KR102348998B1 - 금속모재의 레이저 경화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 경화장치; 상기 레이저 경화장치의 작동을 제어하기 위한 제어부; 상기 제어부와 연결되고, 상기 레이저 경화장치의 작동모드를 설정하기 위한 모드설정부; 상기 제어부와 연결되고, 상기 모드설정부의 수동모드시, 상기 레이저 경화장치를 수동으로 제어하기 위한 컨트롤 박스; 및 상기 제어부와 연결되고, 상기 레이저 경화장치를 제어하기 위한 데이터를 제공하는 데이터 저장부를 포함하는 레이저 경화 시스템에 관한 것으로, 금속 모재의 형상에 따라, 최대한 균일한 온도분포로 레이저 경화를 진행할 수 있다.

Description

금속모재의 레이저 경화 시스템{A SYSTEM FOR LASER HARDENING FOR A SURFACE OF MOTHER METAL}

본 발명은 금속모재의 레이저 경화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 금속 모재의 형상에 대해, 최대한 균일한 온도분포로 레이저 경화를 진행할 수 있는 금속모재의 레이저 경화 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 표면 경화는 재료의 내마모성(wear resistance)을 증가시키고, 또한, 압축잔류응력(residual compressive stress)에 의해 발생하는 피로 강도(fatigue strength)를 증가시키는 데에 사용될 수 있으며, 상기 표면 경화는, 예를 들여, 베어링 표면, 크랭크 샤프트의 저널 표면과 같이 사용 시에, 상당히 마모되는 표면을 경화하는데 유용할 수 있다.

한편, 레이저를 이용하여 열처리를 하는 방법에 의한 표면 경화(이하, "레이저 표면경화"라 함)는, 필요 부분만을 급속도로 가열하였다가 급속히 냉각시키므로 표면의 변형이 전혀 발생하지 않는다는 특징을 갖고 있으며, 공작기계를 이용한 기계가공 후에도 표면 경화 작업을 할 수 있다.

이러한, 레이저 표면경화는, 필요한 부분에 선택적 처리가 가능하다는 점, 복잡한 형상에 대한 대응이 가능하다는 점, 고 파워밀도 및 저에너지 처리가 가능하다는 점, 모재 내부에서 급속한 열전도에 의해 냉각된다는 점, 처리의 자동화가 쉽다는 점 등의 장점이 있다.

하지만, 상기 레이저 표면경화는, 금속 모재의 필요한 부분에 선택적 열처리를 진행, 즉, 국지적 열처리를 하기 때문에, 열처리 특성을 균일하게 위해서는, 동일한 레이저 빔의 출력을 기준으로, 금속 모재의 단위면적당 동일한 온도로 열처리를 진행하는 것이 필요하다.

하지만, 금속 모재의 특성상, 그 형상이 균일하지 않기 때문에, 동일한 레이저 빔의 출력을 기준으로, 금속 모재의 단위면적당 동일한 온도로 열처리를 진행하는 것이 어려우며, 따라서, 금속 모재의 단위면적당 동일한 온도로 열처리를 진행하기 위하여, 금속 모재의 형상에 따라, 레이저 빔을 제어하는 것이 필요한 실정이다.

