KR102582749B1 - A laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of mct workpieces - Google Patents

A laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of mct workpieces Download PDF

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신문종
양희준
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신원디앤티 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시례에 따른 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치는, 레이저빔의 출력 형상을 변형시키는 레이저빔 쉐이핑 장치에 있어서, 광투과성으로 마련되고, 레이저빔을 직선으로 진행시키는 본체, 본체 일측에 원뿔 형상으로 마련되고, 레이저빔을 반사하거나, 진행시키는 분광체, 분광체 일측에 마련되고, 분광체에 의해 반사된 레이저빔을 다시 반사시켜, 본체로 진행시키는 반사체, 본체의 타측에 마련되고, 분광체에 의해 진행되는 레이저빔을 굴절시켜 반사체가 반사시킨 레이저빔과 평행하게 진행시키는 굴절체 및 출력되는 레이저빔의 형상을 필터링하는 쉐이핑필터를 포함할 수 있다.A laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of a workpiece for MCT according to an embodiment of the present invention is a laser beam shaping device that modifies the output shape of a laser beam, and is provided with light transparency, and the laser beam shaping device is provided with light transparency, A main body that advances the beam in a straight line, a spectral body provided in a cone shape on one side of the main body to reflect or advance a laser beam, and a spectral body provided on one side of the spectral body that reflects the laser beam reflected by the spectral body back to the main body. It may include a reflector that advances, a refractor provided on the other side of the main body that refracts the laser beam traveling by the spectrometer and advances it parallel to the laser beam reflected by the reflector, and a shaping filter that filters the shape of the output laser beam. You can.

Description

MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치 {A LASER BEAM SHAPING DEVICE THAT IRRADIATES A SQUARE BEAM-SHAPED LASER FOR HEAT TREATMENT OF MCT WORKPIECES}A laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of workpieces for MCT {A LASER BEAM SHAPING DEVICE THAT IRRADIATES A SQUARE BEAM-SHAPED LASER FOR HEAT TREATMENT OF MCT WORKPIECES}

본 발명은 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치에 관한 것으로 상세하게는, 레이저빔의 형태를 가우시안 분포에서 플랫탑 형태로 분포하도록 변형함으로써, 레이저빔에 조사된 피삭재의 면적 온도를 고르게 하여 목표 온도에 도달하기까지의 시간을 단축할 수 있는 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of workpieces for MCT. Specifically, the shape of the laser beam is transformed from a Gaussian distribution to a flat top shape, thereby changing the shape of the laser beam irradiated by the laser beam. This relates to a laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of workpieces for MCT, which can shorten the time to reach the target temperature by equalizing the area temperature of the workpiece.

텅스텐, 세라믹 등의 난삭재는 높은 경도와 취성으로 인하여 가공에 많은 어려움이 따른다. 그에 따라 종래에는 가공 전 레이저를 사용하여 열처리를 행하는 레이저 어시스티드 가공(Laser Assisted Machining:LAM) 기술이 개시되었다. 레이저 어시스티드 가공을 하게 되면 공구의 마모 방지, 피삭재의 오염 방지, 진동 및 소음 방지, 가공성 향상 등의 효과를 가질 수 있다. Difficult-to-machine materials such as tungsten and ceramics pose many difficulties in machining due to their high hardness and brittleness. Accordingly, Laser Assisted Machining (LAM) technology, which performs heat treatment using a laser before processing, has been disclosed. Laser-assisted processing can have effects such as preventing tool wear, preventing contamination of workpieces, preventing vibration and noise, and improving machinability.

그러나 레이저빔의 형태가 가우시안 분포로 마련됨으로써, 레이저 빔에 조사된 피삭재의 면적 온도가 고르지 못해 목표 온도에 도달하기까지의 시간이 많이 소요되는 문제점이 발생하였다. However, as the shape of the laser beam is arranged in a Gaussian distribution, the temperature of the area of the workpiece irradiated by the laser beam is uneven, resulting in a problem that it takes a long time to reach the target temperature.

