KR102197497B1 - 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치와 검사방법 - Google Patents

레이저빔의 얼라인먼트 검사장치와 검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저빔이 가공헤드에 결합된 가공노즐을 통과할 때, 레이저빔이 가공노즐의 중심에 얼라인되어 있는지 검사함으로써, 가공헤드에 마련된 다수의 광학부재의 얼라인 상태를 레이저 가공 전에 확인할 수 있고, 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치와 검사방법 그리고 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛에 관한 것이다.
이를 위해 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 레이저발진기에서 발진한 레이저빔이 가공헤드에 결합된 가공노즐을 통과할 때, 레이저빔이 가공노즐의 중심에 얼라인되어 있는지 검사하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치에 있어서, 레이저발진기 또는 가공헤드에 구비되어 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축의 측정광을 조사하는 대체조명유닛과, 가공헤드 또는 가공노즐에 결합되어 가공노즐에서 측정광이 통과하는 투과홀과 측정광을 촬영하는 계측유닛 및 계측유닛을 통해 촬영된 영상을 표시하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

레이저빔의 얼라인먼트 검사장치와 검사방법{DEVICE AND METHOD FOR DETECTING ALIGNMENT OF LASER BEAM}
본 발명은 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치와 검사방법 그리고 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 레이저빔이 가공헤드에 결합된 가공노즐을 통과할 때, 레이저빔이 가공노즐의 중심에 얼라인되어 있는지 검사함으로써, 가공헤드에 마련된 다수의 광학부재의 얼라인 상태를 레이저 가공 전에 확인할 수 있고, 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치와 검사방법 그리고 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 레이저빔이 가공헤드에 결합된 가공노즐을 통과할 때, 가공노즐에 대한 레이저빔의 상대적인 목표 위치는 가공노즐의 투과홀 중심에 위치해야 한다. 이때, 레이저빔의 목표위치는 조정노브에 의해 조정할 수 있다.
종래에 따른 레이저빔의 얼라인먼트를 검사하는 방식으로는 가공노즐의 하단부에 투명 테이프를 접착하고, 투명 테이프에 레이저빔을 조사하면, 투명 테이프에는 레이저빔에 의해 관통공이 형성된다. 그리고, 가공노즐에서 투명 테이프를 분리하면, 투명 테이프에는 가공노즐의 투과홀 흔적과 함께 관통공이 표시된다. 그러면, 사용자는 투명 테이프에 나타나는 투과홀의 흔적과 관통공의 치우침을 육안으로 확인하고, 치우침 정도에 따라 초점이동노브를 조작하여 레이저빔의 목표 위치를 수정한다. 그리고, 투명 테이프의 부착부터 레이저빔의 목표 위치 수정까지의 일련의 작업 과정을 반복하면서 레이저빔의 광축을 가공노즐의 투과홀 중심에 위치하도록 한다.
하지만, 종래와 같이 레이저빔의 얼라인먼트를 검사하는 방식에서는 레이저빔의 광축을 가공노즐의 투과홀 중심에 위치시키기 위해 사용자의 수작업으로 투명테이프를 반복하여 탈부착하므로, 작업이 매우 번거롭고, 작업시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
일본등록특허공보 제5260644호(발명의 명칭 : 대상물의 가장자리에 있어서의 레이저빔의 접촉점을 검출하기 위한 방법 및 레이저 가공기, 2013. 05. 02. 등록)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이저빔이 가공헤드에 결합된 가공노즐을 통과할 때, 레이저빔이 가공노즐의 중심에 얼라인되어 있는지 검사함으로써, 가공헤드에 마련된 다수의 광학부재의 얼라인 상태를 레이저 가공 전에 확인할 수 있고, 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치와 검사방법 그리고 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛을 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 레이저발진기에서 발진한 레이저빔이 가공헤드에 결합된 가공노즐을 통과할 때, 상기 레이저빔이 상기 가공노즐의 중심에 얼라인되어 있는지 검사하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치에 있어서, 상기 레이저발진기 또는 상기 가공헤드에 구비되어 상기 레이저빔에 대응하는 측정광을 조사하는 대체조명유닛; 상기 가공헤드 또는 상기 가공노즐에 결합되어 상기 가공노즐에서 측정광이 통과하는 투과홀과 상기 측정광을 촬영하는 계측유닛; 및 상기 계측유닛을 통해 촬영된 영상을 표시하는 디스플레이부;를 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 상기 디스플레이부에 표시되는 영상에서 상기 투과홀의 중심을 표시하거나 상기 투과홀의 중심과 상기 측정광의 스폿 중심을 표시하는 보정표시부;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 상기 투과홀의 중심과 상기 측정광의 스폿 중심이 일치되도록 사용자의 조작에 따라 상기 측정광의 광축을 이동시키는 초점이동노브;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 레이저발진기에서 발진한 레이저빔이 가공헤드에 결합된 가공노즐을 통과할 때, 상기 레이저빔이 상기 가공노즐의 중심에 얼라인되어 있는지 검사하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치에 있어서, 상기 레이저발진기 또는 상기 가공헤드에 구비되어 상기 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축의 측정광을 조사하는 대체조명유닛; 상기 가공헤드 또는 상기 가공노즐에 결합되어 상기 가공노즐에서 측정광이 통과하는 투과홀과 상기 측정광을 촬영하는 계측유닛; 및 상기 계측유닛에서 촬영된 영상을 바탕으로 상기 투과홀의 중심에 대한 상기 측정광의 스폿 중심의 상대 위치를 계산하는 센터링계산유닛;을 포함하고, 상기 센터링계산유닛은, 상기 계측유닛에서 촬영된 영상을 바탕으로 상기 투과홀의 중심을 획득하는 센터링보정부; 및 상기 계측유닛에서 촬영된 영상을 바탕으로 상기 투과홀의 중심에 대한 상기 측정광의 스폿 중심의 상대 위치를 계산하는 변위계산부;를 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 상기 투과홀의 중심과 상기 측정광의 스폿 중심이 일치되도록 인가되는 전원에 의해 상기 측정광의 광축을 이동시키는 제1조정유닛;을 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 상기 계측유닛을 통해 촬영된 영상을 표시하는 디스플레이부;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 상기 투과홀의 중심과 상기 측정광의 스폿 중심이 일치된 상태에서 사용자의 조작에 따라 상기 측정광의 직경을 조절하는 직경조절노브;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 상기 투과홀의 중심과 상기 측정광의 스폿 중심이 일치된 상태에서 인가되는 전원에 의해 상기 측정광의 직경을 조절하는 제2조정유닛;을 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 상기 제2조정유닛의 동작에 따라 상기 측정광의 스폿 중심과, 상기 투과홀의 중심 일치 상태를 비교하는 제어유닛;을 더 포함한다.
