KR102108403B1 - 다축 레이저 가공기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모서리 부분을 지나가는 가공 시에 레이저빔의 회전과 이동 속도, 레이저 파워 등을 조절하여 레이저빔의 정지 없이 연속적으로 가공이 가능한 다축 레이저 가공기에 관한 것이다.

Description

다축 레이저 가공기{Multi-axis Laser Manufacturing Machine}
본 발명은 레이저 가공기(예, 5축 레이저 가공기)에 관한 것으로서, 특히, 모서리 부분을 지나가는 가공 시 레이저빔이 한점에 정지하는 상태 없이 연속적인 가공이 가능한 다축 레이저 가공기에 관한 것이다.
레이저 가공기는 직진성이 우수한 레이저빔을 작은 영역에 집속해 에너지 밀도를 높일 수 있고 비접촉 가공이 가능하므로, 금속, 유리, 크리스탈, 아크릴, 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 세라믹 반도체 기판, 사파이어 기판 등 고경도의 대상물 또는 취성 재료의 절단이나 스크라이빙 공정에 매우 유용하게 사용되고 있다. 또한, 레이저 가공기는 자유곡선 등의 복잡한 형상도 용이하게 가공할 수 있으며, 가공범위도 작아 미세가공이 가능하고 타 가공방법에 비해 열에 의한 가공물의 변형 등의 영향도 적기 때문에 최근 산업계에서 널리 사용되고 있다.
그러나, 일반적인 5축 레이저 가공기에서, 대상체의 절단이나 스크라이빙을 위해 가공 위치를 따라 레이저빔을 조사하는 데 있어서, 모서리 부분을 지나가는 동안에 레이저빔이 한점에 정지하는 시간이 발생해, 다른 부분보다 레이저빔 에너지를 더 받음으로써, 해당 모서리 부위의 결함 발생 원인이 되고 있다. 즉, 기역자 모양의 대상체 윗면으로부터 모서리를 지나 옆면을 가공하는 데 있어서, 레이저빔이 윗면을 조사되면서 모서리 방향으로 진행하고, 모서리에 이르러서는 레이저빔이 한점에 정하는 동안 옆면에 대한 가공 방향에 맞게 5축을 적절히 회전한 후, 다시 옆면을 따라가면서 가공이 이루어지고 있다. 모서리에서 옆면 가공 방향으로 축들을 회전하는 동안 레이저빔의 조사를 중단할 수도 있지만, 이는 레이저빔의 중단과 재조사 과정에서 빔의 불균일성이 일어날 수 있으므로 또한 가공 결함으로 이어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 모서리 부분을 지나가는 가공 시에 레이저빔의 회전과 이동 속도, 레이저 파워 등을 조절하여 레이저빔의 정지 없이 연속적으로 가공이 가능한 다축 레이저 가공기를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의일면에 따른 다축 레이저 가공기는, 입력된 가공 위치 정보에 상응하는 가공 제어 정보를 생성하는 제어장치; 상기 가공 제어 정보에 따라 다축에 대한 구동 제어 신호와 레이저 제어 신호를 생성하는 모션 제어기; 상기 다축에 대한 구동 제어 신호에 따라 해당 각각의 축에 대한 구동 신호를 생성하는 서보 드라이버; 상기 레이저 제어 신호에 따라 레이저 구동 신호를 생성하는 레이저 제어기; 상기 레이저 구동 신호에 따라 레이저빔을 발생하는 레이저 발생기; 및 상기 각각의 축에 대한 구동 신호에 따라 해당 다축을 구동하면서 상기 다축 중의 어느 한 축에 고정된 레이저 헤드로부터 상기 레이저빔을 대상체에 조사하여 가공하는 다축 머신을 포함하고, 상기 모션 제어기는, 상기 대상체의 모서리 부분을 지나가는 가공 중 연속적인 상기 레이저빔을 발생하도록 제어하며, 상기 가공 제어 정보에 기초하여 상기 대상체의 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 대하여, 상기 레이저빔의 각도를 조절하기 위한 상기 구동 제어 신호와, 상기 레이저빔의 각도 조절에 따른 에너지 보상을 위한 상기 레이저 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 모션 제어기는, 상기 대상체의 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 대하여, 상기 레이저빔의 각도 이외에 상기 레이저빔의 이동 속도를 더 조절하기 위한 상기 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 다축 레이저 가공기는, 상기 가공 중의 상기 대상체와 상기 대상체에 형성한 기준 마크를 포함하는 영상을 획득하는 카메라를 더 포함하고, 상기 제어장치는, 상기 영상으로부터 가공 위치의 정보를 산출하고, 산출된 가공 위치와 입력된 상기 가공 위치 정보를 비교하여 상기 가공 위치 정보를 수정하며, 해당 상기 가공 제어 정보를 생성할 수 있다.
