KR102085229B1

KR102085229B1 - Laser processing device

Info

Publication number: KR102085229B1
Application number: KR1020170038644A
Authority: KR
Inventors: 이세용; 배성호
Original assignee: (주)엔에스
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2020-03-04
Also published as: KR20180109280A

Abstract

본 발명은, 가공 대상물의 미리 정해진 절단 부위를 레이저 절단하기 위한 레이저 가공 장치에 관한 것으로서, 미리 정해진 발진 주기 동안에, 상기 절단 부위를 예열 가능한 보조 펄스 레이저빔과, 상기 보조 펄스 레이저빔에 의해 예열된 절단 부위를 절단 가능한 메인 펄스 레이저빔을 미리 정해진 순서에 따라 발진하는 레이저 발진기; 및 상기 보조 펄스 레이저빔의 빔 스팟과 상기 메인 펄스 레이저빔의 빔 스팟이 미리 정해진 비율로 중첩되도록 상기 보조 펄스 레이저빔과 상기 메인 펄스 레이저빔을 상기 절단 부위를 따라 조사하는 레이저 헤드를 포함한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for laser cutting a predetermined cut portion of a workpiece, wherein the auxiliary pulse laser beam is capable of preheating the cut portion during a predetermined oscillation period, and is preheated by the auxiliary pulse laser beam. A laser oscillator for oscillating the main pulse laser beam capable of cutting the cut portion in a predetermined order; And a laser head irradiating the auxiliary pulse laser beam and the main pulse laser beam along the cut portion such that the beam spot of the auxiliary pulse laser beam overlaps with the beam spot of the main pulse laser beam at a predetermined ratio.

Description

Laser processing device {LASER PROCESSING DEVICE}

본 발명은 가공 대상물을 절단 내지는 천공하기 위한 레이저 가공 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing apparatus for cutting or drilling a processing object.

레이저 가공 장치는, 가공 대상물에 레이저빔을 조사하여 가공 대상물을 절단하거나 천공하는 장치이다.The laser processing apparatus is an apparatus which irradiates a laser beam to a process object, and cuts or punches a process object.

도 1은 종래의 레이저 가공 장치에 의해 발진된 펄스 레이저빔의 파형을 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 펄스 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a waveform of a pulse laser beam oscillated by a conventional laser processing apparatus, Figure 2 is a view showing the energy distribution of the pulse laser beam shown in FIG.

종래의 레이저 가공 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 발진기(미도시)로부터 미리 정해진 주기(P)마다 한 발씩 발진된 펄스 레이저빔(L)을 가공 대상물(미도시)에 조사하여, 가공 대상물을 레이저 가공한다. 일반적으로 펄스 레이저빔(L)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 광축(X) 부근에 에너지가 집중적으로 분포되는 가우스형의 에너지 분포 양상을 갖는다. 이러한 펄스 레이저빔(L)의 전체 영역 중 에너지 레벨이 소정의 기준 에너지 레벨(R) 이상인 광축 인접 영역(A)만 레이저 가공에 실질적으로 기여할 수 있고, 펄스 레이저빔(L)의 전체 영역 중 에너지 레벨이 기준 에너지 레벨(R) 미만인 외곽 영역(S)은 레이저 가공에 실질적으로 기여하기 어렵다.In the conventional laser processing apparatus, as shown in FIG. 1, by irradiating a pulse laser beam L oscillated once by a predetermined period P from a laser oscillator (not shown) to a processing object (not shown), The object to be processed is laser processed. In general, as shown in FIG. 2, the pulse laser beam L has a Gaussian energy distribution pattern in which energy is concentrated around the optical axis X. FIG. Only an area A adjacent to the optical axis of which the energy level is greater than or equal to the predetermined reference energy level R among the entire regions of the pulsed laser beam L may substantially contribute to the laser processing, and the energy of the entire region of the pulsed laser beam L The outer region S whose level is below the reference energy level R is difficult to substantially contribute to the laser processing.

이러한 펄스 레이저빔(L)을 이용해 가공 대상물을 원활하고 신속하게 레이저 가공하기 위해서는, 펄스 레이저빔(L)의 에너지를 가공 대상물의 깊은 곳까지 인가하는 것이 바람직하다. 일반적으로 펄스 레이저빔(L)의 에너지 인가 깊이는 펄스 레이저빔(L)의 출력과 비례하므로, 펄스 레이저빔(L)을 가공 대상물의 깊은 곳까지 인가하기 위해서는 펄스 레이저빔(L)의 에너지 출력을 증가시켜야 한다.In order to laser-process the object to be processed smoothly and quickly using such a pulse laser beam L, it is preferable to apply the energy of the pulse laser beam L to the depth of a process object. In general, since the energy application depth of the pulse laser beam L is proportional to the output of the pulse laser beam L, in order to apply the pulse laser beam L to the depth of the object to be processed, the energy output of the pulse laser beam L is output. Should be increased.

펄스 레이저빔(L)은 가우스형의 에너지 분포 양상을 가지므로, 펄스 레이저빔(L)의 에너지 출력을 증가시킬 경우에는 광축 인접 영역(A)의 면적뿐만 아니라 외곽 영역(S)의 면적도 함께 증가될 수밖에 없다. 그런데, 외곽 영역(S)은 레이저 가공에 실질적으로 기여하기 어렵지만 가공 대상물을 열 변형시킬 수 있다. 이로 인해, 외곽 영역(S)은 가공 대상물의 가공 부위(절단면, 천공면 등)의 단면 품질에 악 영향(가공면의 부품, Taper의 증가 등)을 주거나 가공 부위의 인접 부위의 표면 품질에 악 영향(표면의 부품, 이물 발생의 증가 등)을 줄 수 있다. 따라서, 종래의 레이저 가공 장치는 펄스 에너지빔(L)의 고 에너지로 인해 가공 품질이 떨어지는 문제점이 있다.Since the pulsed laser beam L has a Gaussian energy distribution, when increasing the energy output of the pulsed laser beam L, not only the area of the adjacent optical axis A but also the area of the outer area S is included. It must be increased. By the way, the outer region S is hard to substantially contribute to laser processing, but can thermally deform the object to be processed. As a result, the outer area S may adversely affect the cross-sectional quality of the machined portion (cutting surface, perforated surface, etc.) of the object to be processed (components of the machined surface, increase of the taper, etc.) or bad surface quality of the adjacent portion of the machined portion. It can have an influence (surface parts, increase in foreign matter generation, etc.). Therefore, the conventional laser processing apparatus has a problem that the processing quality is lowered due to the high energy of the pulse energy beam (L).

