 개시된 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법은, 레이저 빔을 조사하는 레이저 헤드의 하부에, 상기 레이저 빔의 파워를 측정하는 파워 측정기가 위치하도록, 상기 파워 측정기가 설치된 작업 테이블을 이동시키는 제1 이동 단계; 상기 레이저 빔의 중심이, 상기 파워 측정기에 배치된 마스크의 관통홀의 중심에 위치하도록, 상기 작업 테이블의 위치를 조정하는 제1 조정 단계; 상기 레이저 헤드의 중심으로부터 광축과 수직인 방향으로 이격 배치된 비전 카메라의 하부에 상기 파워 측정기가 위치하도록, 상기 레이저 헤드와 상기 비전 카메라 사이의 설정 거리 값만큼, 상기 작업 테이블을 이동시키는 제2 이동 단계; 상기 비전 카메라에 의해 촬상된 이미지 정보에 기초하여, 상기 비전 카메라의 비전 중심과 상기 마스크의 상기 관통홀의 중심 사이의 거리 값을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 거리 값을 고려하여, 상기 레이저 헤드와 상기 비전 카메라 사이의 설정 거리 값을 교정하는 단계;를 포함한다.

Description

레이저 가공 장치 및 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법{Laser processing system and calibration for the same}
본 발명은 레이저 가공 장치 및 이러한 레이저 가공 장치에 대한 캘리브레이션 방법에 관한 것으로, 상세하게는 비전 카메라를 이용하여 레이저 빔의 가공 위치를 보정하는 레이저 가공 장치 및 이러한 레이저 가공 장치에 대한 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.
일반적으로 레이저 가공이란 집광렌즈를 이용하여 레이저 빔을 하나의 초점 형태로 집광시키고 그 초점을 가공 대상물의 표면 또는 내부에 조사하여 가공하는 방식을 말한다.
이러한 레이저 가공의 품질은 레이저 빔의 정확도에 의해 결정될 수 있다. 즉, 레이저 가공의 품질을 유지하기 위해서는, 가공 대상물의 정확한 위치에 레이저 빔이 조사되는 것이 필요하다. 특히, 정교한 가공 작업이 요구되는 경우에, 레이저 빔의 정확도는 더욱 중요해진다.
레이저 빔의 정확도를 개선하기 위하여, 비전 카메라를 이용하여 레이저 빔의 가공 위치를 보정할 수 있다. 이러한 보정 방식은, 레이저 헤드와 동축에 배치된 비전 카메라를 이용하여 레이저 빔의 가공 위치를 보정하는 방식과, 레이저 헤드와 광축과 수직인 방향으로 이격 배치된 비전 카메라를 이용하여 레이저 빔의 가공 위치를 보정하는 방식이 사용될 수 있다.
레이저 헤드와 이격 배치된 비전 카메라를 이용할 경우, 레이저 헤드와 비전 카메라의 이격 거리를 고려하여, 레이저 빔의 가공 위치를 보정하게 된다.
그러나, 레이저 광원의 특성, 레이저 빔을 전달하는 광학계 및 비전 카메라 등의 영향으로, 레이저 헤드와 비전 카메라 사이의 이격 거리가 달라질 수 있다. 이격 거리가 달라질 경우, 이러한 이격 거리에 기초한 레이저 빔의 가공 위치의 보정 역시 부정확하게 된다.
