KR102070726B1 - Laser processing system and laser processing method - Google Patents

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Abstract

레이저 가공 방법이 개시된다. 개시된 레이저 가공 방법은 가공 방향을 따라 배열된 레이저 조사부와 높이 측정부를 이용하여, 가공 대상물에 대한 높이 측정과 레이저 가공을 동시에 진행할 수 있다.A laser processing method is disclosed. The disclosed laser processing method may simultaneously perform height measurement and laser processing on a processing target by using a laser irradiation unit and a height measurement unit arranged along a processing direction.

Description

레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 방법{Laser processing system and laser processing method}Laser processing system and laser processing method

본 발명은 가공 대상물의 굴곡에 따라 높이 조절이 가능한 레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a laser processing system and a laser processing method capable of height adjustment according to the bending of the object to be processed.

레이저 가공이란 집광렌즈를 이용하여 레이저 빔을 하나의 초점 형태로 집광시키고 그 초점을 가공 대상물의 표면 또는 내부에 조사하여 가공하는 방식이다. Laser processing is a method of condensing a laser beam into a focal form using a condenser lens and irradiating the focal point onto the surface or inside of the object to be processed.

레이저 빔을 하나의 초점에 집광하여 가공하면 높은 에너지 밀도를 얻을 수 있기 때문에, 그 레이저 빔의 초점을 이용하여 제품을 절단하거나 제품 표면에 마킹 가공하는 것이 가능해진다. 집광된 레이저 빔의 크기는 레이저 빔의 파장, 집광렌즈의 초점거리, 입사되는 레이저 빔의 직경 등에 따라 달라지는데, 레이저 빔은 집광된 초점 위치에서 가공을 실시해야 보다 정밀하고 안정적인 가공품질을 얻을 수 있다. Since a high energy density can be obtained by concentrating and processing a laser beam at one focal point, the product can be cut or marked on the product surface using the focal point of the laser beam. The size of the focused laser beam depends on the wavelength of the laser beam, the focal length of the condenser lens, the diameter of the incident laser beam, etc., and the laser beam must be processed at the focused focal position to obtain more accurate and stable processing quality. .

다만, 가공 대상물이 휘어지는 등 다양한 요인에 의해 가공 대상물의 부위별 높이가 달라질 수 있다. However, the height of each part of the processing object may be changed by various factors such as the object to be bent.

레이저 가공 시 가공이 이루어지는 높이를 심도(Depth of Focus: DOF)라고 하는데, 가공되는 제품의 표면이 초점 위치에서 벗어나게 되면 가공이 되지 않거나 가공 품질에 악영향을 주게 되므로, 레이저 빔이 조사되는 레이저 조사부와 가공 대상물 사이가 일정하게 유지되는 것이 중요하다. Depth of Focus (DOF) is the height at which the processing is performed. When the surface of the processed product is out of the focus position, it is not processed or adversely affects the processing quality. It is important to keep constant between the workpieces.

레이저 조사부와 가공 대상물 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위하여, 먼저 가공 대상물의 부위별 높이를 모두 측정한 후, 측정된 데이터를 바탕으로 레이저 조사부의 높이를 조정하며 레이저 빔을 조사할 수 있다.In order to maintain a constant distance between the laser irradiator and the object to be processed, the height of each part of the object to be processed may be measured first, and then the laser beam may be irradiated by adjusting the height of the laser irradiator based on the measured data.

그러나, 이러한 방식에서는, 가공 대상물의 부위별 높이를 측정하기 위한 데이터 취득 동작과 레이저 빔을 조사하는 가공 동작을 따로 수행하게 된다. 그에 따라, 가공 대상물이 레이저 헤드를 적어도 2 번 지나가야 하는 번거로움이 있으며, 이로 인해 가공 시간을 줄이는 데 한계가 있었다.However, in this method, the data acquisition operation for measuring the height of each part of the object to be processed and the machining operation for irradiating the laser beam are performed separately. As a result, the processing object has to pass through the laser head at least twice, thereby limiting the processing time.

본 발명은 가공 대상물의 부위별 높이 측정을 위한 데이터 취득 동작과 레이저 빔을 조사하는 가공 동작을 동시에 수행함으로써, 가공 대상물에 대한 가공 시간을 줄일 수 있는 레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 방법을 제공한다.The present invention provides a laser processing system and a laser processing method which can reduce the processing time for a processing target by simultaneously performing a data acquisition operation for measuring the height of each part of the processing target and a machining operation for irradiating a laser beam.

본 발명의 일 측면에 따른 레이저 가공 방법은, Laser processing method according to an aspect of the present invention,

가공 방향을 따라 배열된 레이저 조사부와 높이 측정부를 이용하여, 가공 대상물에 대한 높이 측정과 레이저 가공을 동시에 진행하는 레이저 가공 방법으로서,A laser processing method of simultaneously performing height measurement and laser processing on a workpiece by using a laser irradiation unit and a height measuring unit arranged along a processing direction,

상기 높이 측정부에 의해 상기 가공 대상물의 제1 영역의 높이를 측정하는 단계;Measuring the height of the first region of the object to be processed by the height measuring unit;

상기 가공 대상물을 상기 레이저 조사부 및 상기 높이 측정부에 대해 상대 이동시켜, 상기 가공 대상물의 제1 영역 상에 상기 레이저 조사부를 위치시키고 상기 가공 대상물의 제1 영역과 다른 제2 영역 상에 상기 높이 측정부를 위치시키는 단계;The object to be processed is moved relative to the laser irradiation part and the height measuring part so as to position the laser irradiation part on a first area of the processing object and to measure the height on a second area different from the first area of the processing object. Positioning the wealth;

상기 레이저 조사부가 상기 제1 영역 상에 도달할 때, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 제1 영역의 높이를 기초로, 상기 레이저 조사부 및 상기 높이 측정부의 높이를 조절하는 단계; 및Adjusting the height of the laser irradiation part and the height measuring part based on the height of the first area measured by the height measuring part when the laser irradiation part reaches the first area; And

상기 레이저 조사부가 상기 제1 영역에 레이저 빔을 조사하는 동안, 상기 높이 측정부는 상기 제2 영역의 높이를 측정하는 단계;를 포함하며,And the height measuring unit measuring a height of the second region while the laser irradiation unit irradiates a laser beam to the first region.

상기 제2 영역의 높이를 측정하는 단계에서는,In the step of measuring the height of the second area,

상기 높이 측정부가 측정한 상기 제2 영역에 대한 측정 데이터에 상기 높이 측정부의 높이 변화를 반영하여 상기 제2 영역에 대한 높이 정보를 산정할 수 있다.The height information of the second area may be calculated by reflecting a change in height of the height measuring part in the measurement data of the second area measured by the height measuring part.

일 실시예에 있어서, 상기 높이 측정부의 높이가 증가하거나 감소하였을 때, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 제2 영역에 대한 측정 데이터에 상기 높이 측정부의 변화된 높이를 빼거나 더해서 상기 제2 영역에 대한 높이 정보를 산정할 수 있다.In an exemplary embodiment, when the height of the height measuring unit increases or decreases, the changed height of the height measuring unit may be subtracted from or added to the second data measured by the height measuring unit. Height information can be calculated.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 가공 대상물의 일 단부 영역이며, 상기 제1 영역이 상기 높이 측정부를 지난 후 상기 레이저 조사부에 도달하기 전에, 상기 레이저 조사부의 높이를 조절하기 시작할 수 있다.In an embodiment, the first region may be an end region of the object to be processed, and the first region may start adjusting the height of the laser irradiation unit after reaching the laser irradiation unit after passing through the height measuring unit. .

일 실시예에 있어서, 상기 레이저 조사부가 상기 제1 영역의 소정 지점에 레이저 빔을 조사하는 목표 높이에 도달할 수 있도록, 상기 레이저 조사부의 높이가 상기 목표 높이에 도달할 때까지 상기 레이저 조사부의 높이를 복수 회 변경할 수 있다.The height of the laser irradiator until the height of the laser irradiator reaches the target height so that the laser irradiator reaches a target height for irradiating a laser beam to a predetermined point of the first area. Can be changed multiple times.

일 실시예에 있어서, 상기 레이저 조사부의 높이 변경은 복수 회에 걸쳐 소정의 단위 높이씩 변경할 수 있다.In one embodiment, the height change of the laser irradiation unit may be changed by a predetermined unit height over a plurality of times.

일 실시예에 있어서, 상기 높이 측정부는 소정 거리의 측정 간격마다 상기 가공 대상물의 높이를 측정하며, 상기 레이저 조사부의 높이 변경 횟수는, 상기 높이 측정부와 상기 레이저 조사부 사이의 거리를 상기 높이 측정부의 상기 측정 간격으로 나눈 값보다 작을 수 있다.In one embodiment, the height measuring unit measures the height of the object to be processed at every measurement interval of a predetermined distance, the number of height changes of the laser irradiation unit, the distance between the height measuring unit and the laser irradiation unit the height measuring unit It may be smaller than the value divided by the measurement interval.