따라서, 레이저빔의 형태를 가우시안 분포에서 플랫탑 형태로 분포하도록 변형함으로써, 레이저빔에 조사된 피삭재의 면적 온도를 고르게 하여 목표 온도에 도달하기까지의 시간을 단축할 수 있는 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치에 관한 연구가 요구된다.Therefore, by changing the shape of the laser beam from a Gaussian distribution to a flat top shape, the temperature of the area of the workpiece irradiated by the laser beam is evened out and the time to reach the target temperature can be shortened. Research on a laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser is required.

한국등록특허 제10-1367052호Korean Patent No. 10-1367052

본 발명의 목적은 레이저빔의 형태를 가우시안 분포에서 플랫탑 형태로 분포하도록 변형함으로써, 레이저빔에 조사된 피삭재의 면적 온도를 고르게 하여 목표 온도에 도달하기까지의 시간을 단축할 수 있는 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a workpiece for MCT that can shorten the time to reach the target temperature by evenizing the area temperature of the workpiece irradiated by the laser beam by changing the shape of the laser beam from a Gaussian distribution to a flat top shape. To provide a laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment.

또한, 본 발명의 목적은 발열모니터링부 및 오동작감지부가 마련됨으로써, 발열로 인한 오동작을 방지할 수 있는 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치를 제공하는 것이다. In addition, the purpose of the present invention is to provide a laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of a workpiece for MCT, which can prevent malfunction due to heat generation by providing a heat generation monitoring unit and a malfunction detection unit.

또한, 본 발명의 목적은, 노이즈제거부가 마련됨으로써, 온도측정부가 측정한 온도의 노이즈를 제거하여 보다 정확하게 발열을 모니터링 할 수 있는 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치를 제공하는 것이다.In addition, the purpose of the present invention is to provide laser beam shaping that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of workpieces for MCT, which can monitor heat generation more accurately by removing noise of the temperature measured by the temperature measurement unit by providing a noise removal unit. The device is provided.

본 발명의 일 실시례에 따른 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치는, 레이저빔의 출력 형상을 변형시키는 레이저빔 쉐이핑 장치에 있어서, 광투과성으로 마련되고, 레이저빔을 직선으로 진행시키는 본체, 본체 일측에 원뿔 형상으로 마련되고, 레이저빔을 반사하거나, 진행시키는 분광체, 분광체 일측에 마련되고, 분광체에 의해 반사된 레이저빔을 다시 반사시켜, 본체로 진행시키는 반사체, 본체의 타측에 마련되고, 분광체에 의해 진행되는 레이저빔을 굴절시켜 반사체가 반사시킨 레이저빔과 평행하게 진행시키는 굴절체 및 출력되는 레이저빔의 형상을 필터링하는 쉐이핑필터를 포함할 수 있다. A laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of a workpiece for MCT according to an embodiment of the present invention is a laser beam shaping device that modifies the output shape of a laser beam, and is provided with light transparency, and the laser beam shaping device is provided with light transparency, A main body that advances the beam in a straight line, a spectral body provided in a cone shape on one side of the main body to reflect or advance a laser beam, and a spectral body provided on one side of the spectral body that reflects the laser beam reflected by the spectral body back to the main body. It may include a reflector that advances, a refractor provided on the other side of the main body that refracts the laser beam traveling by the spectrometer and advances it parallel to the laser beam reflected by the reflector, and a shaping filter that filters the shape of the output laser beam. You can.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 쉐이핑필터는, 개별 개폐가 가능하고, 열렸을 때 레이저빔을 진행시키고, 닫혔을 때 레이저빔을 차단하는 다수의 개폐부를 포함할 수 있다. Additionally, the shaping filter according to an embodiment of the present invention can be opened and closed individually and may include a plurality of openings and closing units that advance a laser beam when opened and block the laser beam when closed.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치는, 레이저빔의 조사예정영역 외곽선을 촬영하는 비전센서 및 비전센서가 촬영한 외곽선의 경로를 인식하고, 인식한 경로에 따라 개폐부의 개폐를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. In addition, a laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of a workpiece for MCT according to an embodiment of the present invention includes a vision sensor that photographs the outline of the area to be irradiated by the laser beam, and the outline captured by the vision sensor. It may further include a control unit that recognizes the path and controls the opening and closing of the opening and closing unit according to the recognized path.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치는, 쉐이핑필터의 발열을 모니터링 하기 위한 발열모니터링부를 더 포함하고, 발열모니터링부는, 쉐이핑필터의 표면 온도를 측정하는 온도측정부, 온도측정부에서 측정한 측정값의 노이즈를 제거하는 노이즈제거부 및 온도측정부의 오동작을 감지하는 오동작감지부를 포함할 수 있다. In addition, the laser beam shaping device for irradiating a square beam-shaped laser for heat treatment of a workpiece for MCT according to an embodiment of the present invention further includes a heat generation monitoring unit for monitoring heat generation of the shaping filter, and the heat generation monitoring unit is configured to perform the shaping filter. It may include a temperature measurement unit that measures the surface temperature of the filter, a noise removal unit that removes noise from the measurement value measured by the temperature measurement unit, and a malfunction detection unit that detects malfunction of the temperature measurement unit.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 노이즈제거부는, 측정값에 대한 정상범위 및 유효데이터 범위를 산출하되, 정상범위는, 기설정된 기간동안 온도측정부로부터 측정되는 값의 상한값, 하한값 및 평균값을 이용하여 하기 [수학식 1]에 따라 제한값(Lud)을 산출하고,In addition, the noise removal unit according to an embodiment of the present invention calculates the normal range and effective data range for the measured value, and the normal range is the upper limit, lower limit, and average value of the value measured from the temperature measurement unit during a preset period. Calculate the limit value (Lud) according to [Equation 1] below,

