KR102543758B1 - 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 장치 및 그 방법 - Google Patents

레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 장치는 프레임부에 설치되어 복수 개의 제어신호를 출력하는 제어부, 프레임부의 일면에 설치되고 상측면에 워크테이블이 고정되며 제어부와 연결되어 제어부에서 출력되는 제1제어신호에 따라 제1방향으로 왕복 운동하는 테이블위치이동부, 프레임부에 테이블위치이동부에서 상방으로 이격되어 설치되는 레이저빔거치부 및 레이저빔거치부의 일면에 설치되고 제어부에서 출력되는 제2제어신호에 따라 레이저빔을 출력하는 적어도 하나의 레이저출력부와, 제어부와 연결되고 레이저빔거치부에 설치되어 제어부에서 출력되는 제3제어신호에 따라 제1방향과 수직한 제2방향으로 왕복 운동하고 레이저출력부에서 출력되는 레이저빔을 수신해 출력하는 옵틱헤드모듈과, 옵틱헤드모듈의 일측면에 설치되고 제어부와 연결되어 워크테이블을 촬영한 후 촬영데이터를 제어부로 전송하는 카메라모듈이 구비된 레이저빔위치조정부를 포함한다. 그리고, 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 방법은 전술한 구성요소를 통해 일련의 단계를 진행한다. 그리고 이러한 단계를 통해 레이저 빔 출력장치와 워크가 놓이는 워크테이블이 유기적으로 연동되어 작동될 수 있도록 하여, 워크를 정밀하게 가공한다.

Description

레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 장치 및 그 방법{Laser Machining System And Its Method Using Laser Beam Alignment Cooperative Control Method}
본 발명은 레이저 빔을 이용해 워크를 가공하는 장치와 관련된 기술이다. 즉, 본 발명은 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법에 관한 것이다.
레이저 가공 장치는 가공 대상물에 레이저광을 조사하여 대상물 일례로 워크를 가공한다. 여기서, 워크는 유리가 될 수 있다.
현재의 많은 레이저 가공 장치는 1064nm 파장의 적외선(Infrared Ray) 레이저광을 기판에 조사하고 있다. 이때, 적외선 레이저광은 워크의 표면에 접촉하며 표면을 깎아 낸다. 레이저 가공 장치는 워크가 정밀하게 가공될 수 있도록, 레이저 빔의 출력을 조정하고 워크의 위치를 변경하며 워크를 가공한다.
현재에는 레이저 빔의 출력 위치 및 출력 강도를 제어하고 피가공물을 지지하는 장치 간 협조를 통해 기판을 가공하는 방식이 많이 사용되고 있다. 그러나, 현재의 협조제어방식은 레이저 빔을 출력하는 장치와 워크의 위치를 제어하는 장치간 연동이 유기적이지 못해 기판 가공에 대한 정밀성이 떨어지는 문제점을 나타내고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1989410호(공고일자: 2019년 06월 14일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 레이저 빔 출력장치와 워크가 놓이는 워크테이블이 유기적으로 연동되어 워크를 정밀하게 가공할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 장치는, 프레임부에 설치되어 복수 개의 제어신호를 출력하는 제어부, 프레임부의 일면에 설치되며 이동홈이 형성된 판모듈과 이동홈을 따라서 제어부에서 출력되는 제1제어신호에 따라 제1방향으로 왕복 운동하며 워크테이블이 상측면에 설치된 이동모듈을 포함하는 테이블위치이동부, 프레임부에 테이블위치이동부에서 상방으로 이격되어 설치되는 레이저빔거치부 및 레이저빔거치부의 일면에 설치되고 제어부에서 출력되는 제2제어신호에 따라 레이저빔을 출력하는 적어도 하나의 레이저출력부와, 제어부와 연결되고 레이저빔거치부에 설치되어 제어부에서 출력되는 제3제어신호에 따라 제1방향과 수직한 제2방향으로 왕복 운동하고 레이저출력부에서 출력되는 레이저빔을 수신해 출력하는 옵틱헤드모듈과, 옵틱헤드모듈의 일측면에 설치되고 제어부와 연결되어 워크테이블을 촬영한 후 촬영데이터를 제어부로 전송하는 카메라모듈이 구비된 레이저빔위치조정부를 포함하고, 이동모듈은 제1엑추에이터, 제2엑추에이터 및 제3엑추에이터를 포함하여 제1엑추에이터의 작동에 대응해 제1방향으로 회전하는 제1회동판모듈, 제2엑추에이터의 작동에 대응해 제2방향으로 회전하는 제2회동판모듈, 제3엑추에이터의 작동에 대응해 제3방향으로 회전하는 제3회동판모듈을 포함하고, 워크테이블은 복수 개의 흡입홀과 적어도 하나의 기준마크가 형성된 테이블판과 적어도 하나의 고정홈과 조정홈이 형성된 베이스판을 포함하고, 공기흡입부(미도시)와 연결되어, 공기흡입부의 흡입 작동을 통해 흡입홀에서 공기가 흡입되며 상면에 놓인 워크를 흡착시키고, 고정홈과 조정홈을 통해 이동모듈의 상측면에 고정되고, 제어부는 테이블위치이동부를 통해 상면에 워크가 없는 상태로 워크테이블을 기준위치로 이동시키고, 카메라모듈을 통해 기준위치로 이동된 워크테이블을 촬영하고, 촬영된 촬영데이터를 분석하며 기준마크의 위치를 추출하고, 추출된 기준마크의 위치와 기준위치를 연산하여 카메라모듈의 작업위치를 산출하고, 워크테이블이 상면에 워크를 고정 한 채, 작업위치로 이동하게 되면 위치 별 동일한 제2제어신호를 출력하여 레이저출력부에 인가하며 레이저출력부에서 동일한 세기의 레이저빔을 출력시키고, 기 설정된 워크가공패턴과 워크테이블의 위치를 계산하고 계산된 차이값에 대응해, 서로 다른 제1회동판모듈 제어신호, 서로 다른 제2회동판모듈 제어신호 및 서로 다른 제3회동판모듈 제어신호를 출력하여, 제1엑추에이터에 제1회동판모듈 제어신호를 인가하여 제1회동판모듈이 좌표축의 Y축 방향으로 회동 가능하도록 하고, 제2엑추에이터에 제2회동판모듈 제어신호를 인가하여 제2회동판모듈이 좌표축의 X축 방향으로 회동 가능하도록 하고, 제3액추에이터에 제3회동판모듈 제어신호를 인가하여 제3회동판모듈이 좌표축의 Z축 방향으로 회동 가능하도록 하며 워크테이블을 Y축, X축 그리고 Z축으로 이동시켜 워크를 워크가공패턴에 매칭되도록 가공할 수 있다.