일 실시예에 있어서, 상기 가공 대상물에 대한 높이 정보는, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 측정 데이터들에 대한 이동 평균을 이용하여 산정될 수 있다.In one embodiment, the height information about the object to be processed may be calculated using a moving average of the measurement data measured by the height measuring unit.

본 발명의 일 측면에 따른 레이저 가공 시스템은, Laser processing system according to an aspect of the present invention,

가공 대상물이 탑재되는 작업 테이블; A work table on which a workpiece is mounted;

상기 가공 대상물의 영역 별 높이를 측정하는 높이 측정부; A height measuring unit measuring a height of each region of the processing object;

상기 가공 대상물에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사부; A laser irradiation unit for irradiating a laser beam to the object to be processed;

상기 레이저 조사부와 상기 높이 측정부가 가공 방향을 따라 배열되도록 지지하는 헤드부;A head part for supporting the laser irradiation part and the height measuring part to be arranged along a processing direction;

상기 헤드부의 높이를 조절하기 위한 승강 구동부; 및A lift driver for adjusting a height of the head; And

상기 승강 구동부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하며,And a controller configured to control driving of the lift driver.

상기 작업 테이블 및 상기 헤드부 중 적어도 하나가 상기 레이저 빔의 광축 방향과 교차하는 방향으로 이동 가능하며,At least one of the work table and the head portion is movable in a direction crossing the optical axis direction of the laser beam,

상기 높이 측정부는 상기 헤드부의 높이 변화에 따라 높이가 달라지며,The height measuring unit is changed in height according to the height change of the head,

상기 제어부는, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 측정 데이터에 상기 높이 측정부의 높이 변화를 반영하여 상기 가공 대상물의 높이 정보를 산정하고, 상기 높이 정보에 기초하여 상기 승강 구동부를 제어할 수 있다.The control unit may calculate the height information of the object to be processed by reflecting the height change of the height measuring unit in the measurement data measured by the height measuring unit, and may control the lift driving unit based on the height information.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 높이 측정부의 높이가 증가하거나 감소하였을 때, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 측정 데이터에 상기 높이 측정부의 변화된 높이를 빼거나 더해서 상기 가공 대상물의 높이 정보를 산정할 수 있다.In one embodiment, when the height of the height measuring unit increases or decreases, the controller subtracts or adds the changed height of the height measuring unit to the measurement data measured by the height measuring unit to add the height information of the object to be processed. Can be calculated

일 실시예에 있어서, 상기 가공 대상물은 상기 레이저 조사부에 대해 상기 레이저 빔의 광축 방향과 교차하는 방향으로 이동되며, 상기 제어부는, 상기 가공 대상물의 일 단부 영역이 상기 높이 측정부를 지난 후 상기 레이저 조사부에 도달하기 전에, 상기 레이저 조사부의 높이를 조절하기 시작하도록 상기 승강 구동부를 제어할 수 있다.In one embodiment, the object to be processed is moved in a direction crossing the optical axis direction of the laser beam with respect to the laser irradiation unit, the control unit, the laser irradiation unit after one end region of the object to pass the height measuring unit Before reaching, the lift driver may be controlled to start adjusting the height of the laser irradiator.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 레이저 조사부가 상기 가공 대상물의 소정 지점에 레이저 빔을 조사하는 목표 높이에 도달할 수 있도록, 상기 레이저 조사부의 높이가 상기 목표 높이에 도달할 때까지 상기 레이저 조사부의 높이를 복수 회 변경하도록, 상기 승강 구동부를 제어할 수 있다.In one embodiment, the control unit, until the height of the laser irradiation unit reaches the target height so that the laser irradiation unit reaches a target height for irradiating a laser beam to a predetermined point of the object to be processed. The lifting drive unit can be controlled to change the height of the irradiation unit a plurality of times.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 레이저 조사부의 높이 변경이 복수 회에 걸쳐 소정의 단위 높이씩 변경되도록, 상기 승강 구동부를 제어할 수 있다.In one embodiment, the control unit may control the lifting drive unit so that the height change of the laser irradiation unit is changed by a predetermined unit height over a plurality of times.

일 실시예에 있어서, 상기 높이 측정부는 소정 거리의 측정 간격마다 상기 가공 대상물의 높이를 측정하며, 상기 레이저 조사부의 높이 변경 횟수는, 상기 높이 측정부와 상기 레이저 조사부 사이의 거리를 상기 높이 측정부의 상기 측정 간격으로 나눈 값보다 작을 수 있다.In one embodiment, the height measuring unit measures the height of the object to be processed at every measurement interval of a predetermined distance, the number of height changes of the laser irradiation unit, the distance between the height measuring unit and the laser irradiation unit the height measuring unit It may be smaller than the value divided by the measurement interval.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 높이 측정부에 의해 측정된 측정 데이터들에 대한 이동 평균을 이용하여 상기 가공 대상물에 대한 높이 정보를 산정할 수 있다. In one embodiment, the control unit may calculate the height information for the object to be processed using a moving average for the measurement data measured by the height measuring unit.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 방법은, 가공 대상물의 부위별 높이 측정을 위한 데이터 취득 동작과 레이저 빔을 조사하는 가공 동작을 동시에 수행함으로써, 가공 대상물에 대한 가공 시간을 줄일 수 있다.Laser processing system and laser processing method according to an embodiment of the present invention, by simultaneously performing the data acquisition operation for measuring the height of each part of the object to be processed and the machining operation for irradiating the laser beam, it is possible to reduce the processing time for the object to be processed have.

도 1은 실시예에 따른 레이저 가공 시스템의 일 예를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 가공 대상물의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 비교예에 따른 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 레이저 가공 시스템의 작동을 개념적으로 나타낸 도면이며,
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 레이저 가공 시스템의 동작을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3a 및 도 3b의 비교예에 따른 레이저 가공 시스템의 레이저 가공 시간의 예를 나타낸 그래프이며,
도 7은 도 4의 실시예에 따른 레이저 가공 시스템의 레이저 가공 시간의 예를 나타낸 그래프이다.
도 8은 소정 시점에 레이저 조사부의 높이를 변경한 예를 나타낸 그래프이며,
도 9는 소정 시점 이전부터 레이저 조사부의 높이를 변경한 예를 나타낸 그래프이다.1 is a view conceptually illustrating an example of a laser processing system according to an embodiment.
2 is a view for explaining an example of the object to be processed.
3A and 3B are diagrams for explaining a laser processing method according to a comparative example.
4 is a view conceptually showing the operation of the laser processing system according to the embodiment,
5A to 5C are views sequentially showing the operation of the laser processing system of FIG.
FIG. 6 is a graph showing an example of laser processing time of the laser processing system according to the comparative example of FIGS. 3A and 3B.
7 is a graph showing an example of laser processing time of the laser processing system according to the embodiment of FIG. 4.
8 is a graph showing an example in which the height of the laser irradiation unit is changed at a predetermined time point;
9 is a graph showing an example in which the height of the laser irradiation part is changed before a predetermined time point.

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. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; Like reference numerals in the drawings refer to like elements, and the size or thickness of each element may be exaggerated for clarity.

“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. Terms including ordinal numbers such as “first”, “second”, and the like may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term “and / or” includes any combination of a plurality of related items or any one of a plurality of related items.

도 1은 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(100)의 일 예를 개념적으로 도시한 도면이다. 도 2는 가공 대상물(TA0)의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.1 conceptually illustrates an example of a laser processing system 100 according to an embodiment. 2 is a view for explaining an example of the object TA 0 .

도 1을 참조하면, 레이저 가공 시스템(100)은 가공 대상물(TA0)이 탑재되는 작업 테이블(10)과, 가공 대상물(TA0)에 레이저 빔(L)을 조사하는 레이저 조사부(20)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the laser processing system 100 includes a work table 10 on which a processing target TA 0 is mounted, and a laser irradiation unit 20 for irradiating a laser beam L onto the processing target TA 0 . Include.

작업 테이블(10) 및 레이저 조사부(20) 중 적어도 하나는 레이저 빔(L)의 광축 방향과 교차하는 방향으로 이동할 수 있다.At least one of the work table 10 and the laser irradiator 20 may move in a direction crossing the optical axis direction of the laser beam L. FIG.

일 예로서, 작업 테이블(10)이 레이저 빔(L)의 광축 방향과 수직인 방향으로 이동 할 수 있다. 그에 따라, 작업 테이블(10)에 탑재된 가공 대상물(TA0)은 작업 테이블(10)과 함께 레이저 빔(L)의 광축 방향과 수직인 방향으로 이동될 수 있다. As an example, the work table 10 may move in a direction perpendicular to the optical axis direction of the laser beam (L). Accordingly, the object to be processed TA 0 mounted on the work table 10 may move in a direction perpendicular to the optical axis direction of the laser beam L together with the work table 10.