본 발명은 다양한 요인에 의해 레이저 헤드와 비전 카메라 사이의 이격 거리가 달라지더라도, 정확한 레이저 가공이 가능한 레이저 가공 장치 및 그 캘리브레이션 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법은,
레이저 빔을 조사하는 레이저 헤드의 하부에, 상기 레이저 빔의 파워를 측정하는 파워 측정기가 위치하도록, 상기 파워 측정기가 설치된 작업 테이블을 이동시키는 제1 이동 단계;
상기 레이저 빔의 중심이, 상기 파워 측정기에 배치된 마스크의 관통홀의 중심에 위치하도록, 상기 작업 테이블의 위치를 조정하는 제1 조정 단계;
상기 레이저 헤드의 중심으로부터 광축과 수직인 방향으로 이격 배치된 비전 카메라의 하부에 상기 파워 측정기가 위치하도록, 상기 레이저 헤드와 상기 비전 카메라 사이의 설정 거리 값만큼, 상기 작업 테이블을 이동시키는 제2 이동 단계;
상기 비전 카메라에 의해 촬상된 이미지 정보에 기초하여, 상기 비전 카메라의 비전 중심과 상기 마스크의 상기 관통홀의 중심 사이의 거리 값을 검출하는 단계; 및
상기 검출된 거리 값을 고려하여, 상기 레이저 헤드와 상기 비전 카메라 사이의 설정 거리 값을 교정하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 조정 단계에서는, 상기 파워 측정기에 의해 측정된 레이저 빔의 파워가 최대가 되도록 상기 작업 테이블의 위치를 조정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파워 측정기는 상기 마스크에 의해 일부가 차단된 레이저 빔의 파워를 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크의 상기 관통홀의 직경은, 상기 관통홀에 입사되는 레이저 빔의 직경보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 관통홀에 입사되는 레이저 빔의 일부는 상기 마스크에 의해 반사되며, 상기 반사된 레이저 빔은 상기 마스크의 둘레에 배치된 산란방지 커버에 의해 흡수될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 이동 단계에서는, 상기 작업 테이블을 50 mm 이상 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 검출된 거리 값은 5 mm 이하일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치는,
레이저 광원으로부터 생성된 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하는 레이저 헤드;
상기 가공 대상물이 탑재되며, 상기 레이저 빔의 광축과 수직인 방향으로 이동 가능한 작업 테이블;
상기 레이저 빔에 의해 가공된 가공면을 촬상하며, 상기 레이저 빔의 광축과 수직인 방향으로 상기 레이저 헤드의 중심과 이격되도록 배치된 비전 카메라;
상기 작업 테이블에 설치되며, 상기 레이저 빔의 파워를 검출하는 파워 측정기; 및
상기 비전 카메라에 의해 촬상된 이미지 정보를 기초로, 상기 레이저 빔의 위치를 보정하고, 상기 레이저 헤드와 상기 비전 카메라 사이의 설정 거리 값을 교정하는 제어부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파워 측정기는, 입사된 레이저 빔의 파워를 측정하는 측정 영역을 가지며, 상기 측정 영역의 상부에 배치되며, 상기 레이저 빔의 적어도 일부가 통과할 수 있는 제1 관통홀을 가지는 마스크;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크의 상기 제1 관통홀의 직경은, 상기 재1 관통홀에 입사되는 레이저 빔의 직경보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크의 상기 제1 관통홀의 직경은, 1 mm 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파워 측정기는, 상기 마스크의 둘레에 배치되며, 상기 레이저 빔이 관통할 수 있는 제2 관통홀을 가지는 산란방지 커버;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 관통홀의 직경은, 상기 레이저 빔의 직경보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 레이저 헤드와 상기 비전 카메라 사이의 이격 거리는, 50 mm 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법은, 레이저 헤드와 비전 카메라 사이의 이격 거리가 달라지더라도, 레이저 빔의 중심과 비전 카메라 사이의 실제 이격 거리를 검출 및 반영함으로써, 정확한 레이저 가공을 수행할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 일 예를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 실시예에 따른 레이저 가공 장치에서, 캘리브레이션을 위해 작업 테이블이 이동한 모습을 나타낸 도면이며,
도 4는 실시예에 따른 파워 측정기를 개념적으로 도시한 도면이며,
도 5a-5c는 도 4의 파워 측정기에 의해 검출된 레이저 빔의 파워를 설명하기 위한 도면이며,
도 6은 파워 측정기가 비전 카메라의 하부에 배치된 모습을 개념적으로 도시한 도면이며,
도 7 및 도 8은 비전 카메라에 의해 검출된 마스크의 관통홀의 이미지를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
“제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는” 이라는 용어는 복수의 관련된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 항목들 중의 어느 하나의 항목을 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 일 예를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 레이저 가공 장치는, 레이저 헤드(10), 작업 테이블(20), 비전 카메라(30), 파워 측정기(40) 및 제어부(50)를 포함한다.
