KR102334513B1 - 레이저를 이용한 재료 제거에 의해 소정 윤곽을 따라 평면 공작물에 테어라인을 생성하는 방법 - Google Patents

레이저를 이용한 재료 제거에 의해 소정 윤곽을 따라 평면 공작물에 테어라인을 생성하는 방법 Download PDF

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Abstract

펄스 레이저를 사용하여 평면 공작물상의 재료 제거에 의해 테어라인을 생성하는 방법에 있어서, 기준신호들(Ra)에 의해 형성된 기준신호곡선(f(Ra))을 생성 및 저장하고, 레이저 펄스들의 펄스 진폭이 테어라인의 윤곽을 따라 제거 위치들(a1, ..., an)을 경유하게 하는 방법 단계는 가공 사이클에 선행한다. 기준 신호(Ra)의 소정 백분율 또는 측정신호(Ma)의 기준신호(Ra)로부터의 절대 거리의 달성은 각 제거 위치(a1, ..., an)에 대한 공간 분해 비활성 기준으로 사용되고, 측정신호(Ma)는 각 제거위치(a1, ..., an)에서 일부 투과된 펄스 진폭으로부터 얻어진다.

Description

레이저를 이용한 재료 제거에 의해 소정 윤곽을 따라 평면 공작물에 테어라인을 생성하는 방법 {Method for producing a tear line in a planar workpiece along a predetermined contour by material removal by means of a laser}
본 발명은 소정 윤곽을 따라 평면 공작물(planar workpiece)에 테어라인(tear line)을 생성하는 방법에 관한 것으로, 그 윤곽은 일련의 제거 위치를 나타낸다.
최근 다양한 응용분야에서 평면 공작물에 통합 테어라인을 도입하여, 필요한 경우 그 테어라인을 따라 공작물을 개봉하는 것이 일반적이다.
그 예로 재료포장 시 테어링(tearing) 및 분리 보조품, 의료 보조제, 문구류 또는 안전 의복이 있다.
특히, 한편으로는 보이지 않아야 하고, 다른 한편으로는 작동되었을 때 방해되지 않고 관통하도록 하는 에어백 커버에서는 고품질의 테어라인이 요구된다.
이러한 독특함 때문에, 테어라인 생성 방법에 관한 종래 기술은 거의 절대적으로 에어백 커버와 관련하여 기술되었다.
따라서 본 명세서에서 개시된 방법 역시 에어백 커버 또는 에어백 커버 콤포넌트와 관련하여 설명될 것이다.
고품질의 에어백 커버 실시예에서, 안정적인 성형(shaping) 레이어는 보통 탑승공간을 마주하는 커버 구성요소의 표면이 광학적 및 촉각적으로 개선되게 하는 커버 재료들을 구성하는 추가 레이어들을 구비한다.
이 커버 재료들은 보통 장식 역할을 하고, 플라스틱 시트, 인조가죽(leatherette), 직물, 마이크로파이버 부직포, 또는 천연 가죽과 같이 플렉시블하고 얇은 벽을 갖는 재료뿐만 아니라, 중간 레이어 또는 스페이서 직물(spacer fabric)을 형성하는 폼(foam) 재료이다.
안전한 에어백 전개를 보장하기 위해 테어라인은 보통 성형 레이어뿐만 아니라 커버 재료에도 도입된다. 테어라인은 최종 레이어 구조 내 또는 장착 전 개별 레이어들 내부로 윤곽을 따라 도입될 수 있다. 이후의 평면 공작물에 대한 설명은 단일 레이어 또는 레어어 구조를 참조할 수 있다.
테어 라인이 레이저를 이용하여 에어백 커버의 최종 레이어 구조 내로 또는 이후 조합되어 레이어 구조를 형성하는 개별 레이어들(컴포넌트들) 내부로 도입되는 많은 방법들이 종래 기술로 알려져 있다.
독일 특허 DE 10 2013 104 138 B3 호는 재료 제거에 의해 커버 재료에 규정된 테어라인을 도입하는 방법을 기술하고 있고, 여기서 펄스 레이저 빔의 선형 유도는 제거 위치들로 만들어진 선을 따라 스캔 운동을 다수 반복하여 이루어진다. 이 경우 레이저 펄스 파라미터들은 레이저 펄스가 개별 제거 위치에 인접한 커버 재료 영역 내 온도를 커버 재료의 구조에 변화를 일으킬 제한 온도 아래로 유지하면서, 개별 제거 위치에서 커버 재료를 절제(ablation) 임계치 위의 온도까지 가열하여 재료를 제거하는 에너지 입력을 일으키도록 선택된다.
