KR102236166B1 - 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치 - Google Patents

방향성 전기강판의 자구 미세화 장치 Download PDF

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홍성철
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Abstract

방향성 전기강판의 자구 미세화 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 자구 미세화 장치는, 레이저 발진기에서 발진된 레이저 빔을 전달받는 레이저 빔 렌즈를 갖는 적어도 하나 이상의 복합 헤드, 레이저 빔을 전달받아 강판의 표면에 반사하기 위한 집광 미러, 및 집광 미러로 전달되는 레이저 빔을 원하는 크기로 조정하기 위한 레이저 빔 크기 조정부를 포함한다.

Description

방향성 전기강판의 자구 미세화 장치{APPARATUS FOR REFINING MAGNETIC DOMAINS TO GRAIN ORIENTED ELECTRICAL STEEL}
본 발명은 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치는 방향성 전기강판에 자구를 미세화하여 방향성 전기강판의 철손을 최소화하는 장치이다.
최근, 레이저 빔을 이용하여 방향성 전기강판에 홈 형태의 자구 미세화 패턴을 형성하는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치가 이용되고 있다.
종래의 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치는 방향성 전기강판에 레이저 빔을 조사하는 광학계를 포함한다.
종래의 광학계는 레이저 발진기에서 출사된 레이저 빔을 복합 쉐이핑 미러를 통해 레이저 빔의 형태를 잡아주며, 폴리곤 미러에서 레이저 빔을 전반사시키고, 집광 미러에서 레이저 빔을 반사시켜 강판에 홈을 형성시킨다.
그러나, 종래의 광학계는 레이저 발진기에서 출사된 레이저 빔이 복합 쉐이핑 미러, 폴리곤 미러, 집광 미러와 같은 다수의 구성요소를 통과한 후 강판 표면에 조사되기 때문에 그 만큼 구성이 복잡하게 되며, 철손이 증가하게 된다.
또한, 열처리 전후의 철손 개선율이 크게 저하될 뿐만 아니라 레이저 빔의 조사에 의한 홈 또는 조사선을 원하는 크기로 정확하게 조절하기 곤란하므로 레이저 빔에 의한 열영향부의 영향이 그 만큼 증가하게 되며 홈 형성에 따라 자속밀도가 저하된다.
본 발명은 방향성 전기강판의 표면에 싱글 모드 연속파 레이저 빔을 복합 헤드의 레이저 빔 렌즈에서 직접 집광 미러를 통하여 조사하여 원하는 크기의 홈 또는 조사선을 단독 또는 동시에 가공할 수 있도록 한 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치는, 레이저 빔을 발진하기 위한 적어도 하나 이상의 레이저 발진기, 및 레이저 발진기에서 발진된 레이저 빔을 강판의 표면에 조사하여 홈 또는 조사선을 가공하기 위한 광학계를 포함할 수 있다.
광학계는, 레이저 발진기에서 발진된 레이저 빔을 전달받는 레이저 빔 렌즈를 갖는 적어도 하나 이상의 복합 헤드, 레이저 빔 렌즈에서 출사된 레이저 빔을 전달받아 강판의 표면에 반사하기 위한 집광 미러를 포함할 수 있다.
또한, 광학계는 레이저 빔 렌즈로부터 집광 미러로 전달되는 레이저 빔을 원하는 크기로 조정하기 위한 레이저 빔 크기 조정부를 포함할 수 있다.
레이저 빔 크기 조정부는 복합 헤드 내에 설치되고, 레이저 빔 렌즈를 통과한 레이저 빔을 원하는 크기로 조정하여 집광 미러로 조사하기 위한 레이저 빔 조사 슬롯을 포함할 수 있다.
복합 헤드에는 강판 표면에 대한 복합 헤드의 위치를 조절하기 위한 복합 헤드 위치 조절 장치가 설치될 수 있다.
집광 미러에는 강판 표면에 대한 집광 미러의 위치를 조정하기 위한 집광 미러 위치 조절 장치가 설치될 수 있다.