레이저 헤드(10)는 레이저 광원(1)으로부터 생성된 레이저 빔(L)을 가공 대상물(T)에 조사한다. 레이저 광원(1)과 레이저 헤드(10) 사이에는, 레이저 빔(L)을 전달하는 빔 전달 시스템(2)을 포함할 수 있다. 이러한 빔 전달 시스템(2)은 복수의 거울로 이루어지거나 광 케이블로 이루어질 수 있다. 또한, 레이저 가공 장치는 광 경로를 변경하기 위한 반사 거울(3)을 더 포함할 수 있다.
레이저 헤드(10)는, 레이저 빔(L)의 방향을 조정하는 갈바노 시스템(110)를 포함한다. 갈바노 시스템(110)을 이용하여, 가공 대상물(T)에 대한 레이저 빔(L)의 조사 지점을 미세하게 움직이는 제어동작을 실시할 수 있다. 레이저 헤드(10)는 레이저 빔(L)이 가공 대상물(T)에 조사될 때 초점거리를 조절하기 위한 렌즈(120)를 더 포함할 수 있다.
작업 테이블(20)에는 가공 대상물(T)이 탑재된다. 작업 테이블(20)은 가공 대상물(T)에 조사되는 레이저 빔(L)의 광축과 수직인 방향으로 이동 가능하다. 작업 테이블(20)을 이용하여, 가공 대상물(T)에 대한 레이저 빔(L)의 조사 지점을 이동시킬 수 있다.
비전 카메라(30)는 레이저 빔(L)의 광축과 수직인 방향으로 레이저 빔(L)의 중심과 이격되도록 배치될 수 있다. 일 예로서, 비전 카메라(30)는 레이저 헤드(10)의 일 측에 배치될 수 있다. 비전 카메라(30)는 레이저 헤드(10)의 중심으로부터 레이저 빔(L)의 광축과 수직인 방향으로 이격 배치될 수 있다. 비전 카메라(30)는 레이저 헤드(10)와 비동축 상에 배치될 수 있다.
비전 카메라(30)의 중심과 레이저 헤드(10)의 중심 사이의 거리는, 50 mm 이상일 수 있다. 비전 카메라(30)의 중심과 레이저 헤드(10)의 중심 사이의 거리는 150 mm 이하일 수 있다. 비전 카메라(30)의 비전 방향과 레이저 헤드(10)의 레이저 빔 조사 방향이 평행할 경우, 비전 카메라(30)의 중심과 레이저 헤드(10)의 중심 사이의 거리는 비전 중심과 레이저 빔의 중심 사이의 거리와 동일할 수 있다.
비전 카메라(30)는 레이저 빔(L)의 가공된 가공면을 촬상한다. 예를 들어, 비전 카메라(30)는 작업 테이블(20) 상에 탑재된 가공 대상물(T)의 상면에 레이저 빔(L)이 조사된 상태를 촬상한다.
제어부(50)는, 비전 카메라(30)에 의해 촬상된 이미지 정보에 기초하여, 레이저 빔(L)의 조사 위치를 보정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(50)는 비전 카메라(30)에 의해 촬상된 이미지 정보에 기초하여, 갈바노 시스템(110)의 각도를 조절하여 레이저 빔(L)의 조사 위치를 보정할 수 있다. 제어부(50)에 의한 보정 범위는 20 ㎛ 이하일 수 있다.
가공 대상물(T)의 종류에 따라, 레이저 빔(L)의 파워를 다르게 설정할 수 있다. 파워 측정기(40)는 레이저 헤드(10)에서 조사된 레이저 빔(L)의 파워를 측정한다. 파워 측정기(40)를 이용하여, 가공 대상물(T)에 조사된 레이저 빔(L)의 파워가 의도한 파워를 가지는지 확인 및 조정할 수 있다.