본 발명은, 펄스 레이저빔의 고 에너지에 인해 가공 품질이 떨어지지 않도록 구조를 개선한 레이저 가공 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus having an improved structure such that processing quality is not degraded due to high energy of a pulsed laser beam.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 레이저 가공 장치는, 가공 대상물의 미리 정해진 절단 부위를 레이저 절단하기 위한 레이저 가공 장치에 있어서, 미리 정해진 발진 주기 동안에, 상기 절단 부위를 예열 가능한 보조 펄스 레이저빔과, 상기 보조 펄스 레이저빔에 의해 예열된 절단 부위를 절단 가능한 메인 펄스 레이저빔을 미리 정해진 순서에 따라 발진하는 레이저 발진기; 및 상기 보조 펄스 레이저빔의 빔 스팟과 상기 메인 펄스 레이저빔의 빔 스팟이 미리 정해진 비율로 중첩되도록 상기 보조 펄스 레이저빔과 상기 메인 펄스 레이저빔을 상기 절단 부위를 따라 조사하는 레이저 헤드를 포함한다.A laser processing apparatus according to an aspect of the present invention for solving the above problems is a laser processing apparatus for laser cutting a predetermined cut portion of a workpiece, the auxiliary processing capable of preheating the cut portion during a predetermined oscillation cycle A laser oscillator for oscillating a pulsed laser beam and a main pulsed laser beam capable of cutting a cut portion preheated by the auxiliary pulsed laser beam in a predetermined order; And a laser head irradiating the auxiliary pulse laser beam and the main pulse laser beam along the cut portion such that the beam spot of the auxiliary pulse laser beam overlaps with the beam spot of the main pulse laser beam at a predetermined ratio.

바람직하게, 상기 보조 펄스 레이저빔은 상기 메인 펄스 레이저빔에 비해 미리 정해진 비율만큼 짧은 펄스 폭을 갖는다.Preferably, the auxiliary pulse laser beam has a pulse width shorter by a predetermined ratio than the main pulse laser beam.

바람직하게, 상기 레이저 발진기는, 상기 발진 주기 동안에, 적어도 한 발의 보조 펄스 레이저빔을 발진한 후 상기 메인 펄스 레이저빔을 발진한다.Preferably, the laser oscillator oscillates the main pulse laser beam after oscillating at least one auxiliary pulse laser beam during the oscillation period.

바람직하게, 상기 레이저 발진기는, 상기 발진 주기 동안에, 상기 보조 펄스 레이저빔과 상기 메인 펄스 레이저빔을 미리 정해진 시간 간격을 두고 발진한다.Preferably, the laser oscillator oscillates the auxiliary pulse laser beam and the main pulse laser beam at predetermined time intervals during the oscillation period.

바람직하게, 상기 레이저 발진기는, 상기 발진 주기 동안에, 여러 발의 보조 펄스 레이저빔들을 미리 정해진 시간 간격을 두고 발진한다.Preferably, the laser oscillator oscillates several auxiliary pulsed laser beams at predetermined time intervals during the oscillation period.

바람직하게, 어느 발진 주기에서 발진된 보조 펄스 레이저빔들 사이의 시간 간격과 상기 어느 발진 주기에서 마지막으로 발진된 보조 펄스 레이저빔과 메인 펄스 레이저빔 사이의 시간 간격을 합산한 총 합은, 상기 어느 발진 주기에서 발진된 보조 펄스 레이저빔들과 메인 펄스 레이저빔의 펄스 폭을 합산한 총 합에 비해 미리 정해진 비율만큼 길다.Preferably, the sum of the time intervals between the auxiliary pulsed laser beams oscillated in a certain oscillation period and the time interval between the auxiliary pulsed laser beams and the main pulsed laser beam last oscillated in the certain oscillation period, The pulse width of the auxiliary pulse laser beams oscillated in the oscillation period and the pulse width of the main pulse laser beam is longer by a predetermined ratio.

바람직하게, 어느 발진 주기에서 발진된 메인 펄스 레이저빔과 상기 어느 발진 주기의 다음 발진 주기에서 처음으로 발진된 보조 펄스 레이저빔 사이의 시간 간격은, 상기 어느 발진 주기에서 마지막으로 발진된 보조 펄스 레이저빔과 메인 펄스 레이저빔 사이의 간격에 비해 미리 정해진 비율만큼 길다.Preferably, the time interval between the main pulse laser beam oscillated in one oscillation period and the auxiliary pulse laser beam oscillated for the first time in the next oscillation period of the one oscillation period is the auxiliary pulse laser beam oscillated last in the any oscillation period. It is longer by a predetermined ratio compared to the interval between and the main pulse laser beam.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 레이저 가공 장치는, 가공 대상물의 미리 정해진 천공 부위를 레이저 천공하기 위한 레이저 가공 장치에 있어서, 미리 정해진 발진 주기 동안에, 상기 천공 부위를 예열 가능한 보조 펄스 레이저빔과, 상기 보조 펄스 레이저빔에 의해 예열된 천공 부위를 천공 가능한 메인 펄스 레이저빔을 미리 정해진 순서에 따라 발진하는 레이저 발진기; 및 상기 보조 펄스 레이저빔의 빔 스팟과 상기 메인 펄스 레이저빔의 빔 스팟이 중첩되도록 상기 보조 펄스 레이저빔과 상기 메인 펄스 레이저빔을 상기 천공 부위에 조사하는 레이저 헤드를 포함한다.A laser processing apparatus according to another aspect of the present invention for solving the above problems is a laser processing apparatus for laser drilling a predetermined drilling portion of the object to be processed, comprising: an auxiliary capable of preheating the drilling portion during a predetermined oscillation period A laser oscillator for oscillating a pulsed laser beam and a main pulsed laser beam capable of puncturing a punctured portion preheated by the auxiliary pulsed laser beam in a predetermined order; And a laser head irradiating the auxiliary pulsed laser beam and the main pulsed laser beam to the perforation site such that the beam spot of the auxiliary pulsed laser beam overlaps with the beam spot of the main pulsed laser beam.

바람직하게, 상기 레이저 발진기는, 미리 정해진 마지막 발진 주기 동안에, 상기 보조 펄스 레이저빔만 선택적으로 발진한다.Preferably, the laser oscillator selectively oscillates only the auxiliary pulsed laser beam during a predetermined last oscillation period.

바람직하게, 상기 레이저 발진기는, 상기 발진 주기 동안에, 여러 발의 보조 펄스 레이저빔을 미리 정해진 시간 간격을 두고 발진한다.Preferably, the laser oscillator oscillates several auxiliary pulsed laser beams at predetermined time intervals during the oscillation period.

본 발명에 따른 레이저 가공 장치는, 보조 펄스 레이저빔과 메인 펄스 레이저빔을 통해 가공 대상물에 에너지를 소정의 시간 간격을 두고 분할하여 인가 가능하므로, 펄스 레이저빔의 고 에너지로 인해 가공 부위 및 그 인접 부위에 열 변형이 발생하는 것을 방지하여 가공 품질을 향상시킬 수 있다.The laser processing apparatus according to the present invention is capable of dividing and applying energy to the object to be processed at a predetermined time interval through the auxiliary pulse laser beam and the main pulse laser beam. It is possible to improve the processing quality by preventing heat deformation at the site.