광학계에는 광학계를 원하는 각도로 회전시켜 주기 위한 모듈 플레이트가 설치될 수 있다.
모듈 플레이트에는 모듈 플레이트의 회전 각도를 조절하기 위한 조절 레버가 설치될 수 있다.
모듈 플레이트에는 집광 미러에서 반사된 레이저 빔을 강판 표면으로 통과시켜 주기 위한 셔터가 설치될 수 있다.
셔터에는 집광 미러가 적어도 한 열 이상 배치되며, 한 열의 집광 미러에는 집광 미러가 적어도 하나 이상 배치될 수 있다.
모듈 플레이트의 상부에는 집광 미러에 대응하게 복합 헤드가 적어도 한 열 이상 배치되며, 한 열의 복합 헤드에는 복합 헤드가 적어도 하나 이상 배치될 수 있다.
복합 헤드의 하단부 중앙부에는 복합 헤드를 지지하기 위한 복합 헤드 베이스가 설치될 수 있다.
복합 헤드 위치 조절 장치는 복합 헤드의 일단부 하단부에 결합되어 복합 헤드 베이스에 대한 복합 헤드의 위치를 조절하기 위한 위치 조절 스크류를 포함할 수 있다.
집광 미러 위치 조절 장치는, 집광 미러와 연결되는 연결축, 및 연결축에 결합되어 집광 미러를 강판 표면에 대하여 원하는 높이로 승강하기 위한 구동모터를 포함할 수 있다.
레이저 빔 조사 슬롯은 복합 헤드의 단부 중에서 집광 미러에 근접한 단부쪽에 배치될 수 있다.
레이저 빔 조사 슬롯에는 복합 헤드에 설치되어 레이저 빔의 이동을 가이드 하기 위한 레이저 빔 가이드가 설치될 수 있다.
복합 헤드에는 레이저 빔 조사 슬롯을 복합 헤드의 길이 방향에 따른 이동을 조절하기 위한 조사 슬롯 조절 장치가 설치될 수 있다.
복합 헤드에는 레이저 빔 렌즈를 상기 복합 헤드의 길이 방향에 따른 이동을 조절하기 위한 렌즈 위치 조절 장치가 설치될 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 강판이 예컨대, 2m/s 이상의 고속으로 이동하여도 안정적으로 강판에 길이 방향으로 설정 간격(3 ~ 30mm)마다 상부 폭, 하부 폭과 깊이가 각각 70㎛ 이내, 10㎛ 이내, 3~30 ㎛의 홈을 형성시킬 수 있다.
따라서, 1차 재결정 전 전기강판에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 2차 재결정 후 혹은 절연 코팅 후 전기강판의 열처리 전·후의 철손 개선율을 각각 5% 이상, 10% 이상 확보할 수 있다.
이로 인하여 열처리를 필요로 하는 권철심, 및 열처리를 필요로 하지 않는 적철심 변압기 철심으로 사용할 수 있다.
또한, 강판의 폭 방향, 길이 방향 레이저 조사 시 레이저 단독 조사나 병행 조사에 의해 강판에 레이저 홈 또는 점, 조사선이 생성되어 강판에 응력(스트레스)이 가해지고 자구가 줄어 들어 자속밀도가 개선될 수 있다.
레이저 빔의 초점 및 위치 조정이 가능한 복합 헤드 및 집광 미러를 통해 강판의 폭 방향을 따라 하나의 조사선을 형성할 수 있다.
이러한 복합 헤드 및 집광 미러를 통해 복합 헤드를 포함한 광학계의 배치가 자유로우며, 설비가 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 이점을 가지고 있다.
또한, 하나의 조사선을 각각의 복합 헤드 및 집광 미러가 나눠서 형성함으로써, 각 레이저에 의한 부하가 감소되어 복합 헤드 및 집광 미러의 내구성이 증가하게 되며, 하나 단위 복합 헤드 또는 집광 미러만의 교체로 유지 관리가 간편하게 될 수 있다.