한국공개특허 10-2021-0013308

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 금속 모재의 형상에 따라, 레이저 빔을 제어할 수 있는 레이저 경화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 레이저 경화장치; 상기 레이저 경화장치의 작동을 제어하기 위한 제어부; 상기 제어부와 연결되고, 상기 레이저 경화장치의 작동모드를 설정하기 위한 모드설정부; 상기 제어부와 연결되고, 상기 모드설정부의 수동모드시, 상기 레이저 경화장치를 수동으로 제어하기 위한 컨트롤 박스; 및 상기 제어부와 연결되고, 상기 레이저 경화장치를 제어하기 위한 데이터를 제공하는 데이터 저장부를 포함하는 레이저 경화 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 모드설정부는 자동모드 또는 수동모드로 설정되고, 상기 모드설정부가 자동모드로 설정된 경우에, 상기 레이저 경화장치는, 상기 데이터 저장부에 저장된 설정 데이터에 따라 자동으로 구동되며, 상기 모드설정부가 수동모드로 설정된 경우에, 상기 레이저 경화장치는, 상기 데이터 저장부에 저장된 설정 데이터에 따라 자동으로 구동되다가, 상기 컨트롤 박스에 의한 입력신호가 감지되는 경우, 상기 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치가 구동되는 것을 특징으로 하는 레이저 경화 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 데이터 저장부는, 각 금속 모재에 대한, 레이저 열처리 온도, 레이저 빔 사이즈, 레이저 빔 출력, 레이저헤드부의 이송경로 및 레이저헤드부의 이송속도의 데이터 정보를 포함하고, 상기 데이터 저장부는, 상기 컨트롤 박스에 의해 입력되는 입력신호 데이터를 저장하며, 상기 입력신호 데이터를 설정 데이터로 저장하는 것을 특징으로 하는 레이저 경화 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 컨트롤 박스는, 레이저 빔 출력 조절부; 및 상기 레이저 빔 출력 조절부와 인접하여 배치되는 레이저 빔 사이즈 조절부를 포함하며, 상기 입력신호 데이터는, 상기 레이저 빔 출력 조절부에 의해 조절되는 레이저 빔 출력에 대한 입력신호 데이터, 또는, 상기 레이저 빔 사이즈 조절부에 의해 조절되는 레이저 빔 사이즈에 대한 입력신호 데이터인 것을 특징으로 하는 레이저 경화 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 컨트롤 박스는, 상기 컨트롤 박스의 제1일정 영역에 위치하는 모드전환부를 더 포함하고, 상기 모드전환부는 수동제어모드 및 자동제어모드로 구분되며, 상기 모드전환부가 자동제어모드로 설정이 되어 있는 경우에는, 상기 레이저 빔 출력 조절부 및 상기 레이저 빔 사이즈 조절부는 작동하지 않게 되며, 상기 모드전환부가 수동제어모드로 설정이 되어 있는 경우에는, 상기 레이저 빔 출력 조절부 및 상기 레이저 빔 사이즈 조절부가 작동하는 것을 특징으로 하는 레이저 경화 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 레이저 경화 시스템의 작동방법에 있어서, 상기 레이저 경화 시스템은, 레이저 경화장치; 상기 레이저 경화장치의 작동을 제어하기 위한 제어부; 상기 제어부와 연결되고, 상기 레이저 경화장치의 작동모드를 설정하기 위한 모드설정부; 상기 제어부와 연결되고, 상기 모드설정부의 수동모드시, 상기 레이저 경화장치를 수동으로 제어하기 위한 컨트롤 박스; 및 상기 제어부와 연결되고, 상기 레이저 경화장치를 제어하기 위한 데이터를 제공하는 데이터 저장부를 포함하고, 상기 레이저 경화 시스템의 작동방법은, 상기 모드설정부에 의해 작동모드를 설정하는 단계; 상기 작동모드가 수동모드인 경우, 상기 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되는 경우는, 상기 입력신호에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 포함하는 레이저 경화 시스템의 작동방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 작동모드가 자동모드인 경우, 제1설정 데이터에 따라 상기 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 더 포함하는 레이저 경화 시스템의 작동방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되지 않는 경우는, 제1설정 데이터에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 더 포함하는 레이저 경화 시스템의 작동방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 입력신호에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계 이후, 상기 입력신호 데이터를 저장하는 단계; 상기 입력신호에 따라 구동된 레이저 경화장치에 의해 경화된 모재의 경화특성을 평가하여, 경화특성이 충족되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 경화된 모재의 경화특성이 충족되는 경우, 상기 입력신호 데이터를 제2설정데이터로 저장하는 단계를 더 포함하는 레이저 경화 시스템의 작동방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 입력신호에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계 이후, 상기 컨트롤 박스로부터 더이상 입력신호가 감지되지 않는 경우는, 다시 제1설정 데이터에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 더 포함하는 레이저 경화 시스템의 작동방법을 제공한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템에서는, 사용자가 상기 컨트롤 박스에 의해 레이저 빔의 출력 또는 레이저 빔의 사이즈를 조절하여, 레이저 빔의 출력 또는 레이저 빔 사이즈에 대한 입력신호를 통해, 레이저 경화장치를 구동함으로써, 금속 모재의 형상에 따라, 최대한 균일한 온도분포로 레이저 경화를 진행할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 입력신호를 통해 경화된 모재의 경화특성이 충족되는 경우, 상기 입력신호 데이터를 설정데이터로 저장하고, 추후, 동일한 모재군에 레이저 경화를 진행함에 있어서, 상기 설정 데이터를 통해 자동으로 레이저 경화를 진행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 금속모재의 레이저 경화 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 작동을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 추가 작동을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4의 (a)는 본 발명에 따른 레이저 경화장치의 레이저 빔의 조사를 설명하기 위한 개략적인 사시도이고, 도 4의 (b)는 본 발명에 따른 레이저 경화장치에 의해 경화된 모재의 경화특성의 평가를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자동모드 및 수동모드에 따른 레이저 경화를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 컨트롤 박스를 도시하는 실사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 레이저 경화장치를 도시하는 실사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 표시부를 도시하는 실사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 레이저발진기를 도시하는 실사진이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 금속모재의 레이저 경화 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 금속모재의 레이저 경화 시스템은, 레이저 경화장치(150); 상기 레이저 경화장치(150)의 작동을 제어하기 위한 제어부(160); 상기 제어부(160)와 연결되고, 상기 레이저 경화장치(150)의 작동모드를 설정하기 위한 모드설정부(100); 상기 제어부(160)와 연결되고, 상기 모드설정부(100)의 수동모드시, 상기 레이저 경화장치를 수동으로 제어하기 위한 컨트롤 박스(110); 및 상기 제어부와 연결되고, 상기 레이저 경화장치를 제어하기 위한 데이터를 제공하는 데이터 저장부(140)를 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 금속모재의 레이저 경화 시스템은, 상기 레이저 경화장치의 작동상태 및 상기 제어부의 제어상태를 디스플레이하기 위한 표시부(130)를 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 레이저 경화장치(150)는, 로봇암부 및 상기 로봇암부의 일측에 위치하는 레이저 헤드부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 본 발명에서 상기 레이저 헤드부는, 최대 출력 6kW의 LDF6000-40(독일/Laserline제)을 사용하였으며, 다만, 본 발명에서 상기 레이저 헤드부의 종류를 제한하는 것은 아니다.

또한, 상기 레이저 헤드부는 상기 로봇암부의 단부에 장착되고, 상기 레이저 헤드부에 내장된 반도체 소자에서 레이저 광을 집광하여 직접 제품 표면에 조사할 수 있다.

한편, 본 발명에서는, 상기 로봇암부에 의한 레이저 헤드부의 이동뿐만 아니라, 상기 레이저 헤드부의 하부에 포지셔너를 배치하여 공작물, 즉, 금속 모재를 자동회전이 가능하며, 공작물이 복잡한 3차원 형상의 경우에도 고속으로 레이저 조사를 하여 처리하는 것을 가능하다.