레이저 조사부(20)는 가공 대상물(TA0)의 소정 영역에 레이저 빔(L)을 조사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 조사부(20)는 가공 대상물(TA0)의 내부 또는 표면에 레이저 빔(L)의 초점이 맺히도록 레이저 빔(L)을 조사할 수 있다. 일 예로서, 가공 대상물(TA0)의 내부에 레이저 빔(L)을 집광하여 개질 영역을 형성할 수 있다. 다른 예로서, 가공 대상물(TA0)의 표면에 레이저 빔(L)을 집광하여 가공 대상물(TA0)의 표면에 홈을 형성할 수 있다. The laser irradiation part 20 may irradiate the laser beam L to a predetermined region of the object TA 0 . For example, the laser irradiator 20 may irradiate the laser beam L such that the laser beam L is focused on the inside or the surface of the object TA 0 . As an example, the modified region may be formed by condensing the laser beam L inside the object TA 0 . As another example, by condensing a laser beam (L) on the surface of the object (TA 0) to form a groove on the surface of the object (TA 0).

작업 테이블(10)이 이동함에 따라, 레이저 빔(L)은 가공 대상물(TA0)에 작업 테이블(10)의 이동 방향과 반대 방향인 가공 방향을 따라 조사된다.As the work table 10 moves, the laser beam L is irradiated to the object TA 0 along the machining direction opposite to the moving direction of the work table 10.

다만, 가공 대상물(TA0)은 그 형태가 평평한 것이 이상적이지만, 가공 대상물(TA)의 휨 현상 등 다양한 원인에 의해 가공 대상물(TA)은 실제로 평평하지 않을 수 있다. 도 2를 참조하면, 가공 대상물(TA)이 휘어져, 가공 대상물(TA)의 상부 표면 높이가 일정하지 않을 수 있다. 여기서, 높이는 작업 테이블(10)의 상부 표면을 기준으로 한 높이로 정의한다.However, although the shape of the object TA 0 is ideally flat, the object TA may not be actually flat due to various causes such as warpage of the object TA. Referring to FIG. 2, the object TA may be bent, and the upper surface height of the object TA may not be constant. Here, the height is defined as the height based on the upper surface of the work table 10.

만일, 가공 대상물(TA)의 상부 표면 높이가 일정하지 않은 상태에서, 레이저 조사부(20)에 의해 조사된 레이저 빔(L)이 작업 테이블(10)로부터 소정의 높이에 집광될 경우, 레이저 빔(L)이 가공 대상물(TA)에 집광되는 위치가 일정하지 않거나 가공 대상물(TA)의 일부 영역에는 아예 집광되지 않는 등 가공 품질이 현저히 저하될 수 있다.If the laser beam L irradiated by the laser irradiator 20 is focused at a predetermined height from the work table 10 in a state where the upper surface height of the object TA is not constant, the laser beam ( The location where L) is focused on the object TA may not be constant, or some areas of the object TA may not be collected at all.

이러한 점을 고려하여, 레이저 가공 시스템(100)은 가공 대상물(TA)의 영역 별 높이를 측정하는 높이 측정부(30)와, 높이 측정부(30)와 레이저 조사부(20)가 가공 방향을 따라 배열되도록 지지하는 헤드부(40)와, 레이저 조사부(20)를 지지하는 헤드부(40)의 높이를 조절하기 위한 승강 구동부(50)와, 높이 측정부(30)에 의해 측정된 측정 데이터에 기초하여 승강 구동부(50)의 구동을 제어하는 제어부(60)를 더 포함할 수 있다.In consideration of this point, the laser processing system 100 includes a height measuring unit 30 measuring a height for each area of a processing target TA, and a height measuring unit 30 and a laser irradiation unit 20 along a processing direction. On the measurement data measured by the head unit 40 supporting the alignment, the lift driver 50 for adjusting the height of the head unit 40 supporting the laser irradiation unit 20, and the height measuring unit 30. The controller 60 may further include a controller 60 that controls driving of the lift driver 50 based on the driving force.

높이 측정부(30)는 가공 대상물(TA)의 영역 별 높이를 측정한다. 가공 대상물(TA)의 영역 별 높이는 레이저 가공이 이루어지는 높이인 심도(Depth of Focus: DOF)일 수 있다. The height measuring unit 30 measures the height for each area of the object to be processed TA. The height of each region of the object TA may be a depth of focus (DOF), which is a height at which laser processing is performed.

일 예로서, 가공 대상물(TA)이 높이 측정부(30)에 대해 상대 이동되며, 높이 측정부(30)가 소정의 시간 간격으로 가공 대상물(TA)의 높이를 측정한다. 그에 따라, 가공 대상물(TA)은 소정 거리의 측정 간격마다 높이 측정부(30)에 의해 높이가 측정된다. 높이 측정부(30)는 가공 방향을 따라 레이저 조사부(20)의 하류에 배치될 수 있다. 높이 측정부(30)는 가공 대상물(TA)의 이동 방향을 따라 레이저 조사부(20)의 상류에 배치될 수 있다. 그에 따라, 레이저 조사부(20)에 의해 가곡 대상물의 일부 영역에 레이저 빔(L)이 조사되기 전에, 높이 측정부(30)에 의해 상기 가공 대상물(TA)의 일부 영역의 높이가 측정될 수 있다.As an example, the object to be processed TA is relatively moved with respect to the height measuring unit 30, and the height measuring unit 30 measures the height of the object to be processed TA at predetermined time intervals. Accordingly, the height of the object TA is measured by the height measuring unit 30 at each measurement interval of a predetermined distance. The height measuring unit 30 may be disposed downstream of the laser irradiation unit 20 along the processing direction. The height measuring unit 30 may be disposed upstream of the laser irradiation unit 20 along the moving direction of the object TA. Accordingly, before the laser beam L is irradiated to the partial region of the curved object by the laser irradiator 20, the height of the partial region of the object TA may be measured by the height measuring unit 30. .

높이 측정부(30)와 레이저 조사부(20)는 소정의 간격으로 이격될 수 있다. 높이 측정부(30)와 레이저 조사부(20) 사이의 간격(G)은 70 mm 이상일 수 있다. 높이 측정부(30)와 레이저 조사부(20) 사이의 간격(G)은 1000 mm 이하일 수 있다. 여기서, 높이 측정부(30)와 레이저 조사부(20) 사이의 간격(G)은 높이 측정부(30)의 중심으로부터 레이저 조사부(20)의 중심까지의 거리일 수 있다.The height measuring unit 30 and the laser irradiation unit 20 may be spaced at a predetermined interval. The distance G between the height measuring part 30 and the laser irradiation part 20 may be 70 mm or more. The distance G between the height measuring unit 30 and the laser irradiation unit 20 may be 1000 mm or less. Here, the distance G between the height measuring unit 30 and the laser irradiation unit 20 may be a distance from the center of the height measuring unit 30 to the center of the laser irradiation unit 20.

높이 측정부(30)는 비접촉 방식에 의해 가공 대상물(TA)의 높이를 측정할 수 있다. 높이 측정부(30)는 비접촉 변위센서일 수 있다. 비접촉 변위센서는 레이저나 초음파를 이용하여 가공 대상물(TA)까지의 거리를 측정하여 가공 대상물(TA)의 높이를 측정할 수 있다. 여기서, 비접촉 변위센서는 일반적으로 널리 알려진 공지기술에 해당하므로 비접촉 변위센서에 대한 자세한 설명은 생략한다.The height measuring unit 30 may measure the height of the object TA by the non-contact method. The height measuring unit 30 may be a non-contact displacement sensor. The non-contact displacement sensor may measure the height of the object TA by measuring the distance to the object TA using laser or ultrasonic waves. Here, the non-contact displacement sensor is generally known in the art, so a detailed description of the non-contact displacement sensor will be omitted.

제어부(60)는 높이 측정부(30)에 의해 측정된 측정 데이터에 기초하여 승강 구동부(50)를 제어하여, 레이저 조사부(20)의 높이를 조절할 수 있다. 승강 구동부(50)는 높이 측정부(30)와 레이저 조사부(20)를 지지하는 헤드부(40)의 높이를 조절함으로써, 레이저 조사부(20)의 높이를 조절할 수 있다.The controller 60 may control the lift driver 50 based on the measurement data measured by the height measurer 30 to adjust the height of the laser irradiator 20. The lift driver 50 may adjust the height of the laser irradiator 20 by adjusting the height of the height measurer 30 and the head 40 supporting the laser irradiator 20.