[수학식 1][Equation 1]

(여기서, Uv는 상한값, Av는 평균값, Lv는 하한값을 의미함)(Here, Uv means the upper limit, Av means the average value, and Lv means the lower limit)

평균값에서 제한값을 뺀 차이값 내지 평균값에서 제한값을 더한 값까지를 정상범위로 산출하여, 산출된 정상범위를 제외한 데이터를 노이즈 데이터로 판단하되, 상한값 및 하한값은, 하한경계값부터 상한경계값에 이르는 범위로 정의되는 예측범위 내에서 도출하며, 하한경계값은, 기설정된 초기값의 평균값에 평균편차의 N배를 뺀값이고, 상한경계값은, 기설정된 초기값의 평균값에 평균편차의 N배를 더한값일 수 있다.The difference between the average value minus the limit value or the average value plus the limit value is calculated as the normal range, and data outside the calculated normal range is judged as noise data, but the upper and lower limit values are from the lower limit value to the upper limit value. It is derived within the prediction range defined by the range, and the lower boundary value is the average value of the preset initial value minus N times the average deviation, and the upper boundary value is the average value of the preset initial value minus N times the average deviation. It may be an additional value.

본 발명의 일 실시례에 따른 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치는, 레이저빔의 형태를 가우시안 분포에서 플래팟 형태로 분포하도록 변형함으로써, 레이저빔에 조사된 피삭재의 면적 온도를 고르게 하여 목표 온도에 도달하기까지의 시간을 단축할 수 있는 효과를 가진다.A laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of workpieces for MCT according to an embodiment of the present invention changes the shape of the laser beam from a Gaussian distribution to a flat-shaped distribution, thereby changing the shape of the laser beam irradiated by the laser beam. It has the effect of shortening the time to reach the target temperature by equalizing the temperature of the area of the workpiece.

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치는, 발열모니터링부 및 오동작감지부가 마련됨으로써, 발열로 인한 오동작을 방지할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of workpieces for MCT according to an embodiment of the present invention has the effect of preventing malfunction due to heat generation by providing a heat generation monitoring unit and a malfunction detection unit. has

또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치는, 노이즈제거부가 마련됨으로써, 온도측정부가 측정한 온도의 노이즈를 제거하여 보다 정확하게 발열을 모니터링 할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of workpieces for MCT according to an embodiment of the present invention is provided with a noise removal unit, thereby removing noise in the temperature measured by the temperature measurement unit and generating heat more accurately. It has the effect of being able to monitor.