또한, 상기 레이저 헤드부로부터 발진되는 레이저빔은 3mm×3㎜ 외 복수개의 레이저 포커스 렌즈를 사용하여 제품의 형상에 맞추어 열처리 할 수 있고, 또한, 제품의 변형 및 정밀도, 품질의 안정화를 위해 상기 레이저 포커스 렌즈를 8mm×45㎜까지 가변할 수 있도록 설치하여 1 패스로서 넓은 면적의 조사가 가능할 수 있다.

이러한 레이저 경화장치에 대한 사항은 당업계에서 일반적인 사항에 해당하므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 다만, 본 발명에서 상기 레이저경화장치의 종류를 제한하는 것은 아니다.

또한, 상기 모드설정부(100)는 상기 레이저 경화장치(150)의 작동모드를 설정하기 위한 것으로, 자동모드 또는 수동모드로 설정될 수 있다.

이때, 상기 모드설정부는 후술하는 레이저발진기 측에 위치하여, 상기 모드설정부가 자동모드로 설정된 경우에, 상기 레이저 경화장치는, 상기 데이터 저장부에 저장된 설정 데이터에 따라 자동으로 구동될 수 있다.

예를 들어, 상기 레이저 경화장치는 최대출력 6.0kW의 다이오드 레이저를 포함하는 레이저 헤드부와 6축 다관절로봇을 포함하는 로봇암부로 구성될 수 있으며, 상기 데이터 저장부에 저장된 설정 데이터에 따라, 상기 레이저 경화장치가 자동으로 구동되어, 금속 모재의 표면을 열처리할 수 있다.

또한, 상기 모드설정부가 수동모드로 설정된 경우에, 상기 레이저 경화장치는, 상기 데이터 저장부에 저장된 설정 데이터에 따라 자동으로 구동되다가, 상기 컨트롤 박스에 의한 입력신호가 감지되는 경우, 상기 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치가 구동될 수 있다.

한편, 상기 데이터 저장부는, 상기 레이저 경화장치를 제어하기 위한 데이터를 제공할 수 있으며, 상기 데이터는, 각 금속 모재에 대한, 레이저 열처리 온도, 레이저 빔 사이즈, 레이저 빔 출력, 레이저헤드부의 이송경로, 레이저헤드부의 이송속도 등의 정보를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1금속 모재에 대해 자동으로 레이저 경화를 진행하는 경우, 상기 모드설정부(100)를 자동모드로 설정하고, 제1금속 모재를 레이저 경화하기 위하여, 상기 데이터 저장부에 저장된, 레이저 열처리 온도, 레이저 빔 사이즈, 레이저 빔 출력, 레이저헤드부의 이송경로, 레이저헤드부의 이송속도 등의 정보를, 상기 제어부에 제공하고, 상기 제어부는, 상기 데이터에 따라, 상기 레이저 경화장치를 구동함으로써, 상기 제1금속 모재에 레이저 경화를 자동으로 진행할 수 있다.

또한, 예를 들어, 제2금속 모재에 대해 수동으로 레이저 경화를 진행하는 경우, 상기 모드설정부(100)를 수동모드로 설정하고, 제2금속 모재를 레이저 경화하기 위하여, 상기 데이터 저장부에 저장된, 레이저 열처리 온도, 레이저 빔 사이즈, 레이저 빔 출력, 레이저헤드부의 이송경로, 레이저헤드부의 이송속도 등의 정보를, 상기 제어부에 제공하고, 상기 제어부는, 상기 데이터에 따라, 상기 레이저 경화장치를 구동함으로써, 상기 제2금속 모재에 레이저 경화를 자동으로 진행할 수 있다.

이때, 상기 제2금속 모재에 자동으로 레이저 경화를 진행하다가, 상기 컨트롤 박스에 의한 입력신호가 감지되는 경우, 상기 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치가 구동될 수 있다.

즉, 본 발명에서 상기 모드설정부에 의해 설정되는 수동모드는, 사용자가 임의적인 컨트롤에 의해 입력신호가 조절될 수 있으므로, 이를 수동모드로 정의하나, 상기 수동모드는 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터에 따라 자동으로 레이저 경화를 진행하다가, 컨트롤 박스에 의한 입력신호가 감지되는 경우, 수동으로 전환되므로, 실질적으로 반자동모드로 정의될 수 있으며, 다만, 본 발명에서, 상기 수동모드 또는 반자동모드의 의미에 제한을 두는 것은 아니다.

한편, 후술할 바와 같이, 상기 컨트롤 박스에 의해 입력되는 입력신호는, 레이저 빔 사이즈 또는 레이저 빔 출력에 대한 입력신호일 수 있으며, 특히, 본 발명에서 상기 입력신호는 레이저 빔 출력에 대한 입력신호에 해당한다.

이에 대해서는 후술하기로 한다.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 데이터 저장부는, 상기 레이저 경화장치를 제어하기 위한 데이터를 상기 제어부에 제공하며, 상기 데이터는, 각 금속 모재에 대한, 레이저 열처리 온도, 레이저 빔 사이즈, 레이저 빔 출력, 레이저헤드부의 이송경로, 레이저헤드부의 이송속도 등의 정보를 포함할 수 있다.

이때, 상술한 바와 같이, 수동모드에 의해 레이저 경화를 진행하는 경우, 상기 컨트롤 박스에 의한 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치가 구동되며, 상기 입력신호는 레이저 빔 사이즈 또는 레이저 빔 출력에 대한 입력신호일 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 컨트롤 박스에 의해 입력되는 입력신호는 사용자의 임의적인 컨트롤에 의해 입력신호가 조절되며, 이때, 상기 데이터 저장부는, 상기 컨트롤 박스에 의해 입력된 입력신호 정보를 저장할 수 있다.