파워 측정기(40)는 작업 테이블(20)의 설치된다. 파워 측정기(40)는 작업 테이블(20)의 일 단부에 고정되도록 설치된다. 그에 따라, 작업 테이블(20)이 이동될 때, 파워 측정기(40)도 작업 테이블(20)과 함께 이동된다.
다만, 비전 카메라(30)에 의해 촬상된 이미지 정보에 기초하여, 레이저 빔(L)의 조사 위치를 정확하게 보정하기 위해서는, 비전 카메라(30)와 레이저 헤드(10) 사이의 정확한 거리를 전제로 한다. 비전 카메라(30)를 이용한 레이저 빔(L)의 조사 위치를 보정하는 범위는 미세하기 때문에, 만일 비전 카메라(30)와 레이저 헤드(10) 사이의 거리에 오차가 발생할 경우, 이를 기초로 한 레이저 헤드(10)의 제어 정확성은 현저히 떨어지게 된다.
그러나, 비전 카메라(30)와 레이저 헤드(10)를 아무리 정교하게 제작 및 설치한다고 하더라도, 레이저 광원(1) 자체의 특성, 빔 전달 시스템(2)의 변화 등에 의해, 비전 카메라(30)와 레이저 헤드(10) 사이의 거리는 본래 설정하고자 하는 설정 거리와 달라질 수 있다.
실시예에 따른 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법에서는, 레이저 빔(L)의 파워를 측정하는 파워 측정기(40)를 이용하여, 비전 카메라(30)와 레이저 헤드(10) 사이의 실제 거리 값을 산출할 수 있으며, 그에 따라, 레이저 헤드(10)와 비전 카메라(30) 사이의 설정 거리 값이 레이저 헤드(10)와 비전 카메라(30) 사이의 실제 거리 값에 대응되도록 교정할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 3은 실시예에 따른 레이저 가공 장치에서, 캘리브레이션을 위해 작업 테이블(20)이 이동한 모습을 나타낸 도면이며, 도 4는 실시예에 따른 파워 측정기(40)를 개념적으로 도시한 도면이며, 도 5a-5c는 도 4의 파워 측정기(40)에 의해 검출된 레이저 빔(L)의 파워를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 파워 측정기(40)가 비전 카메라(30)의 하부에 배치된 모습을 개념적으로 도시한 도면이며, 도 7 및 도 8은 비전 카메라(30)에 의해 검출된 마스크(430)의 관통홀의 이미지를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 레이저 헤드(10)의 하부에 파워 측정기(40)가 위치하도록, 파워 측정기(40)가 설치된 작업 테이블(20)을 이동시킨다. 작업 테이블(20)의 이동 범위는 50 mm ~ 500 mm 일 수 있다.
도 4를 참조하면, 파워 측정기(40)는 마스크(430)를 더 포함할 수 있다. 파워 측정기(40)는 레이저 빔(L)의 파워를 측정하는 측정 영역(410)을 가지며, 마스크(430)는 측정 영역(410) 상부에 배치될 수 있다.
마스크(430)는 레이저 빔(L)의 적어도 일부가 통과할 수 있는 제1 관통홀(h1)을 가질 수 있다. 일 예로서, 제1 관통홀(h1)의 직경은 제1 관통홀(h1)에 입사되는 레이저 빔(L)의 직경보다 작을 수 있다. 그에 따라, 파워 측정기(40)는 마스크(430)에 의해 일부가 차단된 레이저 빔(L)의 파워를 측정할 수 있다. 예를 들어, 파워 측정기(40)의 측정 영역(410)에는 마스크(430)에 의해 약 10 % 가 차단된 90 %의 레이저 빔(L)이 입사될 수 있다.
파워 측정기(40)는 측정 영역(410)에 입사된 레이저 빔(L)의 파워를 측정할 수 있다.