상기 모션 제어기는, 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후에, 상기 모서리에서 아래쪽 또는 위쪽으로 꺽인 면에 대하여, 상기 모서리 전의 제1위치로부터 상기 모서리까지 상기 레이저 헤드의 가공면에 대한 각도를 감소시키다가, 상기 모서리로부터 상기 모서리 후의 제2위치까지 상기 레이저 헤드의 상기 아래쪽 또는 위쪽으로 꺽인면에 대한 각도를 증가시키도록 상기 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 모션 제어기는, 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후에, 상기 모서리에서 위쪽으로 꺽인 면에 대하여, 상기 레이저 헤드를 장착한 부품이 상기 모서리 주변에서 상기 대상체와 충돌 가능성을 예측하고, 상기 대상체와 충돌이 회피되도록 상기 레이저 헤드와 상기 대상체 간의 거리를 조절하기 위한 상기 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 다축 머신을 이용한 레이저 가공방법은, 각각의 축에 대한 구동 신호에 따라 해당 다축을 구동하면서 상기 다축 중의 어느 한 축에 고정된 레이저 헤드로부터 상기 레이저빔을 대상체에 조사하여 가공하는 다축 머신을 이용한 레이저 가공방법에 있어서, 상기 대상체의 모서리 부분을 지나가는 가공 중 연속적인 상기 레이저빔을 발생하도록 제어하는 단계; 및 상기 대상체의 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 대하여, 상기 레이저빔의 각도를 조절하기 위한 상기 구동 제어 신호와, 상기 레이저빔의 각도 조절에 따른 에너지 보상을 위한 상기 레이저 제어 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 다축 레이저 가공기에 따르면, 모서리 부분을 지나가는 가공 시에 레이저빔의 회전과 이동 속도, 레이저 파워 등을 조절하여 레이저빔의 정지 없이 연속적으로 가공이 가능함으로써, 정확하고 빠른 시간에 모서리 부위의 결함 없는 가공 품질을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 레이저 가공기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모서리에서 아래쪽으로 꺽인 면의 가공 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모서리에서 위쪽으로 꺽인 면의 가공 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모서리 부분의 가공에서의 레이저빔의 파워와 레이저빔의 각도 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 레이저 가공기(100)를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 레이저 가공기(100)는, 제어장치(110), 다축 머신(120), 카메라(130), 모션 제어기(140), 서보 드라이버(150), 레이저 제어기(160), 레이저 발생기(170)을 포함한다.
제어장치(110)는 다축 레이저 가공기(100)의 구성요소들에 대한 전반적인 제어를 담당하며, 입력된 가공 위치 정보에 상응하는 가공 제어 정보를 생성하여 모션 제어기(140)로 출력한다. 스테이지(20) 상의 대상체(10)에 대한 가공 위치 정보는, 대상체(10)에 대한 3차원 데이터를 기초로 가공 경로(path)를 추출하고 이로부터 레이저 가공을 위해 다축(예, 5축)의 이동과 회전 등에 대하여 생성한 가공 정보일 수 있다. 이와 같은 가공 위치 정보는 CAD/CAM(Computer Aided Design/Computer Aided Manufacture) 소프트웨어를 이용하여 생성될 수 있다.
제어장치(110)는 반도체 프로세서와 같은 하드웨어, 응용 프로그램과 같은 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 제어장치(110)는 PC(Personal Computer)일 수도 있다. 또한, 전반적인 제어를 담당하는 제어부(110)는 다른 구성 요소들 중 하나 이상의 기능을 포함하도록 구현될 수 있으며, 제어부(110)의 일부 기능이 다른 유닛으로서 별도 구성 요소 형태로 구현되는 것도 가능하다.