여기서, 상기 계측유닛에는, 유선 또는 무선을 통해 상기 계측유닛을 통해 촬영된 영상을 상기 디스플레이부에 전송하는 영상전송부;가 포함된다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법은 수동으로 레이저빔의 얼라인먼트를 검사하는 방법이고, 상기 대체조명유닛을 통해 상기 레이저빔에 대응하는 상기 측정광을 조사하는 발광단계; 상기 계측유닛을 통해 상기 투과홀과 상기 측정광을 촬영하는 촬영단계; 및 상기 촬영단계를 거쳐 촬영된 영상을 상기 디스플레이부에 표시하는 보정표시단계;를 포함한다.
여기서, 상기 보정표시단계에는, 상기 디스플레이부에 표시되는 영상에서 상기 투과홀의 중심과 상기 측정광의 스폿 중심을 더 표시한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법은 자동으로 레이저빔의 얼라인먼트를 검사하는 방법이고, 상기 대체조명유닛을 통해 상기 레이저빔에 대응하는 상기 측정광을 조사하는 발광단계; 상기 계측유닛을 통해 상기 투과홀과 상기 측정광을 촬영하는 촬영단계; 상기 촬영단계를 통해 촬영된 영상을 바탕으로 상기 투과홀의 중심을 획득하는 센터링보정단계; 및 상기 촬영단계를 통해 촬영된 영상을 바탕으로 상기 투과홀의 중심에 대한 상기 측정광의 스폿 중심의 상대 위치를 계산하는 변위계산단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법은 상기 측정광의 스폿 중심을 상기 투과홀의 중심으로 이동시키기 위해 상기 변위계산단계를 거쳐 계산된 값을 변환하여 전송하는 변위변환단계; 및 상기 변위변환단계를 거쳐 전송되는 신호를 수신하여 상기 측정광의 광축을 이동시키는 초점이동단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법은 상기 측정광의 직경을 조절하기 위한 신호를 발생시켜 전송하는 신호발생단계; 및 상기 신호발생단계를 거쳐 전송되는 신호를 수신하여 상기 측정광의 직경을 조절하는 광축변위단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛은 레이저발진기에서 발진한 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축을 이루는 측정광이 가공헤드에 결합된 가공노즐을 통과할 때, 상기 측정광이 상기 가공노즐의 중심에 얼라인되어 있는지 검사하기 위한 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛에 있어서, 상기 가공헤드 또는 상기 가공노즐에 결합되는 계측하우징; 상기 가공노즐에서 상기 측정광이 통과하는 투과홀과 마주보도록 상기 계측하우징에 구비되어 상기 투과홀과 상기 측정광을 촬영하는 영상획득부; 및 상기 투과홀과 상기 영상획득부 사이에 구비되어 상기 측정광을 필터링하는 구분필터;를 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛은 레이저발진기에서 발진한 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축을 이루는 측정광이 가공헤드에 결합된 가공노즐을 통과할 때, 상기 측정광이 상기 가공노즐의 중심에 얼라인되어 있는지 검사하기 위한 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛에 있어서, 상기 가공헤드 또는 상기 가공노즐에 결합되는 계측하우징; 상기 가공노즐에서 상기 측정광이 통과하는 투과홀과 마주보도록 상기 계측하우징에 구비되어 상기 투과홀과 상기 측정광을 촬영하는 영상획득부; 및 상기 투과홀과 상기 영상획득부 사이에 구비되어 상기 가공노즐을 향해 계측광을 조사하는 계측조명부;를 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛은 상기 가공헤드 또는 상기 가공노즐에서 상기 계측유닛이 정위치되도록 상기 계측하우징을 상기 가공헤드 또는 상기 가공노즐에 탈부착 가능하게 연결하는 슈라우드;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치와 검사방법 그리고 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛에 따르면, 레이저빔이 가공헤드에 결합된 가공노즐을 통과할 때, 레이저빔이 가공노즐의 중심에 얼라인되어 있는지 검사함으로써, 가공헤드에 마련된 다수의 광학부재의 얼라인 상태를 레이저 가공 전에 자동으로 확인할 수 있고, 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 대체조명유닛을 통해 레이저빔을 직접 사용하지 않아도 되므로, 검사 과정에서 레이저빔에 의해 계측유닛이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 투과홀에서 측정광의 위치 확인이 가능하고, 촬영되는 측정광의 위치에 따라 수동 또는 자동으로 측정광 또는 레이저빔의 광축 조정을 간편하게 하며, 레이저빔을 통한 가공 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 투과홀의 중심에 대한 측정광의 스폿 위치를 확인하고, 스폿의 이동 상태를 간편하게 확인할 수 있다.
또한, 본 발명은 측정광의 산란을 방지하고, 촬영되는 영상에서 측정광의 스폿을 명확하게 표시할 수 있다.
또한, 본 발명은 투과홀의 가장자리 경계를 명확하게 하고, 촬영되는 영상에서 투과홀의 중심과 측정광의 스폿을 명확하게 표시할 수 있다.
또한, 본 발명은 다양한 디스플레이부에 적용할 수 있고, 계측유닛에서 촬영되는 영상의 확인을 간편하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치에서 측정광의 조사 상태 및 이동 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치에서 센터링계산유닛의 접속 상태를 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치와 검사방법 그리고 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치에서 측정광의 조사 상태 및 이동 상태를 도시한 도면이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치는 레이저발진기(1)에서 발진되는 레이저빔은 가공헤드(2)에서 초점 조절되어 가공면에 조사된다. 가공헤드(2)에는 가공노즐(3)이 결합된다. 가공노즐(3)에는 레이저빔이 통과하는 투과홀(3a)이 구비된다. 가공노즐(3)에서 투과홀(3a)에는 작업가스가 분사될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 레이저발진기(1)에서 발진한 레이저빔이 가공헤드(2)에 결합된 가공노즐(3)을 통과할 때, 레이저빔이 가공노즐(3)의 중심에 얼라인되어 있는지 검사하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치로써, 대체조명유닛(10)과, 계측유닛(30)과, 디스플레이부(40)를 포함한다.