마스크(430)는, 사용되는 레이저 빔(L)의 직경을 고려하여, 다른 마스크(430)로 교체될 수 있다. 예를 들어, 마스크(430)는, 다른 직경의 제1 관통홀(h1)이 형성된 다른 마스크(430)로 교체될 수 있다.
파워 측정기(40)에는, 마스크(430)로부터 반사된 레이저 빔(L)을 흡수하는 산란방지 커버(450)를 더 포함할 수 있다. 산란방지 커버(450)는 레이저 빔(L)이 관통하는 제2 관통홀(h2)을 가진다. 제2 관통홀(h2)의 직경은, 입사되는 레이저 빔(L)의 직경보다 크다. 제2 관통홀(h2)의 직경은, 제1 관통홀(h1)의 직경보다 크다.
파워 측정기(40)에 입사된 레이저 빔(L)은, 전체가 제2 관통홀(h2)을 통과하지만, 일부는 제1 관통홀(h1)을 통과하지 못하고 마스크(430)에 의해 반사될 수 있다. 예를 들어, 파워 측정기(40)에 입사된 레이저 빔(L)의 약 10 %가 마스크(430)에 의해 반사될 수 있다. 산란방지 커버(450)는, 마스크(430)에 의해 반사된 레이저 빔(L)이 다른 구성에 영향을 미치지 않도록 흡수할 있다.
산란방지 커버(450)는 측정 영역(410)의 상부에 배치되며, 마스크(430)를 지지하는 구조를 가질 수 있다. 산란방지 커버(450)는, 측정 영역(410)의 둘레에 거치될 수 있는 거치부(451)와, 마스크(430)를 지지하는 지지부(453)를 포함할 수 있다
제어부(50)는 레이저 빔(L)의 중심이 마스크(430)의 제1 관통홀(h1)의 중심에 위치하도록, 작업 테이블(20)의 위치를 조정한다. 작업 테이블(20)의 위치 조정은 5 mm 이하의 범위에서 이루어질 수 있다.
작업 테이블(20)의 위치를 조정하는 단계에서는, 파워 측정기(40)에 의해 측정된 레이저 빔(L)의 파워를 기초로 작업 테이블(20)의 위치를 조정할 수 있다.
도 5a는 레이저 빔(L)의 중심(C1)이 제1 관통홀(h1)의 중심(MC)에 일치할 경우, 파워 측정기(40)에 의해 측정된 레이저 빔(L)의 파워이며, 도 5b 및 도 5c는 레이저 빔(L)의 중심(C2, C3)이 제1 관통홀(h1)의 중심(MC)으로부터 이탈된 경우, 파워 측정기(40)에 의해 측정된 레이저 빔(L)의 파워이다. 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 레이저 빔(L)의 중심(C1)이 제1 관통홀(h1)의 중심(MC)에 일치할 경우 파워 측정기(40)에 의해 측정된 레이저 빔(L)의 파워가, 레이저 빔(L)의 중심(C2, C3)이 제1 관통홀(h1)의 중심(MC)으로부터 이탈된 경우 파워 측정기(40)에 의해 측정된 레이저 빔(L)의 파워보다 크다.
제어부(50)는, 이러한 점을 고려하여, 파워 측정기(40)에 의해 측정된 레이저 빔(L)의 파워가 최대가 되는 위치가 되도록, 작업 테이블(20)의 위치를 조정할 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 6을 참조하면, 비전 카메라(30)의 하부에 파워 측정기(40)가 위치하도록, 레이저 헤드(10)와 비전 카메라(30) 사이의 소정의 설정 거리 값만큼 작업 테이블(20)을 이동시킨다.
작업 테이블(20)은 비전 카메라(30)의 하부에 위치하도록 이동 가능하다. 작업 테이블(20)의 이동 거리는 50 mm 이상일 수 있다. 작업 테이블(20)의 이동 거리는 150 mm 이하일 수 있다.