도 1은 본 발명의 제1실시례에 따른 레이저빔 쉐이핑 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 쉐이핑필터를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시례에 따른 레이저빔 쉐이핑 장치를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 발열모니터링부를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 온도측정부를 통해 측정한 측정값 데이터를 그래프로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 온도센싱부를 통해 측정한 데이터 중 일정한 간격으로 발생한 노이즈값이 포함된 데이터를 그래프로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시례에 따른 온도측정부를 통해 측정한 데이터 중 연속으로 발생한 노이즈값이 포함된 데이터를 그래프로 도시한 도면이다.
Figure 1 is a block diagram showing a laser beam shaping device according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a shaping filter according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing a laser beam shaping device according to a second embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing a heat generation monitoring unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing measurement data measured through a temperature measurement unit according to an embodiment of the present invention as a graph.
Figure 6 is a graph showing data including noise values generated at regular intervals among data measured through a temperature sensing unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a graph showing data including continuously generated noise values among data measured through a temperature measurement unit according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시례를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시례에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시례를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the idea of the present invention is not limited to the presented embodiments, and those skilled in the art who understand the idea of the present invention can add, change, or delete other components within the scope of the same idea, thereby creating other degenerative inventions or the present invention. Other embodiments that are included within the scope of the invention can be easily proposed, but this will also be said to be included within the scope of the invention of the present application.

이하, 본 발명인 MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치(100)는 첨부된 도 1 내지 도 7을 참고로 상세하게 설명한다. Hereinafter, the laser beam shaping device 100 of the present invention, which irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of workpieces for MCT, will be described in detail with reference to the attached FIGS. 1 to 7.

도 1은 본 발명의 제1실시례에 따른 레이저빔 쉐이핑 장치(100)를 도시한 블록도이다.Figure 1 is a block diagram showing a laser beam shaping device 100 according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1실시례에 따른 레이저빔 쉐이핑 장치(100)는 본체(110), 분광체(120), 반사체(130), 굴절체(140) 및 쉐이핑필터(150)를 포함할 수 있다. The laser beam shaping device 100 according to the first embodiment of the present invention may include a main body 110, a spectrometer 120, a reflector 130, a refractor 140, and a shaping filter 150.

본체(110)는 광투과성으로 마련되고, 레이저빔을 직선으로 진행시킬 수 있다. The main body 110 is provided with light transparency and can direct a laser beam in a straight line.

분광체(120)는 상기 본체(110) 일측에 원뿔 형상으로 마련되고, 레이저빔을 반사하거나, 진행시킬 수 있다. 상기 분광체(120)의 표면은 광반사 물질로 마련될 수 있다. The spectroscopic body 120 is provided in a cone shape on one side of the main body 110 and can reflect or advance the laser beam. The surface of the spectrometer 120 may be made of a light reflecting material.

반사체(130)는 상기 분광체(120) 일측에 마련되고, 상기 분광체(120)에 의해 반사된 레이저빔을 다시 반사시켜, 상기 본체로 진행시킬 수 있다. 상기 반사체(130)의 내면은 반사된 레이저빔을 모두 반사할 수 있도록 마련될 수 있다. The reflector 130 is provided on one side of the spectroscopic body 120, and can reflect the laser beam reflected by the spectral body 120 again and advance it to the main body. The inner surface of the reflector 130 may be prepared to reflect all of the reflected laser beam.

굴절체(140)는 상기 본체(110)의 타측에 마련되고, 상기 분광체(120)에 의해 진행되는 레이저빔을 굴절시켜 상기 반사체(130)가 반사시킨 레이저빔과 평행하게 진행시킬 수 있다. 상기 굴절체(140)는 상기 본체(110)를 기준으로 상기 분광체(120)와 대칭되도록 마련될 수 있다. The refractor 140 is provided on the other side of the main body 110, and can refract the laser beam traveling by the spectroscopic body 120 to travel parallel to the laser beam reflected by the reflector 130. The refractor 140 may be provided to be symmetrical to the spectroscopic body 120 with respect to the main body 110.