삭제
아울러, 레이저빔위치조정부는 레이저출력부의 일면에 이격 설치되어 레이저출력부에서 출력되는 레이저빔을 굴절시키는 제1거울유닛과, 제1거울유닛에서 입사(入射)되는 레이저 빔의 직경을 확대하여 출력하는 빔확장유닛과, 빔확장유닛에서 확대되어 출력된 레이저 빔을 굴절시키는 제2거울유닛과, 제2거울유닛에서 출력된 레이저 빔을 굴절하여 옵틱헤드모듈로 입사시키는 제3거울유닛이 구비된 포함하는 레이저빔전달모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 제3거울유닛은 제2거울유닛을 통해 입사되는 레이저 빔의 일부는 출력하고, 나머지 일부는 옵틱헤드모듈로 굴절시키는 감쇄유닛이 될 수 있다.
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또 하나의 상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 방법 은 (a) 제어부가 프레임부에 설치되어 복수 개의 제어신호를 출력하는 단계, (b) 테이블위치이동부가 프레임부의 일면에 설치되고 상측면에 워크테이블이 고정되며 제어부와 연결되어, 제어부에서 출력되는 제1제어신호에 따라 제1방향으로 왕복 운동하는 단계, (c) 레이저빔거치부가 프레임부에 테이블위치이동부에서 상방으로 이격되어 설치되는 단계, (d) 레이저빔위치조정부가 레이저빔거치부의 일면에 설치되어 제어부에서 출력되는 제2제어신호에 따라 레이저빔을 출력하고, 제어부에서 출력되는 제3제어신호에 따라 제1방향과 수직한 제2방향으로 왕복 운동하며 레이저출력부에서 출력되는 레이저빔을 수신해 출력하고, 워크테이블을 촬영한 후 촬영데이터를 제어부로 전송하는 단계를 포함하고, 테이블위치이동부는 프레임부의 일면에 설치되며 이동홈이 형성된 판모듈과 이동홈을 따라서 제어부에서 출력되는 제1제어신호에 따라 제1방향으로 왕복 운동하며 워크테이블이 상측면에 설치된 이동모듈을 포함하고, 이동모듈은 제1엑추에이터, 제2엑추에이터 및 제3엑추에이터를 포함하여, 제1엑추에이터의 작동에 대응해 제1방향으로 회전하는 제1회동판모듈, 제2엑추에이터의 작동에 대응해 제2방향으로 회전하는 제2회동판모듈, 제3엑추에이터의 작동에 대응해 제3방향으로 회전하는 제3회동판모듈을 포함하고, 워크테이블은 복수 개의 흡입홀과 적어도 하나의 기준마크가 형성된 테이블판과 적어도 하나의 고정홈과 조정홈이 형성된 베이스판을 포함하고, 공기흡입부(미도시)와 연결되어, 공기흡입부의 흡입 작동을 통해 흡입홀에서 공기가 흡입되며 상면에 놓인 워크를 흡착시키고, 고정홈과 조정홈을 통해 이동모듈의 상측면에 고정되고, 제어부는 테이블위치이동부를 통해 상면에 워크가 없는 상태로 워크테이블을 기준위치로 이동시키고, 카메라모듈을 통해 기준위치로 이동된 워크테이블을 촬영하고, 촬영된 촬영데이터를 분석하며 기준마크의 위치를 추출하고, 추출된 기준마크의 위치와 기준위치를 연산하여 카메라모듈의 작업위치를 산출하고, 워크테이블이 상면에 워크를 고정 한 채, 작업위치로 이동하게 되면 위치 별 동일한 제2제어신호를 출력하여 레이저출력부에 인가하며 레이저출력부에서 동일한 세기의 레이저빔을 출력시키고, 기 설정된 워크가공패턴과 워크테이블의 위치를 계산하고 계산된 차이값에 대응해, 서로 다른 제1회동판모듈 제어신호, 서로 다른 제2회동판모듈 제어신호 및 서로 다른 제3회동판모듈 제어신호를 출력하여, 제1엑추에이터에 제1회동판모듈 제어신호를 인가하여 제1회동판모듈이 좌표축의 Y축 방향으로 회동 가능하도록 하고, 제2엑추에이터에 제2회동판모듈 제어신호를 인가하여 제2회동판모듈이 좌표축의 X축 방향으로 회동 가능하도록 하고, 제3액추에이터에 제3회동판모듈 제어신호를 인가하여 제3회동판모듈이 좌표축의 Z축 방향으로 회동 가능하도록 하며 워크테이블을 Y축, X축 그리고 Z축으로 이동시켜 워크를 워크가공패턴에 매칭되도록 가공할 수 있다.
본 발명의 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 장치 및 그 방법은 워크테이블의 위치 및 자세를 확인한 후, 기 설정된 자세에 맞춰 워크테이블을 이동시키며 워크를 정밀하게 가공할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 장치에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부에 관한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부에 포함되는 테이블위치이동부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 얼라인머튼 협조제어부에 포함되는 레이저빔위치조정부를 나타낸 도면이다.