즉, 상기 데이터 저장부는, 각 금속 모재에 대한 레이저 경화를 진행하기 위한 데이터, 즉, 설정 데이터를 저장할 뿐만 아니라, 상기 컨트롤 박스에 의해 입력되는 입력신호 데이터를 저장할 수 있으며, 후술할 바와 같이, 상기 입력신호 데이터를 설정 데이터로 저장할 수 있다.

이에 대해서는 후술하기로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 작동에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 작동을 설명하기 위한 흐름도이다.

상술한 도 1에서와 같이, 본 발명에 따른 금속모재의 레이저 경화 시스템은, 레이저 경화장치(150); 상기 레이저 경화장치(150)의 작동을 제어하기 위한 제어부(160); 상기 제어부(160)와 연결되고, 상기 레이저 경화장치(150)의 작동모드를 설정하기 위한 모드설정부(100); 상기 제어부(160)와 연결되고, 상기 모드설정부(100)의 수동모드시, 상기 레이저 경화장치를 수동으로 제어하기 위한 컨트롤 박스(110); 및 상기 제어부와 연결되고, 상기 레이저 경화장치를 제어하기 위한 데이터를 제공하는 데이터 저장부(140)를 포함한다.

이때, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 작동은, 상기 모드설정부에 의해 모드를 설정하는 단계를 포함한다(S110).

상술한 바와 같이, 상기 모드설정부(100)는 상기 레이저 경화장치(150)의 작동모드를 설정하기 위한 것으로, 자동모드 또는 수동모드로 설정될 수 있다.

이때, 상기 수동모드는, 반자동모드로 정의될 수 있음은 상술한 바와 같다.

또한, 상기 모드설정부는, 레이저발진기 측에 위치할 수 있으며, 상기 모드설정부에 의해 설정된 작동모드에 의해, 상기 레이저 경화장치는 구동될 수 있다.

즉, 상기 모드설정부가 자동모드로 설정된 경우에는, 상기 레이저 경화장치는 자동모드로 작동하게 되며, 따라서, 상술한 컨트롤 박스에 의한 입력신호는 입력되지 않게 된다.

또한, 상기 모드설정부가 수동모드로 설정된 경우에는, 상기 레이저 경화장치는 자동모드로 작동하다가, 상기 컨트롤 박스에 의한 입력신호가 감지되는 경우, 상기 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치가 구동될 수 있다.

다만, 본 발명에서는 상기 모드설정부가 레이저발진기 측에 위치하는 것으로 설명하였으나, 본 발명에서 모드설정부의 위치를 제한하는 것은 아니다.

다음으로, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 작동은, 상기 모드설정부에 의한 작동모드를 판단하는 단계를 포함(S120)하며, 상기 작동모드가 자동모드인 경우, 제1설정 데이터에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 포함한다(S150).

상술한 바와 같이, 상기 제1설정 데이터는, 상기 데이터 저장부에 저장되어 상기 제어부로 제공되며, 상기 제어부는, 상기 제1설정 데이터에 따라, 상기 레이저 경화장치를 구동할 수 있다.

이때, 상기 제1설정 데이터는, 각 금속 모재에 대한, 레이저 열처리 온도, 레이저 빔 사이즈, 레이저 빔 출력, 레이저헤드부의 이송경로, 레이저헤드부의 이송속도 등의 정보를 포함할 수 있으며, 따라서, 상기 데이터 저장부는, 각 금속 모재에 따른 제1설정 데이터를 상기 제어부에 제공할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 작동은, 상기 모드설정부에 의한 작동모드를 판단하는 단계를 포함(S120)하며, 상기 작동모드가 수동모드인 경우, 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다(S130).

또한, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 작동은, 상기 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되지 않는 경우(NO)는, 제1설정 데이터에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 포함한다(S150).

이때, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 작동은, 상기 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되는 경우(YES)는, 상기 입력신호에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 포함한다(S140).

즉, 상술한 바와 같이, 상기 모드설정부가 수동모드로 설정된 경우에, 상기 레이저 경화장치는, 상기 데이터 저장부에 저장된 제1설정 데이터에 따라 자동으로 구동되다가, 상기 컨트롤 박스에 의한 입력신호가 감지되는 경우, 상기 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치가 구동될 수 있다.

이때, 상기 컨트롤 박스에 의해 입력되는 입력신호는, 레이저 빔 사이즈 또는 레이저 빔 출력에 대한 입력신호일 수 있으며, 이러한 입력신호는 상기 제어부로 전달되고, 상기 제어부는 상기 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치를 구동할 수 있다.

예를 들어, 상기 입력신호가 레이저 빔 출력에 대한 입력신호인 경우, 상기 레이저 경화장치는 상기 제1설정 데이터, 즉, 각 금속 모재에 대한, 레이저 열처리 온도, 레이저 빔 사이즈, 레이저 빔 출력, 레이저헤드부의 이송경로, 레이저헤드부의 이송속도 등의 정보에 의해 구동되다가, 상기 레이저 빔 출력의 경우, 상기 입력신호에 따라 조절되어, 상기 레이저 경화장치의 레이저 빔의 출력이 조절되어, 상기 레이저 빔 출력 데이터에 따라, 상기 레이저 경화장치에 의한 레이저 경화를 진행할 수 있다.

이 경우, 상기 레이저 빔의 출력에 대한 데이터를 제외한 나머지 데이터, 즉, 각 금속 모재에 대한, 레이저 열처리 온도, 레이저 빔 사이즈, 레이저헤드부의 이송경로, 레이저헤드부의 이송속도 등의 정보의 데이터는 그대로 유지되면서, 상기 레이저 경화장치에 의한 레이저 경화를 진행할 수 있다.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 작동은, 상기 컨트롤 박스로부터 더이상 입력신호가 감지되지 않는 경우는, 제1설정 데이터에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 더 포함한다.