상기 설정 거리 값은, 제조 단계에서 레이저 헤드(10)와 비전 카메라(30) 사이의 설계된 거리 값일 수 있다. 그러나, 상기 설정 거리 값은, 실제 레이저 헤드(10)와 비전 카메라(30) 사이의 실제 거리 값과 다를 수 있다.
도 7과 같이, 비전 카메라(30)에 의해 촬상된 이미지 정보에는, 비전 카메라(30)의 비전 중심(VC)과 마스크(430)의 제1 관통홀(h1)의 중심(MC)이 일치하지 않고 이격될 수 있다. 예를 들어, 비전 중심(VC)과 제1 관통홀(h1)의 중심(MC)은 dx 및 dy만큼 이격될 수 있다. 이러한 비전 카메라(30)의 비전 중심(VC)과 제1 관통홀(h1)의 중심(MC) 사이의 이격 위치를 고려하여, 비전 카메라(30)의 비전 중심(VC)과 제1 관통홀(h1)의 중심(MC) 사이의 거리 값을 검출할 수 있다. 검출된 거리 값은 5 mm 이하일 수 있다.
제어부(50)는, 검출된 거리 값을 고려하여, 레이저 헤드(10)와 비전 카메라(30)의 설정 거리 값을 교정할 수 있다. 교정 후, 작업 테이블(20)을 레이저 헤드(10)의 하부에서 비전 카메라(30)의 하부로 이동시킬 경우, 도 8과 같이, 비전 카메라(30)의 비전 중심(VC)과 제1 관통홀(h1)의 중심(MC)이 일치할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에서는 레이저 빔(L)의 파워 측정을 위한 파워 측정기(40)를 이용하여 레이저 빔(L)의 중심 위치를 측정할 수 있으며, 이를 기초로 레이저 빔(L)의 중심과 비전 카메라(30)의 중심 사이의 정확한 거리를 측정한다. 그에 따라, 본 발명에 따른 레이저 가공 장치는, 레이저 빔(L)의 중심과 비전 카메라(30) 사이의 거리가 달라지더라도, 정확한 레이저 가공 작업을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 실시예들에서는 레이저 가공 장치에서 작업 테이블(20)이 수평 이동한 예를 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지는 아니한다. 예를 들어, 레이저 헤드(10)가 수평 이동할 수도 있음은 물론이다.
또한, 상술한 실시예들에서는 파워 측정기(40)가 레이저 헤드(10)의 하부로 먼저 위치시킨 후 비전 카메라(30)의 하부에 위치시키도록 작업 테이블(20)을 이동시키는 예를 중심으로 설명하였으나, 위치 이동의 선후는 이에 한정되지는 아니한다. 예를 들어, 파워 측정기(40)가 비전 카메라(30)의 하부로 먼저 위치시킨 후 레이저 헤드(10)의 하부에 위치시키도록 작업 테이블(20)을 이동시킬 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
1 : 레이저 광원 2 : 빔 전달 시스템
3 : 반사 거울 10 : 레이저 헤드
110 : 갈바노 시스템 120 : 렌즈
20 : 작업 테이블 30 : 비전 카메라
40 : 파워 측정기 410 : 측정 영역
430 : 마스크 450 : 산란방지 커버
451 : 거치부 453 : 지지부
50 : 제어부 h1 : 제1 관통홀
h2 : 제2 관통홀 T : 가공 대상물
L : 레이저 빔

Claims (14)

  1. 레이저 빔을 조사하는 레이저 헤드의 하부에, 상기 레이저 빔의 파워를 측정하는 파워 측정기가 위치하도록, 상기 파워 측정기가 설치된 작업 테이블을 이동시키는 제1 이동 단계;
    상기 레이저 빔의 중심이, 상기 파워 측정기에 배치된 마스크의 관통홀의 중심에 위치하도록, 상기 작업 테이블의 위치를 조정하는 제1 조정 단계;
    상기 레이저 헤드의 중심으로부터 광축과 수직인 방향으로 이격 배치된 비전 카메라의 하부에 상기 파워 측정기가 위치하도록, 상기 레이저 헤드와 상기 비전 카메라 사이의 설정 거리 값만큼, 상기 작업 테이블을 이동시키는 제2 이동 단계;