다만, 기존에는 이러한 높이 측정부(30)를 이용하여 레이저 조사부(20)의 높이를 조절하기 위하여, 높이 측정부(30)에 의해 가공 대상물(TA)의 영역 별 높이를 모두 측정한 이후에, 이러한 측정된 데이터를 기초로 레이저 조사부(20)의 높이를 조절하며 레이저 가공을 실시하는 방식을 채택하였다.However, in order to adjust the height of the laser irradiation unit 20 by using the height measuring unit 30, after measuring the height of each area of the object to be processed (TA) by the height measuring unit 30, Based on the measured data, a method of adjusting the height of the laser irradiator 20 and performing laser processing was adopted.

도 3a 및 도 3b는 비교예에 따른 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 도면이다.3A and 3B are diagrams for explaining a laser processing method according to a comparative example.

비교예에 따르면, 도 3a와 같이, 먼저 높이 측정부(30)에 의한 가공 대상물(TA)의 영역 별 높이를 모두 측정한다. 가공 대상물(TA)의 영역 별 높이 측정이 끝난 이후에, 도 3b와 같이, 높이 측정부(30)에 의해 측정된 데이터를 기초로 헤드부(40)의 높이를 조정하며 레이저 조사부(20)에 의해 가공 대상물(TA)에 레이저 빔(L)을 조사한다.According to the comparative example, as shown in FIG. 3A, first, all the heights of the areas of the object TA by the height measuring unit 30 are measured. After the height measurement for each area of the object TA is finished, as shown in FIG. 3B, the height of the head part 40 is adjusted to the laser irradiation part 20 based on the data measured by the height measuring part 30. The laser beam L is irradiated to the processing target object TA.

비교예에 따른 레이저 가공 방법은 가공 대상물(TA)에 대한 가공이 이루어지기 위해서, 가공 대상물(TA)의 영역 별 높이를 측정하기 위해 가공 대상물(TA)을 1회 이상 이동시켜야 하며, 가공 대상물(TA)의 각 영역 마다 레이저 빔(L)을 조사하기 위해 가공 대상물(TA)을 1회 이동시켜야 한다. 그에 따라, 비교예에 따른 레이저 가공 방법에서는 가공 대상물(TA)을 2회 이상 이동시킬 수 밖에 없었으며, 그에 따라 레이저 가공 시간이 증가하는 문제가 있다.In the laser processing method according to the comparative example, in order to process the object TA, the object TA should be moved one or more times to measure the height of each area of the object TA. In each area of TA, the object TA must be moved once to irradiate the laser beam L. FIG. Accordingly, in the laser processing method according to the comparative example, the processing target TA has to be moved two or more times, which causes a problem of increasing the laser processing time.

이러한 점을 고려하여, 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(100) 및 레이저 가공 방법에서는, 레이저 가공 시간을 감소시키기 위하여, 가공 대상물(TA)에 대한 높이 측정과 가공 대상물(TA)에 대한 레이저 가공이 동시에 진행되는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.In view of this point, in the laser processing system 100 and the laser processing method according to the embodiment, in order to reduce the laser processing time, the height measurement of the processing object TA and the laser processing of the processing object TA are performed. An apparatus and method are performed simultaneously.

이와 같이, 높이 측정과 레이저 가공을 동시에 진행함으로써, 가공 대상물(TA)의 이동 횟수를 반 이상 줄일 수 있으며, 그에 따라, 레이저 가공 시간을 줄일 수 있다.As described above, by simultaneously performing the height measurement and the laser processing, the number of movements of the processing object TA can be reduced by half or more, thereby reducing the laser processing time.

도 4는 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(100)의 작동을 개념적으로 나타낸 도면이며, 도 5a 내지 도 5c는 도 4의 레이저 가공 시스템(100)의 동작을 순차적으로 나타낸 도면이다. 도 4 및 도 5a 내지 도 5c에서는, 편의상 승강 구동부(50) 및 제어부(60)에 대한 도시를 생략하였다.4 is a view conceptually illustrating the operation of the laser processing system 100 according to the embodiment, and FIGS. 5A to 5C are views sequentially showing the operation of the laser processing system 100 of FIG. 4. In FIG. 4 and FIGS. 5A to 5C, illustrations of the lift driver 50 and the controller 60 are omitted for convenience.

도 4를 참조하면, 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(100)에서는, 가공 대상물(TA)의 이동 방향을 따라 상류에 배치된 높이 측정부(30)가 가공 대상물(TA)의 일 영역의 높이를 측정하는 동안, 가공 대상물(TA)의 이동 방향을 따라 하류에 배치된 레이저 조사부(20)는 가공 대상물(TA)의 다른 영역에 레이저 빔(L)을 조사할 수 있다.Referring to FIG. 4, in the laser processing system 100 according to the embodiment, the height measuring unit 30 disposed upstream along the moving direction of the processing object TA adjusts the height of one region of the processing object TA. During the measurement, the laser irradiation part 20 disposed downstream along the moving direction of the object TA can irradiate the laser beam L to another area of the object TA.

도 5a를 참조하면, 작업 테이블(10)이 일 방향, 예를 들어, 좌측 방향으로 이동한다. 그에 따라 작업 테이블(10)에 탑재된 가공 대상물(TA)이 좌측 방향으로 이동하게 된다.Referring to FIG. 5A, the work table 10 moves in one direction, for example, a left direction. Thereby, the processing target TA mounted on the work table 10 moves to the left direction.

가공 대상물(TA)의 이동 방향으로 상류에 배치된 높이 측정부(30)가 먼저 가공 대상물(TA)의 제1 영역(TA1)의 높이를 측정한다. 제1 영역(TA1)은 가공 대상물(TA)의 일 단부 영역일 수 있다. 그러나, 제1 영역(TA1)은 이에 한정되지 아니하며, 가공 대상물(TA)의 양 단부가 아닌 중간 영역일 수도 있다.The height measurement part 30 arrange | positioned upstream in the moving direction of the to-be-processed object TA measures the height of the 1st area | region TA1 of the to-be-processed object TA first. The first area TA1 may be one end area of the object TA. However, the first area TA1 is not limited thereto, and may be an intermediate area instead of both ends of the object TA.

이 때, 높이 측정부(30)의 높이(H1)는 변화가 없으므로, 높이 측정부(30)에서 측정된 측정 데이터(g1)에 기초하여 제1 영역(TA1)의 높이 정보(h1)를 산정할 수 있다. 일 예로서, 측정 데이터(g1)가 가공 대상물(TA)의 제1 영역(TA1)과 높이 측정부(30) 사이의 거리(g1)일 경우, 제1 영역(TA1)의 높이 정보(h1)는 높이 측정부(30)의 높이(H1)에서 상기 측정 데이터(g1)를 뺀 값일 수 있다. At this time, since the height H1 of the height measuring unit 30 is not changed, the height information h1 of the first area TA1 is calculated based on the measurement data g1 measured by the height measuring unit 30. can do. As an example, when the measurement data g1 is the distance g1 between the first area TA1 of the object TA and the height measuring unit 30, the height information h1 of the first area TA1 is measured. May be a value obtained by subtracting the measurement data g1 from the height H1 of the height measuring unit 30.

도 5b를 참조하면, 가공 대상물(TA)이 레이저 조사부(20) 및 높이 측정부(30)에 대해 이동되어, 레이저 조사부(20)는 상기 제1 영역(TA1) 상에 위치하며 높이 측정부(30)는 제1 영역(TA1)에 인접한 제2 영역(TA2) 상에 위치한다. 제2 영역(TA2)은 가공 대상물(TA)의 이동 방향을 따라 제1 영역(TA1)의 상류에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 5B, the object TA is moved with respect to the laser irradiator 20 and the height measuring unit 30, so that the laser irradiator 20 is positioned on the first area TA1 and has a height measuring unit ( 30 is located on the second area TA2 adjacent to the first area TA1. The second area TA2 may be located upstream of the first area TA1 along the moving direction of the object TA.

제어부(60)는 높이 측정부(30)에 의해 측정된 제1 영역(TA1)에 대한 측정 데이터에 기초하여 승강 구동부(50)를 제어함으로써, 헤드부(40)의 높이를 조절한다. 예를 들어, 제어부(60)는 제1 영역(TA1)에 대한 높이 정보에 기초하여 승강 구동부(50)를 제어함으로써, 헤드부(40)의 높이를 조절한다. 그에 따라, 헤드부(40)에 의해 지지된 레이저 조사부(20)는, 가공 대상물(TA)의 높이 변화에도 불구하고, 가공 대상물(TA)의 제1 영역(TA1)의 소정 깊이에 레이저 빔(L)을 집광하여 조사할 수 있다.The controller 60 adjusts the height of the head 40 by controlling the lift driver 50 based on the measurement data for the first area TA1 measured by the height measurer 30. For example, the controller 60 adjusts the height of the head 40 by controlling the lift driver 50 based on the height information of the first area TA1. Therefore, the laser irradiation part 20 supported by the head part 40 does not change the height of the processing object TA, but the laser beam (the laser beam) is made to the predetermined depth of the 1st area | region TA1 of the processing object TA. L) can be condensed and irradiated.