도 6은 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부에 포함되는 일 실시예에 따른 레이저출력부와 레이저빔전달모듈을 나타낸 도면이다.
도 7은 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부에 포함되는 다른 실시예의 레이저빔전달모듈을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 4의 레이저빔전달모듈에 포함되는 제3거울유닛의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 워크테이블을 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
오히려, 이들 실시 예들은 본 개시를 단지 충실 및 완전하게 하여, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것일 뿐이다. 또한, 도면에서 워크의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 장치 및 그 방법에 대해 상세히 설명한다. 다만, 설명이 간결하고 명확해질 수 있도록 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 방법에 대해 설명한 후, 이를 바탕으로 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 장치에 대해 상세히 설명하도록 한다. 여기서, 본 명세서 전체에 걸쳐 기술된 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 장치에 관한 모든 설명은 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 방법에 그대로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 방법에 대한 순서도이다.
본 발명의 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 방법은 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 장치가 작동되며 워크를 가공하는 방법이다. 이러한 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 방법(이하, 레이저 가공 방법)은 초기 셋업고정 즉, 캘리브레이션 공정(S10)과 레이저 가공 공정(S20)으로 진행된다. 여기서, 캘리브레이션 공정(S10)은 프레임부(10)의 설치된 위치를 정의하는 단계(S110), 테이블위치이동부(30)를 통해 워크테이블(201)을 이동시키는 단계(S120), 레이저빔위치조정부(60)를 통해 워크테이블(201)의 변위를 측정하며 워크를 가공하는데 필요한 파라미터를 추출하며 워크테이블맵을 형성하는 단계(S130)를 포함한다. 그리고 레이저 가공 공정(S20)은 테이블위치이동부(30)를 이동시켜 워크테이블(201)에 워크를 올려 놓는 단계(S210), 레이저빔위치조정부(60)로 워크테이블(201)을 이동시키는 단계(S220), 이동된 워크테이블(201)이 제대로 이동되었는지 확인하는 단계(S230), 워크테이블맵의 사용여부를 판단하는 단계(S240), 워크테이블맵에 따라 테이블위치이동부(30)를 작동시켜 하나의 세기로 출력되는 레이저빔을 통해 워크가 가공하는 단계(S250), 가공된 워크를 워크테이블(201)에서 내려놓는 단계(S260), 워크테이블(201)의 위치 보정여부를 확인하는 단계(S270)를 포함한다.
이와 같은, 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 방법은 프레임부(10), 제어부(20), 테이블위치이동부(30), 레이저빔거치부(40), 레이저빔위치조정부(60)를 통해 일련의 단계가 진행되며 워크를 가공할 수 있다. 여기서, 제어부(20)는 프레임부(10)에 설치되어 복수 개의 제어신호를 출력하는 (a)단계를 진행할 수 있다. 그리고 테이블위치이동부(30)가 프레임부의 일면에 설치되고 상측면에 워크테이블(201)이 고정되며 제어부(20)와 연결되어 제어부(20)에서 출력되는 제1제어신호에 따라 제1방향으로 왕복 운동하는 (b)단계를 진행할 수 있다. 레이저빔거치부(40)가 프레임부(10)에 테이블위치이동부(30)에서 상방으로 이격되어 설치되는 (c)단계를 진행한다. 그리고 레이저빔위치조정부(60)가 레이저빔거치부(40)의 일면에 설치되어 제어부(20)에서 출력되는 제2제어신호에 따라 레이저빔을 출력하고, 제어부(20)에서 출력되는 제3제어신호에 따라 제1방향과 수직한 제2방향으로 왕복 운동하며 레이저출력부(50)에서 출력되는 레이저빔을 수신해 출력하고, 워크테이블(201)을 촬영한 후 촬영데이터를 제어부(20)로 전송하는 (d)단계를 진행한다.
레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 방법은 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부(2, 도3 참조)를 통해 워크테이블의 위치 및 자세를 확인한 후, 기 설정된 자세에 맞춰 워크테이블을 이동시키며 워크를 정밀하게 가공할 수 있도록 한다.
이하, 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 방법을 구현하는 레이저 가공 장치에 대해 상세히 설명한다.
레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 장치(1, 레이저 가공장치)는 레이저 가공 방법에서 나타내는 효과와 동일한 효과를 나타낸다. 즉, 레이저 가공장치(1)는 워크테이블의 위치 및 자세를 정확하게 확인한 후, 확인된 자세를 기 설정된 자세에 맞춰 변동시키며 워크테이블의 상면에 위치한 워크를 정밀 가공하도록 하는 효과를 가진다. 이와 같은 레이저 가공장치(1)는 프레임부(10), 제어부(20), 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부(2)를 구성요소로 포함한다.
이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 장치의 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 장치에 대한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부에 관한 것이다. 그리고 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 얼라인머튼 협조제어부에 포함되는 레이저빔위치조정부를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부에 포함되는 테이블위치이동부를 나타낸 도면이고, 도 6은 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부에 포함되는 일 실시예에 따른 레이저출력부와 레이저빔전달모듈을 나타낸 도면이다. 그리고 도 7은 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부에 포함되는 다른 실시예의 레이저빔전달모듈을 나타낸 도면이고, 도 8은 도 4의 레이저빔전달모듈에 포함되는 제3거울유닛의 변형예를 나타낸 도면이다. 그리고 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 워크테이블을 나타낸 도면이다.
프레임부(10)는 레이저 가공 장치의 틀이 된다. 이러한 프레임부(10)는 바닥면에 일정한 위치에 설치될 수 있다. 이와 같은 프레임부(10)의 상단부에는 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부(2)가 설치되고 측면부에는 제어부(20)가 설치될 수 있다.