또한, 레이저 형성에 필요한 에너지를 분산하여 형성함으로써, 공정 안정성이 그 만큼 증가하게 되는 이점을 가지고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치의 일부 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치의 일부 정면도이다.
도 3은 도 2의 일부 상세 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치에 의해 형성된 강판의 폭 방향, 진행 방향을 따라 연속 홈을 가진 강판의 개략적인 도면으로서, 강판의 폭 방향을 따라 각각의 복합 헤드에 의해 형성된 각 조사선에 단차가 있는 경우를 나타낸 이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치에 의해 형성된 강판의 폭 방향, 진행 방향을 따라 연속 홈을 가진 강판의 개략적인 도면으로서, 강판의 폭 방향을 따라 각각의 복합 헤드에 의해 형성된 각 조사선이 하나의 조사선으로 일직선 형태인 경우를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치의 일부 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치의 일부 정면도이며, 도 3은 도 2의 일부 상세 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치에 의해 형성된 강판의 폭 방향, 진행 방향을 따라 연속 홈을 가진 강판의 개략적인 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치는, 레이저 발진기(100)와 광학계(200)를 포함할 수 있다.
레이저 발진기(100)는 적어도 하나 이상 구비하여 레이저 빔(10)을 발진하기 위한 것이다.
광학계(200)는 레이저 발진기(100)에서 발진된 레이저 빔(10)을 강판(1)의 표면에 조사하여 강판(1)의 진행 방향(Rolling direction)(도 4의 Y 방향)과 폭 방향(도 4의 X 방향)을 따라 홈(3) 또는 조사선(31)을 설정 간격으로 원하는 크기로 가공할 수 있다.
광학계(200)는, 적어도 하나 이상의 복합 헤드(210), 집광 미러(220), 및 레이저 빔 크기 조정부를 포함하고 있으므로, 강판(1)의 표면에 홈(3), 점 또는 조사선(31)을 단독 또는 동시에 가공이 가능하다.
복합 헤드(210)는 적어도 하나 이상 구비되며, 레이저 발진기(100)에서 발진된 레이저 빔(10)을 전달받는 레이저 빔 렌즈(211)를 가질 수 있다.
집광 미러(220)는 레이저 빔 렌즈(211)에서 출사된 레이저 빔(10)을 전달받아 강판(1)의 표면에 반사할 수 있다.
레이저 빔 크기 조정부는 레이저 빔 렌즈(211)로부터 집광 미러(220)로 전달되는 레이저 빔(10)을 원하는 크기로 조정할 수 있다.
또한, 레이저 빔 크기 조정부는 복합 헤드(210) 내에 설치되고, 레이저 빔 렌즈(211)를 통과한 레이저 빔(10)을 원하는 크기로 조정하여 집광 미러(220)로 조사하기 위한 레이저 빔 조사 슬롯(230)을 포함할 수 있다.
레이저 발진기(100)에서 발진되는 레이저 빔(10)은 강판(1)의 용융에 필요한 레이저 에너지 밀도를 갖는 싱글 모드 연속파 레이저 빔 등으로 이루어질 수 있다.
레이저 빔(10)은 강판(1)에 용이한 홈(3) 또는 조사선(31) 형성을 위하여 예컨대, 1.0~5.0 J/mm2 범위 내의 레이저 에너지 밀도를 가질 수 있다.
복합 헤드(210)의 하단부에는 복합 헤드(210)를 지지하기 위한 복합 헤드 베이스(213)가 설치될 수 있다.
복합 헤드(210)는 복합 헤드 베이스(213)에 대하여 용이하게 위치 조절될 수 있도록 복합 헤드(210)의 길이 방향(도 3의 X 방향) 중앙부가 복합 헤드 베이스(213)에 지지될 수 있다.
복합 헤드(210)에는 레이저 조사 슬롯(230)에서 집광 미러(220)로 조사되는 레이저 빔(10)의 강판(1) 표면에 대하여 원하는 높이(H1)와 각도(θ)로 복합 헤드(210)의 위치를 조절하기 위한 복합 헤드 위치 조절 장치(240)가 설치될 수 있다.