카메라(130)는 다축 머신(120)에 의한 대상체(10)의 가공 중에, 대상체(10)와 대상체(10)에 형성한 기준 마크(Fiducial Mark)(미도시)를 포함하는 영상을 획득하여 제어장치(110)로 출력한다.
모션 제어기(140)는 제어장치(110)로부터의 가공 제어 정보에 따라 다축에 대한 구동 제어 신호와 레이저 제어 신호를 생성한다. 모션 제어기(140)는 대상체(10) 가공 위치에 따라 다축 머신(120)에서의 다축(예, 5축)의 이동과 회전(예, x, y, z, 방위각, 고도각 회전 등), 또는 레이저빔의 각도, 이동속도 등을 제어하기 구동 제어 신호와, 대상체(10) 가공 위치에 따라 그에 맞는 레이저빔의 파워 등을 조절하기 위한 레이저 제어 신호를 생성할 수 있다.
서보 드라이버(150)는 모션 제어기(140)로부터의 다축에 대한 구동 제어 신호에 따라 레이저빔의 조사 각도, 이동 속도 등이 조절된 해당 각각의 축에 대한 구동 신호를 생성한다. 레이저 제어기(160)는 모션 제어기(140)로부터의 레이저 제어 신호에 따라 레이저 파워 등이 조절된 해당 레이저 구동 신호를 생성한다. 레이저 발생기(170)는 레이저 제어기(160)로부터의 레이저 구동 신호에 따라 레이저빔을 발생한다. 레이저 발생기(170)에서 발생한 레이저빔은 광학계를 통하여 레이저 헤드(121) 끝에서 조사되도록 할 수 있다.
다축 머신(120)은 스테이지(20)를 포함하는 개념일 수 있다. 서보 드라이버(150)의 구동 제어 신호에 따라 모터 또는 액츄에이터 등의 동작으로 스테이지(20)또는 다축 머신(120)의 각 축은 x, y, z, 방위각, 고도각 등 방향으로 이동 또는 회전이 가능하며, 대상체(10)에 레이저 헤드(121)를 최대한 근접시켜 대상체(10)에 레이저빔을 조사함으로 절단이나 스크라이빙 등 가공을 수행할 수 있다. 이와 같이 다축 머신(120)은 서보 드라이버(150)로부터의 각각의 축에 대한 구동 신호에 따라 해당 다축을 구동하면서, 해당 다축 중의 어느 한 축에 고정된 레이저 헤드(121)로부터 레이저빔을 대상체(10)에 조사하여 가공한다.
특히, 본 발명에서 모션 제어기(140)는, 레이저 헤드(121)가 대상체(10)의 모서리 부분을 지나가는 가공 중, 레이저 발생기(170)로부터의 레이저빔의 출력이 정지됨이 없이, 연속적인 레이저빔을 발생하도록 제어한다. 이때, 제어장치(110)로부터의 가공 제어 정보에 기초하여, 모션 제어기(140)는, 대상체(10)의 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 대하여, 레이저빔의 각도를 조절하기 위한 구동 제어 신호를 생성하여 서보 드라이버(150)로 출력하여 제어하고, 상기 레이저빔의 각도 조절에 따른 에너지 보상을 위한 상기 레이저 제어 신호를 생성하여 레이저 제어기(160)로 출력하여 제어한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모서리(B)에서 아래쪽으로 꺽인 면의 가공 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2와 같이, 모션 제어기(140)는, 제어장치(110)로부터의 가공 제어 정보에 기초하여 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리(A-B 거리, B-C 거리)를 미리 판단할 수 있다. 여기서, 수평면과 아래쪽으로 90도 꺽인 면을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않으며, 수평면과 아래쪽으로 꺽인 면 사이의 각은 0도 보다 크고 180도 보다 작은 소정의 각도일 수 있다.