즉, 본 발명에서는, 상술한 S140 단계에 의해, 상기 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되는 경우(YES)는, 상기 입력신호에 따라 레이저 경화장치를 구동하게 되며, 이후, 상기 컨트롤 박스로부터 더이상 입력신호가 감지되지 않는 경우는, 다시 제1설정 데이터에 따라 레이저 경화장치를 구동할 수 있다.

이에 대해서는 후술하는 컨트롤 박스의 구성을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.

이와 같은 방법에 의해, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템이 작동할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 추가 작동에 대해 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 추가 작동을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 작동은, 상기 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되는 경우(YES)는, 상기 입력신호에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 포함한다(S140).

다음으로, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 추가 작동은, 상기 입력신호 데이터를 저장하는 단계를 포함한다(S141).

즉, 상술한 바와 같이, 상기 컨트롤 박스에 의해 입력되는 입력신호는, 레이저 빔 사이즈 또는 레이저 빔 출력에 대한 입력신호일 수 있으며, 이러한 입력신호는 상기 제어부로 전달되고, 상기 제어부는 상기 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치를 구동할 수 있다.

이때, 상기 입력신호에 대한 데이터는, 상술한 데이터 저장부(도 1의 140)에 저장될 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 추가 작동은, 상기 입력신호에 따라 구동된 레이저 경화장치에 의해 경화된 모재의 경화특성을 평가하여, 경화특성이 충족되는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다(S142).

도 4의 (a)는 본 발명에 따른 레이저 경화장치의 레이저 빔의 조사를 설명하기 위한 개략적인 사시도이고, 도 4의 (b)는 본 발명에 따른 레이저 경화장치에 의해 경화된 모재의 경화특성의 평가를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.

도 4의 (a) 및 도 4의 (b)를 참조하면, 모재(M) 표면을 따라, 레이저 빔(BEAM) 조사면(H)이 형성될 수 있으며, 경화특성의 평가는 상기 조사면(H)과 수직한 방향으로 측정할 수 있다.

이때, 상기 경화특성은, 경화깊이(15㎛ 이상), 경화층의 경도(Hv600 이상), 경화층의 단면조직(마르텐사이트층 분포) 등을 통해 평가할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 경화특성의 요소 및 기준을 제한하는 것은 아니다.

한편, 본 발명에 따른 모재는 하기 표 1과 같을 수 있다.

[표 1]

표 1의 본 발명에 따른 모재는, FC300 및 FCD600의 주철일 수 있으며, FC300은 편상흑연주철이고, FCD600은 펄라이트형 구상흑연주철에 해당한다.

즉, FC300 소재는 흑연이 편상화 되어 있으며, 기지조직은 펄라이트형인 편상흑연주철이고, FCD600은 구상흑연과 기지조직이 펄라이트인 조직분포를 나타내고 있다.

다만, 상기 모재의 종류는 일예에 해당할 뿐, 본 발명에서 모재의 종류를 제한하는 것은 아니다.

계속해서, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 추가 작동은, 상기 경화된 모재의 경화특성이 충족되는 경우(YES), 상기 입력신호 데이터를 제2설정데이터로 저장하는 단계를 포함한다(S143).

즉, 본 발명에서는, 상기 모드설정부가 수동모드로 설정된 경우에, 상기 레이저 경화장치는, 상기 데이터 저장부에 저장된 제1설정 데이터에 따라 자동으로 구동되다가, 상기 컨트롤 박스에 의한 입력신호가 감지되는 경우, 상기 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치가 구동될 수 있다.

이때, 상기 컨트롤 박스에 의해 입력되는 입력신호는, 레이저 빔 사이즈 또는 레이저 빔 출력에 대한 입력신호일 수 있으며, 이러한 입력신호는 상기 제어부로 전달되고, 상기 제어부는 상기 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치를 구동할 수 있다.

이러한 레이저 경화 시스템의 수동모드 작동에 의하여 경화된 모재의 경화특성이 충족되는 경우는, 상기 컨트롤 박스에 의해 입력되는 입력신호 데이터가 유효함을 의미하고, 따라서, 본 발명에서는, 상기 입력신호 데이터를 제2설정데이터로 저장함으로써, 추후, 동일한 모재군에 레이저 경화를 진행함에 있어서, 상기 제2설절데이터를 통해 자동으로 레이저 경화를 진행할 수 있다.

이때, 상기 컨트롤 박스에 의해 입력되는 입력신호는 사용자의 임의적인 컨트롤에 의해 입력신호가 조절되며, S140 단계에 따라, 상기 데이터 저장부는, 상기 컨트롤 박스에 의해 입력된 입력신호 데이터를 저장할 수 있다.

또한, 상기 데이터 저장부는, 상기 입력신호 데이터를 설정 데이터, 제2설정 데이터로 저장함으로써, 추후, 동일한 모재군에 레이저 경화를 진행함에 있어서, 상기 제2설정 데이터를 통해 자동으로 레이저 경화를 진행할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 수동모드의 의미에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 자동모드 및 수동모드에 따른 레이저 경화를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

먼저, 도 5의 (a)도에서와 같이, 모재의 폭 및 형상이 균일한 제1모재군(M1)이 있다고 가정시, 모재의 폭 및 형상이 균일한 제1모재군(M1)의 경우, 상기 제1모재군(M1)을 레이저 경화하기 위한 조건이 단순할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1모재군(M1)은 제1일정 온도로 균일하게 레이저 경화가 진행되어야 하는데, 상기 제1모재군(M1)의 경우, 모재의 폭 및 형상이 균일하기 때문에, 동일한 레이저 경화 조건을 통해, 상기 제1모재군(M1)에 레이저 경화를 진행할 수 있다.