도 1은 종래의 레이저 전달 장치에 의해 발진된 펄스 레이저빔의 파형을 나타내는 그래프.
도 2은 도 1에 도시된 펄스 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략적인 구성을 설명하기 위한 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 레이저 헤드가 펄스 레이저빔을 가공 대상물에 조사하는 양상을 나타내는 도면.
도 5는 도 3에 도시된 레이저 발진기로부터 발진된 펄스 레이저빔의 파형을 타내는 그래프.
도 6은 도 5에 도시된 펄스 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 그래프.
도 7은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략적인 구성을 나타내는 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 레이저 헤드가 펄스 레이저빔을 가공 대상물에 조사하는 양상을 나타내는 도면.
도 9는 도 7에 도시된 레이저 발진기로부터 발진된 펄스 레이저빔의 파형을 나타내는 그래프.
도 10은 도 9에 도시된 펄스 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 그래프.1 is a graph showing the waveform of a pulsed laser beam oscillated by a conventional laser delivery device.
FIG. 2 is a graph showing an energy distribution pattern of the pulsed laser beam shown in FIG. 1.
3 is a perspective view for explaining a schematic configuration of a laser processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing an aspect in which the laser head shown in FIG. 3 irradiates a processing object with a pulsed laser beam. FIG.
5 is a graph showing the waveform of a pulsed laser beam oscillated from the laser oscillator shown in FIG.
FIG. 6 is a graph illustrating an energy distribution pattern of the pulsed laser beam illustrated in FIG. 5.
7 is a perspective view showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to another preferred embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view showing an aspect in which the laser head shown in FIG. 7 irradiates a processing object with a pulsed laser beam. FIG.
FIG. 9 is a graph showing waveforms of pulsed laser beams oscillated from the laser oscillator shown in FIG. 7; FIG.
FIG. 10 is a graph showing an energy distribution pattern of the pulsed laser beam shown in FIG. 9. FIG.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used to refer to the same components as much as possible, even if displayed on different drawings. In addition, in describing the embodiments of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function interferes with the understanding of the embodiments of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략적인 구성을 설명하기 위한 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 레이저 헤드가 펄스 레이저빔을 가공 대상물에 조사하는 양상을 나타내는 도면이다.3 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a laser processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing an aspect in which the laser head shown in FIG. 3 irradiates a processing object with a pulsed laser beam. .

도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1)는, 가공 대상물(F)이 안착되는 메인 프레임(10)과, 가공 대상물(F)을 이송하는 가공 대상물 이송 유닛(20)과, 펄스 레이저빔(L1, L2)을 발진하는 레이저 발진기(30)와, 레이저 발진기(30)로부터 발진된 펄스 레이저빔(L1, L2)을 가공 대상물(F)에 조사하여 가공 대상물(F)을 절단하는 레이저 헤드(40)와, 레이저 헤드(40)를 이송하는 헤드 이송 유닛(50) 등을 포함할 수 있다. 이러한 레이저 가공 장치(1)를 이용해 절단 가능한 가공 대상물(F)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 가공 대상물(F)은, 스트립 형상을 갖도록 길게 연장된 편광 필름 원단일 수 있다.Referring to FIG. 3, the laser processing apparatus 1 according to the preferred embodiment of the present invention includes a main frame 10 on which the processing object F is seated, and a processing object transporting unit for transporting the processing object F ( 20), the laser oscillator 30 for oscillating the pulse laser beams L1, L2, and the pulse laser beams L1, L2 oscillated from the laser oscillator 30 are irradiated to the object to be processed (F). And a laser beam 40 for cutting F), a head transfer unit 50 for transferring the laser head 40, and the like. The kind of the process object F which can be cut | disconnected using such a laser processing apparatus 1 is not specifically limited. For example, the object to be processed F may be a polarizing film fabric elongated to have a strip shape.

메인 프레임(10)은 가공 대상물 이송 유닛(20)에 의해 이송된 가공 대상물(F)을 미리 정해진 가공 위치에 안착시킬 수 있도록 마련된다.The main frame 10 is provided to seat the processing object F transferred by the processing object transporting unit 20 at a predetermined processing position.

가공 대상물 이송 유닛(20)은 공급원으로부터 공급된 가공 대상물(F)을 메인 프레임(10) 상의 가공 위치로 이송하거나 펄스 레이저빔(L1, L2)에 의해 절단된 가공 대상물(F)을 배출원으로 이송하도록 마련된다. 가공 대상물 이송 유닛(20)은 가공 대상물(F)을 길이 방향을 따라 이송 가능하도록 마련되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The object to be processed unit 20 transfers the object to be processed F supplied from a source to a machining position on the main frame 10 or transfers the object to be cut F by the pulse laser beams L1 and L2 to the discharge source. To be prepared. The object to be processed processing unit 20 is preferably provided to be capable of transferring the object to be processed F along the longitudinal direction, but is not limited thereto.

레이저 발진기(30)는, 메인 프레임(10)의 일측에 설치되며, 가공 대상물(F)을 절단하기 위한 펄스 레이저빔(L1, L2)을 생성하여 발진한다.The laser oscillator 30 is provided on one side of the main frame 10 and generates and oscillates pulse laser beams L1 and L2 for cutting the object F.

레이저 헤드(40)는, 레이저 발진기(30)에서 발진된 펄스 레이저빔(L1, L2)이 입사될 수 있도록 후술할 헤드 이송 유닛(50)에 설치된다. 레이저 발진기(30)와 레이저 헤드(40) 사이에는 펄스 레이저빔(L1, L2)의 경로를 조절 가능한 적어도 하나의 리플렉터(60)가 설치될 수 있다. 이러한 레이저 헤드(40)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 헤드 이송 유닛(50)에 의해 미리 정해진 이송 경로를 따라 이송되면서, 펄스 레이저빔들(L1, L2)을 가공 대상물(F)의 미리 정해진 절단 부위(C)를 따라 빔 스팟들(BS1, BS2)이 미리 정해진 중첩률로 중첩되도록 조사하여, 가공 대상물(F)을 절단할 수 있다. 여기서, 빔 스팟들(BS1, BS2)의 중첩률은, 펄스 레이저빔들(L1, L2)의 빔 스팟들(BS1, BS2)이 가공 대상물(F)의 절단 방향을 따라 상호 중첩되는 비율을 말하며, 펄스 레이저빔들(L1, L2)의 시간 간격(T1, T2)과, 펄스 레이저빔들(L1, L2)의 펄스 폭(W1, W2)과, 레이저 헤드(40)의 이송 속도 등에 따라 결정될 수 있다.The laser head 40 is installed in the head transfer unit 50 to be described later so that the pulse laser beams L1 and L2 oscillated by the laser oscillator 30 can be incident. At least one reflector 60 capable of adjusting the paths of the pulsed laser beams L1 and L2 may be installed between the laser oscillator 30 and the laser head 40. As shown in FIG. 4, the laser head 40 is transferred along the predetermined transfer path by the head transfer unit 50, and the pulsed laser beams L1 and L2 are moved in advance of the object F. The object to be processed F may be cut by irradiating the beam spots BS1 and BS2 so as to overlap each other at a predetermined overlapping rate along the predetermined cutting portion C. FIG. Here, the overlapping ratios of the beam spots BS1 and BS2 refer to a ratio at which the beam spots BS1 and BS2 of the pulse laser beams L1 and L2 overlap each other along the cutting direction of the object F. , The time intervals T1 and T2 of the pulse laser beams L1 and L2, the pulse widths W1 and W2 of the pulse laser beams L1 and L2, the transfer speed of the laser head 40, and the like. Can be.