여러번 반복되는 스캔 운동은, 낮아진 잔류벽 두께에서 테어라인 하부의 센서 어레이가 투과된 레이저 방사선을 검출할 때까지 수행될 수 있다. 임의의 단일 제거 위치에서 최소 허용가능한 잔류벽 두께를 얻는 것은 스캔 운동을 하는 동안 레이저 빔의 공간 분해 비활성((space-resolved noactivation)을 일으킨다. 최소 허용 잔류벽 두께의 달성은 소정 투과 레이저 파워량을 검출하여 결정된다.
제거 위치별로 단 하나의 펄스 투과를 보장하기 위해, 스캔 운동 속도 및 펄스 레이저 빔의 펄스 반복 주파수가 조정된다.
펄스 레이저 빔의 대안으로, 연속 레이저 빔이 사용될 수 있고, 이 연속 레이저 빔은 반복되는 스캔 운동 중, 슬롯과 브릿지가 연속하여 교번하는 슬롯-브릿지선(slot-bridge line)의 형상을 가진 선을 따라 테어라인이 도입된 고정된 방식에 따라 유리하게 온오프된다.
제거 위치별 최소 잔류벽 두께 달성을 검출하고 해당 공간 분해 비활성을 수행하여, 재료 두께의 변동과 무관하게 전체 길이에 대한 일정한 테어 강도를 보이는 데이라인이 생성될 수 있다. 이 경우, 인열저항(tear resistance) 레벨은 남아있는 잔류벽 두께를 통해서 뿐만 아니라 제거 위치 개수 또는 재료를 잔류벽까지 관통하여 형성된 천공의 개수, 간격, 또는 브릿지 길이를 통해서 조정될 수 있다.
유럽특허 번호 EP 0 991 551 B1 호에 개시된 방법에서, 테러라인은 펄스 레이저 빔을 사용하여 에어백 커버에 연속으로 생성된 복수의 천공들로 구성된 배열을 형성하여 생성되기도 한다. 천공은 서로 겹치거나 잔류 브릿지만큼 서로 간격이 떨어져서 도입된다. 천공은 레이저 방사의 투과가 검출되는 순간 완료된다. 천공 외에, 테어라인, 테어라인의 구간들 또는 개별 구멍들 또한 재료를 완전히 뚫지 않고서 생성될 수 있다. 그러한 비천공 연화(weakening)의 깊이는 천공 생성에 필요한 펄스 개수 및/또는 펄스 듀레이션(duration)을 기반으로 추정 및 조정될 수 있다. 본 특허는 그러한 깊이 조정에 관한 세부사항은 개시하지 않는다.
독일 특허번호 DE　10　2014　108　133　B4 호에서 알려진 방법은, 교번하는 방식으로, 높은 에너지 입력이 테어라인의 제2세그먼트 보다는 제1세그먼트에 영향을 주고, 투과된 레이저 방사선이 신호가 제1세그먼트의 잔류벽을 통과하게 함으로써 제2세그먼트의 잔류벽 두께가 검출없이 도출되는 점에서 본 발명의 방법과 다르다.
상술한 방법 모두는 생성되는 테어라인의 윤곽을 따른 제거가 레이저를 이용해 실시되어 재료가 제거되고, 그에 따라 각 제거 위치 아래에 남아있는 잔류벽이 감소된다는 공통점을 갖는다.
재료의 투과에 따라,레이저 방사선 전력은 잔류벽이 일정 두께보다 작게 되는 순간 잔류벽을 투과한다. 레이저 펄스의 투과된 레이저 방사선 전력은 센서의 감지범위 하한보다 높을 때 검출되어 센서는 신호를 생성한다. 매우 낮은 투과율을 갖는 재료의 경우, 이런 것은 완전 파괴 직전이거나 마이크로홀이 형성된 후에야 일어난다. 비교적 높은 투과성을 갖는 재료에서, 신호는 잔류벽 두께가 아주 높을 때에도 생성될 수 있다. 이 경우, 신호에 대한 임계치는 원하는 잔류벽 두께와 관련된 종래의 시험에 의해 알 수 있다.
상술한 방법에서, 얻어진 신호는 직접 레이저에 대한 비활성 기준 역할을 하는 것으로 가정할 수 있다.
