KR102066954B1 - 레이저 가공용 노즐의 검사장치와 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저빔을 조사하는 가공헤드에 작업가스가 분사되는 노즐이 결합될 때, 노즐의 분사홀에 대한 레이저빔의 조사 상태 및 작업가스의 분사 균형도를 평가하고, 노즐의 결합 상태를 판단할 수 있는 레이저 가공용 노즐의 검사장치와 검사방법에 관한 것이다.
이를 위해 레이저 가공용 노즐의 검사장치는 레이저빔이 조사되는 가공헤드에 결합되고, 작업가스가 분사되는 분사홀이 구비된 노즐을 검사하는 레이저 가공용 노즐의 검사장치로써, 가공헤드에 구비되어 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축의 측정광을 조사하는 조명유닛과, 검사좌표를 기준으로 측정광의 변화와 작업가스의 분사압력 변화를 측정하는 검사유닛 및 검사유닛을 통해 측정된 값 중 최대값이 대응하는 측정좌표를 획득하고 획득한 측정좌표와 검사좌표를 비교하는 검사제어유닛을 포함한다.
그리고, 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 측정좌표가 존재하는 경우, 양품의 상기 노즐이 정조립되었다고 판단한다.

Description

레이저 가공용 노즐의 검사장치와 검사방법{INSPECTION DEVICE AND INSPECTION METHOD OF NOZZLE FOR LASER BEAM MACHINING}

본 발명은 레이저 가공용 노즐의 검사장치와 검사방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 레이저빔을 조사하는 가공헤드에 작업가스가 분사되는 노즐이 결합될 때, 노즐의 분사홀에 대한 레이저빔의 조사 상태 및 작업가스의 분사 균형도를 평가하고, 노즐의 조립 상태를 판단할 수 있는 레이저 가공용 노즐의 검사장치와 검사방법에 관한 것이다.

일반적으로, 레이저 가공용 노즐에 대해 상대적인 레이저빔의 목표 위치는 노즐의 분사홀 중심에 위치해야 한다. 이때, 레이저빔의 목표 위치는 광축조절부에 의해 조정할 수 있다.

종래에는 노즐의 분사홀에 테이프를 접착되고, 테이프에 레이저빔을 조사하면 테이프에 관통공이 형성된다. 그러면, 관통공의 치우침을 육안으로 확인하고, 치우짐 정도에 따라 광축조절부를 이용하여 레이저빔의 목표 위치를 수정한다. 테이프 부착부터 레이저빔의 목표 위치 수정까지 일련의 작업과정을 반복하면서 레이저빔의 광축을 노즐의 분사홀 중심에 위치하도록 한다.

하지만, 종래 기술과 같이 레이저빔의 광축을 노즐의 분사홀 중심으로 조정하는 것은 최초 노즐이 결합된 이후에 일련의 작업과정에서 노즐이 반복적으로 움직일 수 있으므로, 정확한 조정을 기대할 수 없고, 일련의 작업과정이 매우 번거로우며, 레이저빔의 광축 조정에 많은 시간이 소요된다.

또한, 최초 결합 상태의 노즐이 오조립된 상태라면 레이저빔의 광축을 정위치로 조정했다 하더라도 노즐로부터 분사되는 작업가스의 분사 방향이 틀어지게 되어 레이저빔을 통한 가공 성능을 악화시키게 된다.

일본등록특허공보 제5260644호(발명의 명칭 : 대상물의 가장자리에 있어서의 레이저빔의 접촉점을 검출하기 위한 방법 및 레이저 가공기, 2013. 05. 02. 등록)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이저빔을 조사하는 가공헤드에 작업가스가 분사되는 노즐이 결합될 때, 노즐의 분사홀에 대한 레이저빔의 조사 상태 및 작업가스의 분사 균형도를 평가하고, 노즐의 조립 상태를 판단할 수 있는 레이저 가공용 노즐의 검사장치와 검사방법을 제공함에 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 레이저 가공용 노즐의 검사장치는 레이저빔이 조사되는 가공헤드에 결합되고, 작업가스가 분사되는 분사홀이 구비된 노즐을 검사하는 레이저 가공용 노즐의 검사장치이고, 상기 가공헤드에 구비되어 상기 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축의 측정광을 조사하는 조명유닛; 검사좌표를 기준으로 상기 측정광의 변화와 상기 작업가스의 분사압력 변화를 측정하는 검사유닛; 및 상기 검사유닛을 통해 측정된 값 중 최대값이 대응하는 측정좌표를 획득하고, 획득한 상기 측정좌표와 상기 검사좌표를 비교하는 검사제어유닛;을 포함하고, 상기 측정좌표에 대해 상기 측정광의 변화에 따른 최대광 측정값이 대응하는 광측정좌표와 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 최대압력 측정값이 대응하는 압력측정좌표가 모두 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 양품의 상기 노즐이 정조립되었다고 판단한다.

여기서, 상기 조명유닛은, 상기 측정광을 발산하는 발광부; 및 상기 레이저빔의 광축과 상기 측정광의 광축을 실질적으로 일치시키는 광경로조정부;를 포함한다.

여기서, 상기 검사유닛은, 상기 분사홀에 대응하여 오리피스홀이 관통 형성되는 밀폐챔버; 상기 오리피스홀과 마주보도록 상기 밀폐챔버에 구비되고, 상기 오리피스홀을 통과하는 상기 측정광의 광량 또는 조도를 측정하는 광측정부; 및 상기 작업가스의 분사압력 변화에 대응하여 상기 밀폐챔버의 내부 압력을 측정하는 압력측정부;를 포함한다.

여기서, 상기 오리피스홀의 직경은, 상기 측정광의 굵기에 따른 단면 직경 또는 상기 레이저빔의 굵기에 따른 단면 직경과 같거나 크다

여기서, 상기 오리피스홀의 직경은, 상기 분사홀의 직경 또는 상기 작업가스의 분사영역에 대한 직경과 같거나 작다.

여기서, 상기 검사제어유닛은, 기설정된 허용치를 기준으로 상기 검사유닛에서 측정된 값 중 최대값을 획득하는 수치비교부; 상기 수치비교부를 통해 획득한 상기 최대값이 대응하는 상기 측정좌표를 획득하는 검사산출부; 및 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에서 상기 측정좌표의 존재유무를 판단하는 오차비교부;를 포함하고, 상기 오차비교부에 의해 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표가 모두 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 양품의 상기 노즐이 정조립되었다고 판단한다.