각 복합 헤드(210)로부터 집광 미러(220)로 조사되는 레이저 빔(10)의 전체적인 초점 거리는 강판 지지롤(20)에 의하여 조정될 수 있다.
또한, 집광 미러(220)에는 집광 미러(220)에서 강판(1) 표면에 조사하는 레이저 빔(10)의 초점 거리를 미세하게 조정할 수 있도록 강판(1) 표면에 대한 집광 미러(220)의 위치를 조정하기 위한 집광 미러 위치 조절 장치(250)가 결합될 수 있다.
광학계(200)의 복합 헤드 베이스(213)의 하단부에는 광학계(200)를 원하는 각도로 회전시켜 줄 수 있도록 모듈 플레이트(260)가 회전 가능하게 설치될 수 있다.
모듈 플레이트(260)의 상단부에는 모듈 플레이트(260)의 회전 각도를 조절하기 위한 조절 레버(261)가 설치될 수 있다.
모듈 플레이트(260)에는 집광 미러(220)에서 반사된 레이저 빔(10)을 강판(1) 표면으로 통과시켜 주기 위한 셔터(263)가 설치될 수 있다.
셔터(263)에는 적어도 한 열 이상의 집광 미러(220)가 배치될 수 있으며, 한 열의 집광 미러(220)에는 적어도 하나 이상의 집광 미러(220)가 배치될 수 있다.
또한, 모듈 플레이트(260)의 상부에는 셔터(263)에 구비된 집광 미러(220)에 대응하게 적어도 한 열 이상의 복합 헤드(210)가 설치될 수 있다.
한 열의 복합 헤드(210)에는 적어도 하나 이상의 복합 헤드(210)가 배치될 수 있다.
복합 헤드 위치 조절 장치(240)는 복합 헤드(210)의 일단부 하단부에 결합되어 복합 헤드 베이스(213)에 대한 복합 헤드(210)의 위치를 조절하기 위한 위치 조절 스크류(241)를 포함할 수 있다.
복합 헤드 위치 조절 장치(240)는, 복합 헤드 베이스(213)의 상단면이 이루는 직선에 대한 복합 헤드(210)의 일단부 위치, 즉 높이를 조절함으로써, 복합 헤드 베이스(213)에 대한 복합 헤드(210)의 위치를 조절할 수 있다.
집광 미러 위치 조절 장치(250)는 집광 미러(220)와 연결되는 연결축(251)과, 연결축(251)에 결합되어 집광 미러(220)를 강판(1) 표면에 대하여 원하는 설정 높이(H2)로 승강하기 위한 구동모터(253)를 포함할 수 있다.
구동 모터(253)에 의하여 강판(1) 표면으로부터 집광 미러(220)의 높이(H2)를 조절함으로써, 레이저 조사 슬롯(230)으로부터 레이저 빔(10)이 조사되는 집광 미러(220)의 조사 지점(P1)의 위치를 조절하여 집광 미러(220)의 여러 부분을 골고루 사용할 수 있게 되므로 집광 미러(220)의 수명을 연장할 수 있다.
그리고, 레이저 발진기(100)와 복합 헤드(210)는 레이저 광 케이블(110)에 의하여 연결되어 레이저 발진기(100)에서 발진된 레이저 빔(10)이 하나 이상의 각 복합 헤드(210)에 각각 전달될 수 있다.
또한, 레이저 빔 조사 슬롯(230)은 집광 미러(220)로 조사되는 레이저 빔(10)을 원하는 크기로 용이하게 조정할 수 있도록 복합 헤드(210)의 일단부, 즉 집광 미러(220)에 근접한 단부쪽에 배치될 수 있다.
레이저 빔 조사 슬롯(230)에는 복합 헤드(210)의 내부에 설치되고 레이저 빔 렌즈(211)로부터 레이저 빔 조사 슬롯(230)으로 전달되는 레이저 빔(10)의 이동을 가이드 하기 위한 레이저 빔 가이드(231)가 설치될 수 있다.