다만, 헤드부(40)의 높이가 조절됨에 따라, 레이저 조사부(20)와 함께 높이 측정부(30)의 높이(H2)가 달라지게 된다. 높이 측정부(30)에 의해 제2 영역(TA2)에 대해 측정된 측정 데이터(g2)는 높이 측정부(30)의 높이(H2)가 달라짐에 따른 오차가 발생하게 되며, 그에 따라 제2 영역(TA2)에 대한 측정 데이터(g2)를 그대로 제2 영역(TA2)의 높이 정보(h2) 산정에 사용하기 어려워진다.However, as the height of the head part 40 is adjusted, the height H2 of the height measuring part 30 together with the laser irradiation part 20 is changed. In the measurement data g2 measured by the height measuring unit 30 for the second area TA2, an error occurs when the height H2 of the height measuring unit 30 is changed, and accordingly, the second area It is difficult to use the measurement data g2 for TA2 as it is to calculate the height information h2 of the second area TA2 as it is.

예를 들어, 도 5b와 같이 높이 측정부(30)가 소정의 높이 ΔH1만큼 상승한 상태에서 측정된 제2 영역(TA2)에 대한 측정 데이터(g2)는, 높이 측정부(30)가 상승하지 않은 상태에서 측정된 제2 영역(TA2)의 측정 데이터(g21)보다 ΔH1만큼 크게 나타난다. For example, as shown in FIG. 5B, the measurement data g2 for the second area TA2 measured in the state in which the height measuring unit 30 rises by a predetermined height ΔH1 does not increase in the height measuring unit 30. ΔH1 is larger than the measured data g21 of the second area TA2 measured in the state.

이러한 높이 측정부(30)의 높이 변화에 따른 측정 데이터의 오차 또는 왜곡을 고려하여, 제어부(60)는 제2 영역(TA2)에 대한 측정 데이터에 높이 측정부(30)의 높이 변화를 반영하여 제2 영역(TA2)에 대한 높이 정보를 산정하여 저장한다. 예를 들어, 만일 높이 측정부(30)의 높이가 ΔH1 만큼 높아질 경우, 제어부(60)는 제2 영역(TA2)에 대한 측정 데이터(g2)에 높이 변화량 ΔH1을 뺀 값을 기초로, 제2 영역(TA2)에 대한 높이 정보(h2)를 산정할 수 있다. 도면과 달리, 만일 높이 측정부(30)의 높이가 ΔH1 만큼 낮아질 경우, 제어부(60)는 제2 영역(TA2)에 대한 측정 데이터에 높이 변화량 ΔH1을 더한 값을 기초로, 제2 영역(TA2)에 대한 높이 정보(h2)를 산정할 수 있다.In consideration of the error or distortion of the measurement data according to the height change of the height measuring unit 30, the controller 60 reflects the height change of the height measuring unit 30 in the measurement data for the second area TA2. The height information about the second area TA2 is calculated and stored. For example, if the height of the height measuring unit 30 is increased by ΔH1, the control unit 60 is based on a value obtained by subtracting the height change amount ΔH1 from the measurement data g2 for the second area TA2. The height information h2 for the area TA2 can be calculated. Unlike the drawing, if the height of the height measuring unit 30 is lowered by ΔH1, the control unit 60 based on the value of the height change amount ΔH1 added to the measurement data for the second area TA2, and the second area TA2. Height information h2 can be calculated.

도 5c를 참조하면, 가공 대상물(TA)이 레이저 조사부(20) 및 높이 측정부(30)에 대해 이동되어, 레이저 조사부(20)는 제2 영역(TA2) 상에 위치하며 높이 측정부(30)는 제2 영역(TA2)에 인접한 제3 영역(TA3) 상에 위치한다. 제3 영역(TA3)은 가공 대상물(TA)의 이동 방향을 따라 제2 영역(TA2)의 상류에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 5C, the object TA is moved with respect to the laser irradiator 20 and the height measuring unit 30 so that the laser irradiating unit 20 is positioned on the second area TA2 and has a height measuring unit 30. ) Is positioned on the third area TA3 adjacent to the second area TA2. The third area TA3 may be located upstream of the second area TA2 along the moving direction of the object TA.

제어부(60)는 제2 영역(TA2)에 대한 높이 정보(h2)에 기초하여, 승강 구동부(50)를 제어함으로써, 헤드부(40)의 높이를 조절한다. 그에 따라, 헤드부(40)에 지지된 레이저 조사부(20)는 가공 대상물(TA)의 높이 변화에도 불구하고 제2 영역(TA2)의 소정 깊이에 레이저 빔(L)을 집광하여 조사할 수 있다.The control part 60 adjusts the height of the head part 40 by controlling the lifting drive part 50 based on the height information h2 about the 2nd area | region TA2. As a result, the laser irradiation part 20 supported by the head part 40 may condense and irradiate the laser beam L at a predetermined depth of the second area TA2 despite the height change of the object TA. .

헤드부(40)의 높이가 조절됨에 따라, 레이저 조사부(20)와 함께 높이 측정부(30)의 높이(H3)가 달라지게 된다. 이러한 높이 측정부(30)의 높이 변화(ΔH2)에 따른 오차 또는 왜곡을 고려하여, 제어부(60)는 제3 영역(TA3)에 대한 측정 데이터(g3)에 높이 측정부(30)의 높이 변화(ΔH2)를 반영하여 제3 영역(TA3)에 대한 높이 정보(h3)를 산정할 수 있다.As the height of the head part 40 is adjusted, the height H3 of the height measuring part 30 together with the laser irradiation part 20 is changed. In consideration of an error or distortion caused by the height change ΔH2 of the height measuring unit 30, the controller 60 changes the height of the height measuring unit 30 to the measurement data g3 for the third area TA3. The height information h3 for the third area TA3 may be calculated by reflecting (ΔH2).

이와 같이, 레이저 조사부(20)가 일 영역에 대해 레이저 빔(L)을 조사하는 동안, 높이 측정부(30)가 인접한 다른 영역의 높이를 측정하되 높이 변화량을 보상함으로써, 가공 시간을 줄이면서도 높이 측정의 오차를 최소화하여 가공 품질의 저하를 방지할 수 있다.As such, while the laser irradiator 20 irradiates the laser beam L with respect to one region, the height measuring unit 30 measures the height of another adjacent region, but compensates for the amount of change in height, thereby reducing the processing time and height. By minimizing the error of measurement, it is possible to prevent the deterioration of processing quality.

도 6은 도 3a 및 도 3b의 비교예에 따른 레이저 가공 시스템(100)의 레이저 가공 시간의 예를 나타낸 그래프이며, 도 7은 도 4의 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(100)의 레이저 가공 시간의 예를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing an example of the laser processing time of the laser processing system 100 according to the comparative example of FIGS. 3A and 3B, and FIG. 7 is a laser processing time of the laser processing system 100 according to the embodiment of FIG. 4. A graph showing an example.

도 3a, 도 3b 및 도 6을 참조하면, 레이저 빔(L)을 조사하기 전에 먼저 가공 대상물(TA)의 영역 별 높이를 측정한다. 이 때, 영역 별 높이 측정을 위한 전체 시간 t1이 소요된다.Referring to FIGS. 3A, 3B, and 6, the height of each region of the object TA is first measured before the laser beam L is irradiated. At this time, the entire time t 1 is required for height measurement for each region.

영역 별 높이 측정이 완료된 후, 가공 대상물(TA)은 초기 위치로 이동시킨 후, 측정된 측정 데이터를 기초로 레이저 조사부(20)의 높이를 조절하면서 가공 대상물(TA)에 레이저 빔(L)을 조사한다. 이 때, 가공 대상물(TA)에 대해 레이저 빔(L)을 조사하기 위한 전체 시간 t2가 소요된다.After the height measurement for each region is completed, the object TA is moved to an initial position, and then the laser beam L is applied to the object TA while adjusting the height of the laser irradiation part 20 based on the measured measurement data. Investigate. At this time, the total time t 2 for irradiating the laser beam L to the object TA is required.

이와 같이, 비교예에 따른 레이저 가공 시스템(100)에서는, 가공 대상물(TA)에 대한 높이 측정을 모두 완료한 이후에, 레이저 빔(L)을 조사하기 때문에, 전체 레이저 가공 시간 T1은 높이 측정을 위한 전체 시간 t1과 레이저 빔(L) 조사를 위한 전체 시간 t2의 합과 같거나 그보다 크게 된다.As described above, in the laser processing system 100 according to the comparative example, the laser beam L is irradiated after all the height measurements on the object TA are completed, so that the total laser processing time T1 measures the height measurement. Is equal to or greater than the sum of the total time t 1 and the total time t 2 for the laser beam L irradiation.