도 2와 같이, 모서리(B)가 수평면과 아래쪽으로 꺽인 면 사이에 존재하는 경우에, 모션 제어기(140)는, 모서리(B) 전의 제1위치(A)로부터 모서리(B)까지 레이저 헤드(121)의 가공면에 대한 각도(θ1)를 감소시키다가, 모서리(B)로부터 모서리 후의 제2위치(C)까지 레이저 헤드(121)의 아래쪽 꺽인면에 대한 각도(θ2)를 증가(예, 90도 까지 증가)시키도록 해당 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모서리에서 위쪽으로 꺽인 면의 가공 방식을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 수평면과 위쪽으로 90도 꺽인 면을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않으며, 수평면과 위쪽으로꺽인 면 사이의 각은 0도 보다 크고 180도 보다 작은 소정의 각도일 수 있다.
도 3과 같이, 모서리(E)가 수평면과 위쪽으로 꺽인 면 사이에 존재하는 경우에, 모션 제어기(140)는, 모서리(E) 전의 제1위치(D)로부터 모서리(E)까지 레이저 헤드(121)의 가공면에 대한 각도(θ1)를 감소(도 2와 반대 방향으로 기울임)시키다가, 모서리(E)로부터 모서리 후의 제2위치(F)까지 레이저 헤드(121)의 위쪽 꺽인면에 대한 각도(θ2)를 증가(예, 90도 까지 증가)시키도록 해당 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
특히, 도 3과 같은 경우에는, 모서리(E) 부분에서 다축 머신(120)의 레이저 헤드(121)를 장착한 부품이 이동 또는 회전하면서 대상체(10)와 충돌할 가능성이 있다. 따라서, 본 발명에서는 레이저 헤드(121)가 모서리(B/E) 부분을 지나가기 전과 후에, 특히, 모서리(E)에서 위쪽으로 꺽인 면에 대하여, 모션 제어기(140)는, 각 부품의 크기나 위치 정보 및 가공 제어 정보를 기초로 가공 위치별로 레이저 헤드(121)를 장착한 부품이 모서리(E) 주변에서 대상체와 충돌 가능성을 예측할 수 있다. 따라서, 모션 제어기(140)는, 레이저 헤드(121)를 장착한 부품이 대상체(10)와 충돌이 회피되도록 레이저 헤드(121)와 대상체(10) 간의 거리를 조절하기 위한 구동 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 모서리(E)가 좁은 구역에 위치하므로, 가공면으로부터 레이저 헤드(121)를 장착한 부품이 좀 더 멀리 떨어지도록 조절하여 충돌이 방지되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모서리(B/E) 부분의 가공에서의 레이저빔의 파워(LP)와 레이저빔의 각도(LA) 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 도 4와 같이, 레이저 헤드(121)가 제1위치(A)에 접근하기 전에 가공면에 대한 각도가 90도이며, 모서리(B) 전의 제1위치(A)로부터 모서리(B)까지 레이저 헤드(121)의 가공면에 대한 각도(θ1)를 소정의 각도까지 서서히 감소시키다가(도 3 참조), 모서리(B)로부터 모서리 후의 제2위치(C)까지 레이저 헤드(121)의 아래쪽 꺽인면에 대한 각도(θ2)를 90도까지 증가시켜서, 레이저 헤드(121)가 제2위치(C) 이후로 진행하면서 가공면에 수직으로 레이저빔을 조사하도록 할 수 있다.
이와 같은 레이저빔의 각도 조절 시에 가공면에 전달되는 에너지는 감소하므로, 이를 보상하기 위하여, 모션 제어기(140)는 에너지 보상을 위해 증가된 레이저 파워로 레이저빔을 발생하기 위한 레이저 제어 신호를 생성하여 레이저 제어기(160)로 출력하여 제어할 수 있다. 레이저 제어기(160)는 모션 제어기(140)로부터의 해당 레이저 제어 신호에 따라 레이저 파워 등이 조절된 해당 레이저 구동 신호를 생성하며, 레이저 발생기(170)는 레이저 제어기(160)로부터의 레이저 구동 신호에 따라 레이저 파워가 증가된 레이저빔을 발생할 수 있다.