여기서, 상기 검사제어유닛은, 상기 광측정좌표와 상기 검사좌표 사이의 오차 또는 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표 사이의 오차에 대응하여 상기 광축이 쉬프트되는 양을 산출하는 조정변환부;를 더 포함한다.

본 발명의 레이저 가공용 노즐의 검사장치는 상기 광측정좌표와 상기 검사좌표 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시키거나, 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시키는 조정유닛;을 더 포함한다.

본 발명의 레이저 가공용 노즐의 검사방법은 레이저빔이 조사되는 가공헤드에 결합되고, 작업가스가 분사되는 분사홀이 구비된 노즐을 검사하는 레이저 가공용 노즐의 검사방법이고, 검사좌표를 기준으로 상기 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축의 측정광의 변화와 상기 분사홀을 통해 분사되는 작업가스의 분사압력 변화를 측정하는 측정단계; 상기 측정단계를 거쳐 측정된 값 중 최대값을 획득하는 수치획득단계; 상기 수치획득단계를 거쳐 획득한 최대값이 대응하는 측정좌표를 획득하는 좌표획득단계; 및상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에서 상기 측정좌표의 존재유무를 판단하는 오차비교단계;를 포함하고, 상기 측정좌표에 대해 상기 측정광의 변화에 따른 최대광 측정값이 대응하는 광측정좌표와 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 최대압력 측정값이 대응하는 압력측정좌표가 모두 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 양품의 상기 노즐이 정조립되었다고 판단한다.

본 발명의 레이저 가공용 노즐의 검사방법은 상기 압력측정좌표가 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 노즐을 교환하거나 재조립한 다음, 상기 측정단계로 복귀한다.

본 발명의 레이저 가공용 노즐의 검사방법은 상기 광측정좌표가 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 광측정좌표와 상기 검사좌표 사이의 오차 또는 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축이 쉬프트되는 양을 산출하는 미세조정변환단계;를 더 포함하고, 상기 미세변환단계를 거쳐 산출한 상기 광축이 쉬프트되는 양을 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시킨 다음, 상기 측정단계로 복귀한다.

본 발명의 레이저 가공용 노즐의 검사방법은 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표가 모두 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 상기 광측정좌표와 상기 검사좌표 사이의 오차 또는 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축이 쉬프트되는 양을 산출하는 완료조정변환단계;를 더 포함하고, 상기 완료조정변환단계를 거쳐 산출한 상기 광축이 쉬프트되는 양을 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시켜 양품의 상기 노즐이 정조립되었다고 판단한다.

본 발명의 레이저 가공용 노즐의 검사방법은 상기 최대값과 기설정된 허용치를 비교하는 수치비교단계;를 더 포함하고, 상기 최대값이 기설정된 허용치 이상이고, 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표가 모두 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 양품의 상기 노즐이 정조립되었다고 판단한다.

본 발명에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치와 검사방법에 따르면, 레이저빔을 조사하는 가공헤드에 작업가스가 분사되는 노즐이 결합될 때, 노즐의 분사홀에 대한 레이저빔의 조사 상태 및 작업가스의 분사 균형도를 평가하고, 노즐의 조립 상태를 판단할 수 있다.

또한, 본 발명은 조명유닛을 통해 레이저빔을 직접 사용하지 않아도 되므로, 검사 과정에서 레이저빔에 의해 검사유닛이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 검사유닛을 통해 측정광의 변화와 작업가스의 분사압력 변화를 간편하게 측정할 수 있고, 측정광의 조사위치와 작업가스의 분사위치를 통해 노즐의 조립 상태를 판단할 수 있다.

또한, 본 발명은 오리피스홀의 직경을 한정하여 측정정밀도를 향상시키고, 측정광의 조사위치와 작업가스의 분사위치를 특정시킬 수 있으며, 레이저빔의 조사위치에 작업가스가 안정되게 분사될 수 있다.

또한, 본 발명은 검사제어유닛을 통해 측정광의 크기, 작업가스의 분사압력, 측정광의 조사위치, 작업가스의 분사위치에 대한 상관 관계를 밝혀내고, 기존의 레이저 가공장치에 대한 활용도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 측정광 또는 레이저빔의 광축 조정을 간편하게 하고, 최초 결합 상태의 노즐이 오조립된 상태라 하더라도 측정광 또는 레이저빔의 조사 위치와 작업가스의 분사위치를 일치 또는 근접시켜 레이저빔을 통한 가공 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치에서 측정광과 오리피스홀과 분사홀과 분사영역 사이의 상관 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 양품의 노즐이 정조립된 상태에서 검사좌표와 광측정좌표와 압력측정좌표의 상대 위치에 대한 예시를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치에서 작업가스의 분사 위치에 따른 압력변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치에서 측정광의 검사 위치에 따른 광변화를 나타내는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치와 검사방법의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.

본 발명의 설명에 앞서, 표시기호 DL은 측정광 또는 레이저빔의 굵기에 따른 단면 직경이고, 표시기호 DO는 오리피스홀(22)의 직경이이며, 표시기호 DH는 분사홀(3a)의 직경이고, 표시기호 DS는 작업가스가 분사되는 분사영역에 대한 직경이다.

또한, 표시기호 P0은 기설정된 허용치로써, 오리피스홀(22)의 중심에 작업가스를 분사할 때 발생되는 압력최대치이고, 일정한 값을 나타내거나 범위로 표시될 수 있다. 또한, 표시기호 L0은 기설정된 허용치로써, 오리피스홀(22)의 중심에 측정광 또는 레이저빔이 조사될 때 발생되는 광최대치(광량의 최대치 또는 조도의 최대치)이고, 일정한 값을 나타내거나 범위로 표시될 수 있다. 또한, 표시기호 Ph는 작업가스의 분사압력에 따라 변화되는 압력 중 최대압력 측정값이고, 표시기호 Lh는 측정광에 따라 변화되는 값(광량 또는 조도 등) 중 최대광 측정값이다.