그에 반해, 도 4 및 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(100)에서는, 가공 대상물(TA)이 소정의 방향을 따라 이동되며, 높이 측정부(30)가 가공 대상물(TA)의 영역 별 높이를 측정하기 시작한다. In contrast, referring to FIGS. 4 and 7, in the laser processing system 100 according to the embodiment, the processing target object TA moves along a predetermined direction, and the height measuring unit 30 moves the processing target object TA. Start measuring the height of each area.

가공 대상물(TA)의 각 영역에 대한 높이 측정이 모두 완료되기 전이라도, 가공 대상물(TA)이 레이저 조사부(20)의 하부를 지나칠 때부터 레이저 조사부(20)는 레이저 빔(L)을 조사하기 시작한다. 이 때, 높이 측정부(30)에 의해 가공 대상물(TA)의 영역 별 높이 측정이 모두 완료되기 전 상태이지만, 가공 대상물(TA)에서 레이저 조사부(20)의 하부를 지나가는 영역의 높이는 측정이 완료된 상태이다.Even before the height measurement for each area of the object TA is completed, the laser irradiation part 20 irradiates the laser beam L from when the object TA passes through the lower part of the laser irradiation part 20. To start. At this time, the height measuring unit 30 is the state before the height measurement for each area of the processing target TA is completed, but the height of the area passing through the lower portion of the laser irradiation unit 20 in the processing target TA has been measured. It is a state.

그에 따라, 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(100)에서는 레이저 조사부(20)가 높이를 달리하며 가공 대상물(TA)에 레이저 빔(L)을 조사함과 동시에, 높이 측정부(30)가 높이 변화를 고려하여 가공 대상물(TA)의 높이를 측정할 수 있다.Accordingly, in the laser processing system 100 according to the embodiment, the laser irradiator 20 varies the height and irradiates the laser beam L to the object TA, and the height measuring unit 30 changes in height. In consideration of the height of the object to be processed (TA) can be measured.

이와 같이, 높이 측정 단계와 레이저 가공 단계를 분리하여 실시하지 않고 함께 실시함으로써, 전체 레이저 가공 시간을 줄일 수 있다. 실시예에 따른 레이저 가공 시스템(100)에서는 전체 레이저 가공 시간 T2는 가공 대상물(TA)에 대한 높이 측정을 위한 전체 시간 t1과 레이저 빔(L) 조사를 위한 전체 시간t2의 합보다 작게 된다.In this way, by performing the height measurement step and the laser processing step together without performing the separation, the total laser processing time can be reduced. In the laser processing system 100 according to the embodiment, the total laser processing time T2 is smaller than the sum of the total time t 1 for the height measurement of the object TA and the total time t 2 for the laser beam L irradiation. .

한편, 높이 측정부(30)와 레이저 조사부(20)를 지지하는 헤드부(40)의 광축 방향으로 위치를 변도경하는 과정에서 승강 구동부(50)에 부하가 걸릴 수 있다. 예를 들어, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 가공 대상물(TA)이 레이저 조사부(20)의 하부에 처음으로 도달할 때, 레이저 조사부(20)가 가공 대상물(TA)의 일 단부 영역의 소정 깊이에 레이저 빔(L)을 조사하는 목표 높이(ΔH1)에 도달할 수 있도록 레이저 조사부(20)의 높이를 조절할 수 있다. 이 때, 필요한 레이저 조사부(20)의 높이 변화량(ΔH1)은, 레이저 조사부(20)를 지지하는 헤드부(40)가 기준 시간 동안 이동 가능한 단위 이동량보다 클 수 있다. 그에 따라, 헤드부(40)를 승강시키는 승강 구동부(50)에 부하가 걸릴 수 있다. On the other hand, in the process of changing the position in the optical axis direction of the head measuring unit 30 and the height measuring unit 30 and the laser irradiation unit 20 may be loaded on the lifting drive unit 50. For example, referring to FIGS. 5A and 5B, when the object TA reaches the lower portion of the laser irradiation part 20 for the first time, the laser irradiation part 20 determines a predetermined area of one end area of the object TA. The height of the laser irradiator 20 may be adjusted to reach a target height ΔH1 irradiating the laser beam L to the depth. At this time, the required height change amount ΔH1 of the laser irradiation part 20 may be larger than the unit movement amount in which the head part 40 supporting the laser irradiation part 20 is movable during the reference time. Accordingly, a load may be applied to the elevating drive unit 50 for elevating the head portion 40.

이러한 점을 고려하여, 실시예에 따른 제어부(60)는, 가공 대상물(TA)의 일 단부 영역이 높이 측정부(30)를 지난 후 레이저 조사부(20)에 도달하기 전에, 레이저 조사부(20)의 높이를 조절하기 시작하도록, 승강 구동부(50)를 제어할 수 있다. In view of this, the control unit 60 according to the embodiment, the laser irradiation unit 20 before one end region of the object TA passes through the height measuring unit 30 before reaching the laser irradiation unit 20. To start adjusting the height of the elevating drive unit 50 may be controlled.

즉, 제어부(60)는 가공 대상물(TA)의 일 단부 영역이 레이저 조사부(20)에 도달하는 짧은 순간에 레이저 조사부(20)의 높이를 조절하는 것이 아니라, 가공 대상물(TA)의 일 단부 영역이 레이저 조사부(20)에 도달하기 전부터 높이 조절을 시작하여 상대적으로 긴 시간 동안에 레이저 조사부(20)의 높이를 조절할 수 있다. 그에 따라, 제어부(60)는 레이저 조사부(20)의 높이가 목표 높이에 도달할 때까지 레이저 조사부(20)의 높이를 복수 회 변경하도록 승강 구동부(50)를 제어할 수 있다. 제어부(60)는 레이저 조사부(20)의 높이 변경이 복수 회에 걸쳐 단위 높이씩 변경하도록 승강 구동부(50)를 제어할 수 있다. 레이저 조사부(20)의 높이가 변경되는 단위 높이는 0.1 ㎛ ~ 1.0 ㎛ 일 수 있다.That is, the control unit 60 does not adjust the height of the laser irradiation unit 20 at a short moment when one end region of the object TA reaches the laser irradiation unit 20, but instead of adjusting the height of the one end region of the object TA. Height adjustment can be started before reaching the laser irradiation part 20, and the height of the laser irradiation part 20 can be adjusted for a relatively long time. Accordingly, the controller 60 may control the lift driver 50 to change the height of the laser irradiator 20 a plurality of times until the height of the laser irradiator 20 reaches the target height. The controller 60 may control the lift driver 50 to change the height of the laser irradiator 20 by unit height over a plurality of times. The unit height at which the height of the laser irradiator 20 is changed may be 0.1 μm to 1.0 μm.

제어부(60)는 레이저 조사부(20)를 지지하는 헤드부(40)의 높이 변화가 점진적 또는 계단식으로 나타나도록 승강 구동부(50)의 구동을 제어할 수 있다. The controller 60 may control the driving of the lift driver 50 so that the height change of the head 40 supporting the laser irradiator 20 may be gradually or stepwise indicated.

도 8은 소정 시점에 레이저 조사부(20)의 높이를 변경한 예를 나타낸 그래프이며, 도 9는 소정 시점 이전부터 레이저 조사부(20)의 높이를 변경한 예를 나타낸 그래프이다. 8 is a graph illustrating an example in which the height of the laser irradiation unit 20 is changed at a predetermined point in time, and FIG. 9 is a graph illustrating an example in which the height of the laser irradiation unit 20 is changed before a predetermined point in time.

도 8을 참조하면, 소정 시점 T0까지 레이저 조사부(20)의 높이 변화가 ΔH1만큼 필요할 경우, 한번에 레이저 조사부(20)를 ΔH1 만큼 상승시킬 수 있다. 그러나, 이러한 레이저 조사부(20)의 높이 변화 ΔH1이 커질 경우, 예를 들어, 레이저 조사부(20)의 높이 방향으로 단위 이동량의 10배 이상, 또는 100 배 이상 클 경우, 승강 구동부(50)에 부하가 걸릴 수 있다. 여기서 레이저 조사부(20)의 단위 이동량은 헤드부(40)의 단위 이동량과 동일할 수 있다.Referring to FIG. 8, when the height change of the laser irradiation unit 20 is required by ΔH1 until a predetermined time T 0 , the laser irradiation unit 20 may be raised by ΔH1 at a time. However, when the height change ΔH1 of the laser irradiator 20 is large, for example, when 10 times or more, or 100 times or more, of the unit movement amount in the height direction of the laser irradiator 20 is greater, the lift driver 50 is loaded. Can take Here, the unit movement amount of the laser irradiation part 20 may be the same as the unit movement amount of the head part 40.