또한, 이와 같은 레이저빔의 각도 조절 시에 레이저 파워를 조절하는 것 이외에도, 모션 제어기(140)는, 대상체(10)의 모서리 부분(B/E)을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 대하여, 레이저빔의 이동 속도를 더 조절하기 위한 구동 제어 신호를 생성할 수 있다. 서보 드라이버(150)는 모션 제어기(140)로부터의 다축에 대한 해당 구동 제어 신호에 따라 이동 속도 등이 조절된 해당 각각의 축에 대한 구동 신호를 생성함으로써, 레이저 헤드(121)가 장착된 부품 또는 축이 모서리 부분(B/E)을 지나가기 전과 후에 더 빠르거나 느린 속도로 이동하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 레이저 가공기(100)는, 가공 중의 대상체(10)와 대상체(10)에 형성한 기준 마크(Fiducial Mark)(미도시)를 포함하는 영상을 획득하는 카메라(130)를 더 포함한다.
제어장치(110)는, 카메라(130)의 영상으로부터 현재 가공이 되고 있는 위치의 레이저 헤드(121)의 위치 등을 산출하여, 해당 위치에 대해 기준 마크와의 x,y,z 축 거리 등을 계산하여, 해당 가공 위치의 정보를 산출할 수 있으며, 산출된 가공 위치와 입력된 가공 위치 정보를 비교하여 산출된 가공 위치와 입력된 가공 위치 정보에 따른 해당 위치가 서로 다르면, 산출된 가공 위치에 맞게 입력된 가공 위치 정보를 전체적으로 수정할 수 있다. 제어장치(110)는, 이에 따른 수정된 해당 가공 제어 정보를 생성하여 모션 제어기(140)로 출력함으로써, 입력된 가공 위치 정보에 따라 실질적인 가공 위치에서 정확히 가공이 이루어지도록 실시간으로 정확하게 보정해 나갈 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다축 레이저 가공기(100)에 따르면, 모서리 부분을 지나가는 가공 시에 레이저빔의 회전과 이동 속도, 레이저 파워 등을 조절하여 레이저빔의 정지 없이 연속적으로 가공이 가능함으로써, 정확하고 빠른 시간에 모서리 부위의 결함 없는 가공 품질을 제공할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
제어장치(110)
다축 머신(120)
카메라(130)
모션 제어기(140)
서보 드라이버(150)
레이저 제어기(160)
레이저 발생기(170)

Claims (6)

  1. 입력된 가공 위치 정보에 상응하는 가공 제어 정보를 생성하는 제어장치; 상기 가공 제어 정보에 따라 다축에 대한 구동 제어 신호와 레이저 제어 신호를 생성하는 모션 제어기; 상기 다축에 대한 구동 제어 신호에 따라 해당 각각의 축에 대한 구동 신호를 생성하는 서보 드라이버; 상기 레이저 제어 신호에 따라 레이저 구동 신호를 생성하는 레이저 제어기; 상기 레이저 구동 신호에 따라 레이저빔을 발생하는 레이저 발생기; 및 상기 각각의 축에 대한 구동 신호에 따라 해당 다축을 구동하면서 상기 다축 중의 어느 한 축에 고정된 레이저 헤드로부터 상기 레이저빔을 대상체에 조사하여 가공하는 다축 머신을 포함하고,
    상기 모션 제어기는, 상기 대상체의 모서리 부분을 지나가는 가공 중 연속적인 상기 레이저빔을 발생하도록 제어하며, 상기 가공 제어 정보에 기초하여 상기 대상체의 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 대하여, 상기 레이저빔의 각도를 조절하기 위한 상기 구동 제어 신호와, 상기 레이저빔의 각도 조절에 따른 에너지 보상을 위한 상기 레이저 제어 신호를 생성하며,
    상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 대하여, 가공면에 대한 상기 레이저빔의 각도 조절은, 상기 모서리 부분까지 감소하다가 상기 모서리 부분 이후 증가되도록 이루어지며,
    상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 있지 않은 영역에서 보다 상기 레이저빔의 각도 조절이 이루어지는 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에서, 상기 에너지 보상을 위한 상기 레이저 제어 신호에 의해 상기 레이저 발생기가 파워가 증가된 상기 레이저빔을 발생함으로써, 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에서 상기 레이저빔의 각도 조절에 의해 상기 가공면에 전달되는 에너지 감소를 보상하는 것을 특징으로 하는 다축 레이저 가공기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모션 제어기는, 상기 대상체의 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 대하여, 상기 레이저빔의 각도 이외에 상기 레이저빔의 이동 속도를 더 조절하기 위한 상기 구동 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 다축 레이저 가공기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가공 중의 상기 대상체와 상기 대상체에 형성한 기준 마크를 포함하는 영상을 획득하는 카메라를 더 포함하고,