또한, 표시기호 C0는 기준좌표로써, 가공헤드(2)의 초기 위치 또는 측정광의 광축에 대한 초기 위치 또는 레이저빔의 광축에 대한 초기 위치를 나타낸다. 또한, 표시기호 M0는 기준좌표(CO)에 대한 상대 위치로써, 오리피스홀(22)의 중심을 나타내는 검사좌표를 나타낸다. 또한, 표시기호 PMa는 기준좌표(CO)에 대한 상대 위치로써, 작업가스의 분사압력에 따라 변화되는 압력 중 최대압력 측정값이 대응하는 압력측정좌표이고, 작업가스의 분사영역 중심을 나타낸다. 또한, 표시기호 LMa는 기준좌표에 대한 상대 위치로써, 측정광에 따라 변화되는 값(광량 또는 조도 등) 중 최대광 측정값이 대응하는 광측정좌표이고, 측정광 또는 레이저빔의 스팟 중심을 나타낸다.

압력측정좌표(PMa)와 광측정좌표(LMa)는 모두 측정좌표이고, 기준좌표(CO)에 대한 가공헤드(2)의 상대 위치 또는 기준좌표(CO)에 대한 측정광 광축의 상대 위치 또는 기준좌표(CO)에 대한 레이저빔 광축의 상대 위치를 나타낸다

또한, 표시기호 PMs는 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위에서 압력측정좌표(PMa)의 최소치이고, 표시기호 PMh는 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위에서 압력측정좌표(PMa)의 최대치이며, 표시기호 LMs는 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위에서 광측정좌표(LMa)의 최소치이고, 표시기호 LMh는 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위에서 광측정좌표(LMa)의 최대치이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치에서 측정광과 오리피스홀과 분사홀과 분사영역 사이의 상관 관계를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 양품의 노즐이 정조립된 상태에서 검사좌표와 광측정좌표와 압력측정좌표의 상대 위치에 대한 예시를 나타내는 그래프이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치는 레이저발진기(1)에서 생성되는 레이저빔이 가공헤드(2)에서 초점 조절되어 가공면에 조사된다. 그리고, 가공헤드(2)에는 작업가스가 분사되는 노즐(3)이 결합된다. 이때, 상기 노즐(3)에는 상기 작업가스와 함께 상기 레이저빔이 통과되는 분사홀(3a)이 구비된다.

상기 노즐(3)은 후술하는 노즐조립단계(S1-2) 또는 노즐교체단계(S6)를 통해 상기 가공헤드(2)에 결합될 수 있다.

또한, 상기 가공면의 가공 상태 또는 상기 레이저빔의 세기 등과 같이 레이저 가공장치의 동작에 따른 정보, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치의 동작에 따른 정보들은 디스플레이부(4)를 통해 표시되어 작업자가 확인할 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치는 작업가스가 분사되도록 가공헤드(2)에 결합되는 노즐(3)의 조립 상태를 검사하는 장치이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치는 조명유닛(10)과, 검사유닛(20)과, 검사제어유닛(30)을 포함하고, 조정유닛(40)을 더 포함할 수 있다.

상기 조명유닛(10)은 상기 가공헤드(2)에 구비되어 상기 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축의 측정광을 조사한다. 상기 조명유닛(10)을 통해 후술하는 측정광일치단계(S1-1)를 실시할 수 있다.

상기 조명유닛(10)은 발광부(11)와, 광경로조정부(12)를 포함하고, 광변환부(13)를 더 포함할 수 있다. 상기 발광부(11)는 상기 측정광을 발산한다. 상기 발광부(11)는 다양한 형태를 통해 상기 측정광을 발산할 수 있다. 상기 광경로조정부(12)는 상기 레이저빔의 광축과 상기 측정광의 광축을 실질적으로 일치시킨다. 상기 광경로조정부(12)는 상기 가공헤드(2)에 내장되어 상기 측정광의 경로를 변경시킴으로써, 상기 측정광의 광축은 상기 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일해질 수 있다. 상기 광변환부(13)는 상기 레이저빔의 굵기에 따른 직경과 상기 측정광의 굵기에 따른 직경을 실질적으로 일치시킨다. 상기 광변환부(13)는 상기 조명유닛(10)의 일부로써, 별도 구성되기도 하고, 상기 가공헤드(2)에 내장된 초점렌즈로 이루어질 수 있다.

상기 검사유닛(20)은 검사좌표(M0)를 기준으로 상기 측정광의 변화와 상기 작업가스의 분사압력 변화를 측정한다. 상기 검사유닛(20)을 통해 후술하는 측정단계(S1)를 실시할 수 있다.

상기 검사유닛(20)은 밀폐챔버(21)와, 광측정부(23)와, 압력측정부(24)를 포함할 수 있다.

상기 밀폐챔버(21)는 상기 분사홀(3a)에 대응하여 오리피스홀(22)이 관통 형성된다. 상기 밀폐챔버(21)는 상기 오리피스홀(22)이 관통 형성된 중공의 함체이다. 상기 오리피스홀(22)의 직경은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 레이저빔의 가공 오차를 감안하여 결정될 수 있다.

상기 광측정부(23)는 상기 오리피스홀(22)과 마주보도록 상기 밀폐챔버(21)에 구비된다. 상기 광측정부(23)는 상기 측정광이 상기 오리피스홀(22)을 지나갈 때, 상기 측정광의 변화를 측정하게 된다. 상기 광측정부(23)는 상기 오리피스홀(22)을 통과하는 상기 측정광의 광량 또는 조도 등을 측정할 수 있다.

상기 광측정부(23)를 통해 후술하는 광측정단계(S12)를 실시할 수 있다.

상기 압력측정부(24)는 상기 밀폐챔버(21)의 일측에 구비된다. 상기 압력측정부(24)는 상기 분사홀(3a)에서 분사되는 상기 작업가스가 상기 오리피스홀(22)을 지날 때, 상기 작업가스의 분사압력 변화를 측정하게 된다. 상기 압력측정부(24)는 상기 작업가스의 분사압력 변화에 대응하여 상기 밀폐챔버(21)의 내부 압력을 측정할 수 있다.

상기 압력측정부(24)를 통해 후술하는 압력측정단계(S11)를 실시할 수 있다.