쉐이핑필터(150)은 출력되는 레이저빔의 형상을 필터링할 수 있다. 상기 쉐이핑필터(150)는 도 2를 참고하여 보다 상세하게 살펴본다.The shaping filter 150 can filter the shape of the output laser beam. The shaping filter 150 will be examined in more detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 쉐이핑필터(150)를 도시한 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing a shaping filter 150 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 쉐이핑필터(150)는 개폐부(151), 비전센서(152) 및 제어부(153)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the shaping filter 150 according to an embodiment of the present invention may include an opening/closing unit 151, a vision sensor 152, and a control unit 153.

개폐부(151)는 개별 개폐가 가능하고, 열렸을 때 상기 레이저빔을 진행시키고, 닫혔을 때 상기 레이저빔을 차단할 수 있으며, 다수로 마련될 수 있다. The opening/closing unit 151 can be opened and closed individually, advances the laser beam when opened, and blocks the laser beam when closed, and can be provided in plural numbers.

비전센서(152)는 상기 레이저빔의 조사예정영역 외곽선을 촬영할 수 있다. The vision sensor 152 can photograph the outline of the area to be irradiated by the laser beam.

제어부(153)는 상기 비전센서(152)가 촬영한 외곽선의 경로를 인식하고, 인식한 상기 경로에 따라 상기 개폐부(151)의 개폐를 제어할 수 있다. The control unit 153 may recognize the path of the outline captured by the vision sensor 152 and control the opening and closing of the opening and closing unit 151 according to the recognized path.

다음으로, 도 3을 참고하여 본 발명의 제2실시례에 따른 레이저빔 쉐이핑 장치(100)를 살펴본다.Next, with reference to FIG. 3, we will look at the laser beam shaping device 100 according to the second embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제2실시례에 따른 레이저빔 쉐이핑 장치(100)를 도시한 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing a laser beam shaping device 100 according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 본 발명의 제2실시례에 따른 레이저빔 쉐이핑 장치(100)는 제1실시례에서 발열모니터링부(160)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the laser beam shaping device 100 according to the second embodiment of the present invention may further include a heat generation monitoring unit 160 compared to the first embodiment.

발열모니터링부(160)는 상기 쉐이핑필터(150)의 발열을 모니터링 할 수 있다. 상기 발열모니터링부(160)는 도 4를 참고하여 보다 상세하게 살펴본다.The heat generation monitoring unit 160 can monitor the heat generation of the shaping filter 150. The heat monitoring unit 160 will be examined in more detail with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 발열모니터링부(160)를 도시한 블록도이다.Figure 4 is a block diagram showing a heat generation monitoring unit 160 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 상기 발열모니터링부(160)는 온도측정부(161), 노이즈제거부(162) 및 오동작감지부(163)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the heat monitoring unit 160 may include a temperature measurement unit 161, a noise removal unit 162, and a malfunction detection unit 163.

온도측정부(161)는 상기 쉐이핑필터(150)의 표면 온도를 측정할 수 있다. The temperature measuring unit 161 can measure the surface temperature of the shaping filter 150.

노이즈제거부(162)는 상기 온도측정부(161)에서 측정한 측정값의 노이즈를 제거할 수 있다. 보다 상세하게는, 온도측정부(161)로부터 측정한 측정값 중 노이즈에 해당하는 값을 제외하고 유효한 값만을 추출할 수 있다. 노이즈 제거를 위해서는 상기 측정값에 대한 정상범위 및 유효데이터 범위를 산출하되, 상기 정상범위는, 기설정된 기간동안 상기 온도측정부(161)로부터 측정되는 값의 상한값, 하한값 및 평균값을 이용하여 하기 [수학식 1]에 따라 제한값(Lud)을 산출하고,The noise removal unit 162 can remove noise from the measurement value measured by the temperature measurement unit 161. More specifically, only valid values can be extracted from the measured values measured by the temperature measurement unit 161, excluding values corresponding to noise. To remove noise, the normal range and effective data range for the measured value are calculated, and the normal range is calculated using the upper limit, lower limit, and average value of the value measured from the temperature measuring unit 161 during a preset period as follows [ Calculate the limit value (Lud) according to [Equation 1],

[수학식 1][Equation 1]

(여기서, Uv는 상한값, Av는 평균값, Lv는 하한값을 의미함)(Here, Uv means the upper limit, Av means the average value, and Lv means the lower limit)

상기 평균값에서 상기 제한값을 뺀 차이값 내지 상기 평균값에서 상기 제한값을 더한 값까지를 정상범위로 산출하여, 상기 산출된 정상범위를 제외한 데이터를 노이즈 데이터로 판단할 수 있다. A difference value obtained by subtracting the limit value from the average value or a value obtained by adding the limit value to the average value is calculated as a normal range, and data outside the calculated normal range can be determined as noise data.