상기 대체조명유닛(10)은 레이저발진기(1)에 구비되어 레이저빔에 대응하는 측정광을 조사한다. 여기서, 측정광은 광섬유를 통해 가공헤드(2)에 전달되고, 계측유닛(30)에서 촬영이 가능한 빛으로 레이저빔과 실질적으로 동일한 광축을 가질 수 있다. 도시되지 않았지만, 대체조명유닛(10)은 가공헤드(2)에 구비될 수 있다. 측정광은 가시광 영역의 파장을 나타내는 빛으로 이루어질 수 있다. 일예로, 측정광은 610 나노미터 내지 710나노미터 사이의 파장을 나타내는 빛으로 이루어져 측정광에 의해 후술하는 영상획득부(34)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 계측유닛(30)은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛으로써, 레이저발진기(1)에서 발진한 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축을 이루는 측정광이 가공헤드(2)에 결합된 가공노즐(3)을 통과할 때, 측정광이 가공노즐(3)의 중심에 얼라인되어 있는지 검사하기 위한 영상을 촬영한다.
상기 계측유닛(30)은 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에 결합된다. 계측유닛(30)은 가공노즐(3)에서 측정광이 통과하는 투과홀(3a)과 측정광을 촬영한다.
계측유닛(30)은 계측하우징(31)과, 영상획득부(34)를 포함하고, 계측조명부(32)와, 구분필터(33) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 계측하우징(31)은 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에 결합된다. 계측하우징(31)에는 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)과의 결합을 위한 계측결합부(311)가 구비될 수 있다. 계측하우징(31)은 일측이 개구된 중공의 함체로 이루어져 이물질이 계측하우징(31) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 계측하우징(31)은 내부가 암실로 이루어져 투과홀(3a)과 측정광을 선명하게 하고, 영상획득부(34)에서 촬영되는 영상을 선명하게 할 수 있다.
상기 영상획득부(34)는 투과홀(3a)과 마주보도록 계측하우징(31)에 구비된다. 영상획득부(34)는 투과홀(3a)에서 측정광이 통과할 때, 투과홀(3a)과 측정광을 촬영한다. 여기서, 영상획득부(34)는 CCD카메라, CMOS카메라 등 다양한 형태로 이루어져 투과홀(3a)과 측정광을 촬영할 수 있다.
상기 계측조명부(32)는 투과홀(3a)과 영상획득부(34) 사이에 구비된다. 계측조명부(32)는 가공노즐(3)을 향해 계측광을 조사한다. 계측조명부(32)는 투과홀(3a)의 경계(윤곽)을 명확하게 하여 투과홀(3a)의 형태가 명확하게 촬영되도록 할 수 있다. 또한, 계측조명부(32)는 투과홀(3a)을 통과하는 측정광의 빛번짐 현상을 방지하고, 측정광에서 산란 또는 확산되는 빛을 상쇄시키며, 측정광의 스폿(L)이 명확하게 촬영되도록 할 수 있다.
상기 구분필터(33)는 투과홀(3a)과 영상획득부(34) 사이에 구비된다. 구분필터(33)는 측정광을 필터링한다. 구분필터(33)는 측정광에서 특정 파장대만을 통과시키고, 나머지는 흡수 또는 반사시킬 수 있다. 구분필터(33)는 측정광의 빛번짐 현상을 방지하고, 측정광에서 산란 또는 확산되는 빛을 차단하며, 측정광의 스폿(L)이 명확하게 촬영되도록 할 수 있다. 또한, 구분필터(33)는 투과홀(3a)의 경계(윤곽)을 명확하게 하여 투과홀(3a)의 형태가 명확하게 촬영되도록 할 수 있다.
계측유닛(30)이 구분필터(33)와 계측조명부(32)를 모두 포함하는 경우, 계측조명부(32)와 구분필터(33)와 영상획득부(34)는 투과홀(3a) 측으로부터 계측하우징(31)의 내부를 향해 순차적으로 배치될 수 있다.
상기 계측유닛(30)은 슈라우드(20)를 더 포함할 수 있다.
상기 슈라우드(20)는 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에서 계측유닛(30) 또는 영상획득부(34)가 정위치되도록 계측하우징(31)을 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에 탈부착 가능하게 연결한다. 슈라우드(20)는 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)의 크기에 따라 계측하우징(31)이 안정되게 연결되도록 한다. 그러면, 슈라우드(20)는 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에 결합되고, 계측결합부(311)가 슈라우드(20)에 결합되도록 한다.
상기 디스플레이부(40)는 계측유닛(30)을 통해 촬영된 영상을 표시한다.
일예로, 디스플레이부(40)는 계측유닛(30)에 일체로 형성될 수 있다. 다른 예로, 디스플레이부(40)는 계측유닛(30)과 별개의 구성으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 계측유닛(30)에는 유선 또는 무선을 통해 계측유닛(30)에서 촬영된 영상을 디스플레이부(40)에 전송하는 영상전송부(35)가 포함될 수 있다.
그러면, 디스플레이부(40)의 이동을 자유롭게 하고, 레이저 가공장치에서 떨어진 상태에서도 계측유닛(30)에서 촬영된 영상을 사용자가 간편하게 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 보정표시부(50a)를 더 포함할 수 있다.
상기 보정표시부(50a)는 디스플레이부(40)에서 표시되는 영상에 투과홀(3a)의 중심(C)을 표시하거나 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심을 표시한다. 보정표시부(50a)는 다양한 형태의 영상 처리 기술을 통해 디스플레이부(40)에 표시되는 영상에서 투과홀(3a)의 중심(C)을 표시하거나 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심을 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 초점이동노브(61)를 더 포함할 수 있다.