헤드 이송 유닛(50)은, 레이저 헤드(40)를 미리 정해진 이송 경로를 따라 왕복 이송 가능하도록 메인 프레임(10)에 설치된다. 이러한 헤드 이송 유닛(50)은 레이저 헤드(40)를 가공 대상물(F)의 폭 방향을 따라 이송 가능하도록 마련되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The head transfer unit 50 is installed in the main frame 10 so that the laser head 40 can be reciprocated along a predetermined transfer path. The head transfer unit 50 is preferably provided to be capable of transferring the laser head 40 along the width direction of the object to be processed (F), but is not limited thereto.

도 5는 도 3에 도시된 레이저 발진기로부터 발진된 펄스 레이저빔의 파형을 타내는 그래프이고, 도 6은 도 5에 도시된 펄스 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing waveforms of a pulsed laser beam oscillated from the laser oscillator shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a graph showing an energy distribution pattern of the pulsed laser beam shown in FIG. 5.

전술한 레이저 발진기(30)는 절단 부위(C)를 예열 가능한 보조 펄스 레이저빔(L1)과, 보조 펄스 레이저빔(L1)에 의해 예열된 절단 부위(C)를 절단 가능한 메인 펄스 레이저빔(L2)을 미리 정해진 순서에 따라 발진할 수 있다.The above-described laser oscillator 30 is the auxiliary pulse laser beam (L1) capable of preheating the cutting portion (C), and the main pulse laser beam (L2) capable of cutting the cutting portion (C) preheated by the auxiliary pulse laser beam (L1). ) Can be oscillated in a predetermined order.

보조 펄스 레이저빔(L1)과 메인 펄스 레이저빔(L2)은 서로 상이한 펄스 폭(W1, W2)을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 보조 펄스 레이저빔(L1)은 메인 펄스 레이저빔(L2)에 비해 짧은 펄스 폭(W1)을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 보조 펄스 레이저빔(L1)은 최대 에너지 레벨(광축(X1)의 에너지 레벨)이 절단 부위(C)를 절단하는데 필요한 기준 에너지 레벨(R)에 비해 낮도록 미리 정해진 펄스 폭(W1)을 가질 수 있다. 이에 대응하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 메인 펄스 레이저빔(L2)은 최대 에너지 레벨(광축(X2)의 에너지 레벨)이 기준 에너지 레벨(R)과 같거나 기준 에너지 레벨(R)에 비해 다소 높도록 보조 펄스 레이저빔(L1)에 비해 미리 정해진 비율만큼 긴 펄스 폭(W2)을 가질 수 있다.The auxiliary pulse laser beam L1 and the main pulse laser beam L2 may have different pulse widths W1 and W2. For example, as shown in FIG. 5, the auxiliary pulse laser beam L1 may have a shorter pulse width W1 than the main pulse laser beam L2. More specifically, as shown in FIG. 6, the auxiliary pulsed laser beam L1 has a maximum energy level (energy level of the optical axis X1) compared to the reference energy level R necessary for cutting the cutting portion C. FIG. It may have a predetermined pulse width W1 to be low. Correspondingly, as shown in FIG. 6, the main pulse laser beam L2 has a maximum energy level (energy level of the optical axis X2) equal to or relative to the reference energy level R. The pulse width W2 may be longer by a predetermined ratio compared to the auxiliary pulse laser beam L1 to be slightly higher.

레이저 발진기(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 발진 주기(P1) 동안에, 적어도 한 발의 보조 펄스 레이저빔들(L1)과, 메인 펄스 레이저빔(L2)을 발진할 수 있다. 바람직하게, 레이저 발진기(30)는, 각각의 발진 주기(P1) 동안에, 적어도 한 발의 보조 펄스 레이저빔들(L1)을 발진한 후 메인 펄스 레이저빔(L2)을 발진할 수 있다.As illustrated in FIG. 5, the laser oscillator 30 may oscillate at least one auxiliary pulse laser beam L1 and the main pulse laser beam L2 during the predetermined oscillation period P1. Preferably, the laser oscillator 30 may oscillate the main pulse laser beam L2 after oscillating at least one auxiliary pulse laser beam L1 during each oscillation period P1.

레이저 발진기(30)는, 각각의 발진 주기(P1) 동안에, 여러 발의 보조 펄스 레이저빔(L1)을 발진하는 경우에는, 여러 발의 보조 펄스 레이저빔들(L1)을 미리 정해진 시간 간격(T1)을 두고 발진할 수 있다. 또한, 레이저 발진기(30)는, 각각의 발진 주기(P1) 동안에, 보조 펄스 레이저빔(L1)과 메인 펄스 레이저빔(L2)을 미리 정해진 시간 간격(T2)을 두고 발진할 수 있다. 예를 들어, 어느 발진 주기(P1)에서 발진된 보조 펄스 레이저빔들(L1) 사이의 시간 간격(T1)과 상기 어느 발진 주기(P1)에서 마지막으로 발진된 보조 펄스 레이저빔(L1)과 메인 펄스 레이저빔(L2) 사이의 시간 간격(T2)을 합산한 총 합(T1+T2)은, 상기 어느 발진 주기(P1)에서 발진된 보조 펄스 레이저빔들(L1)과 메인 펄스 레이저빔(L2)의 펄스 폭(W1, W2)을 합산한 총 합(2W1+W2)에 비해 미리 정해진 비율만큼 길 수 있다. 이를 통해, 레이저 가공 장치(1)는, 상기 어느 발진 주기(P1)에서 발진된 펄스 레이저빔(L1, L2)들의 빔 스팟들(BS1, BS2)의 중첩률을 조절하고, 절단 부위(C)에 짧은 시간 동안 과도한 에너지가 인가되어 절단 부위(C) 및 절단 부위(C)와 인접한 인접 부위가 열 변형되는 것을 방지할 수 있다.When the laser oscillator 30 oscillates several auxiliary pulse laser beams L1 during each oscillation period P1, the laser oscillator 30 sets the several auxiliary pulse laser beams L1 at a predetermined time interval T1. You can leave and rash. In addition, the laser oscillator 30 may oscillate the auxiliary pulse laser beam L1 and the main pulse laser beam L2 at a predetermined time interval T2 during each oscillation period P1. For example, the time interval T1 between the auxiliary pulse laser beams L1 oscillated in one oscillation period P1 and the auxiliary pulse laser beam L1 and the main oscillation last oscillated in the one oscillation period P1 are main. The total sum T1 + T2 of the sum of the time intervals T2 between the pulsed laser beams L2 is the auxiliary pulsed laser beams L1 and the main pulsed laser beam L2 oscillated in any one oscillation period P1. It may be longer by a predetermined ratio than the total sum (2W1 + W2) of the sum of the pulse widths W1 and W2. Through this, the laser processing apparatus 1 adjusts the overlap ratios of the beam spots BS1 and BS2 of the pulsed laser beams L1 and L2 oscillated in any one oscillation period P1, and cuts the region C. Excessive energy may be applied to the cleavage site for a short time to prevent thermal deformation of the cleavage site (C) and adjacent sites adjacent to the cleavage site (C).