그에 반해, 도 9를 참조하면, 제어부(60)가 소정 시점 T0의 이전 시점부터 소정 시점 T0까지 레이저 조사부(20)가 복수 회, 예를 들어, 5회에 걸쳐 상승되도록 승강 구동부(50)의 구동을 제어할 경우, 승강 구동부(50)에 부하가 걸리는 것을 방지 또는 줄일 수 있게 된다. When the other hand, referring to Figure 9, the control unit 60 has a plurality of times, for example, the lifting drive unit (50 to rise over a period of 5 times the laser irradiation section (20) from a point before the predetermined point in time T 0 to a predetermined time T 0 When controlling the driving of), it is possible to prevent or reduce the load on the lifting drive unit 50.

상술한 실시예에서는, 레이저 조사부(20)의 높이 변경 횟수로서 5회를 예시하였으나, 이에 한정되지 아니하며 다양하게 변형될 수 있다. 다만, 레이저 조사부(20)의 높이 변경 횟수는 높이 측정부(30)와 레이저 조사부(20) 사이의 거리를 높이 측정부(30)의 측정 간격으로 나눈 값보다 작을 수 있다.In the above-described embodiment, five times as the height change number of the laser irradiator 20 is illustrated, but is not limited thereto and may be variously modified. However, the number of times of changing the height of the laser irradiation unit 20 may be smaller than a value obtained by dividing the distance between the height measuring unit 30 and the laser irradiation unit 20 by the measurement interval of the height measuring unit 30.

높이 측정부(30)와 레이저 조사부(20) 사이의 소정 간격이 존재하기 때문에, 가공 대상물(TA)의 일 영역이 높이 측정부(30)를 지난 후부터 레이저 조사부(20)에 도달할 때까지 시간 차가 존재한다. 제어부(60)는 이러한 시간 차를 이용하여, 헤드부(40)를 계단식으로 상승 또는 하강시킬 수 있다.Since there is a predetermined interval between the height measuring unit 30 and the laser irradiation unit 20, the time from one region of the object to be processed TA passes after the height measuring unit 30 until it reaches the laser irradiation unit 20. The car exists. The controller 60 may raise or lower the head portion 40 stepwise by using the time difference.

높이 측정부(30)에 의해 측정된 측정 데이터는 소정의 측정 간격마다 메모리 변수에 저장되며 실시간으로 모니터링 될 수 있다. 가공 방향에 따른 위치 값을 측정 간격만큼으로 나누어 카운팅 하고 카운팅 된 값은 영역 별 측정 데이터를 저장하는 메모리 변수의 주소 값으로 이용될 수 있다.The measurement data measured by the height measuring unit 30 may be stored in a memory variable at predetermined measurement intervals and monitored in real time. The counted position value according to the machining direction is divided by the measurement interval, and the counted value can be used as an address value of a memory variable that stores measurement data for each area.

가공 방향을 따라 소정의 측정 간격마다 측정을 실시하는 높이 측정부(30)가 실제 가공이 이루어 지는 가공 대상물(TA)의 영역으로 진입하면서 생성되는 첫 측정 데이터 값과 이러한 첫 측정 데이터 값이 저장되는 메모리 변수 주소가 저장될 수 있다. 첫 측정 데이터 값이 n, 첫 측정 데이터가 저장되는 메모리 변수 주소가 m 이고, 첫 측정 데이터 값 n이 양의 값이고, 스텝(Step) 횟수를 5단계로 하는 경우, 메모리 변수 주소 m-1, m-2, m-3, m-4 에 높이 데이터 값으로 각각 n-{(n/5)*1}, n-{(n/5)*2}, n-{(n/5)*3}, n-{(n/5)*4}값을 저장한다. The first measurement data value and the first measurement data value generated when the height measuring unit 30 which measures at predetermined measurement intervals along the machining direction enter the area of the processing target TA where the actual machining is performed are stored. Memory variable addresses can be stored. If the first measured data value is n, the memory variable address where the first measured data is stored is m, the first measured data value n is positive, and the number of steps is 5, the memory variable address m-1, n-{(n / 5) * 1}, n-{(n / 5) * 2}, n-{(n / 5) * as m2, m-3, and m-4 height data values, respectively 3}, n-{(n / 5) * 4} value.

첫 데이터 값 n이 음의 값이라면, 메모리 변수 주소 m-1, m-2, m-3, m-4 에 n-{(n/5)*1}, n-{(n/5)*2}, n-{(n/5)*3}, n-{(n/5)*4}값을 저장한다. If the first data value n is negative, n-{(n / 5) * 1}, n-{(n / 5) * at the memory variables addresses m-1, m-2, m-3, and m-4 2}, n-{(n / 5) * 3} and n-{(n / 5) * 4} values.

더불어, 높이 측정부(30)에 의해 측정된 측정 데이터 값에서 노이즈를 제거하기 위하여, 제어부(60)는 이동 평균 필터를 사용할 수 있다. In addition, the controller 60 may use a moving average filter to remove noise from the measured data values measured by the height measuring unit 30.

일 예로서, 가공 대상물(TA)에 대한 높이 정보는 높이 측정부(30)에 의해 측정된 측정 데이터들에 대한 가중 이동 평균값에 기초하여 산정될 수 있다. 예를 들어, 가공 대상물(TA)에 대한 높이 정보는 높이 측정부(30)에 의해 현재 측정된 현재 데이터 값보다 높이 측정부(30)에 의해 과거에 측정된 과거 데이터값에 가중값을 부여하는 가중 이동 평균값에 기초하여 산정될 수 있다. 현재 측정된 현재 데이터 값이 nt, 최근에 측정된 3개의 과거 데이터 값들이 nt-1, nt-2, nt-3 일 때, 이동 평균 필터는 저장 데이터로서 (nt-3 * 10 + nt-2 * 10 + nt-1 * 10 + nt)/31을 산정할 수 있다. 이동 평균 필터는 현재 데이터 값을 포함한 최근 4개의 데이터 값들을 사용할 경우, 최초 3번째 데이터 값에 대해서는 적용되지 않고, 4번째 데이터 값이 입력되는 시점부터 적용될 수 있다.As an example, the height information about the object TA may be calculated based on a weighted moving average value of the measurement data measured by the height measuring unit 30. For example, the height information about the object TA is weighted to give a weighting value to past data values measured in the past by the height measuring unit 30 than the current data values currently measured by the height measuring unit 30. It can be calculated based on the moving average value. The current measured data value is n t , and the three recently measured data values are n t-1 , n t-2 , When n t-3 , the moving average filter may calculate (n t-3 * 10 + n t-2 * 10 + n t-1 * 10 + n t ) / 31 as stored data. If the moving average filter uses the latest four data values including the current data value, the moving average filter is not applied to the first third data value and may be applied from the time point at which the fourth data value is input.

제어부(60)는, 이러한 이동 평균 필터를 사용함으로써, 높이 측정부(30)에 의해 측정된 측정 데이터들 중 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다.The controller 60 may effectively remove noise among the measurement data measured by the height measuring unit 30 by using the moving average filter.

한편, 상술한 실시예들에서는 레이저 가공 시스템(100)에서 작업 테이블(10)이 수평 이동하며, 헤드부(40)가 수직 이동한 예를 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지는 아니한다. 예를 들어, 작업 테이블(10)이 수직 이동하고, 헤드부(40)가 수평 이동할 수도 있음은 물론이다.Meanwhile, in the above-described embodiments, the working table 10 is horizontally moved in the laser processing system 100, and the head part 40 is vertically moved, but it is not limited thereto. For example, the work table 10 may move vertically, and the head 40 may move horizontally.

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.Although embodiments of the present invention have been described above, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

10 : 작업 테이블
20 : 레이저 조사부
30 : 높이 측정부
40 : 헤드부
50 : 승강 구동부
60 : 제어부
100 : 레이저 가공 시스템10: work table
20: laser irradiation unit
30: height measuring unit
40 head
50: lift drive unit
60: control unit
100: laser processing system

Claims (14)