상기 초점이동노브(61)는 사용자의 조작에 따라 측정광의 광축을 이동시킨다. 초점이동노브(61)는 가공헤드(2)의 일측에 구비된다. 본 발명의 일 실시예에서 사용자가 초점이동노브(61)를 조작하면, 초점이동노브(61)는 가공헤드(2)에 내장되는 포커싱렌즈(2a)를 이동시킴으로써 측정광의 광축을 이동시킬 수 있다. 초점이동노브(61)의 동작에 따라 포커싱렌즈(2a)는 x축(측정광의 광축인 z축에 교차하는(수직인) 축) 방향과 y축(x축 및 z축에 교차하는(수직인) 축) 방향으로 이동되고, 포커싱렌즈(2a)의 이동에 따라 측정광의 광축을 이동되며, 측정광의 이동에 따라 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심을 일치시킬 수 있다. 다른 표현으로, 초점이동노브(61)는 측정광의 광축 또는 레이저빔의 광축이 투과홀(3a)의 중심(C)을 통과하도록 할 수 있다.
여기서, 포커싱렌즈(2a)는 하나인 것을 도시하였지만, 본 발명의 일 실시예에서 포커싱렌즈(2a)는 둘 이상이 가공헤드(2)에 내장될 수 있다.
초점이동노브(61)의 조작에 따라 사용자는 디스플레이부(40)에 표시되는 영상에서 측정광의 스폿(L) 이동을 확인할 수 있고, 이동되는 측정광의 스폿(L) 중심과 투과홀(3a)의 중심(C)이 일치하는지 여부를 확인할 수 있다.
다시 말해, 사용자가 초점이동노브(61)를 수동으로 조작하면, 디스플레이부(40)에 표시되는 영상에서 측정광의 스폿(L)은 투과홀(3a)의 중심(C)과 일치하여 La의 위치로 이동되고, 측정광이 조사되는 상태에서 실시간으로 측정광의 스폿(L)과 투과홀(3a)의 중심(C)을 일치시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 직경조절노브(71)를 더 포함할 수 있다.
상기 직경조절노브(71)는 사용자의 조작에 따라 측정광의 직경을 조절한다. 직경조절노브(71)는 가공헤드(2)의 일측에 구비된다. 본 발명의 일 실시예에서 사용자가 직경조절노브(71)를 조작하면, 직경조절노브(71)는 가공헤드(2)에 내장되는 콜리메이션렌즈(2b)를 측정광의 광축인 z축 방향으로 이동시킴으로써, 측정광의 직경을 조절할 수 있다.
직경조절노브(71)는 초점이동노브(61) 또는 후술하는 제1조정유닛(60)에 의해 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심이 일치된 상태에서 측정광의 직경을 조절할 수 있다. 측정광의 직경 변화를 통해 Zoom 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 콜리메이션렌즈(2b)는 3개인 것을 도시하였지만, 본 발명의 일 실시예에서 콜리메이션렌즈(2b)는 하나 또는 두 개이거나 4개 이상으로 구비되어 가공헤드(2)에 내장될 수 있다. 콜리메이션렌즈(2b)는 직경조절노브(71)의 동작에 따라 개별 이동 또는 묶음 이동이 가능하다.
콜리메이션렌즈(2b)와 포커싱렌즈(2a)는 가공헤드(2)의 내부에서 측정광의 진행 방향을 따라 투과홀(3a)을 향해 순차적으로 배열될 수 있다.
직경조절노브(71)의 조작에 따라 측정광의 직경을 변경할 수 있고, 사용자는 디스플레이부(40)에 표시되는 영상에서 측정광의 스폿(L)이 이동하는지 여부를 확인할 수 있다.
다시 말해, 사용자는 직경조절노브(71)를 수동으로 조작하여 측정광의 직경을 변경하더라도, 디스플레이부(40)에 표시되는 영상에서 측정광의 스폿(L)은 투과홀(3a)의 중심(C)과 일치하여 La의 위치를 유지해야 한다.
하지만, 직경조절노브(71)의 조작에 따라 디스플레이부(40)에 표시되는 영상에서 측정광의 스폿(L)이 Lb의 위치처럼 투과홀(3a)의 중심(C)에서 벗어나는 경우, 콜리메이션렌즈(2b)의 기구적 조립 오차, 콜리메이션렌즈(2b)의 수평 오류, 가공헤드(2)의 제조 오류 등과 같은 가공헤드(2)의 불량을 반증하는 것이다. 따라서, 이러한 가공헤드(2)로는 레이저 가공을 실시할 수 없으므로, 새로운 가공헤드(2)로 교체해야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 후술하는 제2조정유닛(70)을 더 포함함으로써, 자동으로 측정광의 직경을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치의 동작을 살펴보면, 계측유닛(30)을 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에 결합한다. 계측유닛(30)은 슈라우드(20)를 매개로 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에 결합될 수 있다.
또한, 계측유닛(30)과 디스플레이부(40)를 연결한다. 그리고, 대체조명유닛(10)을 동작시켜 측정광이 투과홀(3a)을 통과하도록 하고, 계측유닛(30)을 동작시켜 투과홀(3a)과 측정광을 촬영한다. 계측유닛(30)을 통해 촬영된 영상은 디스플레이부(40)에 표시된다. 보정표시부(51)에 의해 디스플레이부(40)의 영상에는 투과홀(3a)의 중심(C)이 표시되거나, 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심이 표시될 수 있다.
이때, 투과홀(3a)의 중심과 측정광의 스폿(L) 중심이 일치하지 않는 경우, 사용자는 디스플레이부(40)를 확인하면서 수동으로 초점이동노브(61)를 동작시켜 측정광의 광축을 이동시킨다. 사용자는 초점이동노브(61)의 조작을 통해 디스플레이부(40)에 표시되는 영상에서 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심을 일치시킬 수 있다.
또한, 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심이 일치하는 경우, 사용자는 디스플레이부(40)를 확인하면서 수동으로 직경조절노브(71)를 동작시켜 측정광의 직경을 변경시킨다.
측정광의 직경 변화에 따라 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심의 일치 상태가 유지되는 경우, 측정광의 얼라인먼트가 완료된 것이므로, 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에서 계측유닛(30)을 분리하고, 레이저 가공장치를 동작시킬 수 있다.