따라서, 상기 제1모재군(M1)을 레이저 경화하기 위한 설정 데이터는 쉽게 도출해 낼 수 있으며, 이러한 설정 데이터를 통해, 상기 제1모재군(M1)을 레이저 경화할 수 있다.

다음으로, 도 5의 (b)도에서와 같이, 모재의 일정 영역에 홀을 포함하는 제2모재군(M2)이 있다고 가정시, 상기 홀을 포함하는 제2모재군(M2)의 경우, 상기 홀의 영역에서 불균일한 경화가 일어날 수 있다.

예를 들어, 상기 제2모재군(M2)은 제2일정 온도로 균일하게 레이저 경화가 진행되어야 하는데, 상기 제2모재군(M2)의 경우, 홀을 포함하고 있기 때문에, 홀 인접영역(b1)과 홀의 경계영역(b2)의 온도가 균일하지 않게 된다.

즉, 상기 홀의 경계영역(b2)에서는, 상기 홀에 조사된 레이저 빔의 영향에 의해, 상기 홀 인접영역(b1)보다 레이저 빔의 조사에 따른 온도가 더 높아지게 된다.

이러한 이유로, 상기 제2모재군(M2)은 전체적으로 불균일한 경화가 일어나게 되며, 본 발명에서는, 상기 홀을 포함하는 영역에 레이저 경화를 진행하는 경우, 사용자는 상기 컨트롤 박스에 의해 레이저 빔의 출력을 조절하여, 레이저 빔 출력에 대한 입력신호를 통해, 레이저 경화장치를 구동함으로써, 상기 제2모재군(M2)에 최대한 균일한 온도분포로 레이저 경화를 진행할 수 있다.

이때, 이러한 레이저 빔의 출력의 조절은 사용자의 숙련도에 따라 조절될 수 있으며, 상술한 도 3에서와 같이, 상기 경화된 모재의 경화특성이 충족되는 경우(YES), 상기 입력신호 데이터를 설정데이터로 저장하고, 추후, 동일한 제2모재군(M2)에 레이저 경화를 진행함에 있어서, 상기 설정 데이터를 통해 자동으로 레이저 경화를 진행할 수 있다.

다음으로, 도 5의 (c)도에서와 같이, 모재의 일정 영역에 홈을 포함하여 폭이 감소하는 제3모재군(M3)이 있다고 가정시, 상기 홈을 포함하는 제3모재군(M3)의 경우, 상기 홈의 영역에서 불균일한 경화가 일어날 수 있다.

예를 들어, 상기 제3모재군(M3)은 제3일정 온도로 균일하게 레이저 경화가 진행되어야 하는데, 상기 제3모재군(M3)의 경우, 홈을 포함하고 있기 때문에, 홈 인접영역(c1)과 홈의 경계영역(c2)의 온도가 균일하지 않게 된다.

즉, 상기 홈의 경계영역(c2)에서는, 상기 홈에 조사된 레이저 빔의 영향에 의해, 상기 홈 인접영역(c1)보다 레이저 빔의 조사에 따른 온도가 더 높아지게 된다.

이러한 이유로, 상기 제3모재군(M3)은 전체적으로 불균일한 경화가 일어나게 되며, 본 발명에서는, 상기 홈을 포함하는 영역에 레이저 경화를 진행하는 경우, 사용자는 상기 컨트롤 박스에 의해 레이저 빔의 사이즈를 조절하여, 레이저 빔 사이즈에 대한 입력신호를 통해, 레이저 경화장치를 구동함으로써, 상기 제3모재군(M3)에 최대한 균일한 온도분포로 레이저 경화를 진행할 수 있다.

이때, 이러한 레이저 빔의 사이즈의 조절은 사용자의 숙련도에 따라 조절될 수 있으며, 상술한 도 3에서와 같이, 상기 경화된 모재의 경화특성이 충족되는 경우(YES), 상기 입력신호 데이터를 설정데이터로 저장하고, 추후, 동일한 제3모재군(M3)에 레이저 경화를 진행함에 있어서, 상기 설정 데이터를 통해 자동으로 레이저 경화를 진행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 레이저 경화는, 금속 모재의 필요한 부분에 선택적 열처리를 진행, 즉, 국지적 열처리를 하기 때문에, 열처리 특성을 균일하게 위해서는, 동일한 레이저 빔의 출력을 기준으로, 금속 모재의 단위면적당 동일한 온도로 열처리를 진행하는 것이 필요하다.

이때, 금속 모재의 특성상, 그 형상이 균일하지 않기 때문에, 동일한 레이저 빔의 출력을 기준으로, 금속 모재의 단위면적당 동일한 온도로 열처리를 진행하는 것이 어려우며, 따라서, 금속 모재의 단위면적당 동일한 온도로 열처리를 진행하기 위하여, 금속 모재의 형상에 따라, 레이저 빔을 제어하는 것이 필요한 실정이다.

하지만, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템에서는, 사용자가 상기 컨트롤 박스에 의해 레이저 빔의 출력 또는 레이저 빔의 사이즈를 조절하여, 레이저 빔의 출력 또는 레이저 빔 사이즈에 대한 입력신호를 통해, 레이저 경화장치를 구동함으로써, 금속 모재의 형상에 따라, 최대한 균일한 온도분포로 레이저 경화를 진행할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 입력신호를 통해 경화된 모재의 경화특성이 충족되는 경우, 상기 입력신호 데이터를 설정데이터로 저장하고, 추후, 동일한 모재군에 레이저 경화를 진행함에 있어서, 상기 설정 데이터를 통해 자동으로 레이저 경화를 진행할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템의 일예를 설명하기로 한다.