또한, 레이저 발진기(30)는, 어느 발진 주기(P1)에서 마지막으로 발진된 보조 펄스 레이저빔(L1)과 상기 어느 발진 주기(P1)에서 발진된 메인 펄스 레이저빔(L2) 사이의 시간 간격(T2)과, 상기 어느 발진 주기(P1)에서 발진된 메인 펄스 레이저빔(L2)과 상기 어느 발진 주기(P1)의 다음 발진 주기(P1)에서 처음으로 발진된 보조 펄스 레이저빔(L1) 사이의 시간 간격(T3)이 서로 상이하도록 펄스 레이저빔들(L1, L2)을 발진할 수 있다. 예를 들어, 레이저 발진기(30)는 상기 시간 간격(T3)이 상기 시간 간격(T2)에 비해 미리 정해진 비율만큼 크도록 펄스 레이저빔들(L1, L2)을 발진할 수 있다. 이를 통해, 레이저 가공 장치(1)는, 상기 어느 발진 주기(P1)에서 발진된 펄스 레이저빔들(L1, L2)의 빔 스팟들(BS1, BS2)과 상기 다음 발진 주기(P1)에서 발진된 펄스 레이저빔들(L1, L2)의 빔 스팟들(BS1, BS2)의 중첩률을 조절하고, 절단 부위(C)에 짧은 시간 동안 과도한 에너지가 인가되어 절단 부위(C) 및 절단 부위(C)와 인접한 인접 부위가 열 변형되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the laser oscillator 30 has a time interval between the auxiliary pulse laser beam L1 last oscillated in one oscillation period P1 and the main pulse laser beam L2 oscillated in any one oscillation period P1 ( T2) between the main pulse laser beam L2 oscillated in one oscillation period P1 and the auxiliary pulse laser beam L1 oscillated for the first time in the next oscillation period P1 of the one oscillation period P1. The pulse laser beams L1 and L2 may be oscillated so that the time interval T3 is different from each other. For example, the laser oscillator 30 may oscillate the pulsed laser beams L1 and L2 such that the time interval T3 is larger by a predetermined ratio than the time interval T2. As a result, the laser processing apparatus 1 oscillates in the beam spots BS1 and BS2 of the pulsed laser beams L1 and L2 oscillated in one oscillation period P1 and the next oscillation period P1. The overlapping ratios of the beam spots BS1 and BS2 of the pulse laser beams L1 and L2 are adjusted, and excessive energy is applied to the cutting portion C for a short time, thereby cutting the cutting portion C and the cutting portion C. Adjacent areas adjacent to and can be prevented from thermally deforming.

레이저 헤드(40)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 보조 펄스 레이저빔(L1)의 빔 스팟(BS1)과 메인 펄스 레이저빔(L2)의 빔 스팟(BS2)이 미리 정해진 중첩률로 중첩되도록 보조 펄스 레이저빔(L1)과 메인 펄스 레이저빔(L2)을 절단 부위(C)를 따라 조사하여, 가공 대상물(F)의 절단 부위(C)를 따라 레이저 절단할 수 있다. 이를 위하여, 헤드 이송 유닛(50)은, 레이저 헤드(40)를 미리 정해진 속도로 이송할 수 있다.As shown in FIG. 4, the laser head 40 includes a beam spot BS1 of the auxiliary pulse laser beam L1 and a beam spot BS2 of the main pulse laser beam L2 overlapping at a predetermined overlapping rate. The auxiliary pulse laser beam L1 and the main pulse laser beam L2 can be irradiated along the cut portion C to laser cut along the cut portion C of the object F. To this end, the head transfer unit 50 may transfer the laser head 40 at a predetermined speed.

종래의 레이저 가공 장치는, 펄스 레이저빔의 에너지를 가공 대상물의 깊은 곳까지 인가하여 원활하고 신속하게 가공 대상물을 절단하기 위해서는 펄스 레이저빔의 최대 에너지 레벨이 기준 에너지 레벨에 비해 월등하게 높을 수밖에 없었다. 이로 인해 종래의 레이저 가공 장치는, 가공 대상물의 열 변형의 원인이 되는 펄스 레이저빔의 외곽 영역의 면적이 클 수밖에 없다. 따라서, 종래의 레이저 가공 장치는, 펄스 레이저빔의 고 에너지로 인해 절단 부위 및 그 인접 부위에 열 변형이 발생하여 절단 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.In the conventional laser processing apparatus, the maximum energy level of the pulsed laser beam is inevitably higher than the reference energy level in order to apply the energy of the pulsed laser beam to the depth of the object to cut the object smoothly and quickly. For this reason, in the conventional laser processing apparatus, the area of the outer area | region of the pulse laser beam which becomes the cause of the thermal deformation of a process target is inevitably large. Therefore, the conventional laser processing apparatus has a problem in that thermal deformation occurs in the cut portion and its adjacent portion due to the high energy of the pulsed laser beam, resulting in poor cutting quality.

그런데, 레이저 가공 장치(1)는, 절단 부위(C)의 소정 구간을 보조 펄스 레이저빔(L1)을 이용해 예열한 후 메인 펄스 레이저빔(L2)을 이용해 상기 소정 구간을 절단하기를 반복하여, 가공 대상물(F)을 절단 부위(C)를 따라 레이저 절단할 수 있다. 레이저빔의 특성 상, 예열된 가동 대상물을 레이저 절단할 경우에는 예열되지 않은 가공 대상물을 레이저 절단할 경우에 비해 낮은 에너지 레벨의 펄스 레이저빔을 사용하여도 가공 대상물의 깊은 곳까지 에너지를 용이하게 인가시킬 수 있다. 이로 인해, 레이저 가공 장치(1)는, 메인 펄스 레이저빔(L2)이 기준 에너지 레벨(R)에 상당하는 에너지 레벨만 가져도 메인 펄스 레이저빔(L2)의 에너지를 보조 펄스 레이저빔(L1)에 의해 예열된 가공 대상물(F)의 깊은 곳까지 원활하게 인가할 수 있다.By the way, the laser processing apparatus 1 preheats a predetermined section of the cutting site C using the auxiliary pulse laser beam L1, and then repeatedly cuts the predetermined section using the main pulse laser beam L2, The object to be processed F can be laser cut along the cut portion C. Due to the characteristics of the laser beam, when cutting a preheated movable object, energy is easily applied to the depth of the object even when using a pulse laser beam with a lower energy level than when laser cutting an unheated object. You can. For this reason, the laser processing apparatus 1 supplies the energy of the main pulse laser beam L2 even if the main pulse laser beam L2 has only the energy level corresponding to the reference energy level R, and the auxiliary pulse laser beam L1. It can apply smoothly to the depth of the object to be processed F preheated by.