여기서, 상기 오리피스홀(22)의 직경은 상기 측정광의 굵기에 따른 단면 직경과 같거나 크게 형성된다. 상기 오리피스홀(22)의 직경이 상기 측정광의 직경보다 작게되면, 상기 측정광이 모두 상기 오리피스홀(22)을 통과지 못하게 되어 상기 측정광의 변화를 정확하게 측정하기 어렵다. 상기 오리피스홀(22)의 직경은 상기 레이저빔의 굵기에 따른 단면 직경과 같거나 크게 형성될 수 있다.

따라서, 상기 오리피스홀(22)의 직경에 따라 상기 측정광이 상기 오리피스홀(22)을 통과하도록 하여 상기 광측정부(23)에서의 측정값에서 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 오리피스홀(22)의 직경은 상기 분사홀(3a)의 직경과 같거나 작게 형성된다. 상기 오리피스홀(22)의 직경이 상기 분사홀(3a)의 직경보다 크게 되면, 상기 측정광이 상기 분사홀(3a)에 의해 간섭되더라도 상기 측정광의 간섭 위치를 특정하기 어렵다. 상기 오리피스홀(22)의 직경은 상기 작업가스의 분사영역에 대한 직경과 같거나 작게 형성될 수 있다.

따라서, 상기 오리피스홀(22)의 직경에 따라 상기 측정광이 상기 분사홀(3a)에 간섭되는 것을 찾을 수 있고, 상기 작업가스의 분사압력을 특정할 수 있다.

이때, 상기 분사홀(3a)의 직경과 상기 작업가스의 분사영역에 대한 직경을 한정하는 것은 아니고, 상기 레이저빔의 작업 형태 또는 상기 작업가스의 분사 형태 등에 따라 상기 분사홀(3a)의 직경과 상기 작업가스의 분사영역에 대한 직경은 변경될 수 있다.

상기 검사제어유닛(30)은 상기 검사유닛(20)을 통해 측정된 값 중 최대값이 대응하는 측정좌표를 획득한다. 상기 검사제어유닛(30)은 획득한 상기 측정좌표와 상기 검사좌표(M0)를 상호 비교한다. 상기 검사제어유닛(30)은 상기 검사유닛(20)을 통해 측정된 값 중 최대압력 측정값(Ph)이 대응하는 압력측정좌표(PMa)를 획득한다. 상기 검사제어유닛(30)은 획득한 상기 압력측정좌표(PMa)와 상기 검사좌표(M0)를 상호 비교한다. 상기 검사제어유닛(30)은 상기 검사유닛(20)을 통해 측정된 값 중 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 광측정좌표(LMa)를 획득한다. 상기 검사제어유닛(30)은 획득한 상기 광측정좌표(LMa)와 상기 검사좌표(M0)를 상호 비교한다.

여기서, 상기 검사제어유닛(30)을 통한 비교 결과로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 측정광의 변화에 따라 상기 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 상기 광측정좌표(LMa)와 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따라 상기 최대압력 측정값(Ph)이 대응하는 상기 압력측정좌표(PMa)가 모두 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 양품의 상기 노즐(3)이 정조립되었다고 판단할 수 있다.

상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위는 상기 오리피스홀(22)의 중심을 포함하는 상기 오리피스홀(22)의 내측을 지시한다. 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위에 있어서, 상기 압력측정좌표(PMa)는 압력측정좌표(PMa)의 최소치(PMs)와 압력측정좌표(PMa)의 최대치(PMh) 사이에 존재한다. 또한, 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위에 있어서, 상기 광측정좌표(LMa)는 광측정좌표(LMa)의 최소치(LMs)와 광측정좌표(LMa)의 최대치(LMh) 사이에 존재한다.

표시기호 PMs는 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위에서 이고, 표시기호 PMh는 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위에서 압력측정좌표(PMa)의 최대치이며, 표시기호 LMs는 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위에서 광측정좌표(LMa)의 최소치이고, 표시기호 LMh는 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위에서 광측정좌표(LMa)의 최대치이다.

상기 검사제어유닛(30)은 수치비교부(31)와, 검사산출부(32)와, 오차비교부(33)를 포함하고, 조정변환부(34)를 더 포함할 수 있다.

상기 수치비교부(31)는 기설정된 허용치를 기준으로 상기 검사유닛(20)에서 측정된 값 중 최대값을 획득한다. 상기 수치비교부(31)는 기설정된 허용치와 상기 최대값을 비교할 수 있다. 상기 수치비교부(31)를 통해 후술하는 수치획득단계(S2) 또는 수치비교단계(S4)를 실시할 수 있다.

일예로, 상기 수치비교부(31)는 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따라 측정되는 값 중 최대압력 측정값(Ph)을 획득한다. 상기 수치비교부(31)는 상기 작업가스가 상기 오리피스홀(22)을 통과하도록 상기 가공헤드(2)를 수평 이동시키면서 상기 작업가스의 분사압력을 측정하게 된다. 상기 수치비교부(31)는 상기 압력측정부(24)에서 측정되는 값 중 최대압력 측정값(Ph)을 획득할 수 있다. 또한, 상기 수치비교부(31)는 상기 압력측정부(24)에서 측정된 값 중 최대압력 측정값(Ph)이 기설정된 허용치인 압력최대치(P0) 이상이어야 한다.

이때, 상기 수치비교부(31)를 통해 후술하는 최대압력획득단계(S21) 또는 압력비교단계(S41)를 실시할 수 있다.

다른 예로, 상기 수치비교부(31)는 상기 측정광의 변화에 따라 측정되는 값 중 최대광 측정값(Lh)을 획득한다. 상기 수치비교부(31)는 상기 측정광이 상기 오리피스홀(22)을 통과하도록 상기 가공헤드(2)를 수평 이동시키면서 상기 측정광을 측정하게 된다. 상기 수치비교부(31)는 상기 광측정부(23)에서 측정되는 값 중 최대광 측정값(Lh)을 획득할 수 있다. 또한, 상기 수치비교부(31)는 상기 광측정부(23)에서 측정되는 값 중 최대광 측정값(Lh)이 기설정된 허용치인 광최대치(L0) 이상이어야 한다.

이때, 상기 수치비교부(31)를 통해 후술하는 최대광획득단계(S22) 또는 광비교단계(S42)를 실시할 수 있다.