측정광의 직경 변화에 따라 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심이 일치하지 않는 경우, 가공헤드(2)의 불량으로 간주하고, 가공헤드(2)를 교체한 다음, 상술한 동작을 반복할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치에서 센터링계산유닛의 접속 상태를 도시한 블럭도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 레이저발진기(1)에서 발진한 레이저빔이 가공헤드(2)에 결합된 가공노즐(3)을 통과할 때, 레이저빔이 가공노즐(3)의 중심에 얼라인되어 있는지 검사하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치로써, 대체조명유닛(10)과, 계측유닛(30)과, 센터링계산유닛(50)을 포함하고, 제1조정유닛(60)을 더 포함하며, 제2조정유닛(70)을 더 포함하고, 디스플레이부(40)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치에서 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.
다만, 상기 센터링계산유닛(50)은 계측유닛(30)에서 촬영된 영상을 바탕으로 투과홀(3a)의 중심(C)에 대한 측정광의 스폿(L) 중심의 상대 위치를 계산한다. 또한, 상기 센터링계산유닛(50)은 측정광의 직경을 조절하기 위한 신호를 발생시킨다.
센터링계산유닛(50)은 센터링보정부(51)와, 변위계산부(52)를 포함하고, 변위변환부(53)를 더 포함하며, 신호발생부(54)를 더 포함할 수 있다.
상기 센터링보정부(51)는 계측유닛(30)에서 촬영된 영상을 바탕으로 투과홀(3a)의 중심(C)을 획득한다. 센터링보정부(51)는 다양한 형태의 영상 처리 기술을 통해 계측유닛(30)에서 촬영된 영상을 바탕으로 투과홀(3a)의 중심(C)을 획득할 수 있다. 이때, 센터링보정부(51)는 디스플레이부(40)에서 표시되는 영상에 투과홀(3a)의 중심을 표시할 수 있다. 센터링보정부(51)는 다양한 형태의 영상 처리 기술을 통해 디스플레이부(40)에서 표시되는 영상에 투과홀(3a)의 중심(C)을 표시할 수 있다.
상기 변위계산부(52)는 계측유닛(30)에서 촬영된 영상을 바탕으로 투과홀(3a)의 중심(C)에 대한 측정광의 스폿(L) 중심의 상대 위치를 계산한다. 이때, 변위계산부(52)는 디스플레이부(40)에서 표시되는 영상에 측정광의 스폿(L) 중심을 표시할 수 있다. 변위계산부(52)는 다양한 형태의 영상 처리 기술을 통해 디스플레이부(40)에서 표시되는 영상에 측정광의 스폿(L) 중심을 표시할 수 있다.
상기 변위변환부(53)는 측정광의 스폿(L) 중심을 투과홀(3a)의 중심(C)으로 이동시키기 위해 변위계산부(52)에서 계산된 값을 변환한다. 변위변환부(53)는 변환된 값을 제1조정유닛(60)에 전송한다.
상기 신호발생부(54)는 측정광의 직경을 조절하기 위한 신호를 발생시킨다. 신호발생부(54)는 발생된 신호를 제2조정유닛(70)에 전송한다.
상기 제1조정유닛(60)은 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심이 일치되도록 인가되는 전원에 의해 측정광의 광축을 이동시킨다. 제1조정유닛(60)은 센터링계산유닛(50)에서 계산된 값을 바탕으로 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심이 일치되도록 측정광의 광축을 이동시킬 수 있다.
제1조정유닛(60)은 초점이동노브(61)와, 초점구동부(62)와, 변위수신부(63)를 포함한다.
상기 초점이동노브(61) 측정광의 광축을 이동시킨다. 초점이동노브(61)는 가공헤드(2)의 일측에 구비된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 초점이동노브(61)는 본 발명의 일 실시예에 따른 초점이동노브(61)와 동일한 구성으로, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 초점구동부(62)는 초점이동노브(61)를 동작시킨다. 초점구동부(62)는 변위수신부(63)에서 수신된 신호를 바탕으로 초점이동노브(61)를 동작시킨다.
상기 변위수신부(63)는 유선 또는 무선을 통해 센터링계산유닛(50)에서 계산된 값을 수신한다. 변위수신부(63)는 변위변환부(53)에서 변환된 값을 수신할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 변위변환부(53)와, 변위수신부(63)와, 초점구동부(62)의 동작에 따라 초점이동노브(61)를 자동으로 조작함으로써, 측정광의 스폿(L)은 투과홀(3a)의 중심(C)과 일치하여 La의 위치로 이동되고, 측정광이 조사되는 상태에서 실시간으로 측정광의 스폿(L)과 투과홀(3a)의 중심(C)을 일치시킬 수 있다. 또한, 영상획득부(34)에서 획득되는 영상 및 투과홀(3a)과 측정광은 디스플레이부(40)에 실시간으로 표시될 수 있다.
상기 제2조정유닛(70)은 인가되는 전원에 의해 측정광의 직경을 조절한다. 제2조정유닛(70)은 신호발생부(54)에서 발생된 신호를 바탕으로 측정광의 직경을 조절할 수 있다.
제2조정유닛(70)은 직경조절노브(71)와, 직경조절부(72)와, 신호수신부(73)를 포함한다.
상기 직경조절노브(71)는 측정광의 직경을 조절한다. 직경조절노브(71)는 가공헤드(2)의 일측에 구비된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직경조절노브(71)는 본 발명의 일 실시예에 따른 직경조절노브(71)와 동일한 구성으로, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 직경조절부(72)는 직경조절노브(71)를 동작시킨다. 직경조절부(72)는 신호수신부(73)에서 수신되는 신호를 바탕으로 직경조절노브(71)를 동작시킨다.
상기 신호수신부(73)는 유선 또는 무선을 통해 센터링계산유닛(50)에서 발생된 신호를 수신한다. 신호수신부(73)는 신호발생부(54)에서 발생된 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 신호발생부(54)와, 신호수신부(73)와, 직경조절부(72)의 동작에 따라 직경조절노브(71)를 자동으로 조작함으로써, 측정광의 직경을 조절할 수 있다. 이때, 측정광의 스폿(L)의 중심은 투과홀(3a)의 중심(C)과 일치된 상태를 유지하여야 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 제어유닛(80)을 더 포함할 수 있다.