가공 방향을 따라 소정의 간격으로 배열되도록 헤드부에 의해 지지된 레이저 조사부와 높이 측정부를 이용하여, 가공 대상물에 대한 높이 측정과 레이저 가공을 동시에 진행하는 레이저 가공 방법으로서,
상기 높이 측정부에 의해 상기 가공 대상물의 일 단부 영역인 제1 영역의 높이를 측정하는 단계;
상기 가공 대상물을 상기 레이저 조사부 및 상기 높이 측정부에 대해 상대 이동시켜, 상기 가공 대상물의 상기 제1 영역 상에 상기 레이저 조사부를 위치시키고 상기 가공 대상물의 상기 제1 영역과 다른 제2 영역 상에 상기 높이 측정부를 위치시키는 단계;
상기 레이저 조사부가 상기 제1 영역 상에 도달할 때, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 제1 영역의 높이를 기초로, 상기 헤드부의 높이를 조절함으로써 상기 레이저 조사부 및 상기 높이 측정부의 높이를 함께 조절하는 단계; 및
상기 레이저 조사부가 상기 제1 영역에 레이저 빔을 조사하는 동안, 상기 높이 측정부는 상기 제2 영역의 높이를 측정하는 단계;를 포함하며,
상기 제2 영역의 높이를 측정하는 단계에서는,
상기 높이 측정부가 측정한 상기 제2 영역에 대한 측정 데이터에 상기 높이 측정부의 높이 변화를 반영하여 상기 제2 영역에 대한 높이 정보를 산정하며,
상기 레이저 조사부 및 상기 높이 측정부의 높이를 함께 조절하는 단계에서는,
상기 제1 영역이 상기 높이 측정부를 지난 후 상기 레이저 조사부에 도달하기 전에, 상기 헤드부의 높이를 조절하기 시작하며,
상기 레이저 조사부가 상기 제1 영역의 소정 지점에 레이저 빔을 조사하는 목표 높이에 도달할 수 있도록, 상기 레이저 조사부의 높이가 상기 목표 높이에 도달할 때까지 상기 헤드부의 높이를 복수 회 변경하는, 레이저 가공 방법.A laser processing method for simultaneously performing a height measurement and a laser processing on an object to be processed by using a laser irradiation portion and a height measuring portion supported by a head so as to be arranged at predetermined intervals along a processing direction,
Measuring a height of a first region, which is an end region of the object, by the height measuring unit;
The object to be processed is moved relative to the laser irradiator and the height measuring unit so as to position the laser irradiator on the first region of the object and onto the second region that is different from the first region of the object. Positioning a height measuring unit;
When the laser irradiation part reaches the first area, the height of the laser irradiation part and the height measuring part are adjusted together by adjusting the height of the head part based on the height of the first area measured by the height measuring part. Adjusting; And
And the height measuring unit measuring a height of the second region while the laser irradiation unit irradiates a laser beam to the first region.
In the step of measuring the height of the second area,
Calculating the height information of the second area by reflecting the height change of the height measuring part in the measurement data of the second area measured by the height measuring part,
In the step of adjusting the height of the laser irradiation unit and the height measuring unit together,
After the first region passes the height measuring part and before reaching the laser irradiation part, the height of the head part is started to be adjusted,
A laser that changes the height of the head portion a plurality of times until the height of the laser irradiation portion reaches the target height so that the laser irradiation portion reaches a target height for irradiating a laser beam to a predetermined point of the first region. Processing method. 제1항에 있어서,
상기 높이 측정부의 높이가 증가하거나 감소하였을 때, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 제2 영역에 대한 측정 데이터에 상기 높이 측정부의 변화된 높이를 빼거나 더해서 상기 제2 영역에 대한 높이 정보를 산정하는, 레이저 가공 방법.The method of claim 1,
When the height of the height measuring unit increases or decreases, the height information of the second area is calculated by subtracting or adding the changed height of the height measuring unit to the measurement data for the second area measured by the height measuring unit. , Laser processing method. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 레이저 조사부의 높이 변경은 복수 회에 걸쳐 소정의 단위 높이씩 변경하는, 레이저 가공 방법.The method of claim 1,
The laser processing method of changing the height of the said laser irradiation part by predetermined unit height over several times. 제1항에 있어서,
상기 높이 측정부는 소정 거리의 측정 간격마다 상기 가공 대상물의 높이를 측정하며,
상기 레이저 조사부의 높이 변경 횟수는, 상기 높이 측정부와 상기 레이저 조사부 사이의 거리를 상기 높이 측정부의 상기 측정 간격으로 나눈 값보다 작은, 레이저 가공 방법.The method of claim 1,
The height measuring unit measures the height of the object to be processed at every measurement interval of a predetermined distance,
The number of times of height change of the said laser irradiation part is smaller than the value which divided the distance between the said height measuring part and the said laser irradiation part by the said measurement interval of the said height measuring part. 제1항에 있어서,
상기 가공 대상물에 대한 높이 정보는, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 측정 데이터들에 대한 이동 평균을 이용하여 산정되는, 레이저 가공 방법.The method of claim 1,
The height information on the object to be processed is calculated using a moving average for the measurement data measured by the height measuring unit. 가공 대상물이 탑재되는 작업 테이블;
상기 가공 대상물의 영역 별 높이를 측정하는 높이 측정부;
상기 가공 대상물에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사부;
상기 레이저 조사부와 상기 높이 측정부가 가공 방향을 따라 배열되도록 지지하는 헤드부;
상기 레이저 조사부와 상기 높이 측정부의 높이를 함께 조절하도록 상기 헤드부의 높이를 조절하기 위한 승강 구동부; 및
상기 승강 구동부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 작업 테이블 및 상기 헤드부 중 적어도 하나가 상기 레이저 빔의 광축 방향과 교차하는 방향으로 이동 가능하며,
상기 높이 측정부는 상기 헤드부의 높이 변화에 따라 높이가 달라지며,
상기 제어부는, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 측정 데이터에 상기 높이 측정부의 높이 변화를 반영하여 상기 가공 대상물의 높이 정보를 산정하고, 상기 높이 정보에 기초하여 상기 승강 구동부를 제어하며,
상기 가공 대상물은 상기 레이저 조사부에 대해 상기 레이저 빔의 광축 방향과 교차하는 방향으로 이동되며,
상기 제어부는, 상기 가공 대상물의 일 단부 영역이 상기 높이 측정부를 지난 후 상기 레이저 조사부에 도달하기 전에, 상기 헤드부의 높이를 조절하기 시작하도록 상기 승강 구동부를 제어하며,
상기 제어부는 상기 레이저 조사부가 상기 가공 대상물의 소정 지점에 레이저 빔을 조사하는 목표 높이에 도달할 수 있도록, 상기 레이저 조사부의 높이가 상기 목표 높이에 도달할 때까지 상기 헤드부의 높이를 복수 회 변경하도록, 상기 승강 구동부를 제어하는, 레이저 가공 시스템.A work table on which a workpiece is mounted;
A height measuring unit measuring a height of each region of the processing object;
A laser irradiation unit for irradiating a laser beam to the object to be processed;
A head part for supporting the laser irradiation part and the height measuring part to be arranged along a processing direction;
A lift driver for adjusting the height of the head unit to adjust the height of the laser irradiation unit and the height measuring unit together; And
And a controller configured to control driving of the lift driver.
At least one of the work table and the head portion is movable in a direction crossing the optical axis direction of the laser beam,
The height measuring unit is changed in height according to the height change of the head,
The control unit calculates the height information of the object to be processed by reflecting the height change of the height measuring unit in the measurement data measured by the height measuring unit, and controls the lifting drive unit based on the height information,
The object to be processed is moved in a direction crossing the optical axis direction of the laser beam with respect to the laser irradiation unit,
The control unit controls the lifting drive unit to start adjusting the height of the head portion before one end region of the object passes the height measuring unit and reaches the laser irradiation unit,
The control unit may change the height of the head portion a plurality of times until the height of the laser irradiation unit reaches the target height so that the laser irradiation unit reaches a target height of irradiating a laser beam to a predetermined point of the object to be processed. And a laser processing system for controlling the lift drive. 제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 높이 측정부의 높이가 증가하거나 감소하였을 때, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 측정 데이터에 상기 높이 측정부의 변화된 높이를 빼거나 더해서 상기 가공 대상물의 높이 정보를 산정하는, 레이저 가공 시스템.The method of claim 8,
The control unit,
When the height of the height measuring unit increases or decreases, the height information of the object to be processed is calculated by subtracting or adding the changed height of the height measuring unit to the measurement data measured by the height measuring unit. 삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 레이저 조사부의 높이 변경이 복수 회에 걸쳐 소정의 단위 높이씩 변경되도록, 상기 승강 구동부를 제어하는 레이저 가공 시스템.The method of claim 8,
The control unit is a laser processing system for controlling the lift drive unit so that the height change of the laser irradiation unit is changed by a predetermined unit height over a plurality of times. 제12항에 있어서,
상기 높이 측정부는 소정 거리의 측정 간격마다 상기 가공 대상물의 높이를 측정하며,
상기 레이저 조사부의 높이 변경 횟수는, 상기 높이 측정부와 상기 레이저 조사부 사이의 거리를 상기 높이 측정부의 상기 측정 간격으로 나눈 값보다 작은, 레이저 가공 시스템.The method of claim 12,
The height measuring unit measures the height of the object to be processed at every measurement interval of a predetermined distance,
The number of times of height change of the said laser irradiation part is smaller than the value which divided the distance between the said height measuring part and the said laser irradiation part by the said measurement interval of the said height measuring part, The laser processing system. 제8항에 있어서,
상기 제어부는 상기 높이 측정부에 의해 측정된 측정 데이터들에 대한 이동 평균을 이용하여 상기 가공 대상물에 대한 높이 정보를 산정하는, 레이저 가공 시스템.The method of claim 8,
The control unit calculates the height information on the object to be processed using the moving average of the measurement data measured by the height measuring unit.
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