제어부(20)는 프레임부(10)에 설치되어 복수 개의 제어신호를 출력한다. 일례로, 도 2에 도시된 바와 같이 제어부(20)는 컴퓨터로 형성되어 프레임부(10)에 설치될 수 있다. 이와 같은 제어부(20)에는 복수 개의 데이터가 저장되어 있고, 저장되어 있는 데이터를 기반으로 수신되는 데이터를 연산하여 복수 개의 제어신호를 출력한다. 아울러, 제어부(20)에는 프레임부(10)가 바닥면에 설치될 때, 설치되는 지점을 프레임부(10)의 설치된 위치를 정의할 수 있다. 일례로, 제어부(20)는 프레임부의 설치된 위치를 ‘0, 0, 0’으로 정의할 수 있다.
레이저빔 얼라인먼트 협조제어부(2)는 도 3에 도시된 바와 같이 테이블위치이동부(30), 레이저빔거치부(40), 레이저출력부(50) 및 레이저빔위치조정부(60)를 포함할 수 있다.
테이블위치이동부(30)는 프레임부의 일면에 설치되어 프레임부의 제1방향 즉, 좌표축의 X축 방향인 제1방향으로 왕복 운동한다. 이때, 테이블위치이동부(30)는 프레임부(10)의 상단부에 설치되는 이동홈(310)이 형성된 판모듈(31)과 이동홈(310)을 따라 왕복 운동하는 이동모듈(32)을 포함한다. 여기서, 이동모듈(32)은 제어부(20)와 연결되어 제어부(20)에서 출력되는 제1제어신호에 따라 제1방향으로 왕복 운동하게 된다. 이러한 이동모듈(32)의 상측면에는 워크테이블(201)이 고정될 수 있다.
테이블위치이동부(30)의 이동모듈(32)은 도 4에 도시된 바와 같은 장치로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 이동모듈(32)은 제1엑추에이터(301), 제2엑추에이터(302) 및 제3엑추에이터(303)를 포함하여, 제1엑추에이터(301)의 작동에 대응해 제1방향으로 회전하는 제1회동판모듈(311), 제2엑추에이터(302)의 작동에 대응해 제2방향으로 회전하는 제2회동판모듈(312), 제3엑추에이터(303)의 작동에 대응해 제3방향으로 회전하는 제3회동판모듈(313)을 포함하는 장치로 형성될 수 있다.
이때, 제어부(20)는 제1엑추에이터(301)에 제1회동판모듈 제어신호를 인가하여, 신장 및 수축되도록 하면서, 제1회동판모듈(311)이 좌표축의 Y축 방향으로 회동 가능하도록 한다. 그리고 제2엑추에이터(302)에 제2회동판모듈 제어신호를 인가하여 신장 및 수축되도록 하면서, 제2회동판모듈(312)이 좌표축의 X축 방향으로 회동 가능하도록 한다. 그리고 제3엑추에이터(303)에 제3회동판모듈 제어신호를 인가하여 신장 및 수축되도록 하면서 제3회동판모듈(313)이 좌표축의 Z축 방향으로 회동 가능하도록 한다.
레이저빔거치부(40)는 판모듈(31)의 상측면에 설치될 수 있다. 이와 같은 레이저빔거치부(40)의 일측면에는 도 3에 도시된 바와 같이 LM레일모듈이 설치되고, 레이저빔거치부(40)의 상면에는 레이저출력부(50)가 도 6에 도시된 바와 같이 단수 개 또는 도 7에 도시된 바와 같이 복수 개 설치될 수 있다. 레이저출력부(50)가 단수 개 또는 복수 개의 설치는 워크의 개수 및 워크의 가공 시간 등에 따라 달라질 수 있다. 그리고 이렇게 레이저출력부(50)의 설치 개수에 대응해 레이저빔위치조정부(60)의 개수가 단수 개 또는 복수 개로 형성될 수 있다.
레이저출력부(50)는 레이저빔거치부(40)의 일면에 설치되어 제어부(20)에서 출력되는 제2제어신호를 수신하여, 제2제어신호에 따라 레이저빔을 출력한다. 일례로, 레이저출력부(50)는 제2제어신호가 인가되면 레이저빔을 출력하고, 제2제어신호가 인가되지 않으면 레이저빔을 출력하지 않을 수 있다.
레이저빔위치조정부(60)는 제어부(20)에서 출력되는 제3제어신호에 따라 제1방향과 수직한 제2방향으로 왕복 운동하며 레이저출력부(50)에서 출력되는 레이저빔을 수신해 출력한다. 그리고 레이저빔위치조정부(60)는 워크테이블(201)을 촬영한 후 촬영데이터를 제어부(20)로 전송한다.
이와 같은 레이저빔위치조정부(60)는 연결이동모듈(660), Z축모터모듈(650), 승강베이스모듈(670), 옵탁헤드모듈(610), 카메라모듈(620)과, 변위센서모듈(630)을 포함한다. 그리고 레이저빔전달모듈(640)을 포함할 수 있다.
여기서, 연결이동모듈(660)은 제어부(20)와 연결되고 레이저빔거치부(40)의 LM레일모듈에 설치되어 제어부(20)에서 출력되는 제3제어신호에 따라 제1방향과 수직한 제2방향으로 왕복 운동한다. 이와 같은 연결이동모듈(660)은 LM 블록모듈이 될 수 있다.
Z축모터모듈(650)은 제어부(20)와 연결되고 연결이동모듈(660)의 일단부에 설치되어 제어부(20)에서 출력되는 제4제어신호에 따라 샤프트를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킨다. 이러한 Z축모터모듈(650)은 샤프트를 갖는 모터가 될 수 있다.
승강베이스모듈(670)은 샤프트(651)과 연결되는 연결너트(671)를 포함하여, 연결이동모듈(660)의 일측면에 설치되어, 샤프트(651)의 시계 방향 또는 반 시계 방향에 대응해 승강 시킬 수 있다.