    상기 비전 카메라에 의해 촬상된 상기 파워 측정기에 대한 이미지 정보에 기초하여, 상기 비전 카메라의 비전 중심과 상기 마스크의 상기 관통홀의 중심 사이의 거리 값을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 거리 값을 고려하여, 상기 레이저 헤드와 상기 비전 카메라 사이의 설정 거리 값을 교정하는 단계;를 포함하는, 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 조정 단계에서는, 상기 파워 측정기에 의해 측정된 레이저 빔의 파워가 최대가 되도록 상기 작업 테이블의 위치를 조정하는, 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 파워 측정기는 상기 마스크에 의해 일부가 차단된 레이저 빔의 파워를 측정하는, 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마스크의 상기 관통홀의 직경은, 상기 관통홀에 입사되는 레이저 빔의 직경보다 작은, 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 관통홀에 입사되는 레이저 빔의 일부는 상기 마스크에 의해 반사되며,
    상기 반사된 레이저 빔은 상기 마스크의 둘레에 배치된 산란방지 커버에 의해 흡수되는, 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2 이동 단계에서는, 상기 작업 테이블을 50 mm 이상 이동시키는, 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 검출된 거리 값은 5 mm 이하인, 레이저 가공 장치의 캘리브레이션 방법.
  8. 레이저 광원으로부터 생성된 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하는 레이저 헤드;
    상기 가공 대상물이 탑재되며, 상기 레이저 빔의 광축과 수직인 방향으로 이동 가능한 작업 테이블;
    상기 레이저 빔에 의해 가공된 가공면을 촬상하며, 상기 레이저 빔의 광축과 수직인 방향으로 상기 레이저 헤드의 중심과 이격되도록 배치된 비전 카메라;
    상기 작업 테이블에 설치되며, 상기 레이저 빔의 파워를 측정하는 측정 영역과, 상기 측정 영역의 상부에 배치되며 상기 레이저 빔의 적어도 일부가 통과하는 제1 관통홀을 가지는 마스크를 포함하는 파워 측정기; 및
    상기 파워 측정기에서 측정된 레이저 빔의 파워에 기초하여, 상기 레이저 빔의 중심이 상기 마스크의 상기 제1 관통홀의 중심에 위치하도록 상기 작업 테이블의 위치를 조정하고, 상기 파워 측정기가 상기 비전 카메라의 하부에 위치하도록 상기 레이저 헤드와 상기 비전 카메라 사이의 설정 거리 값만큼 상기 작업 테이블을 이동시킨 후, 상기 비전 카메라에 의해 촬상된 상기 파워 측정기에 대한 이미지 정보를 기초로, 상기 비전 카메라의 비전 중심과 상기 제1 관통홀의 중심 사이의 거리 값을 검출하고, 상기 검출된 거리 값을 고려하여 상기 레이저 헤드와 상기 비전 카메라 사이의 설정 거리 값을 교정하는 제어부;를 포함하는, 레이저 가공 장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 마스크의 상기 제1 관통홀의 직경은, 상기 제1 관통홀에 입사되는 레이저 빔의 직경보다 작은, 레이저 가공 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마스크의 상기 제1 관통홀의 직경은, 1 mm 이하인, 레이저 가공 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 파워 측정기는,
    상기 마스크의 둘레에 배치되며, 상기 레이저 빔이 관통할 수 있는 제2 관통홀을 가지는 산란방지 커버;를 더 포함하는, 레이저 가공 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 관통홀의 직경은, 상기 레이저 빔의 직경보다 큰, 레이저 가공 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 레이저 헤드와 상기 비전 카메라 사이의 이격 거리는, 50 mm 이상인, 레이저 가공 장치.
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