복합 헤드(210)에는 레이저 조사 슬롯(230)으로부터 집광 미러(220)로 조사되는 레이저 빔(10)의 폭(W1)을 원하는 크기로 조절할 수 있도록 레이저 빔 조사 슬롯(230)을 복합 헤드(210)의 길이 방향(도 3의 X 방향)에 따른 이동을 조절하기 위한 조사 슬롯 조절 장치(233)가 설치될 수 있다.
또한, 복합 헤드(210)에는 레이저 빔 렌즈(211)와 레이저 짐 조사 슬롯(230)간의 간격을 조절할 수 있도록 레이저 빔 렌즈(211)를 복합 헤드(210)의 길이 방향(도 3의 X 방향)에 따른 이동을 조절하기 위한 렌즈 위치 조절 장치(235)가 설치될 수 있다.
이하에서, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치의 작동에 대해서 설명한다.
광학계(200)에는 다수의 복합 헤드(210)가 한 열 또는 다수 열 설치되어 강판(1)을 분할하여 각 분할 지역 또는 지점에 레이저 빔(10)을 조사한다.
각 레이저 발진기(100)에서 발진된 레이저 빔(10)은 레이저 광 케이블(110)에 의하여 연결된 광학계(200)의 각 복합 헤드(210)에 각각 출사된다.
광학계(200) 내의 각각의 복합 헤드(210) 내 레이저 빔 렌즈(211)와 레이저 빔 조사 슬롯(230)을 순차적으로 통과하여 원하는 크기로 가공되어 출사된다.
또한, 각 복합 헤드(210)를 통과한 레이저 빔(10)은 중간 공정에서 다른 장치 없이 다시 집광 미러(220)에 전달되어 셔터(263)를 통해 강판(1)에 조사되어 각 복합 헤드(210)마다 조정한 폭만큼 폭 방향(도 4의 X 방향)으로 홈이 파지게 되어 전체적으로 강판(1) 폭 전체에 홈(3) 또는 조사선(31)을 만들게 된다.
이 경우 각각의 조사 슬롯 조절 장치(233), 렌즈 위치 조절 장치(235), 및 복합 헤드 위치 조절 장치(240)에 의해 강판(1)의 표면에 대한 레이저 빔(10)의 위치를 조절하여 각각의 레이저 빔의 최적의 초점을 찾아 레이저 출력이나 홈(3) 깊이를 조절할 수 있다.
즉, 조사 슬롯 조절 장치(233)는 레이저 빔 조사 슬롯(230)을 복합 헤드(210)의 길이 방향(도 3의 X 방향)을 따른 이동을 조절하여 레이저 조사 슬롯(230)으로부터 집광 미러(220)로 조사되는 레이저 빔(10)의 폭(W1)을 원하는 크기로 조절할 수 있다.
또한, 렌즈 위치 조절 장치(235)는 레이저 빔 렌즈(211)를 복합 헤드(210)의 길이 방향(도 3의 X 방향)에 따른 이동을 조절하여 레이저 빔 렌즈(211)와 레이저 짐 조사 슬롯(230)간의 간격을 조절할 수 있다.
복합 헤드 위치 조절 장치(240)의 위치 조절 스크류(241)는 복합 헤드(210)의 일단부 하단부에 결합되어 복합 헤드 베이스(213)에 대한 복합 헤드(210)의 위치를 조절할 수 있다.
즉, 복합 헤드 위치 조절 장치(240)는, 복합 헤드 베이스(213)의 상단면이 이루는 직선에 대한 복합 헤드(210)의 일단부 위치, 즉 높이를 조절함으로써, 복합 헤드 베이스(213)에 대한 복합 헤드(210)의 위치를 조절할 수 있다.
광학계(200)에 설치된 다수의 복합 헤드(210)에서 집광 미러(220)를 통하여 강판(1) 표면에 반사되는 레이저 빔(10)의 전체적인 초점 거리는 강판 지지롤(20)에 의해 조정되고, 미세 초점 거리는 집광 미러 위치 조절 장치(250)에 의해 조절될 수 있다.