상술한 도 1에서와 같이, 본 발명에 따른 레이저 경화 시스템은, 레이저 경화장치(150); 상기 레이저 경화장치(150)의 작동을 제어하기 위한 제어부(160); 상기 제어부(160)와 연결되고, 상기 레이저 경화장치(150)의 작동모드를 설정하기 위한 모드설정부(100); 상기 제어부(160)와 연결되고, 상기 모드설정부(100)의 수동모드시, 상기 레이저 경화장치를 수동으로 제어하기 위한 컨트롤 박스(110); 및 상기 제어부와 연결되고, 상기 레이저 경화장치를 제어하기 위한 데이터를 제공하는 데이터 저장부(140)를 포함한다.

도 6은 본 발명에 따른 컨트롤 박스를 도시하는 실사진이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 컨트롤 박스(110)는, 레이저 빔 출력 조절부(111); 및 상기 레이저 빔 출력 조절부(111)와 인접하여 배치되는 레이저 빔 사이즈 조절부(112)를 포함한다. 다만, 본 발명에서 레이저 빔 출력 조절부(111); 및 상기 레이저 빔 사이즈 조절부(112)의 배치관계를 제한하는 것은 아니다.

이때, 상기 레이저 빔 사이즈 조절부(112)는 스퀘어 타입의 레이저 빔에 있어서, X축(가로축)의 빔사이즈를 조절하기 위한 레이저 빔 X축 사이즈 조절부(112a); 및 Y축(세로축)의 빔사이즈를 조절하기 위한 레이저 빔 Y축 사이즈 조절부(112b)를 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른, 상기 레이저 헤드부로부터 발진되는 레이저빔은 3mm×3㎜ 외 복수개의 레이저 포커스 렌즈를 사용하여 제품의 형상에 맞추어 열처리 할 수 있고, 또한, 제품의 변형 및 정밀도, 품질의 안정화를 위해 상기 레이저 포커스 렌즈를 8mm×45㎜까지 가변할 수 있도록 설치하여 1 패스로서 넓은 면적의 조사가 가능할 수 있다.

즉, 상기 레이저 포커스 렌즈를 8mm×45㎜까지 가변하는 것은, 상기 레이저 빔 X축 사이즈 조절부(112a); 및 상기 레이저 빔 Y축 사이즈 조절부(112b)를 통해 가변할 수 있다.

한편, 도 6에는 상기 레이저 빔 출력 조절부(111); 및 상기 레이저 빔 사이즈 조절부(112)가 조그셔틀 방식에 의해 조절되는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명에서 상기 레이저 빔 출력 조절부(111); 및 상기 레이저 빔 사이즈 조절부(112)의 조절방식을 제한하는 것은 아니다.

또한, 레이저 빔의 출력을 조절하는 원리 및 레이저 빔의 사이즈를 조절하는 원리는 당업계에서 자명한 사항에 해당하므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

계속해서, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 컨트롤 박스(110)는, 상기 컨트롤 박스의 제1일정 영역에 위치하는 모드전환부(113)를 포함한다.

이때, 도면에 도시된 바와 같이 상기 모드전환부(113)는 수동제어모드 및 자동제어모드로 구분될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 모드설정부가 수동모드로 설정된 경우에, 상기 레이저 경화장치는, 상기 데이터 저장부에 저장된 설정 데이터에 따라 자동으로 구동되다가, 상기 컨트롤 박스에 의한 입력신호가 감지되는 경우, 상기 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치가 구동될 수 있다.

이때, 상기 모드전환부가 자동제어모드로 설정이 되어 있는 경우에는, 상기 레이저 경화장치는, 상기 데이터 저장부에 저장된 설정 데이터에 따라 자동으로 구동된다.

또한, 상기 모드전환부가 자동제어모드로 설정이 되어 있는 경우에는, 상기 레이저 빔 출력 조절부(111); 및 상기 레이저 빔 사이즈 조절부(112)는 작동하지 않게 되며, 따라서, 상술한 조그셔틀이 회전되더라도, 레이저 빔 출력 또는 레이저 빔 사이즈는 조절되지 않는다.

이러한 상황에서, 상기 모드전환부가 수동제어모드로 설정하는 경우에는, 상기 레이저 빔 출력 조절부(111); 및 상기 레이저 빔 사이즈 조절부(112)는 작동할 수 있게 되며, 따라서, 상술한 조그셔틀의 회전에 의하여, 레이저 빔 출력 또는 레이저 빔 사이즈를 조절하기 위한 입력신호가 발생할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이, 상술한 S140 단계에 의해, 상기 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되는 경우(YES)는, 상기 입력신호에 따라 레이저 경화장치를 구동하게 되며, 이후, 상기 컨트롤 박스로부터 더이상 입력신호가 감지되지 않는 경우는, 다시 설정 데이터에 따라 레이저 경화장치를 구동할 수 있다.

이때, 상기 컨트롤 박스로부터 더이상 입력신호가 감지되지 않는 경우는, 상기 모드전환부가 수동제어모드에서 다시 자동제어모드로 설정되는 경우에 해당할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 컨트롤 박스는 다음과 같이 작동될 수 있다.

먼저, 상기 모드전환부를 자동제어모드로 설정되어 있는 경우, 상기 레이저 경화장치는, 상기 데이터 저장부에 저장된 설정 데이터에 따라 자동으로 구동되어, 레이저 경화를 진행할 수 있다.