상기 제어유닛(80)은 제2조정유닛(70) 또는 직경조절노브(71)의 동작에 따라 측정광의 스폿(L) 중심과, 투과홀(3a)의 중심 일치 상태를 비교한다.
일예로, 제2조정유닛(70)의 동작에 따라 측정광의 스폿(L) 중심이 La의 위치에서 유지되는 경우, 제어유닛(80)은 가공헤드(2)가 정상 작동되는 것으로 간주하고, 레이저빔의 얼라인먼트가 정상임을 표시한다. 정상 표시는 디스플레이부(40)를 통해 표시할 수 있다.
다른 예로, 제2조정유닛(70)의 동작에 따라 측정광의 스폿(L) 중심이 La의 위치에서 벗어나 Lb와 같은 위치로 이동되는 경우, 제어유닛(80)은 가공헤드(2)가 불량으로 간주하고, 레이저빔의 얼라인먼트가 불량임을 표시한다. 불량 표시는 디스플레이부(40)를 통해 표시할 수 있다.
레이저빔의 얼라인먼트가 불량인 경우, 가공헤드(2)를 교체하고, 다시 검사를 실시할 수 있다.
또한, 영상획득부(34)에서 획득되는 영상 및 투과홀(3a)과 측정광은 디스플레이부(40)에 실시간으로 표시될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치는 상술한 직경조절노브(71)만을 더 포함함으로써, 수동으로 측정광의 직경을 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치의 동작을 살펴보면, 계측유닛(30)을 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에 결합한다. 계측유닛(30)은 슈라우드(20)를 매개로 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에 결합될 수 있다.
또한, 계측유닛(30)과 디스플레이부(40)를 연결한다. 또한, 센터링계산유닛(50)과 제1조정유닛(60) 및 센터링계산유닛(50)과 제2조정유닛(70)을 연결한다. 그리고, 대체조명유닛(10)을 동작시켜 측정광이 투과홀(3a)을 통과하도록 하고, 계측유닛(30)을 동작시켜 투과홀(3a)과 측정광을 촬영한다. 계측유닛(30)을 통해 촬영된 영상은 디스플레이부(40)에 표시될 수 있다. 센터링계산유닛(50)은 계측유닛(30)을 통해 촬영된 영상을 기반으로 투과홀(3a)의 중심을 획득하고, 투과홀(3a)의 중심(C)에 대한 상대 위치로써 측정광의 스폿(L) 중심을 계산하며, 변위계산부(52)에서 계산된 값은 변위변환부(53)를 통해 변환되어 변위수신부(63)에 전송된다. 변위수신부(63)는 수신된 신호에 따라 자동으로 초점구동부(62)를 동작시키고, 변위구동부(62)는 초점이동노브(61)를 조작하여 측정광의 광축을 이동시킨다.
이때, 변위계산부(52)에서 계산된 값이 투과홀(3a)의 중심(C)과 실질적으로 일치하지 않는 경우, 자동으로 초점구동부(62)가 동작됨으로써, 초점구동부(62)가 초점이동노브(61)를 동작시켜 측정광의 광축을 이동시키고, 투과홀(3aa)의 중심과 측정광의 스폿(L) 중심이 일치되도록 한다.
또한, 변위계산부(52)에서 계산된 값이 투과홀(3a)의 중심(C)과 실질적으로 일치하는 경우, 신호발생부(54)를 동작시킨다.
그러면, 제2조정유닛(70)에서는 신호수신부(73)를 통해 직경조절노브(71)의 조작 신호를 수신하고, 직경조절부(72)는 신호수신부(73)에서 수신되는 신호를 바탕으로 자동으로 직경조절노브(71)를 동작시키며, 직경조절노브(71)는 측정광의 직경을 변경한다.
이때, 제어유닛(80)의 동작에 따라 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심의 일치 상태를 비교한다.
일예로, 제2조정유닛(70)의 동작에 따라 측정광의 스폿(L) 중심이 La의 위치에서 유지되는 경우, 제어유닛(80)은 가공헤드(2)가 정상 작동되는 것으로 간주하고, 레이저빔의 얼라인먼트가 정상임을 표시한다. 정상 표시는 디스플레이부(40)를 통해 표시할 수 있다.
다른 예로, 제2조정유닛(70)의 동작에 따라 측정광의 스폿(L) 중심이 La의 위치에서 벗어나 Lb와 같은 위치로 이동되는 경우, 제어유닛(80)은 가공헤드(2)가 불량으로 간주하고, 레이저빔의 얼라인먼트가 불량임을 표시한다. 불량 표시는 디스플레이부(40)를 통해 표시할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법은 계측유닛(30)을 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에 결합시킨 상태에서 실시한다.
일예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법은 수동 조정에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법으로, 발광단계(S1)와, 촬영단계(S2)와, 보정표시단계(S10)를 포함하고, 초점이동단계(S6)를 더 포함하며, 광축변위단계(S7)를 더 포함하고, 센터링확인단계(S8)를 더 포함할 수 있다.
상기 발광단계(S1)는 대체조명유닛(10)을 통해 레이저빔에 대응하는 측정광을 조사한다. 그러면, 대체조명유닛(10)에서 조사되는 측정광은 가공헤드(2)를 거친 다음, 투과홀(3a)을 통과하여 영상획득부(34)에 조사된다. 발광단계(S1)는 대체조명유닛(10)의 동작에 따라 실시될 수 있다.
상기 촬영단계(S2)는 영상획득부(34)를 통해 투과홀(3a)과 측정광을 촬영한다. 촬영단계(S2)는 영상획득부(34)의 동작에 따라 실시될 수 있다.
상기 보정표시단계(S10)는 촬영단계(S2)를 거쳐 촬영된 영상을 디스플레이부(40)에 표시한다. 또한, 보정표시단계(S10)는 디스플레이부(40)에 표시된 영상에 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심을 표시한다. 보정표시단계(S10)는 보정표시부(50a)의 동작에 따라 실시될 수 있다.
상기 초점이동단계(S6)는 초점이동노브(61)의 동작에 따라 측정광의 광축을 이동시킨다. 초점이동단계(S6)는 초점이동노브(61)의 조작에 따른 포커싱렌즈(2a)의 수동 이동으로 측정광의 광축을 이동시킬 수 있다. 초점이동단계(S6)를 거침에 따라 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심을 일치시키고, 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심의 일치 상태는 디스플레이부(40)를 통해 확인할 수 있다.