유럽 특허 EP　0　827　802　B1 에서 알려진 방법은 얻어진 센서신호가 상향 적분되고, 그에 따라 얻어진 적분치가 비활성 기준으로서 원하는 잔류벽두께와 상관되는 목표값과 비교된다. 그러나 이 경우, 테어라인은 테러라인을 형성하는 블라인드 홀(blind hole)을 순차적으로 완료하여 생성된다. 적분값을 형성하는 것은 특히 블라인드 홀 형성시 발생하는 연소 잔류물 및 기화 가스를 고려한 비활성 기준을 만들 수 있게 한다.
독일 특허번호 DE 10 2007 024 510 B3 호는 평면 공작물상의 재료 제거에 의해 테어라인을 생성하고, 여기에서 레이저 빔은 테어라인의 소정 윤곽을 따라 도파되는 방법을 개시한다. 이 경우, 제거 위치마다 재료가 제거되어 각 경우에 소정 잔류벽 두께가 생성된다. 고정밀(high-precision) 잔류벽 두께를 이루기 위해, 기준 측정값이 센서를 이용하여 기준 공작물의 측정 또는 시험 가공을 통해 그 안에서 얻어지고, 각 가공 위치에 저장 및 지정된다.
본 발명의 목적은 평면 공작물에서 레이저를 사용하여 테어라인을 생성하는 방법을 개선하는 것으로, 여기에서 투과된 레이저 방사선이 센서 어레이에 의해 테어라인의 윤곽을 따라 제거 위치에서 검출된다.
삭제
이 목적은 평면 공작물에 제료 제거에 의해 테어라인을 생성하는 방법에 의해 달성된다. 명확한 설명을 위해, 평면 공작물은 가시면(visible side)과 가시면의 뒷면(reverse side)을 갖는다. 이 용어는 에어백 커버와 같은 공작물에서 보통사용되는 것이다. 이 방법을 수행하기 위해, 펄스 레이저 빔이 레이저 발생기에 의해 생성되고, 그 빔은 펄스 진폭 및 펄스 길이에 의해 결정된 레이저 펄스 에너지를 갖는다. 레이저 펄스는 각각 순차적으로 다수 회수 반복되는 가공 사이클로, 각 경우에서 뒷면으로부터 각 제거 위치에서 테어라인에 대한 소정 윤곽을 따라 입력된다. 재료 제거는 각 제거 위치에 대해 각 경우에서 0이 될 수도 있는 소정 잔류벽 두께까지 실시된다. 이 경우, 각 소정 잔류벽 두께에 대한 비활성 기준이 도달되면, 레이저 펄스의 입력은 제거 위치에 대해 공간분해 형식으로 종료된다. 각 가공 사이클마다, 제거 위치를 경유한 측정신호에 의해 측정 신호곡선이 생성되고, 측정신호 각각은 제거 위치별 센서 어레이중 적어도 하나의 센서를 사용하여 레이저 펄스 중 투과된 펄스 진폭 일부를 검출하여 생성된다. 임의의 제거 위치에서 투과된 펄스 진폭의 일부가 센서들의 민감도 범위의 하한 임계치보다 작거나, 또는 펄스 진폭이 투과되지 않은 경우, 각 제거 위치에서 측정 신호가 생성되지 않는다.
본 발명에서 기준 신호곡선을 생성 및 저장하는 방법 단계가 가공 사이클에 일시적으로 선행하는 것은 필수다. 기준 신호곡선은, 공작물이 이 방법 단계에서 레이저 생성기와 센서 어레이 사이에 위치하지 않은 채, 펄스 진폭이 제거 위치를 경유하게 하는 기준 신호들에 의해 형성된다. 가공 사이클뿐만 아니라 일시적으로 선행하는 방법 단계에서, 레이저 펄스의 펄스 진폭은 일정하게 유지된다. 각 제거 위치에 대한 공간 분해 비활성화 기준으로서, 각 경우에 기준신호의 소정 백분율 또는 측정신호의 기준 신호로부터의 소정 절대 거리가 달성되어야 한다.
특히 레이저 펄스의 에너지가 너무 낮아 재료 제거가 이루어지지 않도록, 레이저 펄스는 후속 사이클보다도 제1가공 사이클 동안에 더 짧은 펄스 길이를 갖는 것이 좋다. 이는 이미 활성 기준이 도달된 잔류 위치에서 아직 존재하는 잔류 재료가 더 감소되거나 전체적으로 제거되지 못하게 한다.