즉, 레이저 빔(10)의 전체적인 초점 거리는 강판 지지롤(20)과 집광 미러(220) 사이의 거리를 조절함으로써 조절될 수 있다.
또한, 집광 미러 위치 조절 장치(250)의 구동모터(253)의 구동에 의하여 집광 미러(220)를 원하는 설정 높이(H2)로 승강시킴으로써, 강판(1) 표면에 대한 집광 미러(220)의 위치를 조절하여 집광 미러(220)에서 강판(1) 표면에 조사하는 레이저 빔(10)의 초점 거리를 미세하게 조정할 수 있다.
즉, 구동 모터(253)에 의하여 강판(1) 표면으로부터 집광 미러(220)의 높이(H2)를 조절함으로써, 레이저 조사 슬롯(230)으로부터 레이저 빔(10)이 조사되는 집광 미러(220)의 조사 지점(P1)의 위치를 조절할 수 있다.
따라서, 집광 미러(220)의 일부분만의 집중 사용을 방지하여 집광 미러(220)의 여러 부분을 골고루 사용할 수 있게 되므로 집광 미러(220)의 수명을 연장할 수 있다.
복합 헤드(210)와 집광 미러(220) 등의 광학계(200) 일체는 회전 가능한 모듈 플레이트(260) 위에 놓여 있으며, 조절 레버(261)를 조절하여 모듈 플레이트(260)를 원하는 각도로 회전시킬 수 있다.
따라서, 광학계(200)에서 레이저 빔(10)의 조사 시 다수의 복합 헤드(210)에서 자체의 레이저 빔의 크기 조정에 의해 집광 미러까지 중간 공정에서 다른 장치 없이 바로 집광 미러(220)에 도달하여 강판(1)의 표면에 홈(3) 또는 조사선(31)을 만들 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 강판(1)의 폭 방향(도 4의 X 방향)을 따라 각각의 복합 헤드(210)에 의해 형성된 각 조사선(31)에 단차가 있을 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 강판(1)의 폭 방향을 따라 각각의 복합 헤드(210)에 의해 형성된 각 조사선(31-1, 31-2, 31-3)이 하나의 조사선으로 일직선 형태를 가질 수 있다.
또한, 각 복합 헤드(210)마다 길이(도 3의 X 방향), 높이(도 3의 Y 방향), 폭(도 1의 Z 방향) 크기 등을 조정하여 강판(1)의 초점을 일치시키거나 다르게 조정하는 것이 가능하게 된다.
[표 1]
Figure 112019129294337-pat00001
[표 1]은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치에 연속파 레이저 빔의 조사에 의해 0.27mm 두께의 강판의 표면에 형성된 홈에 대한 방향성 전기강판의 철손 개선율을 나타내고 있다.
[표 1]에 따르면, 전기강판의 표면에 레이저 빔 조사 후, 및 전기강판의 열처리 후의 철손 개선율이 각각 대략 8% 내지 12%까지 개선된 것을 알 수 있다.