상기 광축변위단계(S7)는 직경조절노브(71)의 동작에 따라 측정광의 직경을 조절한다. 광축변위단계(S7)는 초점이동단계(S6)를 거친 다음 실시할 수 있다. 광축변위단계(S7)는 직경조절노브(71)의 조작에 따른 콜리메이션렌즈(2b)의 수동 이동으로 측정광의 직경을 조절할 수 있다.
상기 센터링확인단계(S8)는 광축변위단계(S7)의 동작에 따라 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심의 일치 상태를 비교한다. 센터링확인단계(S8)는 디스플레이부(40)에서 측정광의 스폿(L) 움직임을 파악함으로써, 실시될 수 있다.
센터링확인단계(S8)의 결과, 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심의 일치 상태가 유지되는 경우, 가공헤드(2)를 정상으로 간주(S8-1)하고, 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에서 계측유닛(30)을 분리하고, 레이저 가공장치를 동작시킬 수 있다.
또한, 센터링확인단계(S8)의 결과, 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심이 일치하지 않는 경우, 가공헤드(2)를 불량으로 간주(S8-2)하고, 가공헤드(2)를 교체한 다음, 상술한 검사방법을 반복할 수 있다.
다른 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법은 자동 조정에 따른 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법으로, 발광단계(S1)와, 촬영단계(S2)와, 센터링보정단계(S3)와, 변위계산단계(S4)를 포함하고, 영상표시단계(S9)를 더 포함하고, 변위변환단계(S5-1)와, 초점이동단계(S6)를 더 포함하며, 신호발생단계(S5-2)와, 광축변위단계(S7)를 더 포함하고, 센터링확인단계(S8)를 더 포함할 수 있다.
상기 발광단계(S1)는 대체조명유닛(10)을 통해 레이저빔에 대응하는 측정광을 조사한다. 그러면, 대체조명유닛(10)에서 조사되는 측정광은 가공헤드(2)를 거친 다음, 투과홀(3a)을 통과하여 영상획득부(34)에 조사된다. 발광단계(S1)는 대체조명유닛(10)의 동작에 따라 실시될 수 있다.
상기 촬영단계(S2)는 영상획득부(34)를 통해 투과홀(3a)과 측정광을 촬영한다. 촬영단계(S2)는 영상획득부(34)의 동작에 따라 실시될 수 있다.
상기 센터링보정단계(S3)는 촬영단계(S2)를 통해 촬영된 영상을 바탕으로 투과홀(3a)의 중심(C)을 획득한다. 센터링보정단계(S3)는 센터링보정부(51)의 동작에 따라 실시될 수 있다.
상기 변위계산단계(S4)는 촬영단계(S2)를 통해 촬영된 영상을 바탕으로 투과홀(3a)의 중심(C)에 대한 측정광의 스폿(L) 중심의 상대 위치를 계산한다. 변위계산단계(S4)는 변위계산부(52)의 동작에 따라 실시될 수 있다.
상기 영상표시단계(S9)는 촬영단계(S2)를 거쳐 촬영된 영상을 디스플레이부(40)에 표시한다. 또한, 영상표시단계(S9)에서는 디스플레이부(40)에 표시된 영상에 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심을 표시할 수 있다.
상기 변위변환단계(S5-1)는 측정광의 스폿(L) 중심을 투과홀(3a)의 중심(C)으로 이동시키기 위해 변위계산단계(S4)를 거쳐 계산된 값을 변환한다. 변위변환단계(S5-1)는 변환된 값을 초점이동단계(S6)에 전송할 수 있다. 변위변환단계(S5-1)는 변위변환부(53)의 동작에 따라 실시될 수 있다.
상기 초점이동단계(S6)는 변위변환단계(S5-1)를 거쳐 전송되는 신호를 수신하여 측정광의 광축을 이동시킨다. 초점이동단계(S6)는 제1조정유닛(60)의 동작에 따라 측정광의 광축을 이동시킨다. 초점이동단계(S6)는 제1조정유닛(60)의 동작에 따른 포커싱렌즈(2a)의 자동 이동으로 측정광의 광축을 이동시킬 수 있다. 초점이동단계(S6)를 거침에 따라 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(C) 중심을 일치시키고, 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심의 일치 상태는 디스플레이부(40) 및 영상표시단계(S9)를 통해 확인할 수 있다.
상기 신호발생단계(S5-2)는 측정광의 직경을 조절하기 위한 신호를 발생시킨다. 신호발생단계(S5-2)는 변위계산단계(S4) 또는 변위변환단계(S5-1)를 거친 다음 실시될 수 있다. 신호발생단계(S5-2)는 발생된 신호를 광축변위단계(S7)에 전달할 수 있다. 신호발생단계(S5-2)는 신호발생부(54)의 동작에 따라 실시될 수 있다.
상기 광축변위단계(S7)는 제2조정유닛(70)의 동작에 따라 측정광의 직경을 조절한다. 광축변위단계(S7)는 제2조정유닛(70)의 동작에 따른 콜리메이션렌즈(Sb)의 자동 이동으로 측정광의 직경을 조절할 수 있다. 광축변위단계(S7)는 디스플레이부(40) 및 영상표시단계(S9)를 통해 확인할 수 있다.
상기 센터링확인단계(S8)는 광축변위단계(S7)의 동작에 따라 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심의 일치 상태를 비교한다. 센터링확인단계(S8)는 제어유닛(80)의 동작에 따라 실시될 수 있다. 센터링확인단계(S8)는 디스플레이부(40) 및 영상표시단계(S9)를 통해 확인할 수 있다.
센터링확인단계(S8)의 결과, 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심의 일치 상태가 유지되는 경우, 가공헤드(2)를 정상으로 간주(S8-1)하고, 가공헤드(2) 또는 가공노즐(3)에서 계측유닛(30)을 분리하고, 레이저 가공장치를 동작시킬 수 있다.
또한, 센터링확인단계(S8)의 결과, 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L) 중심이 일치하지 않는 경우, 가공헤드(2)를 불량으로 간주(S8-2)하고, 가공헤드(2)를 교체한 다음, 상술한 검사방법을 반복할 수 있다.