기준 신호와 동일한 측정 신호가 일부 제거 위치에서 제1가공 사이클 동안 이미 생성되었다면, 그 제거 위치에는 후속 가공 사이클에서 더 이상 레이저 펄스가 입력되지 않을 것이다.
각 기준 신호의 소정 백분율보다 큰 측정 신호가 일부 제거 위치에서 제1가공 사이클동안 이미 생성되었거나 또는 측정 신호의 기준 신호로부터의 거리가 소정 거리보다 작다면 , 그 제거 위치에는 후속 가공 사이클에서 더 이상 레이저 펄스가 입력되지 않을 것이다.
각 기준 신호의 소정 백분율보다 작거나 또는 기준 신호로부터의 거리가 소정 거리보다 작은 측정신호가 일부 제거 위치에서 가공 사이클중 하나 동안 생성되고, 그 하나의 가공 사이클에서 아직 측정 신호가 생성되지 않은 제거 위치에서 입력된 것들보다 짧은 펄스 길이를 갖는 레이저 펄스들이 후속 가공 사이클에서 그 제거 위치로 입력되는 것이 좋다.
유리하게도 , 이 일시적으로 선행하는 방법 단계는 테어라인에 대해 동일한 윤곽을 갖는 동일한 형태의 가공 공작물에 대해 한번만 실시되고, 그런 다음 동일한 형태의 추가적인 공작물에서의 테어라인 생성에 사용되는 것이 좋다.
본 발명의 목적은 가시면과 가시면과 반대인 뒷면을 포함하는 평면 공작물상의 재료 제거에 의해 테어라인을 생성하는 방법에 의해 달성된다.
삭제
도 1은 본 방법을 실행하는 장치를 도시한 것이다.
도 2는 센서 어레이 상부에 공작물이 없는 동안 제거 위치를 경유한 기준 신호들에 의해 형성된 기준 신호곡선을 도시한 것이다.
도 3은 센서 어레이 상부에 가공되지 않은 공작물이 존재하는 동안 제거 위치를 경유한 측정신호들에 의해 형성된 제1측정 신호곡선을 도시한 것이다.
도 4는 n차 가공사이클에서 공작물이 가공되고 있는 동안 제거위치를 경유한 측정신호들에 의해 형성된 n차 측정 신호곡선을 도시한 것이다.
본 발명은 예시적인 실시예와 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략도를 도시한 것이다.
장치는 펄스 진폭을 갖는 레이저 펄스들(1.1)(펄스 레이저 빔)을 방출하는 레이저 생성기(1), 작업 영역(A) 내 레이저 펄스들(1.1)을 제거 위치들(a1, ..., an)로 도파하는 레이저 스캐너(2), 및 센서들(31, ..., 3m)이 작업영역(A) 하부에 행렬형태로 배열되고, 각각은 센서들(31, ..., 3m )중 적어도 하나에 대해 충분히 큰 개구각을 가져서 작업영역(A) 내 임의의 제거 위치(a1, ..., an) 상에 쏘아진 레이저 펄스(1.1)의 펄스 진폭 또는 그 일부를 검출하는 센서 어레이(3)를 포함한다. 센서들(3)의 특정 설계와 배열은, 이 장치가 특정 테어라인 윤곽에 대해 구성될 필요없이 사용될 수 있도록, 일부 투과된 펄스 진폭이 작업영역(A) 내 임의의 포인트, 그래서 임의의 제거위치(a1, ..., an)로부터 검출되게 한다. 본 발명에 따른 기준신호곡선 f(Ra)을 기록하기 위해, 장치는 레이저 펄스(1.1)가 테어라인의 소정 윤곽을 따라 제거 위치( a1, ..., an)에 쏘아지도록 레이저 스캐너(2)가 제거되면서 공작물(4)에 삽입되지 않고 동작한다.
가공을 위해, 뒷면(4.1)과 가시면(4.2)을 갖는 평면 공작물(4)은, 그 뒷면(4.1)이 작업영역(A)와 일치하고, 가시면(4.2)이 센서 어레이(3)와 대면하도록 장치 내에 배열된다.
첨단기술로서, 평면 공작물(4)에 테어라인을 생성하기 위한 재료 제거는 일반적으로 수 차례, 즉, 몇 개의 가공 사이클 동안 레이저 스캐너(2)를 이용해 평면 공작물(4) 상부에 테어라인에 대한 소정 윤곽을 따라 평면 공작물(4)의 뒷면(4.1)으로 레이저 펄스(1.1)를 향하게 하여 실시된다. 이 경우, 각 제거 위치(a1, ..., an)에 쏘아진 레이저 펄스(1.1)는 각 제거 위치(a1, ..., an)에서 평면 공작물(4)의 재료 절제를 유도하는 에너지가 입력되게 한다.