옵틱헤드모듈(610)은 제어부(20)와 연결된 연결이동모듈(660)과 연결되어, 좌우 방향으로 슬라이딩 이동한다. 또한, 옵틱헤드모듈(610)의 상측에는 레이저출력부(50) 및 레이저빔전달모듈(640)의 제3거울유닛(6404) 또는 감쇄유닛을 거치하는 거치대(미도시)가 설치될 수 있다. 이에, 옵틱헤드모듈(610)은 좌우 이동을 하더라도, 레이저출력부(50)에서 출력되는 레이저빔을 수신할 수 있게 된다. 이때, 옵틱헤드모듈(610)은 도시되어 있지는 않지만, 내부에 복수 개의 렌즈가 설치되어, 레이저출력부(50)에서 출력되어 레이저빔전달모듈(640)을 통해 수신되는 레이저빔을 워크를 보다 효율적으로 가공할 수 있는 레이저빔으로 변환하여 출력한다.
카메라모듈(620)은 옵틱헤드모듈(610)의 일측면에 설치되고 제어부(20)와 연결되어 워크테이블(201)을 촬영한다. 이후, 촬영된 촬영데이터를 제어부(20)로 전송한다. 이때, 제어부(20)는 수신되는 촬영데이터에서 기준마크(2013)의 위치를 추출해 추출위치로 설정한 후, 기 설정된 설정위치와 추출위치를 연산하여 카메라모듈(620)에 대한 작업위치를 산출할 수 있다.
변위센서모듈(630)은 제어부(20)와 연결되어 워크테이블(201)에 접촉하지 않고, 워크테이블(201) 및 워크테이블(201) 상에 놓인 워크(B)의 높이와 두께 그리고 너비를 감지하고 이를 변위측정데이터로 생성한다. 일례로, 변위센서모듈(630)은 제어부(20)와 연결되어 워크테이블(201)에 레이저 빔, 빛, 전압 또는 음파 등을 출력 또는 인가한 후, 반사되는 레이저 빔 또는 정전용량(전압) 또는 음파 등의 변화를 감지해 워크테이블의 높이, 두께 및 너비 중 적어도 하나 또는 워크테이블의 상측면에 안착된 워크(B)의 높이와 두께 및 너비 중 적어도 하나를 측정하여 변위측정데이터를 생성한다. 이러한 변위센서모듈(630)은 레이저 비접촉식, 광학식, 전위차(정전용량)검출방식, 음파감지식 중 어느 하나의 방식으로 작동하는 센서가 될 수 있다. 그리고 이와 같은 변위센서모듈(630)은 옵틱헤드모듈(610)의 타측면에 탈착 가능하게 설치될 수 있다.
레이저빔전달모듈(640)은 레이저출력부(50)의 일면에 이격 설치되어 레이저출력부에서 출력되는 레이저빔을 굴절시키는 제1거울유닛(6401)과, 제1거울유닛(6401)에서 입사(入射)되는 레이저 빔의 직경을 확대하여 출력하는 빔확장유닛(6402)과, 빔확장유닛(6402)에서 확대되어 출력된 레이저 빔을 굴절시키는 제2거울유닛(6403)과, 제2거울유닛(6403)에서 출력된 레이저 빔을 굴절하여 옵틱헤드모듈(610)로 입사시키는 제3거울유닛(6404)을 포함한다. 여기서, 제3거울유닛(6404)은 필요에 따라 도 8에 도시된 바와 같이, 제2거울유닛(6403)을 통해 입사되는 100% 레이저빔 중 일부는 굴절시키고, 나머지 일부는 통과하는 감쇄유닛으로 형성될 수 있다. 일례로, 제3거울유닛(6404)은 제2거울유닛(6403)에서 출력되는 레이저빔의 33.4%의 레이저빔은 옵틱헤드모듈(610)로 굴절시키고, 66.6%의 레이저빔은 출력하는 감쇄유닛으로 형성될 수 있다. 아울러, 제3거울유닛(6404)이 감쇄유닛으로 형성될 경우, 감쇄유닛의 후단에는 제2감쇄유닛(6405-1) 내지 제n감쇄유닛(6405-N)이 설치되어 감쇄유닛에서 출력되는 레이저빔이 입사되었을 때, 복수 개의 감쇄유닛에 동일한 세기의 레이저빔이 옵틱헤드모듈(610)로 굴절되도록 한다.
이때, 제어부(20)는 테이블위치이동부(30)에 회동판제어모듈 제어신호를 인가하며 워크테이블(201)이 움직이도록 하며, 워크테이블(201)의 상면에 고정된 워크(B)를 레이저 가공되도록 한다.
여기서, 워크테이블(201)은 도 9에 도시된 바와 같이, 복수 개의 흡입홀(2014)과 적어도 하나의 기준마크(2013)가 형성된 테이블판(210)과 적어도 하나의 고정홈(2011)과 조정홈(2012)이 형성된 베이스판(220)의 결합으로 형성될 수 있다. 이와 같은 워크테이블(201)은 공기흡입부(미도시)와 연결되어, 공기흡입부의 흡입 작동을 통해 흡입홀(2014)에서 공기가 흡입되며 상면에 놓인 워크(B)를 흡착시킬 수 있다. 그리고, 워크테이블(201)은 고정홈(2011)과 조정홈(2012)을 통해 테이블위치이동부(30)에 테이블위치이동부(30)와 수평한 상태로 고정될 수 있다.