상술한 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치와 검사방법 그리고 레이저빔의 얼라인먼트 검사용 계측유닛에 따르면, 레이저빔이 가공헤드(2)에 결합된 가공노즐(3)을 통과할 때, 레이저빔이 가공노즐(3)의 중심에 얼라인되어 있는지 검사함으로써, 가공헤드(2)에 마련된 다수의 광학부재의 얼라인 상태를 레이저 가공 전에 확인할 수 있고, 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다.
또한, 대체조명유닛(10)을 통해 레이저빔을 직접 사용하지 않아도 되므로, 검사 과정에서 레이저빔에 의해 계측유닛(30)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 투과홀(3a)에서 측정광의 위치 확인이 가능하고, 촬영되는 측정광의 위치에 따라 수동 또는 자동으로 측정광 또는 레이저빔의 광축 조정을 간편하게 하며, 레이저빔을 통한 가공 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 투과홀(3a)의 중심(C)에 대한 측정광의 스폿(L) 위치를 확인하고, 스폿(L)의 이동 상태를 간편하게 확인할 수 있다.
또한, 측정광의 산란을 방지하고, 촬영되는 영상에서 측정광의 스폿(L)을 명확하게 표시할 수 있다.
또한, 투과홀(3a)의 가장자리 경계를 명확하게 하고, 촬영되는 영상에서 투과홀(3a)의 중심(C)과 측정광의 스폿(L)을 명확하게 표시할 수 있다.
또한, 다양한 디스플레이부(40)에 적용할 수 있고, 계측유닛(30)에서 촬영되는 영상의 확인을 간편하게 할 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
10: 대체조명유닛 20: 슈라우드 30: 계측유닛
31: 계측하우징 311: 계측결합부 32: 계측조명부
33: 구분필터 34: 영상획득부 35: 영상전송부
40: 디스플레이부 50: 센터링계산유닛 50a: 보정표시부
51: 센터링보정부 52: 변위계산부 53: 신호변환부
54: 신호발생부 60: 제1조정유닛 61: 초점이동노브
62: 초점구동부 63: 변위수신부 70: 제2조정유닛
71: 직경조절노브 72: 직경조절부 73: 신호수신부
80: 제어유닛 1: 레이저발진기 2: 가공헤드
2a: 포커싱렌즈 2b: 콜리메이션렌즈 3: 가공노즐
3a: 투과홀 C: 투과홀의 중심 L: 측정광의 스폿
S1: 발광단계 S2: 촬영단계 S3: 센터링보정단계
S4: 변위계산단계 S5-1: 변위변환단계 S5-2: 신호발생단계
S6: 초점이동단계 S7: 광축변위단계 S8: 센터링확인단계
S9: 영상표시단계 S10: 보정표시단계

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 레이저발진기에서 발진한 레이저빔이 가공헤드에 결합된 가공노즐을 통과할 때, 상기 레이저빔이 상기 가공노즐의 중심에 얼라인되어 있는지 검사하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치에 있어서,
    상기 레이저발진기 또는 상기 가공헤드에 구비되어 상기 레이저빔의 광축과 실질적으로 동일한 광축의 측정광을 조사하는 대체조명유닛;
    상기 가공헤드 또는 상기 가공노즐에 결합되어 상기 가공노즐에서 측정광이 통과하는 투과홀과 상기 측정광을 촬영하는 계측유닛; 및
    상기 계측유닛에서 촬영된 영상을 바탕으로 상기 투과홀의 중심에 대한 상기 측정광의 스폿 중심의 상대 위치를 계산하는 센터링계산유닛;을 포함하고,
    상기 센터링계산유닛은,
    상기 계측유닛에서 촬영된 영상을 바탕으로 상기 투과홀의 중심을 획득하는 센터링보정부; 및
    상기 계측유닛에서 촬영된 영상을 바탕으로 상기 투과홀의 중심에 대한 상기 측정광의 스폿 중심의 상대 위치를 계산하는 변위계산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 투과홀의 중심과 상기 측정광의 스폿 중심이 일치되도록 인가되는 전원에 의해 상기 측정광의 광축을 이동시키는 제1조정유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 계측유닛을 통해 촬영된 영상을 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 투과홀의 중심과 상기 측정광의 스폿 중심이 일치된 상태에서 사용자의 조작에 따라 상기 측정광의 직경을 조절하는 직경조절노브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 투과홀의 중심과 상기 측정광의 스폿 중심이 일치된 상태에서 인가되는 전원에 의해 상기 측정광의 직경을 조절하는 제2조정유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2조정유닛의 동작에 따라 상기 측정광의 스폿 중심과, 상기 투과홀의 중심 일치 상태를 비교하는 제어유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 계측유닛에는, 유선 또는 무선을 통해 상기 계측유닛을 통해 촬영된 영상을 상기 디스플레이부에 전송하는 영상전송부;가 포함되는 것을 특징으로 하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제4항에 기재된 검사장치를 이용하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법이고,
    상기 대체조명유닛을 통해 상기 레이저빔에 대응하는 상기 측정광을 조사하는 발광단계;
    상기 계측유닛을 통해 상기 투과홀과 상기 측정광을 촬영하는 촬영단계;
    상기 촬영단계를 통해 촬영된 영상을 바탕으로 상기 투과홀의 중심을 획득하는 센터링보정단계; 및
    상기 촬영단계를 통해 촬영된 영상을 바탕으로 상기 투과홀의 중심에 대한 상기 측정광의 스폿 중심의 상대 위치를 계산하는 변위계산단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 측정광의 스폿 중심을 상기 투과홀의 중심으로 이동시키기 위해 상기 변위계산단계를 거쳐 계산된 값을 변환하여 전송하는 변위변환단계; 및
    상기 변위변환단계를 거쳐 전송되는 신호를 수신하여 상기 측정광의 광축을 이동시키는 초점이동단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 측정광의 직경을 조절하기 위한 신호를 발생시켜 전송하는 신호발생단계; 및
    상기 신호발생단계를 거쳐 전송되는 신호를 수신하여 상기 측정광의 직경을 조절하는 광축변위단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔의 얼라인먼트 검사방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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