스캐닝 운동은, 0이 될 수도 있는, 원하는 잔류벽 두께가 모든 제거 위치(a1, ..., an)에서 달성될 때까지 수차례 반복된다. 레이저 펄스(1.1)를 발생하는 레이저 발생기(1)는 원하는 잔류벽 두께가 달성될 때까지만, 즉, 스캐닝 운동하는 동안 레이저 빔의 공간 분해 비활성이 일어날 때까지만 레이저 펄스(1.1)가 제거 위치(a1, ..., an)로 쏘아지도록 제어된다. 비활성 기준은 각 제거 위치(a1, ..., an)에서 투과한 레이저 펄스(1.1)의 일부 펄스 진폭에 대한 함수로 생성된다. 이 목적을 위해, 센서 어레이(3)는 레이저 빔의 동작과 반대인 평면 공작물(4)의 가시면(4.2)상에 배열된다. 이는 어느 정도 종래기술에서 알려진 방법이다.
본 발명에 따른 방법은 각기 원하는 잔류벽 두께와 상관되는 비활성화 기준을 얻는다는 점에서 신규하다. 본 발명에 따른 비활성 기준을 얻으면, 잔류벽 두께의 허용오차가 더 좁아지고, 윤곽을 따라 제거 위치 (a1, ..., an)를 경유하여 공간적으로 분해되어 테어라인의 재생가능한 찢김 거동(tearing behaviour )이 유발된다.
공간분해 기준신호곡선 f(Ra) 과 측정신호곡선 (f1(Ma), ..., fn(Ma))의 비교로 얻어진 비활성 기준에 의해, 센서들(3)의 배열을 테어라인의 윤곽에 맞출 필요는 없다. 이는 고정된 센서 어레이(3)를 포함하는 장치를 이용하여 다른 윤곽들을 갖는 공작물들(4) 또는 작업영역 (A) 내에서 상대적으로 다른 곳에 위치한 동일한 윤곽들을 갖는 공작물들(4)을 생성할 수 있다.
이 목적을 위해, 본 발명은 다음과 같이 변경된다:
기준신호곡선 f(Ra)이, 예를 들어, 제거 위치들(a1, ..., an)을 경유해 펄스 진폭들로 이뤄진 전압 형태로, 기준 신호들(Ra)로부터 형성되어 저장되는 방법 단계는 각 레이저 펄스(1.1a) 별로, 일반적으로 제거 위치들(a1, ..., an) 중 한 곳에서 재료 제거가 일어나는 상술한 가공 사이클들을 일시적으로 선행한다. 이 목적을 위해, 레이저 빔은 제거 위치(a1, ..., an) 당 하나의 레이저 펄스(1.1)를 방출하면서 테어라인의 윤곽을 따라 도파된다. 그러나 공작물(4)은 센서 어레이(3) 상부의 작업 영역(A) 내에 없다. 센서들(31, ..., 3m)의 민감도는 레이저 펄스들(1.1)의 펄스 진폭이 센서들(31, ..., 3m)의 동적 범위내 에 있도록 , 예를 들어, 감쇠기들을 사용하여 조절된다. 센서들(31, ..., 3m)에 대해 제거 위치들(a1,..., an) 중 어느 하나의 위치에 따라, 센서들(31, ..., 3m) 중 하나 또는 다수 개가 레이저 펄스(1.1)의 펄스 진폭 또는 그 일부를 검출하고, 그로부터 기준 신호(Ra)가 형성된다.
간단하게 하기 위해, 센서들(31, ..., 3m)중 단 하나가 펄스 진폭 또는 그 일부를 검출하고 단일 기준 신호 또는 측정신호 (Ra 또는 Ma) 각각이 그들로부터 도출되는지, 또는 센서들(31, ..., 3m)중 몇 개가 각각 일부 펄스 진폭을 검출하고, 예를 들어, 덧셈, OR 링크 또는 평균에 의해 전체 기준 신호 또는 전체 측정신호를 형성하는 몇 개의 개별 기준 신호 또는 측정신호 (Ra 또는 Ma) 각각이 그들로부터 도출되는지의 여부와 관계없이, 이후부터 기준신호 또는 측정신호 (Ra 또는 Ma)가 각각 참조된다.