상기 검사산출부(32)는 상기 수치비교부(31)를 통해 획득한 상기 최대값이 대응하는 상기 측정좌표를 획득한다. 상기 검사산출부(32)를 통해 후술하는 좌표획득단계(S3)를 실시할 수 있다.

일예로, 상기 검사산출부(32)는 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따라 측정되는 값 중 최대압력 측정값(Ph)이 대응하는 압력측정좌표(PMa)를 획득한다. 상기 검사산출부(32)는 상기 압력측정부(24)에서 측정되는 값 중 최대압력 측정값(Ph)이 대응하는 압력측정좌표(PMa)를 획득할 수 있다. 이때, 상기 검사산출부(32)를 통해 후술하는 압력좌표획득단계(S31)를 실시할 수 있다.

다른 예로, 상기 검사산출부(32)는 상기 측정광의 변화에 따라 측정되는 값 중 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 광측정좌표(LMa)를 획득한다. 상기 검사산출부(32)는 상기 광측정부(23)에서 측정되는 값 중 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 광측정좌표(LMa)를 획득할 수 있다. 이때, 상기 검사산출부(32)를 통해 후술하는 광좌표획득단계(S32)를 실시할 수 있다.

상기 오차비교부(33)는 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에서 상기 측정좌표의 존재유무를 판단한다. 상기 오차비교부(33)를 통해 후술하는 오차비교단계(S5)를 실시할 수 있다.

일예로, 상기 오차비교부(33)는 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에서 상기 압력측정좌표(PMa)의 존재유무를 판단한다. 이때, 상기 오차비교부(33)를 통해 후술하는 압력좌표비교단계(S51)를 실시할 수 있다.

다른 예로, 상기 오차비교부(33)는 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에서 상기 광측정좌표(LMa)의 존재유무를 판단한다. 이때, 상기 오차비교부(33)를 통해 후술하는 광좌표비교단계(S51)를 실시할 수 있다.

상기 오차비교부(33)의 판단 결과로, 상기 측정광의 변화에 따른 상기 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 상기 광측정좌표(LMa)와 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 상기 최대압력 측정값(Ph)이 대응하는 상기 압력측정좌표(PMa)가 모두 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 양품의 상기 노즐(3)이 정조립되었다고 판단할 수 있다.

상기 조정변환부(34)는 상기 측정광의 변화에 따른 상기 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 상기 광측정좌표(LMa)와 상기 검사좌표(M0) 사이의 오차에 대응하여 상기 광축이 쉬프트되는 양을 산출한다. 또한, 상기 조정변환부(34)는 상기 측정광의 변화에 따른 상기 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 상기 광측정좌표(LMa)와 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 상기 최대압력 측정값(Ph)이 대응하는 상기 압력측정좌표(PMa) 사이의 오차에 대응하여 상기 광축이 쉬프트되는 양을 산출할 수 있다. 상기 조정변환부(34)를 통해 산출된 값은 상기 디스플레이부(4)에 표시될 수 있다. 이때, 상기 조정변환부(34)를 통해 후술하는 미세조정변환단계(S7) 또는 완료조정변환단계(S8)를 실시할 수 있다.

상기 조정유닛(40)은 상기 측정광의 변화에 따른 상기 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 상기 광측정좌표(LMa)와 상기 검사좌표(M0) 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시킨다. 또한, 상기 조정유닛(40)은 상기 측정광의 변화에 따른 상기 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 상기 광측정좌표(PMa)와 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 상기 최대압력 측정값(Ph)이 대응하는 상기 압력측정좌표(PMa) 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시킬 수 있다.

상기 조정유닛(40)은 상기 조정변환부(34)를 통해 산출된 값에 따라 작업자의 수동 조작에 의해 상기 광축을 시프트시킬 수 있다. 또한, 상기 조정변환부(34)의 동작에 따라 상기 조정유닛(40)은 자동으로 상기 광축을 시프트시킬 수 있다.

상기 조정유닛(40)을 통해 후술하는 측정광일치단계(S1-1) 또는 미세조정단계(S71) 또는 완료조정단계(S81)를 실시할 수 있다.

여기서, 상기 광축을 쉬프트시키는 것은 상기 측정광의 변화에 따른 상기 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 상기 광측정좌표(LMa)가 상기 검사좌표(M0) 또는 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 상기 최대압력 측정값(Ph)이 대응하는 상기 압력측정좌표(PMa)가 되도록 상기 오차만큼 상기 광축을 이동시키는 것을 의미한다.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사방법에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사방법을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치에서 작업가스의 분사 위치에 따른 압력변화를 나타내는 그래프이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사장치에서 측정광의 검사 위치에 따른 광변화를 나타내는 그래프이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사방법은 작업가스가 분사되도록 가공헤드(2)에 결합되는 노즐(3)의 조립 상태를 검사하는 방법으로 상술한 레이저 가공용 노즐의 검사장치를 통해 실시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사방법은 측정단계(S1)와, 수치획득단계(S2)와, 좌표획득단계(S3)와, 오차비교단계(S5)를 포함한다.

이때, 상기 측정단계(S1)에 앞서, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사방법은 측정광일치단계(S1-1)와, 노즐조립단계(S1-2)를 더 포함할 수 있다.

상기 측정광일치단계(S1-1)는 상기 측정광의 광축과 상기 레이저빔의 광축을 실질적으로 동일하게 일치시킨다. 상기 측정광일치단계(S1-1)는 상기 조명유닛(10)과 상기 조정유닛(40) 중 적어도 어느 하나를 사용하여 실시할 수 있다.

상기 측정광일치단계(S1-1)는 상기 조명유닛(10)의 광경로조정부(12) 또는 상기 조명유닛(10)의 광변환부(13) 중 적어도 어느 하나를 작업자가 수동으로 조작하거나 별도의 장치에 의해 자동으로 실시할 수 있다.

상기 측정광일치단계(S1-1)는 작업자가 수동으로 상기 조정유닛(40)을 조작하거나 상기 조정변환부(34)의 동작에 따라 상기 조정유닛(40)을 동작시켜 상기 측정광의 광축과 상기 레이저빔의 광축을 실질적으로 동일하게 일치시킬 수 있다.

상기 노즐조립단계(S1-2)는 상기 가공헤드(2)에 상기 노즐(3)을 조립한다. 상기 노즐조립단계(S1-2)는 작업자의 수작업으로 실시하거나 별도의 장치에 의해 자동으로 실시할 수 있다.