    상기 제어장치는, 상기 영상으로부터 가공 위치의 정보를 산출하고, 산출된 가공 위치와 입력된 상기 가공 위치 정보를 비교하여 상기 가공 위치 정보를 수정하며, 해당 상기 가공 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 다축 레이저 가공기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모션 제어기는, 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후에, 상기 모서리에서 아래쪽 또는 위쪽으로 꺽인 면에 대하여, 상기 모서리 전의 제1위치로부터 상기 모서리까지 상기 레이저 헤드의 가공면에 대한 각도를 감소시키다가, 상기 모서리로부터 상기 모서리 후의 제2위치까지 상기 레이저 헤드의 상기 아래쪽 또는 위쪽으로 꺽인면에 대한 각도를 증가시키도록 상기 구동 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 다축 레이저 가공기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모션 제어기는,
    상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후에, 상기 모서리에서 위쪽으로 꺽인 면에 대하여, 상기 레이저 헤드를 장착한 부품이 상기 모서리 주변에서 상기 대상체와 충돌 가능성을 예측하고, 상기 대상체와 충돌이 회피되도록 상기 레이저 헤드와 상기 대상체 간의 거리를 조절하기 위한 상기 구동 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 다축 레이저 가공기.
  6. 각각의 축에 대한 구동 신호에 따라 해당 다축을 구동하면서 상기 다축 중의 어느 한 축에 고정된 레이저 헤드로부터 레이저빔을 대상체에 조사하여 가공하는 다축 머신을 이용한 레이저 가공방법에 있어서,
    상기 대상체의 모서리 부분을 지나가는 가공 중 연속적인 상기 레이저빔을 발생하도록 제어하는 단계; 및 상기 대상체의 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 대하여, 상기 레이저빔의 각도를 조절하기 위한 구동 제어 신호와 상기 레이저빔의 각도 조절에 따른 에너지 보상을 위한 레이저 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 대하여, 가공면에 대한 상기 레이저빔의 각도 조절은, 상기 모서리 부분까지 감소하다가 상기 모서리 부분 이후 증가되도록 이루어지며,
    상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에 있지 않은 영역에서 보다 상기 레이저빔의 각도 조절이 이루어지는 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에서, 상기 에너지 보상을 위한 상기 레이저 제어 신호에 의해 레이저 발생기가 파워가 증가된 상기 레이저빔을 발생시킴으로써, 상기 모서리 부분을 지나가기 전과 후의 소정의 거리에서 상기 레이저빔의 각도 조절에 의해 상기 가공면에 전달되는 에너지 감소를 보상하는 것을 특징으로 하는 다축 머신을 이용한 레이저 가공방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110732787B (zh) * 2019-11-15 2021-07-16 浙江千祺门业有限公司 一种具有自动调节功能的钢板数控激光机床
KR102324548B1 (ko) * 2019-12-31 2021-11-10 (주)미래컴퍼니 레이저 가공 시스템 및 레이저 가공 방법
KR102636420B1 (ko) * 2022-12-20 2024-02-14 주식회사 디알오토텍 레이저를 이용한 비철금속 주조방안의 절단공법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000326082A (ja) * 1999-05-20 2000-11-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工機
JP2011067858A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Mitsubishi Electric Corp 加工制御装置、レーザ加工装置およびレーザ加工システム
JP2013093009A (ja) * 2011-10-07 2013-05-16 Fanuc Ltd 加工経路におけるコーナ部を加工する制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000326082A (ja) * 1999-05-20 2000-11-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工機
JP2011067858A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Mitsubishi Electric Corp 加工制御装置、レーザ加工装置およびレーザ加工システム
JP2013093009A (ja) * 2011-10-07 2013-05-16 Fanuc Ltd 加工経路におけるコーナ部を加工する制御装置

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