센서들(31, ..., 3m)은 보통 테어라인의 윤곽과 관련하여 배열된다. 그러나 본 발명에 따른 방법의 수행과 관련하여, 작업영역 (A) 내에 위치한 각기 다른 테어라인들의 윤곽들이 센서 어레이(3)의 동일한 구성에 의해 생성될 수 있도록, 센서들(31, ..., 3m)은 상부에 레이저 빔이 도파될 수 있는 작업 영역(A)를 커버하면서 행렬형태로 배열되는 것이 좋다.
레이저 스캐너(2)가 레이저 빔 도파에 사용된다면, 레이저 빔의 충돌각(impingement angle)은 작업영역(A) 내 현재의 제거 위치(a1,..., an)에 따라 중심의 0° 부터 가장자리의 20°까지 변한다. 이로써 작업영역(A) 내 테어라인의 각 윤곽의 경우, 제거위치들에 대한 개별 방사방향과, 센서들(31, ..., 3m)의 경우, 가장 가까운 센서 중심들로부터의 제거 위치들(a1,..., an)의 개별 거리가 결정된다. 신호 검출의 경우, 센서들(31, ..., 3m)의 각 개구각에 따라, 그리고 센서들(31, ..., 3m)간의 거리에 따라, 기준신호(Ra)는 각 제거 위치(a1,..., an)에 대해 센서들(31, ..., 3m)로부터 각 제거 위치(a1,..., an)의 거리 및 레이저 빔의 충돌각에 따라 달라질 것이다. 왜냐하면, 센서의 민감도는 센서 중심으로부터의 거리가 증가할수록 감소하기 때문이다.
기준신호(Ra)는 개별 제거위치들(a1, ..., an)에 지정된 신호들로 저장된다.
가공 사이클에 선행하는 이 방법 단계는 테어라인에 대한 다른 윤곽들을 갖는 공작물들(4)을 가공하기 위해 반복되어야 한다. 센서 어레이(3)의 센서들(31, ..., 3m)에 대해 동일한 상대적인 위치를 갖는 동일한 테어라인 윤곽을 갖는 공작물들(4)을 가공하는 경우, 저장된 기준신호곡선(f(Ra))이 사용될 수 있다.
각 후속 가공 사이클에서, 각 측정신호곡선(f1(Ma), ..., fn(Ma))이 형성되어 기준신호곡선(f(Ra))과 비교된다. 측정곡선들(Ma)은 각각 레이저 펄스(1.1)의 일부 투과된 펄스 진폭에 의해 발생하고, 예를 들어, 제거 위치들(a1, ..., an)에 할당된 전압의 형태로 검출 및 저장된다.
레이저 펄스(1.1)는 선행 방법단계 및 가공 사이클에서 변하지 않는 동일한 펄스 진폭을 갖는다. 재료 제거 발생 여부 및, 제거되는 경우, 어느 제거 위치(a1, ..., an)에서 레이저 펄스(1.1)당 얼마나 많은 재료가 제거되는지는 펄스 길이를 통해 제어된다. 평면 공작물(4)의 특성에 의해 측정신호(Ma)가 이미 제1가공 사이클에서 생성된 것으로 예상되고, 그 레벨이 정확하게 또는 근사적으로 기준신호(Ra)에 대응된다면, 레이저 펄스(1.1)의 펄스 길이는 후속 가공사이클보다 이 제1가공 사이클에서 더 짧도록 선택되어 아직 재료 제거가 일어나지 않은 정도까지 에너지 입력을 감소하는 것이 좋다.
그러한 공작물(4)은 관통구조의 조직 또는 직물일 수 있고, 따라서 레이저 펄스(1.1)는 이전의 재료 제거 없이도 제거위치들(a1, ..., an)중 몇몇 곳에서 방해받지 않고 공작물(4)을 통과할 수 있다. 이 방법은 일반적으로 측정 신호들(Ma)이 모든 제거 위치들(a1, ..., an)에서 또는 제어위치들(a1, ..., an) 중 몇몇 곳에서 제1가공 사이클 중 검출되었는지, 또는 제거위치들(a1, ..., an)중 어느 곳에서도 검출되지 않았는지와 관계없이 임의의 공작물(4)에 적용가능하다. 결정적인 것은 개별 제거 위치들(a1, ..., an)에 사용된 비활성 기준이 각 경우에 기준신호(Ra)의 소정 백분율 또는 기준 신호(Ra)로부터의 절대 거리이고, 가공은, 측정 신호(Ma)가 각 제거위치들(a1, ..., an)에 대해 처음으로 소정 비활성 기준 이상으로 형성된 경우, 각 개별위치(a1, ..., an)에서 종료된다는 것이다. 비활성기준으로 선택된 기준신호(Ra)의 백분율 또는 기준신호(Ra)로부터의 거리가 얼마나 큰지는 공작물(4)의 재료 특성에 좌우된다.