상기 측정단계(S1)는 상기 검사좌표(M0)를 기준으로 상기 측정광의 변화와 상기 분사홀(3a)을 통해 분사되는 작업가스의 분사압력 변화를 측정한다. 상기 측정단계(S1)는 상기 작업가스의 분사압력 변화를 측정하는 압력측정단계(S11)와, 상기 측정광의 변화를 측정하는 광측정단계(S12)로 구분할 수 있다.

상기 측정단계(S1)는 상기 광측정부(23)와 상기 압력측정부(24)를 사용하여 실시할 수 있다.

상기 수치획득단계(S2)는 상기 측정단계(S1)를 거쳐 측정된 값 중 최대값을 획득한다. 상기 수치획득단계(S2)는 상기 압력측정단계(S11)를 거쳐 측정된 값 중 최대압력 측정값(Ph)을 획득하는 최대압력획득단계(S21)와, 상기 광측정단계(S12)를 거쳐 측정된 값 중 최대광 측정값(Lh)을 획득하는 최대광획득단계(S22)로 구분할 수 있다.

상기 수치획득단계(S2)는 상기 수치비교부(31)를 사용하여 실시할 수 있다.

상기 좌표획득단계(S3)는 상기 수치획득단계(S2)를 거쳐 획득한 최대값이 대응하는 측정좌표를 획득한다. 상기 좌표획득단계(S3)는 상기 수치획득단계(S2)를 거쳐 최대값을 획득할 때, 상기 가공헤드(2)의 위치 또는 상기 광축의 위치를 상기 측정좌표로 획득하게 된다. 상기 좌표획득단계(S3)는 상기 최대압력획득단계(S21)를 거쳐 획득한 최대값이 대응하는 압력측정좌표(PMa)를 획득하는 압력좌표획득단계(S31)와, 상기 최대광획득단계(S22)를 거쳐 획득한 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 광측정좌표(LMa)를 획득하는 광좌표획득단계(S32)로 구분할 수 있다.

상기 좌표획득단계(S3)는 상기 검사산출부(32)를 사용하여 실시할 수 있다.

상기 오차비교단계(S5)는 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에서 상기 측정좌표의 존재유무를 판단한다. 상기 오차비교단계(S5)는 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에서 상기 압력측정좌표(PMa)의 존재유무를 판단하는 압력좌표비교단계(S51)와, 상기검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에서 상기 광측정좌표(LMa)의 존재유무를 판단하는 광좌표비교단계(S51)로 구분할 수 있다.

상기 오차비교단계(S5)는 상기 오차비교부(33)를 사용하여 실시할 수 있다.

상기 오차비교단계(S5)의 결과로, 상기 측정광의 변화에 따른 상기 최대광 측정값(Lh))이 대응하는 광측정좌표(PMa)와 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 상기 최대압력 측정값(Ph)이 대응하는 압력측정좌표(PMa)가 모두 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 양품의 상기 노즐(3)이 정조립되었다고 판단하게 된다.

하지만, 상기 오차비교단계(S5)의 결과로, 상기 압력측정좌표(PMa)가 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 노즐(3)을 교환하거나 재조립한 다음, 상기 측정단계(S1)로 복귀한다.

다른 표현으로, 상기 오차비교단계(S5)의 결과로, 상기 압력측정좌표(PMa)가 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에 존재하지 않는 경우, 노즐교체단계(S6)를 통해 상기 노즐(3)을 교환하거나 재조립한 다음, 상기 측정단계(S1)인 상기 압력측정단계(S11)와, 상기 광측정단계(S12)를 다시 실시하여 새로운 노즐에 대한 조립 상태를 검사할 수 있다.

여기서, 상기 노즐교체단계(S6)는 작업자의 수작업으로 실시하거나 별도의 장치에 의해 자동으로 실시할 수 있다.

또한, 상기 오차비교단계(S5)의 결과로, 상기 광측정좌표(LMa)가 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 노즐(3) 조립의 불량이라기 보다는 상기 광축이 잘못 설정되었을 가능성이 크므로, 미세조정변환단계(S7)를 실시한다.

상기 미세조정변환단계(S7)는 상기 광측정좌표(LMa)와 상기 검사좌표(M0) 사이의 오차 또는 상기 광측정좌표(LMa)와 상기 압력측정좌표(PMa) 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축이 쉬프트되는 양을 산출한다.

상기 미세조정변환단계(S7)는 상기 조정변환부(34)를 사용하여 실시할 수 있다.

그리고, 상기 미세조정변환단계(S7)를 거쳐 산출한 상기 광축이 쉬프트되는 양을 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시킨 다음, 상기 측정단계로 복귀한다.

다른 표현으로, 상기 오차비교단계(S5)의 결과로, 상기 광측정좌표(LMa)가 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 미세조정변환단계(S7)를 거친 다음, 미세조정단계(S71)를 통해 상기 광축을 쉬프트시킨 다음, 상기 측정단계(S1)인 상기 압력측정단계(S11)와, 상기 광측정단계(S12)를 다시 실시하여 쉬프트된 상기 광축을 바탕으로 상기 노즐(3)의 조립 상태를 검사할 수 있다.

여기서, 상기 미세조정단계(S71)는 상기 조명유닛 또는 상기 조정유닛(40)을 사용하여 수동 또는 자동으로 실시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사방법은 완료조정변환단계(S8)를 더 포함할 수 있다.

상기 완료조정변환단계(S8)는 상기 광측정좌표(LMa)와 상기 압력측정좌표(PMa)가 모두 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 상기 광측정좌표(LMa)와 상기 검사좌표(M0) 사이의 오차 또는 상기 광측정좌표(LMa)와 상기 압력측정좌표(PMa) 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축이 쉬프트되는 양을 산출한다.

상기 완료조정변환단계(S8)는 상기 조정변환부(34)를 사용하여 실시할 수 있다.

상기 완료조정변환단계(S8)를 거쳐 산출한 상기 광축이 쉬프트되는 양을 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시키고, 양품의 상기 노즐(3)이 정조립되었다고 판단한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공용 노즐의 검사방법은 수치비교단계(S4)를 더 포함할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 상기 분사홀(3a)을 통과하는 정상적인 작업가스의 경우, 상기 작업가스가 상기 오리피스홀(22)의 중심인 상기 검사좌표(M0)를 통과하면, 상기 수치비교부(31)에서 측정되는 값은 최대압력 측정값(Ph)이 되고, 이러한 최대압력 측정값(Ph)은 기설정된 허용치인 압력최대치(P0)를 나타낸다.