이하, 도 10 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 장치의 작동에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 레이저 가공 장치(1)는 테이블위치이동부를 통해, 워크테이블을 레이저빔위치조정부(60)의 작업위치로 이동시킨다. 일례로, 도 9에 도시된 바와 같이, 레이저 가공 장치(1)는 제1테이블위치이동부를 통해 제1워크테이블(201)을 제1레이저빔위치조정부(610)로 이동시키고, 제n테이블위치이동부를 통해 제n워크테이블(201-n)을 제n레이저빔위치조정부(610-n)로 이동시킬 수 있다. 이때, 이동되는 제1워크테이블(201)과 제n워크테이블(201-n)은 제어부(20)에 기 설정되어 있는 기준위치로 이동될 수 있다. 이때, 기준위치는 제1워크테이블과 제n워크테이블이 바닥면과 수평한 상태를 이루며 올바르게 이동되었을 때의 위치 즉, 정의된 프레임부(10)의 설치 위치에서 일정하게 이격된 위치가 될 수 있다. 이에, 제1워크테이블의 기준위치와 제n워크테이블의 기준위치는 x축과 z축의 값은 동일하고, y축이 값은 다른 위치 값이 될 수 있다. 그러나, 제1워크테이블(201)과 제n워크테이블(201-n)은 각 테이블위치이동부에 설치되는 과정에서 휴먼에러 등을 통해 바닥면과 수평한 상태를 이루지 않고, 도 10에 도시된 바와 같이 제1테이블위치이동부와 제n테이블위치이동부를 통해 제1레이저빔위치조정부(60)와 제n레이저빔위치조정부(60-n)로 이동될 수 있다.
이후, 제1카메라모듈(620)과 제n카메라모듈(620-n)은 도 10에 도시된 바와 같이 기준위치로 이동된 제1워크테이블(201)과 제n워크테이블(201-n)의 형성된 기준마크 즉, 제1워크테이블에 형성된 기준마크와 제n워크테이블에 형성된 기준마크를 감지한다. 그리고 제1카메라모듈(620)과 제n카메라모듈(620-n)은 도 11에 도시된 바와 같이 기준마크를 포함하는 촬영데이터를 제어부(20)에 전송한다.
이때, 제어부(20)는 촬영데이터를 분석하며 기준마크의 위치를 추출한다. 그리고 추출된 기준마크의 위치와 제1워크테이블의 기준위치와 제n워크테이블의 기준위치를 연산하여 도 12에 도시된 바와 같이, 제1카메라모듈(620)의 위치 그리고 제n카메라모듈의 위치를 산출한다. 이후, 변위센서모듈(630)은 도 13에 도시된 바와 같이, 이동된 각 제1워크테이블(201)과 제n워크테이블(201-n)을 설정된 패턴 형상으로 이동하면서 감지한다. 그러면서 각 워크테이블(201, 201-n)에 대한 맵을 형성한다.
이후, 제1워크테이블(201)과 제n워크테이블(201-n)은 도 13에 도시된 바와 같이 각 테이블위치이동부를 통해 다시 원위치로 이동한다. 이후, 제1워크테이블(201)과 제n워크테이블(201-n)의 상면에는 도 14에 도시된 바와 같이, 워크(B)가 기준마크에 맞춰 놓인다. 이후, 제1워크테이블(201)과 제n워크테이블(201-n)은 도 16에 도시된 바와 같이, 워크(B)없이 이동되었던 위치로 다시 이동한다.
이후, 각 카메라모듈(620, 620-n)은 도 17에 도시된 바와 같이, 처음 이동했던 위치로 이동한 워크테이블(201)의 상면에 위치한 워크(B)를 감지한다. 이때, 제어부(20)는 각 카메라모듈(620, 620-n)에서 촬영한 촬영데이터를 분석하여 워크테이블이 작업위치로 다시 올바르게 이동했는지를 판단하여 워크테이블이 작업위치로 이동하지 않았을 시, 테이블위치이동부(30)의 이동모듈(32)을 제어해 워크테이블이 처음 이동해서 위치했던 작업위치에 다시 위치하도록 한다.
제어부(20)는 워크테이블이 워크 없이 이동했던 위치로 위치하게 되면, 도 17에 도시된 바와 같이, 레이저출력부(50)에 제2제어신호를 인가하여, 레이저빔이 출력되도록 한다. 이때, 제어부(20)는 레이저출력부(50)에 동일한 제2제어신호를 인가하며 레이저출력부(50)에서 동일한 세기의 레이저빔이 출력되도록 한다.
그리고, 제어부(20)는 도 18에 도시된 바와 같이 기 설정된 워크가공패턴과 워크테이블의 위치한 위치를 계산하고, 계산된 차이값에 대응해 서로 다른 제1제어신호 그리고 서로 다른 제1회동판모듈 제어신호, 제2회동판모듈 제어신호 그리고 제3회동판모듈 제어신호를 출력한다. 그리고 레이저출력부(50)에서 출력되는 레이저빔을 통해 워크(B)가 기 설정된 워크가공패턴(D)에 매칭되도록 가공한다. 일례로, 워크(B)가 기 설정된 워크가공패턴(D)과 비교하였을 때, 왼쪽의 최하단이 아래로 내려가 있는 상태에서 옵틱헤드모듈(610)이 왼쪽의 최하단에 레이저빔을 쏠 경우, 제어부(20)는 워크(B)를 기 설정된 워크가공패턴과 매칭되도록, 제1회동판모듈이 왼쪽이 상승되도록 한다. 아울러, 워크(B)가 기 설정된 워크가공패턴(D)과 비교하였을 때, 오른쪽의 최상단이 아래로 내려가 있는 상태에서 옵틱헤드모듈(610)이 오른쪽의 최상단에 레이저빔을 쏠 경우, 제어부(20)는 워크(B)를 기 설정된 워크가공패턴과 매칭되도록, 제2회동판모듈이 오른쪽이 상승되도록 한다.
제어부(20)는 워크테이블(201)의 상면에 위치한 워크가 기 설정된 워크가공패턴(D)과 동일하게 가공되면, 도 19에 도시된 바와 같이, 가공된 워크(C)를 원 위치로 이동시킨다.
레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 장치(1)는 도 9 내지 도 18에 도시된 바와 같은 작동을 일련의 작동으로 진행되며 워크테이블 상면에 위치한 워크를 정밀하게 가공한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 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 이해해야 한다.