도 2 내지 4는 기준신호 곡선(f(Ra)) 및 제1 및 n차 측정신호곡선(f1(Ma), fn(Ma))을 도시한 것이다. 이 경우, 투명한 공작물이 가공되었고, 따라서 테어라인의 윤곽을 통한 모든 제거 위치들(a1, ..., an)에서 어떠한 재료 제거도 도입되지 않은 채, 각 방출 레이저 펄스(1.1)의 일부 펄스 진폭이 투과된다.
도 2는 각각이 제거 위치들(a1, ..., an)중 하나에 할당된 개별 기준신호들(Ra)로부터 얻어진 기준신호곡선(f(Ra))을 보인 것이다. 기준신호들(Ra)은 이론적인 목표값 Rsoll로부터 약간 이탈되었다.
도 3는 제1가공 사이클 동안 각각이 제거 위치들(a1, ..., an)중 하나에 할당된 개별 측정신호들(Ma)로부터 얻어진 제1측정신호곡선(f1(Ma))을 보인 것이다. 측정신호들 (Ma)은 개별 기준신호들(Ra)로부터 약간 이탈되었거나 제거위치들(a1, ..., an) 중 일부에서 기준신호(Ra)에 대응한다. 후자의 경우, 레이저 펄스(1.1)는 추가적인 가공 사이클에서 이 제거위치들(a1, ..., an)중 어느 곳에도 도파되지 않는다.
도 4는 추가적인 n차 측정신호곡선(fn(Ma))을 보여준다. n차 측정신호곡선 (fn(Ma))는 가시적으로 기준신호곡선(f(Ra))에 접근한다.
예로서, 가공은 제거위치들(a1, ..., an)중 각기 다른 곳, 예를 들어, 테어라인 윤곽을 나타내는 270개 제거위치들(a1, ..., an)(n=270) 전체 중 3곳, 즉, a17, a113 및 a241에서 설명될 것이다.
제거위치 a17에서, 제1가공 사이클동안 측정신호(M17)는 여전히 기준신호(R17)로부터 멀리 떨어져 있는 반면, n차 가공사이클에서 그 거리는 미미하고, 가공은 이 제거위치(a17)에서 종료되었다. 상황은, 가공이 조기 종료된 제거위치(a113)에서와 유사하다.
제거위치(a1, ..., an)에서, 기준신호(R241)에 해당하거나 또는 비활성 기준을 만족하는 측정신호(M241)는 이미 제1가공사이클에서 생성되었고, 따라서 아무런 제거가 일어나지 않으며, 이는 재료 제거시 레이저 펄스(1.1)에 의한 에너지 입력이 임계치 이하인 제1가공사이클 동안 그러한 짧은 펄스 길이로 작업하는 동안 발생가능하다.
투명 평판 공작물(4)은, 예를 들어, 조직일 수 있고, 여기서 단순히 제거위치(a1, ..., an)는 직물 실, 직물 실의 교차점, 또는 직물 실의 테두리를 갖는 구멍에 위치하고, 이는 다른 크기의 펄스 진폭이 투과되는 제거위치들(a1, ..., an)의 세 그룹이 있음을 의미한다. 그러한 공작물(4)은 또한 투명도가 다른 제거위치들(a1, ..., an)이 조직에서와 동일한 방식의 결과를 가져오는 직물일 수 있다.