하지만, 상기 노즐(3)의 조립 상태가 불량이거나 상기 작업가스가 상기 분사홀(3a)을 용이하게 통과하지 못하는 경우, 상기 작업가스가 상기 오리피스홀(22)의 중심인 상기 검사좌표(M0)를 통과하면, 상기 수치비교부(31)에서 측정되는 값은 최대압력 측정치(Ph)가 되고, 이러한 최대압력 측정치(Ph)는 기설정된 허용치인 압력최대치(P0)보다 작게 나타난다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 분사홀(3a)을 모두 통과하는 정상적인 측정광의 경우, 상기 측정광이 상기 오리피스홀(22)의 중심인 상기 검사좌표(M0)를 통과하면, 상기 수치비교부(31)에서 측정되는 값은 최대광 측정값(Lh)이 되고, 이러한 최대광 측정값(Lh)은 기설정된 허용치인 광최대치(L0)를 나타낸다.

하지만, 상기 측정광의 일부가 상기 노즐(3)에 가려져 상기 분사홀(3a)을 모두 통과하지 못하는 경우, 상기 측정광이 상기 오리피스홀(22)의 중심인 상기 검사좌표(M0)를 통과하면, 상기 수치비교부(31)에서 측정된 값은 최대광 측정치(Lh)가 되고, 이러한 최대광 측정치(Lh)는 기설정된 허용치인 광최대치(L0)보다 작게 나타난다.

따라서, 상기 수치비교단계(S4)는 상기 최대값과 기설정된 허용치를 비교한다. 상기 수치비교단계(S4)는 상기 최대압력획득단계(S21)를 거쳐 획득한 최대압력 측정값(Ph)과 기설정된 허용치인 압력최대치(P0)를 비교하는 압력비교단계(S41)와, 상기 최대광획득단계(S22)를 거쳐 획득한 최대광 측정값(Lh)과 기설정된 허용치인 광최대치(L0)를 비교하는 광비교단계(S42)로 구분할 수 있다.

상기 수치비교단계(S4)는 상기 수치비교부(31)를 사용하여 실시할 수 있다.

상기 수치비교단계(S4)의 결과로, 상기 최대값이 기설정된 허용치 이상이면, 상기 오차비교단계(S5)를 실시한다.

상기 수치비교단계(S4)와 상기 오차비교단계(S5)의 결과로, 상기 최대값이 기설정된 허용치 이상이고, 상기 측정광의 변화에 따른 최대광 측정값(Lh)이 대응하는 광측정좌표(LMa)와 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 최대압력 측정값(Ph)이 대응하는 압력측정좌표(PMa)가 모두 상기 검사좌표(M0)를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 양품의 상기 노즐(3)이 정조립되었다고 판단한다.

하지만, 상기 수치비교단계(S4)의 결과로, 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 최대압력 측정값(Ph)이 기설정된 허용치인 압력최대치(P0) 미만인 경우, 상기 노즐(3)을 교환하거나 재조립한 다음, 상기 측정단계(S1)로 복귀한다.

다른 표현으로, 상기 수치비교단계(S4)의 결과로, 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 최대압력 측정값(Ph)이 기설정된 허용치인 압력최대치(P0) 미만인 경우, 상기 노즐교체단계(S6)를 통해 상기 노즐(3)을 교환하거나 재조립한 다음, 상기 측정단계(S1)인 상기 압력측정단계(S11)와 상기 광측정단계(S12)를 다시 실시하여 새로운 노즐에 대한 조립 상태를 검사할 수 있다.

또한, 상기 수치비교단계(S4)의 결과로, 상기 측정광의 변화에 따른 최대광 측정값(Lh)이 기설정된 허용치인 광최대치(L0) 미만인 경우, 상기 노즐(3)의 조립 불량이라기 보다는 상기 광축이 잘못 설정되었을 가능성이 크므로, 상기 미세조정변환단계(S7)를 실시한다.

그리고, 상기 미세조정변환단계(S7)를 거쳐 산출한 상기 광축이 쉬프트되는 양을 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시킨 다음, 상기 측정단계(S1)로 복귀한다.

상술한 레이저 가공용 노즐의 검사장치와 검사방법에 따르면, 상기 레이저빔을 조사하는 상기 가공헤드(2)에 상기 작업가스가 분사되는 상기 노즐(3)이 결합될 때, 상기 노즐(3)의 분사홀(3a)에 대한 상기 레이저빔의 조사 상태 및 상기 작업가스의 분사 균형도를 평가하고, 상기 노즐(3)의 조립 상태를 판단할 수 있다.

또한, 상기 조명유닛(10)을 통해 상기 레이저빔을 직접 사용하지 않아도 되므로, 검사 과정에서 상기 레이저빔에 의해 상기 검사유닛(20)이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 검사유닛(20)을 통해 상기 측정광의 변화와 상기 작업가스의 분사압력 변화를 간편하게 측정할 수 있고, 상기 측정광의 조사위치와 상기 작업가스의 분사위치를 통해 상기 노즐(3)의 조립 상태를 판단할 수 있다. 또한, 상기 오리피스홀(22)의 직경을 한정하여 측정 정밀도를 향상시키고, 상기 측정광의 조사위치와 상기 작업가스의 분사위치를 특정시킬 수 있으며, 상기 레이저빔의 조사위치에 상기 작업가스가 안정되게 분사될 수 있다. 또한, 상기 검사제어유닛(30)을 통해 상기 측정광의 크기, 상기 작업가스의 분사압력, 상기 측정광의 조사위치, 상기 작업가스의 분사위치에 대한 상관 관계를 밝혀내고, 기존의 레이저 가공장치에 대한 활용도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 측정광 또는 상기 레이저빔의 광축 조정을 간편하게 하고, 최초 결합 상태의 상기 노즐(3)이 오조립된 상태라 하더라도 상기 측정광 또는 상기 레이저빔의 조사 위치와 상기 작업가스의 분사위치를 일치 또는 근접시켜 상기 레이저빔을 통한 가공 성능을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