1: 레이저빔 얼라인먼트 협조제어방식을 이용한 레이저 가공 장치
2: 레이저빔 얼라인먼트 협조제어부
10: 프레임부 20: 제어부
201: 워크테이블
2011: 고정홈 2012: 조정홈
2013: 기준마크 2014: 흡입홀
30: 테이블위치이동부
301: 제1엑추에이터 302: 제2엑추에이터
303: 제3엑추에이터
311: 제1회동판모듈 312: 제2회동판모듈
313: 제3회동판모듈
40: 레이저빔거치부 50: 레이저출력부
60: 레이저빔위치조정부
610: 옵틱헤드모듈 620: 카메라모듈
630: 변위센서모듈 640: 레이저빔전달모듈
650: Z축모터모듈 651: 샤프트
660: 연결이동유닛
670: 승강베이스모듈
6401: 제1거울유닛 6402: 빔확장유닛
6403: 제2거울유닛 6404: 제3거울유닛
6405-1: 제2감쇄유닛 6405-N: 제n감쇄유닛
A: 레이저빔 B: 워크
C: 가공된 워크

Claims (6)

  1. 프레임부(10)에 설치되어 복수 개의 제어신호를 출력하는 제어부(20);
    프레임부의 일면에 설치되며 이동홈(310)이 형성된 판모듈(31)과 이동홈(310)을 따라서 제어부(20)에서 출력되는 제1제어신호에 따라 제1방향으로 왕복 운동하며 워크테이블(201)이 상측면에 설치된 이동모듈(32)을 포함하는 테이블위치이동부(30);
    프레임부(10)에 테이블위치이동부(30)에서 상방으로 이격되어 설치되는 레이저빔거치부(40);
    레이저빔거치부(40)의 일면에 설치되고 제어부(20)에서 출력되는 제2제어신호에 따라 레이저빔을 출력하는 적어도 하나의 레이저출력부(50); 및
    제어부(20)와 연결되고 레이저빔거치부(40)에 설치되어 제어부(20)에서 출력되는 제3제어신호에 따라 제1방향과 수직한 제2방향으로 왕복 운동하고 레이저출력부(50)에서 출력되는 레이저빔을 수신해 출력하는 옵틱헤드모듈(610)과,
    옵틱헤드모듈(610)의 일측면에 설치되고 제어부(20)와 연결되어 워크테이블(201)을 촬영한 후 촬영데이터를 제어부(20)로 전송하는 카메라모듈(620)과,
    옵틱헤드모듈(610)의 타측면에 탈착 가능하며 제어부(20)와 연결되어 워크테이블(201)에 비 접촉 방식으로 워크테이블의 상측면에 안착된 워크(B)의 높이와 두께 및 너비 중 적어도 하나를 측정하여 변위측정데이터를 생성하는 변위센서모듈(630)이 구비된 레이저빔위치조정부(60)를 포함하고,
    이동모듈(32)은,
    제1엑추에이터(301), 제2엑추에이터(302) 및 제3엑추에이터(303)를 포함하여, 제1엑추에이터(301)의 작동에 대응해 제1방향으로 회전하는 제1회동판모듈(311), 제2엑추에이터(302)의 작동에 대응해 제2방향으로 회전하는 제2회동판모듈(312), 제3엑추에이터(303)의 작동에 대응해 제3방향으로 회전하는 제3회동판모듈(313)을 포함하고,
    워크테이블(201)은,
    복수 개의 흡입홀(2014)과 적어도 하나의 기준마크(2013)가 형성된 테이블판(210)과 적어도 하나의 고정홈(2011)과 조정홈(2012)이 형성된 베이스판(220)을 포함하고,
    공기흡입부(미도시)와 연결되어, 공기흡입부의 흡입 작동을 통해 흡입홀(2014)에서 공기가 흡입되며 상면에 놓인 워크(B)를 흡착시키고, 고정홈(2011)과 조정홈(2012)을 통해 이동모듈(32)의 상측면에 고정되고,
    제어부(20)는,
    테이블위치이동부(30)를 통해 상면에 워크(B)가 없는 상태로 워크테이블을 기준위치로 이동시키고,
    카메라모듈(620)을 통해 기준위치로 이동된 워크테이블을 촬영하고, 촬영된 촬영데이터를 분석하며 기준마크의 위치를 추출하고, 추출된 기준마크의 위치와 기준위치를 연산하여 카메라모듈의 작업위치를 산출하고,
    워크테이블(201)이 상면에 워크(B)를 고정 한 채, 작업위치로 이동하게 되면 위치 별 동일한 제2제어신호를 출력하여 레이저출력부(50)에 인가하며 레이저출력부(50)에서 동일한 세기의 레이저빔을 출력시키고,
    기 설정된 워크가공패턴(D)과 워크테이블의 위치를 계산하고 계산된 차이값에 대응해, 서로 다른 제1회동판모듈 제어신호, 서로 다른 제2회동판모듈 제어신호 및 서로 다른 제3회동판모듈 제어신호를 출력하여,
    제1엑추에이터(301)에 제1회동판모듈 제어신호를 인가하여 제1회동판모듈(311)이 좌표축의 Y축 방향으로 회동 가능하도록 하고,
    제2엑추에이터(302)에 제2회동판모듈 제어신호를 인가하여 제2회동판모듈(312)이 좌표축의 X축 방향으로 회동 가능하도록 하고,
    제3액추에이터(303)에 제3회동판모듈 제어신호를 인가하여 제3회동판모듈(313)이 좌표축의 Z축 방향으로 회동 가능하도록 하며 워크테이블(201)을 Y축, X축 그리고 Z축으로 이동시켜 워크를 워크가공패턴(D)에 매칭되도록 가공하는, 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 레이저빔위치조정부(60)는,
    레이저출력부(50)의 일면에 이격 설치되어 레이저출력부에서 출력되는 레이저빔을 굴절시키는 제1거울유닛(6401)과, 제1거울유닛(6401)에서 입사(入射)되는 레이저 빔의 직경을 확대하여 출력하는 빔확장유닛(6402)과, 빔확장유닛(6402)에서 확대되어 출력된 레이저 빔을 굴절시키는 제2거울유닛(6403)과, 제2거울유닛(6403)에서 출력된 레이저 빔을 굴절하여 옵틱헤드모듈(610)로 입사시키는 제3거울유닛(6404)이 구비된 포함하는 레이저빔전달모듈(640)을 포함하는, 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 장치.