1 레이저 생성기
1.1 레이저 펄스
2 레이저 스캐너
3 센서 어레이
31, ..., 3m 센서
4 공작물
4.1 뒷면
4.2 가시면
A 작업 영역
a1, ..., an 제거 위치
f(Ra) 기준신호곡선
f1(Ma) 제1측정신호곡선
fn(Ma) n차측정신호곡선
Ma 측정신호
Ra 기준신호
Rsoll 목표값

Claims (8)

  1. 가시면(4.2) 및 상기 가시면(4.2)의 반대인 뒷면(4.1)을 갖는 평면 공작물(4)상의 재료 제거에 의해 테어라인을 생성하는 방법이고, 레이저 생성기(1)가 펄스 진폭 및 펄스 길이에 의해 결정된 에너지의 레이저 펄스(1.1)를 갖는 펄스 레이저 빔을 생성하고, 상기 레이저 펄스(1.1)는 상기 뒷면(4.1)으로부터 각 제거 위치(a1, ..., an)에서 상기 테어라인에 대한 소정 윤곽을 따라 수회 반복된 가공 사이클 동안 순차적으로 도파되며, 상기 재료 제거는 각 제거 위치(a1, ..., an)에서 0일 수도 있는 상기 소정 잔류벽 두께에 대해 수행되며, 상기 소정 잔류벽 두께와 상관되는 비활성 기준에 도달하면, 상기 레이저 펄스(1.1)의 입력은 각 제거 위치(a1, ..., an)에 대해 공간 분해 방식으로 중단되며, 각 가공 사이클마다 상기 제거 위치들(a1, ..., an)을 경유한 측정신호들(Ma)에 의해 측정신호곡선이 생성되고, 상기 측정신호들(Ma) 각각은 각 제어위치(a1, ..., an)에 대해 센서 어레이(3)의 적어도 하나의 센서(31, ..., 3m)를 사용하여 상기 레이저 펄스들(1.1) 중 하나의 일부 투과된 펄스 진폭의 검출에 의해 생성되는 테어라인을 생성하는 방법에 있어서,
    기준신호곡선(f(Ra))을 생성 및 저장하는 방법 단계가 일시적으로 상기 가공 사이클에 선행하고, 상기 기준신호곡선(f(Ra))은 평면 공작물(4)이 이 방법 단계에서 상기 레이저 생성기(1) 및 센서 어레이(3) 사이에 배열되지 않은채 상기 펄스 진폭이 상기 제거 위치들(a1, ..., an)을 경유하게 하는 기준 신호들(Ra)에 의해 생성되고, 상기 가공 사이클들뿐만 아니라 상기 일시적으로 선행한 방법 단계에서 상기 레이저 펄스들(1.1)의 펄스 진폭이 일정하게 유지되며, 상기 기준신호의 소정 백분율 또는 상기 측정 신호(1.1)의 상기 기준신호(Ra)로부터의 소정 거리 달성은 각 제거위치(a1, ..., an)에 대해 상기 공간 분해 비활성 기준으로 사용되는 것을 특징으로 하는 테어라인을 생성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레이저 펄스들(1.1)은 상기 가공 사이클 중 제1가공 사이클 동안 상기 가공 사이클 중 후속 가공 사이클들 동안보다 더 짧은 펄스 길이를 갖고, 따라서 상기 레이저 펄스들(1.1)의 에너지는 매우 낮아 아무런 재료 재거가 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기준신호(Ra)와 동일한 측정신호(Ma)가 상기 제1가공 사이클에서 상기 제거위치들(a1, ..., an)의 일부에 대해 이미 생성되었다면, 상기 후속 가공 사이클에서 이 제거위치들(a1, ..., an)에서 추가적인 레이저 펄스들(1.1)이 도파되지 않는 것을 특징으로 하는 테어라인을 생성하는 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 각 기준 신호(Ra)의 백분율보다 크거나 그 거리가 상기 기준 신호(Ra)로부터의 소정 거리보다 작은 측정신호(Ra)가 이미 상기 제1가공 사이클 동안 상기 제거 위치들(a1, ..., an) 중 일부에서 이미 생성되고, 추가적인 레이저 펄스들(1.1)은 상기 후속 가공 사이클에서 상기 제거 위치들(a1, ..., an)의 이 일부들로 입력되지 않는 것을 특징으로 하는 테어라인을 생성하는 방법.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 각 기준 신호(Ra)의 백분율보다 작거나 그 거리가 상기 기준 신호(Ra)로부터의 소정 거리보다 작은 측정신호(Ma)가 상기 가공 사이클 중 하나에서 상기 제거 위치들(a1, ..., an) 중 일부에서 생성되고, 이 하나의 가공 사이클에서 아직 측정신호(Ma)가 형성되지 않은 제거위치들(a1, ..., an)로 도입된 레이저 펄스보다 짧은 펄스 길이를 갖는 레이저 펄스들(1.1)이 후속 사이클에서 상기 제거위치들(a1, ..., an) 중 상기 일부에 입력되는 것을 특징으로 하는 테어라인을 생성하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 일시적으로 선행하는 방법 단계는 상기 테어라인과 동일한 윤곽을 갖는 동일한 형태의 가공 공작물(4)에 대해 단 한번만 수행됨을 특징으로 하는 테어라인을 생성하는 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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