1: 레이저발진기 2: 가공헤드 3: 노즐
3a: 분사홀 5: 디스플레이부 10: 조명유닛
11: 발광부 12: 광경로조정부 13: 광변환부
20: 검사유닛 21: 밀폐챔버 22: 오리피스홀
23: 광측정부 24: 압력측정부 30: 검사제어유닛
31: 수치비교부 32: 검사산출부 33: 오차비교부
34: 조정변환부 40: 조정유닛
S1-1: 측정광일치단계 S1-2: 노즐조립단계 S1: 측정단계
S11: 압력측정단계 S12: 광측정단계 S2: 수치획득단계
S21: 최대압력획득단계 S22: 최대광획득단계 S3: 좌표획득단계
S31: 압력좌표획득단계 S32: 광좌표획득단계 S4: 수치비교단계
S41: 압력비교단계 S42: 광비교단계 S5: 오차비교단계
S51: 압력좌표비교단계 S52: 광좌표비교단계 S6: 노즐교체단계
S7: 미세조정변환단계 S71: 미세조정단계 S8: 완료조정변환단계
S81: 완료조정단계

Claims (13)

1. 레이저빔이 조사되는 가공헤드에 결합되고, 작업가스가 분사되는 분사홀이 구비된 노즐을 검사하는 레이저 가공용 노즐의 검사장치에 있어서,
   상기 가공헤드에 구비되어 상기 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축의 측정광을 조사하는 조명유닛;
   검사좌표를 기준으로 상기 측정광의 변화와 상기 작업가스의 분사압력 변화를 측정하는 검사유닛; 및
   상기 검사유닛을 통해 측정된 값 중 최대값이 대응하는 측정좌표를 획득하고, 획득한 상기 측정좌표와 상기 검사좌표를 비교하는 검사제어유닛;을 포함하고,
   상기 측정좌표에 대해 상기 측정광의 변화에 따른 최대광 측정값이 대응하는 광측정좌표와 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 최대압력 측정값이 대응하는 압력측정좌표가 모두 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 양품의 상기 노즐이 정조립되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조명유닛은,
   상기 측정광을 발산하는 발광부; 및
   상기 레이저빔의 광축과 상기 측정광의 광축을 실질적으로 일치시키는 광경로조정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 검사유닛은,
   상기 분사홀에 대응하여 오리피스홀이 관통 형성되는 밀폐챔버;
   상기 오리피스홀과 마주보도록 상기 밀폐챔버에 구비되고, 상기 오리피스홀을 통과하는 상기 측정광의 광량 또는 조도를 측정하는 광측정부; 및
   상기 작업가스의 분사압력 변화에 대응하여 상기 밀폐챔버의 내부 압력을 측정하는 압력측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 오리피스홀의 직경은, 상기 측정광의 굵기에 따른 단면 직경 또는 상기 레이저빔의 굵기에 따른 단면 직경과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 오리피스홀의 직경은, 상기 분사홀의 직경 또는 상기 작업가스의 분사영역에 대한 직경과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 검사제어유닛은,
   기설정된 허용치를 기준으로 상기 검사유닛에서 측정된 값 중 최대값을 획득하는 수치비교부;
   상기 수치비교부를 통해 획득한 상기 최대값이 대응하는 상기 측정좌표를 획득하는 검사산출부; 및
   상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에서 상기 측정좌표의 존재유무를 판단하는 오차비교부;를 포함하고,
   상기 오차비교부에 의해 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표가 모두 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우, 양품의 상기 노즐이 정조립되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 검사제어유닛은,
   상기 광측정좌표와 상기 검사좌표 사이의 오차 또는 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표 사이의 오차에 대응하여 상기 광축이 쉬프트되는 양을 산출하는 조정변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사장치.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광측정좌표와 상기 검사좌표 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시키거나, 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시키는 조정유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사장치.
9. 레이저빔이 조사되는 가공헤드에 결합되고, 작업가스가 분사되는 분사홀이 구비된 노즐을 검사하는 레이저 가공용 노즐의 검사방법에 있어서,
   검사좌표를 기준으로 상기 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축의 측정광의 변화와 상기 분사홀을 통해 분사되는 작업가스의 분사압력 변화를 측정하는 측정단계;
   상기 측정단계를 거쳐 측정된 값 중 최대값을 획득하는 수치획득단계;
   상기 수치획득단계를 거쳐 획득한 최대값이 대응하는 측정좌표를 획득하는 좌표획득단계; 및
   상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에서 상기 측정좌표의 존재유무를 판단하는 오차비교단계;를 포함하고,
   상기 측정좌표에 대해 상기 측정광의 변화에 따른 최대광 측정값이 대응하는 광측정좌표와 상기 작업가스의 분사압력 변화에 따른 최대압력 측정값이 대응하는 압력측정좌표가 모두 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우,
   양품의 상기 노즐이 정조립되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 압력측정좌표가 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하지 않는 경우,
    상기 노즐을 교환하거나 재조립한 다음, 상기 측정단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 광측정좌표가 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하지 않는 경우,
    상기 광측정좌표와 상기 검사좌표 사이의 오차 또는 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축이 쉬프트되는 양을 산출하는 미세조정변환단계;를 더 포함하고,
    상기 미세조정변환단계를 거쳐 산출한 상기 광축이 쉬프트되는 양을 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시킨 다음, 상기 측정단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사방법.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표가 모두 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우,
    상기 광측정좌표와 상기 검사좌표 사이의 오차 또는 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표 사이의 오차를 바탕으로 상기 광축이 쉬프트되는 양을 산출하는 완료조정변환단계;를 더 포함하고,
    상기 완료조정변환단계를 거쳐 산출한 상기 광축이 쉬프트되는 양을 바탕으로 상기 광축을 쉬프트시켜 양품의 상기 노즐이 정조립되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사방법.
13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최대값과 기설정된 허용치를 비교하는 수치비교단계;를 더 포함하고,
    상기 최대값이 기설정된 허용치 이상이고, 상기 광측정좌표와 상기 압력측정좌표가 모두 상기 검사좌표를 포함하는 오차범위 내에 존재하는 경우,
    양품의 상기 노즐이 정조립되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공용 노즐의 검사방법.

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