  5. 제1항에 있어서, 제3거울유닛(6404)은,
    제2거울유닛(6403)을 통해 입사되는 레이저 빔의 일부는 출력하고, 나머지 일부는 옵틱헤드모듈(610)로 굴절시키는 감쇄유닛(6405-1, 6405-N)이 되는, 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 장치.
  6. (a) 제어부(20)가 프레임부(10)에 설치되어 복수 개의 제어신호를 출력하는 단계;
    (b) 테이블위치이동부(30)가 프레임부의 일면에 설치되고 상측면에 워크테이블(201)이 고정되며 제어부(20)와 연결되어, 제어부(20)에서 출력되는 제1제어신호에 따라 제1방향으로 왕복 운동하는 단계;
    (c) 레이저빔거치부(40)가 프레임부(10)에 테이블위치이동부(30)에서 상방으로 이격되어 설치되는 단계;
    (d) 레이저빔위치조정부(60)가 제어부(20)에서 출력되는 제3제어신호에 따라 제1방향과 수직한 제2방향으로 왕복 운동하며 레이저출력부(50)에서 출력되는 레이저빔을 수신하고, 워크테이블을 접촉하지 않고 워크테이블(201)을 촬영하며 촬영데이터를 제어부(20)로 전송하는 단계를 포함하고,
    테이블위치이동부(30)는,
    프레임부의 일면에 설치되며 이동홈(310)이 형성된 판모듈(31)과 이동홈(310)을 따라서 제어부(20)에서 출력되는 제1제어신호에 따라 제1방향으로 왕복 운동하며 워크테이블(201)이 상측면에 설치된 이동모듈(32)을 포함하고,
    이동모듈(32)은,
    제1엑추에이터(301), 제2엑추에이터(302) 및 제3엑추에이터(303)를 포함하여, 제1엑추에이터(301)의 작동에 대응해 제1방향으로 회전하는 제1회동판모듈(311), 제2엑추에이터(302)의 작동에 대응해 제2방향으로 회전하는 제2회동판모듈(312), 제3엑추에이터(303)의 작동에 대응해 제3방향으로 회전하는 제3회동판모듈(313)을 포함하고,
    워크테이블(201)은,
    복수 개의 흡입홀(2014)과 적어도 하나의 기준마크(2013)가 형성된 테이블판(210)과 적어도 하나의 고정홈(2011)과 조정홈(2012)이 형성된 베이스판(220)을 포함하고,
    공기흡입부(미도시)와 연결되어, 공기흡입부의 흡입 작동을 통해 흡입홀(2014)에서 공기가 흡입되며 상면에 놓인 워크(B)를 흡착시키고, 고정홈(2011)과 조정홈(2012)을 통해 이동모듈(32)의 상측면에 고정되고,
    제어부(20)는,
    테이블위치이동부(30)를 통해 상면에 워크(B)가 없는 상태로 워크테이블을 기준위치로 이동시키고,
    카메라모듈(620)을 통해 기준위치로 이동된 워크테이블을 촬영하고, 촬영된 촬영데이터를 분석하며 기준마크의 위치를 추출하고, 추출된 기준마크의 위치와 기준위치를 연산하여 카메라모듈의 작업위치를 산출하고,
    워크테이블(201)이 상면에 워크(B)를 고정 한 채, 작업위치로 이동하게 되면 위치 별 동일한 제2제어신호를 출력하여 레이저출력부(50)에 인가하며 레이저출력부(50)에서 동일한 세기의 레이저빔을 출력시키고,
    기 설정된 워크가공패턴(D)과 워크테이블의 위치를 계산하고 계산된 차이값에 대응해, 서로 다른 제1회동판모듈 제어신호, 서로 다른 제2회동판모듈 제어신호 및 서로 다른 제3회동판모듈 제어신호를 출력하여,
    제1엑추에이터(301)에 제1회동판모듈 제어신호를 인가하여 제1회동판모듈(311)이 좌표축의 Y축 방향으로 회동 가능하도록 하고,
    제2엑추에이터(302)에 제2회동판모듈 제어신호를 인가하여 제2회동판모듈(312)이 좌표축의 X축 방향으로 회동 가능하도록 하고,
    제3액추에이터(303)에 제3회동판모듈 제어신호를 인가하여 제3회동판모듈(313)이 좌표축의 Z축 방향으로 회동 가능하도록 하며 워크테이블(201)을 Y축, X축 그리고 Z축으로 이동시켜 워크를 워크가공패턴(D)에 매칭되도록 가공하는, 레이저빔 얼라인먼트 협조제어 방식으로 워크를 가공하는 레이저 가공 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007237199A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2009220118A (ja) * 2008-03-13 2009-10-01 Mitsutoyo Corp 加工ヘッド位置校正方法、及びその装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110007322U (ko) * 2010-01-15 2011-07-21 샤인온 레이저 코., 엘티디. 패널 회로제작에 사용되는 레이저 직사장치
JP6148075B2 (ja) * 2013-05-31 2017-06-14 株式会社ディスコ レーザー加工装置
KR101989410B1 (ko) 2014-06-27 2019-06-14 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치
KR102030521B1 (ko) * 2017-11-30 2019-10-10 (주)에스엠텍 레이저를 이용한 태양전지 모듈용 유리표면 가공 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007237199A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2009220118A (ja) * 2008-03-13 2009-10-01 Mitsutoyo Corp 加工ヘッド位置校正方法、及びその装置

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