다음으로, 사용자의 필요에 의하여, 예를 들면, 도 5의 (b)도의 홀 영역을 레이저 경화하고자 하는 경우, 또는 도 5의 (c)도의 홈 영역을 레이저 경화하고자 하는 경우, 사용자는 상기 모드전환부를 수동제어모드로 설정하고, 상기 레이저 빔 출력 조절부(111) 또는 상기 레이저 빔 사이즈 조절부(112)를 작동하여, 레이저 빔 출력 또는 레이저 빔 사이즈를 조절하기 위한 입력신호를 발생시켜, 상기 레이저 경화장치를 통해 레이저 경화를 진행할 수 있다.

다음으로, 사용자가 상기 레이저 빔 출력 조절부(111) 또는 상기 레이저 빔 사이즈 조절부(112)의 작동을 완료한 이후에는, 상기 모드전환부를 다시 자동제어모드로 설정하여, 레이저 경화장치는, 상기 데이터 저장부에 저장된 설정 데이터에 따라 자동으로 구동되어, 레이저 경화를 진행할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 모드전환부는, 상기 레이저 빔 출력 조절부(111) 또는 상기 레이저 빔 사이즈 조절부(112)의 불필요한 작동을 방지할 수 있고, 또한, 상기 컨트롤 박스로부터 더이상 입력신호가 감지되지 않는 경우로 전환시킬 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 도 1의 모드설정부(100)는 상기 레이저 경화장치(150)의 작동모드를 설정하기 위한 것으로, 자동모드 또는 수동모드로 설정될 수 있으며, 상기 모드설정부가 자동모드로 설정된 경우에는, 상기 레이저 경화장치는 자동모드로 작동하게 되며, 이 경우, 상기 컨트롤 박스에 의한 입력신호는 입력되지 않게 된다.

또한, 상기 모드설정부가 수동모드로 설정된 경우에만, 상기 레이저 경화장치는 자동모드로 작동하다가, 상기 컨트롤 박스에 의한 입력신호가 감지되는 경우, 상기 입력신호에 따라 상기 레이저 경화장치가 구동될 수 있음은 상술한 바와 같다.

계속해서, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 컨트롤 박스(110)는, 상기 컨트롤 박스의 제2일정 영역에 위치하는 레이저 빔 ON/OFF부(114)를 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는, 상기 컨트롤 박스를 통해, 상기 레이저 빔 출력 조절부(111) 또는 상기 레이저 빔 사이즈 조절부(112)를 조절할 수 있기 때문에, 이러한 사용자의 임의 조작에 의해, 상기 레이저 빔의 오작동에 의한 안전사고가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 컨트롤 박스는, 상기 레이저 빔 ON/OFF부(114)를 포함함으로써, 사용자는 필요에 의하여, 상기 레이저 빔을 OFF시키거나, ON시킬 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 레이저 경화장치를 도시하는 실사진이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 경화장치(150)는, 로봇암부(151); 및 상기 로봇암부의 일측에 위치하는 레이저 헤드부(152)를 포함할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 레이저 경화장치의 종류를 제한하는 것은 아니다.

도 8은 본 발명에 따른 표시부를 도시하는 실사진이다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 금속모재의 레이저 경화 시스템은, 상기 레이저 경화장치의 작동상태 및 상기 제어부의 제어상태를 디스플레이하기 위한 표시부(130)를 포함할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 표시부의 유무를 제한하는 것은 아니다.

도 9는 본 발명에 따른 레이저발진기를 도시하는 실사진이다.

상술한 바와 같이, 상기 모드설정부는, 상기 레이저발진기(170) 측에 위치하여, 상기 모드설정부가 자동모드로 설정된 경우에, 상기 레이저 경화장치는, 상기 데이터 저장부에 저장된 설정 데이터에 따라 자동으로 구동될 수 있으며, 이는 상술한 바와 같으므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 다만, 본 발명에서 상기 레이저발진기의 종류를 제한하는 것은 아니다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 레이저 경화 시스템의 작동방법에 있어서,
   상기 레이저 경화 시스템은, 레이저 경화장치; 상기 레이저 경화장치의 작동을 제어하기 위한 제어부; 상기 제어부와 연결되고, 상기 레이저 경화장치의 작동모드를 설정하기 위한 모드설정부; 상기 제어부와 연결되고, 상기 모드설정부의 수동모드시, 상기 레이저 경화장치를 수동으로 제어하기 위한 컨트롤 박스; 및 상기 제어부와 연결되고, 상기 레이저 경화장치를 제어하기 위한 데이터를 제공하는 데이터 저장부를 포함하고,
   상기 레이저 경화 시스템의 작동방법은,
   상기 모드설정부에 의해 작동모드를 설정하는 단계;
   상기 작동모드가 수동모드인 경우, 상기 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되는지 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되는 경우는, 상기 입력신호에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 포함하고,
   상기 입력신호에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계 이후,
   상기 입력신호의 데이터를 저장하는 단계;
   상기 입력신호에 따라 구동된 레이저 경화장치에 의해 경화된 모재의 경화특성을 평가하여, 경화특성이 충족되는지 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 경화된 모재의 경화특성이 충족되는 경우, 상기 입력신호의 데이터를 제2설정데이터로 저장하는 단계를 더 포함하는 레이저 경화 시스템의 작동방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 작동모드가 자동모드인 경우, 제1설정 데이터에 따라 상기 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 더 포함하는 레이저 경화 시스템의 작동방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 컨트롤 박스로부터 입력신호가 감지되지 않는 경우는, 제1설정 데이터에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 더 포함하는 레이저 경화 시스템의 작동방법.
9. 삭제
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 입력신호에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계 이후,
    상기 컨트롤 박스로부터 더이상 입력신호가 감지되지 않는 경우는, 다시 제1설정 데이터에 따라 레이저 경화장치를 구동하는 단계를 더 포함하는 레이저 경화 시스템의 작동방법.

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