본 개시를 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
1: 강판 10: 레이저 빔
100: 레이저 발진기 200: 광학계
210: 복합 헤드 220: 집광 미러
230: 레이저 조사 슬롯 240: 복합 헤드 위치 조절 장치
250: 집광 미러 위치 조절 장치 260: 모듈 플레이트

Claims (15)

  1. 레이저 빔(10)을 발진하기 위한 적어도 하나 이상의 레이저 발진기(100), 및 상기 레이저 발진기(100)에서 발진된 상기 레이저 빔(10)을 강판(1)의 표면에 조사하여 홈(3) 또는 조사선(31)을 가공하기 위한 광학계(200)를 포함하는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치로서,
    상기 광학계(200)는,
    상기 레이저 발진기(100)에서 발진된 상기 레이저 빔(10)을 전달받는 레이저 빔 렌즈(211)를 갖는 적어도 하나 이상의 복합 헤드(210),
    상기 레이저 빔 렌즈(211)에서 출사된 상기 레이저 빔(10)을 전달받아 상기 강판(1)의 표면에 반사하기 위한 집광 미러(220), 및
    상기 레이저 빔 렌즈(211)로부터 상기 집광 미러(220)로 전달되는 상기 레이저 빔(10)을 원하는 크기로 조정하기 위한 레이저 빔 크기 조정부를 포함하고,
    상기 복합 헤드(210)에는 상기 강판(1) 표면에 대한 상기 복합 헤드(210)의 위치를 조절하기 위한 복합 헤드 위치 조절 장치(240)가 설치되고,
    상기 집광 미러(220)에는 상기 강판(1) 표면에 대한 상기 집광 미러(220)의 위치를 조정하기 위한 집광 미러 위치 조절 장치(250)가 설치되며,
    상기 복합 헤드(210)의 하단부 중앙부에는 상기 복합 헤드(210)를 지지하기 위한 복합 헤드 베이스(213)가 설치되며,
    상기 복합 헤드 위치 조절 장치(240)는 상기 복합 헤드(210)의 일단부 하단부에 결합되어 상기 복합 헤드 베이스(213)에 대한 상기 복합 헤드(210)의 위치를 조절하기 위한 위치 조절 스크류(241)를 포함하고,
    상기 집광 미러 위치 조절 장치(250)는,
    상기 집광 미러(220)와 연결되는 연결축(251), 및
    상기 연결축(251)에 결합되어 상기 집광 미러(220)를 상기 강판(1) 표면에 대하여 원하는 높이로 승강하기 위한 구동모터(253)를 포함하는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 빔 크기 조정부는 상기 복합 헤드(210) 내에 설치되고, 상기 레이저 빔 렌즈(211)를 통과한 상기 레이저 빔(10)을 원하는 크기로 조정하여 상기 집광 미러(220)로 조사하기 위한 레이저 빔 조사 슬롯(230)을 포함하는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광학계(200)에는 상기 광학계(200)를 원하는 각도로 회전시켜 주기 위한 모듈 플레이트(260)가 설치되는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모듈 플레이트(260)에는 상기 모듈 플레이트(260)의 회전 각도를 조절하기 위한 조절 레버(261)가 설치되는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 모듈 플레이트(260)에는 상기 집광 미러(220)에서 반사된 상기 레이저 빔(10)을 상기 강판(1) 표면으로 통과시켜 주기 위한 셔터(263)가 설치되는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 셔터(263)에는 상기 집광 미러(220)가 적어도 한 열 이상 배치되며,
    상기 한 열의 집광 미러(220)에는 상기 집광 미러(220)가 적어도 하나 이상 배치되는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 모듈 플레이트(260)의 상부에는 상기 집광 미러(220)에 대응하게 복합 헤드(210)가 적어도 한 열 이상 배치되며,
    상기 한 열의 복합 헤드(210)에는 복합 헤드(210)가 적어도 하나 이상 배치되는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제2항에 있어서,
    상기 레이저 빔 조사 슬롯(230)은 상기 복합 헤드(210)의 단부 중에서 상기 집광 미러(220)에 근접한 단부쪽에 배치되는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 레이저 빔 조사 슬롯(230)에는 상기 복합 헤드(210)에 설치되어 상기 레이저 빔(10)의 이동을 가이드 하기 위한 레이저 빔 가이드(231)가 설치되는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복합 헤드(210)에는 상기 레이저 빔 조사 슬롯(230)을 상기 복합 헤드(210)의 길이 방향에 따른 이동을 조절하기 위한 조사 슬롯 조절 장치(233)가 설치되는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복합 헤드(210)에는 상기 레이저 빔 렌즈(211)를 상기 복합 헤드(210)의 길이 방향에 따른 이동을 조절하기 위한 렌즈 위치 조절 장치(235)가 설치되는 방향성 전기강판의 자구 미세화 장치.
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