또한, 에너지의 측면에서 살펴 보았을 때, 종래의 레이저 가공 장치는, 각각의 발진 주기 동안에, 한 발의 고 에너지 펄스 레이저빔을 통해 가공 대상물에 고 에너지를 일시에 인가한다. 이에 반해, 레이저 가공 장치(1)는, 각각의 발진 주기(P1) 동안에, 보조 펄스 레이저빔(L1)과 메인 펄스 레이저빔(L2)을 통해 에너지를 가공 대상물(F)에 소정의 시간 간격(T1, T2)을 두고 분할하여 인가한다. 이러한 레이저 가공 장치(1)는, 고 에너지의 펄스 레이저빔을 사용하지 않아도 가공 대상물(F)을 원활하고 신속하게 절단 가능하므로, 펄스 레이저빔들(L1, L2)의 에너지 중 가공 대상물(F)의 절단에는 실질적으로 기여하지 못 한 채 가공 대상물(F)의 열 변형의 원인이 되는 에너지의 비율을 줄일 수 있다. 따라서, 레이저 가공 장치(1)는, 펄스 레이저빔(L1, L2)의 고 에너지로 인해 절단 부위(C) 및 그 인접 부위에 열 변형이 발생하는 것을 방지하여 절단 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, in view of the energy, the conventional laser processing apparatus applies high energy to the object to be processed at one time through one high energy pulsed laser beam during each oscillation cycle. On the other hand, the laser processing apparatus 1 transmits energy to the object to be processed F by a predetermined time interval through the auxiliary pulse laser beam L1 and the main pulse laser beam L2 during each oscillation period P1. T1 and T2) are divided and applied. Since the laser processing apparatus 1 can smoothly and quickly cut the processing object F without using a high energy pulse laser beam, the processing object F among the energy of the pulse laser beams L1 and L2. The ratio of energy causing thermal deformation of the object to be processed F can be reduced without substantially contributing to cutting of. Therefore, the laser processing apparatus 1 can improve the cutting quality by preventing the thermal deformation from occurring in the cutting part C and its adjacent part due to the high energy of the pulse laser beams L1 and L2.

도 7은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 레이저 헤드가 펄스 레이저빔을 가공 대상물에 조사하는 양상을 나타내는 도면이다.7 is a perspective view showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to another preferred embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a view showing an aspect in which the laser head shown in FIG. 7 irradiates a processing object with a pulsed laser beam.

도 9는 도 7에 도시된 레이저 발진기로부터 발진된 펄스 레이저빔의 파형을 나타내는 그래프이고, 도 10은 도 9에 도시된 펄스 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 그래프이다.FIG. 9 is a graph illustrating waveforms of a pulse laser beam oscillated from the laser oscillator illustrated in FIG. 7, and FIG. 10 is a graph illustrating energy distribution patterns of the pulse laser beam illustrated in FIG. 9.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 레이저 가공 장치(100)는, 메인 프레임(110)과, 가공 대상물 이송 유닛(120)과, 레이저 발진기(130)와, 레이저 헤드(140)와, 헤드 이송 유닛(150), 리플렉터(160) 등을 포함할 수 있다. 레이저 가공 장치(100)는, 가공 대상물(F)을 천공하기 위한 장치로서, 가공 대상물(F)에 펄스 레이저빔(L3, L4)을 조사하는 방법에 있어서 가공 대상물(F)을 절단하기 위한 전술한 레이저 가공 장치(1)와 상이하고 나머지 구성은 전술한 레이저 가공 장치(1)와 동일하다. 이러한 레이저 가공 장치(1)를 이용해 천공 가능한 가공 대상물(F)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 가공 대상물(F)은, 스트립 형상을 갖도록 길게 연장된 편광 필름 원단일 수 있다. 이하에서는 레이저 발진기(130)와 레이저 헤드(140)를 이용해 가공 대상물(F)에 펄스 레이저빔들(L3, L4)을 조사하여 가공 대상물(F)을 천공하는 방법을 중심으로 레이저 가공 장치(100)에 대하여 설명하기로 한다.7 and 8, the laser processing apparatus 100 according to another preferred embodiment of the present invention includes a main frame 110, a workpiece transfer unit 120, a laser oscillator 130, and a laser. The head 140, the head transfer unit 150, the reflector 160, and the like may be included. The laser processing apparatus 100 is an apparatus for drilling the processing object F, The above-mentioned for cutting the processing object F in the method of irradiating the pulse laser beams L3 and L4 to the processing object F. It differs from one laser processing apparatus 1, and the remainder is the same as the laser processing apparatus 1 mentioned above. The kind of processing object F which can be perforated using such a laser processing apparatus 1 is not specifically limited. For example, the object to be processed F may be a polarizing film fabric elongated to have a strip shape. Hereinafter, the laser processing apparatus 100 based on a method of drilling the object F by irradiating pulsed laser beams L3 and L4 to the object F using the laser oscillator 130 and the laser head 140. ) Will be described.

레이저 발진기(130)는 천공 부위(D)를 예열 가능한 보조 펄스 레이저빔(L3)과, 보조 펄스 레이저빔(L3)에 의해 예열된 천공 부위(D)를 천공 가능한 메인 펄스 레이저빔(L4)을 미리 정해진 순서에 따라 발진할 수 있다.The laser oscillator 130 receives the auxiliary pulse laser beam L3 capable of preheating the drilling portion D, and the main pulse laser beam L4 capable of drilling the drilling portion D preheated by the auxiliary pulse laser beam L3. Oscillation can be performed in a predetermined order.

보조 펄스 레이저빔(L3)과 메인 펄스 레이저빔(L4)은 서로 상이한 펄스 폭(W3, W4)을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 보조 펄스 레이저빔(L3)은 메인 펄스 레이저빔(L4)에 비해 짧은 펄스 폭(W3)을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 보조 펄스 레이저빔(L3)은 최대 에너지 레벨(광축(X3)의 에너지 레벨)이 천공 부위(D)를 천공하는데 필요한 기준 에너지 레벨(R)에 비해 낮도록 미리 정해진 펄스 폭(W3)을 가질 수 있다. 이에 대응하여, 도 10에 도시된 바와 같이, 메인 펄스 레이저빔(L4)은 최대 에너지 레벨(광축(X4)의 에너지 레벨)이 기준 에너지 레벨(R)과 같거나 기준 에너지 레벨(R)에 비해 다소 높도록 보조 펄스 레이저빔(L3)에 비해 미리 정해진 비율만큼 긴 펄스 폭(W4)을 가질 수 있다.The auxiliary pulse laser beam L3 and the main pulse laser beam L4 may have different pulse widths W3 and W4. For example, as shown in FIG. 9, the auxiliary pulse laser beam L3 may have a shorter pulse width W3 than the main pulse laser beam L4. More specifically, as shown in FIG. 10, the auxiliary pulsed laser beam L3 has a maximum energy level (energy level of the optical axis X3) compared to the reference energy level R necessary for puncturing the puncturing site D. FIG. It may have a predetermined pulse width W3 to be low. Correspondingly, as shown in FIG. 10, the main pulse laser beam L4 has a maximum energy level (energy level of the optical axis X4) equal to or relative to the reference energy level R. The pulse width W4 may be longer by a predetermined ratio compared to the auxiliary pulse laser beam L3 so as to be slightly higher.

레이저 발진기(130)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 발진 주기(P2) 동안에, 적어도 한 발의 보조 펄스 레이저빔들(L3)과, 메인 펄스 레이저빔(L4)을 발진할 수 있다. 바람직하게, 레이저 발진기(130)는, 각각의 발진 주기(P2) 동안에, 적어도 한 발의 보조 펄스 레이저빔들(L3)을 발진한 후 메인 펄스 레이저빔(L4)을 발진할 수 있다.As illustrated in FIG. 9, the laser oscillator 130 may oscillate at least one auxiliary pulse laser beam L3 and the main pulse laser beam L4 during the predetermined oscillation period P2. Preferably, the laser oscillator 130 may oscillate the main pulse laser beam L4 after oscillating at least one auxiliary pulse laser beam L3 during each oscillation period P2.

레이저 발진기(130)는, 각각의 발진 주기(P2) 동안에, 여러 발의 보조 펄스 레이저빔들(L3)을 발진하는 경우에는, 여러 발의 보조 펄스 레이저빔들(L3)을 미리 정해진 시간 간격(T4)을 두고 발진할 수 있다. 또한, 레이저 발진기(130)는, 각각의 발진 주기(P2) 동안에, 보조 펄스 레이저빔(L3)과 메인 펄스 레이저빔(L4)을 미리 정해진 시간 간격(T5)을 두고 발진할 수 있다. 예를 들어, 어느 발진 주기(P2)에서 발진된 보조 펄스 레이저빔들(L3) 사이의 시간 간격(T4)과 상기 어느 발진 주기(P2)에서 마지막으로 발진된 보조 펄스 레이저빔(L3)과 메인 펄스 레이저빔(L4) 사이의 시간 간격(T5)을 합산한 총 합(T4+T5)은, 상기 어느 발진 주기(P2)에서 발진된 보조 펄스 레이저빔들(L3)과 메인 펄스 레이저빔(L4)의 펄스 폭(W3, W4)을 합산한 총 합(2W3+W4)에 비해 미리 정해진 비율만큼 길 수 있다. 이를 통해, 레이저 가공 장치(2)는, 천공 부위(D)에 짧은 시간 동안 과도한 에너지가 인가되어 천공 부위(D) 및 천공 부위(D)와 인접합 인접 부위가 열 변형되는 것을 방지할 수 있다.When the laser oscillator 130 oscillates several auxiliary pulsed laser beams L3 during each oscillation period P2, the laser oscillator 130 sets several auxiliary pulsed laser beams L3 at a predetermined time interval T4. It can oscillate. In addition, the laser oscillator 130 may oscillate the auxiliary pulse laser beam L3 and the main pulse laser beam L4 at a predetermined time interval T5 during each oscillation period P2. For example, a time interval T4 between the auxiliary pulse laser beams L3 oscillated in one oscillation period P2 and the auxiliary pulse laser beam L3 and the main oscillation last oscillated in the one oscillation period P2 and the main body. The total sum T4 + T5 of the sum of the time intervals T5 between the pulsed laser beams L4 is the auxiliary pulsed laser beams L3 and the main pulsed laser beam L4 oscillated in any of the oscillation periods P2. It may be longer by a predetermined ratio compared to the total sum (2W3 + W4) of the sum of the pulse widths W3 and W4. As a result, the laser processing apparatus 2 may prevent excessive energy from being applied to the drilling portion D for a short time to prevent thermal deformation of the drilling portion D and the adjacent portion adjacent to the drilling portion D. .

또한, 레이저 발진기(130)는, 어느 발진 주기(P2)에서 마지막으로 발진된 보조 펄스 레이저빔(L3)과 상기 어느 발진 주기(P2)에서 발진된 메인 펄스 레이저빔(L4) 사이의 시간 간격(T5)과, 상기 어느 발진 주기(P2)에서 발진된 메인 펄스 레이저빔(L4)과 상기 어느 발진 주기(P2)의 다음 발진 주기(P2)에서 처음으로 발진된 보조 펄스 레이저빔(L3) 사이의 시간 간격(T6)이 서로 상이하도록 펄스 레이저빔들(L3, L4)을 발진할 수 있다. 예를 들어, 레이저 발진기(130)는 상기 시간 간격(T6)이 상기 시간 간격(T5)에 비해 미리 정해진 비율만큼 크도록 펄스 레이저빔들(L3, L4)을 발진할 수 있다. 이를 통해, 레이저 가공 장치(2)는, 천공 부위(D)에 짧은 시간 동안 과도한 에너지가 인가되어 천공 부위(D) 및 천공 부위(D)와 인접한 인접 부위가 열 변형되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the laser oscillator 130 has a time interval between the auxiliary pulse laser beam L3 last oscillated in a certain oscillation period P2 and the main pulse laser beam L4 oscillated in a certain oscillation period P2. T5) between the main pulse laser beam L4 oscillated in the oscillation period P2 and the auxiliary pulse laser beam L3 oscillated for the first time in the next oscillation period P2 of the oscillation period P2. The pulse laser beams L3 and L4 may be oscillated so that the time interval T6 is different from each other. For example, the laser oscillator 130 may oscillate the pulse laser beams L3 and L4 such that the time interval T6 is larger by a predetermined ratio than the time interval T5. Through this, the laser processing apparatus 2 can prevent excessive energy from being applied to the drilled portion D for a short time to prevent thermal deformation of the drilled portion D and an adjacent portion adjacent to the drilled portion D.

레이저 헤드(140)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 보조 펄스 레이저빔(L3)의 빔 스팟(BS3)과 메인 펄스 레이저빔(L4)의 빔 스팟(BS4)이 서로 중첩되도록 보조 펄스 레이저빔(L3)과 메인 펄스 레이저빔(L4)을 천공 부위(D)에 미리 정해진 순서에 따라 반복적으로 조사하여, 가공 대상물(F)의 천공 부위(D)를 레이저 천공한다.As shown in FIG. 8, the laser head 140 has an auxiliary pulse laser beam such that the beam spot BS3 of the auxiliary pulse laser beam L3 and the beam spot BS4 of the main pulse laser beam L4 overlap each other. (L3) and the main pulse laser beam L4 are repeatedly irradiated to the drilling site D in a predetermined order, and laser drilling of the drilling site D of the object to be processed F is performed.

헤드 이송 유닛(150)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 어느 천공 부위(D)의 천공이 완료되면 다음 천공 부위(D)를 천공할 수 있도록 가공 대상물(F)을 미리 정해진 길이만큼씩 가공 대상물(F)의 길이 방향을 따라 단계적으로 이송할 수 있다. 한편, 도 7에서 미 설명된 도면 부호 'H'는 펄스 레이저빔들(L3, L4)에 의해 천공된 구멍을 나타낸다.As shown in FIG. 7, the head transfer unit 150 processes the object to be processed F by a predetermined length so as to drill the next drilling portion D when the drilling of the drilling portion D is completed. It can be conveyed stepwise along the longitudinal direction of the object (F). Meanwhile, reference numeral 'H', which is not described in FIG. 7, represents a hole drilled by the pulse laser beams L3 and L4.

레이저 가공 장치(100)는, 천공 부위(D)의 소정 두께 부분을 보조 펄스 레이저빔(L3)을 이용해 예열한 후 메인 펄스 레이저빔(L4)을 이용해 상기 소정 두께 부분을 천공하기를 반복하여, 가공 대상물(F)의 천공 부위(D)를 상기 소정 두께만큼 씩 단계적으로 레이저 천공할 수 있다. 이러한 레이저 가공 장치(100)는, 고 에너지의 펄스 레이저빔을 사용하지 않아도 가공 대상물(F)을 원활하고 신속하게 천공 가능하고, 펄스 레이저빔의 고 에너지로 인해 천공 부위(D) 및 인접 부위에 열 변형이 발생하는 것을 방지하여 천공 품질을 향상시킬 수 있다.The laser processing apparatus 100 preheats the predetermined thickness portion of the drilling portion D using the auxiliary pulse laser beam L3, and then repeatedly drills the predetermined thickness portion using the main pulse laser beam L4. Laser drilling of the drilling part D of the object to be processed step-by-step by the predetermined thickness can be performed. Such a laser processing apparatus 100 can smoothly and quickly puncture the processing object F even without using a high energy pulse laser beam, and due to the high energy of the pulse laser beam, Thermal deformation can be prevented from occurring to improve the puncture quality.

한편, 레이저 발진기(130)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 마지막 발진 주기(P2')에는 보조 펄스 레이저빔(L3)만 선택적으로 발진할 수 있다. 일반적으로 레이저 가공 장치는 천공 부위를 소정의 두께만큼 씩 단계적으로 레이저 천공하는데, 천공 부위의 마지막 두께 부분에 고 에너지를 갖는 펄스 레이저빔이 조사될 경우에는 마지막 두께 부분이 가공 대상물로부터 강하게 분리되면서 가공 대상물이 손상될 수 있다. 그런데, 레이저 발진기(130)는, 마지막 발진 주기(P2)에는 저 에너지를 갖는 보조 펄스 레이저빔(L3)만 선택적으로 발진하므로, 천공 부위(D)의 마지막 두께 부분을 가공 대상물(F)로부터 약하게 분리시킬 수 있다. 이를 통해, 레이저 가공 장치(100)는, 가공 대상물(F)의 천공 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 9, the laser oscillator 130 may selectively oscillate only the auxiliary pulse laser beam L3 in the last oscillation period P2 ′. In general, a laser processing apparatus laser drills a drilled portion by a predetermined thickness step by step. When a pulsed laser beam having a high energy is irradiated to the final thickness portion of the drilled portion, the final thickness portion is strongly separated from the object to be processed. The object may be damaged. By the way, since the laser oscillator 130 selectively oscillates only the auxiliary pulse laser beam L3 having low energy in the last oscillation period P2, the last thickness portion of the drilling portion D is weakly formed from the object to be processed F. Can be separated. Through this, the laser processing apparatus 100 can further improve the drilling quality of the object to be processed (F).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

1, 100 : 레이저 가공 장치
10, 110 : 메인 프레임
20, 120 : 가공 대상물 이송 유닛
30, 130 : 레이저 발진기
40, 140 : 레이저 헤드
50, 150 : 헤드 이송 유닛
60, 160 : 리플렉터1, 100: laser processing device
10, 110: main frame
20, 120: object transfer unit
30, 130: laser oscillator
40, 140: laser head
50, 150: head transfer unit
60, 160: Reflector

Claims

delete

In the laser processing apparatus for laser drilling a predetermined drilling site of a processing object,
A laser oscillator for oscillating the auxiliary pulse laser beam capable of preheating the punctured portion and the main pulse laser beam capable of puncturing the punctured portion preheated by the auxiliary pulse laser beam in a predetermined order at a predetermined oscillation period; And
A laser head irradiating the auxiliary pulsed laser beam and the main pulsed laser beam to the perforation site such that the beam spot of the auxiliary pulsed laser beam overlaps with the beam spot of the main pulsed laser beam;
The auxiliary pulsed laser beam has a pulse width shorter by a predetermined ratio than the main pulsed laser beam,
The laser oscillator selectively selects only the auxiliary pulsed laser beam during the last oscillation period in which the drilling of the punched-in portion is completed, so that the last portion of the punched portion connected to the object to be processed is separated from the object by the auxiliary pulsed laser beam. Laser processing apparatus characterized in that oscillation.

delete

The method of claim 8,
And the laser oscillator oscillates the main pulse laser beam after oscillating at least one auxiliary pulse laser beam at every oscillation cycle other than the last oscillation cycle.

The method of claim 11,
And the laser oscillator oscillates a plurality of auxiliary pulse laser beams at predetermined time intervals for each of the different oscillation cycles.

The method of claim 12,
And the laser oscillator oscillates the auxiliary pulse laser beam and the main pulse laser beam at predetermined time intervals for each of the other oscillation cycles.

The method of claim 13,
The sum of the time intervals between the auxiliary pulsed laser beams oscillated in a certain oscillation period and the time interval between the auxiliary pulsed laser beams and the main pulsed laser beam last oscillated in the certain oscillation period, A laser processing apparatus, characterized in that it is longer by a predetermined ratio compared to the sum of the pulse widths of the oscillated auxiliary pulse laser beams and the main pulse laser beam.

The method of claim 14,
The time interval between the main pulse laser beam oscillated in one oscillation period and the auxiliary pulse laser beam oscillated for the first time in the next oscillation period of the oscillation period is the auxiliary pulse laser beam and the main pulse last oscillated in the oscillation period. A laser processing apparatus, characterized in that it is longer by a predetermined ratio compared to the interval between laser beams.