일례로, 상기 상한값(Uv)이 38.5℃이고, 상기 평균값(Av)이 36.6℃이며, 상기 하한값(Lv)이 36.1℃인 경우, 상한값과 평균값의 차이가 38.5℃-36.6℃=1.9℃, 평균값과 하한값의 차이는 36.6℃-36.1℃=0.5℃이므로, 더 큰 원소인 1.9℃가 제한값(Lud)으로 산출될 수 있다.For example, when the upper limit value (Uv) is 38.5 ℃, the average value (Av) is 36.6 ℃, and the lower limit value (Lv) is 36.1 ℃, the difference between the upper limit value and the average value is 38.5 ℃ - 36.6 ℃ = 1.9 ℃, average value Since the difference between and lower limit is 36.6℃-36.1℃=0.5℃, the larger element, 1.9℃, can be calculated as the limit value (Lud).

상기와 같이 제한값이 산출되면 정상범위가 결정될 수 있는데, 상기 평균값에서 상기 제한값을 뺀 값부터 상기 평균값에서 상기 제한값을 더한 값까지를 정상범위로 확정할 수 있다.When the limit value is calculated as described above, the normal range can be determined. The normal range can be determined from the value obtained by subtracting the limit value from the average value to the value obtained by adding the limit value to the average value.

따라서, 상기 산출된 정상범위의 범위 내 포함되지 않은 데이터는 노이즈 데이터로 판단하는 것이 원칙이다.Therefore, in principle, data that is not included within the calculated normal range is judged as noise data.

다만, 노이즈 데이터를 보다 세분화하기 위해 아래와 같은 기준을 추가 적용할 수 있다. 일례로, 노이즈 데이터는 상기 온도측정부(161)로부터 측정된 측정값이 정상범위를 벗어나고, 상기 정상범위를 벗어난 데이터가 기설정된 횟수이상 연속적으로 발생하지 않는 동시에, 상기 정상범위를 벗어난 직전 데이터값인 종전값과 기설정된 오차범위(이때, 상기 오차범위는 센서의 종류와 민감도에 따라 -5% ~ +5% 내지 -20% ~ +20%사이로 설정할 수 있음) 내 포함되지 않는 값으로 판단된 측정값을 노이즈 데이터로 최종 결정하여, 노이즈 데이터 선별에 보다 정확도를 높일 수 있다.However, the following criteria can be additionally applied to further subdivide the noise data. For example, noise data is when the measured value from the temperature measuring unit 161 is outside the normal range, data outside the normal range does not occur continuously more than a preset number of times, and the data value immediately before the outside of the normal range is generated. The value is determined to be outside the previous value and the preset error range (at this time, the error range can be set between -5% to +5% or -20% to +20% depending on the type and sensitivity of the sensor). By finalizing the measured value as noise data, more accuracy can be achieved in selecting noise data.

또한, 상기 기설정된 횟수는, 2회 내지 5회로 설정하여 상기 횟수 범위를 만족하는지 여부에 따라 상기 정상범위를 벗어난 데이터가 연속적인지 불연속적인지를 판단할 수 있다.Additionally, the preset number of times can be set to 2 to 5 times, and it can be determined whether data outside the normal range is continuous or discontinuous depending on whether the number satisfies the range.

여기서, 상기 노이즈제거부(162)의 전체 측정값을 이용하여 정상범위를 산출하고 노이즈 데이터를 구분하는 과정은 도 5를 참고하여 더욱 상세히 설명한다.Here, the process of calculating the normal range and classifying noise data using the total measured values of the noise removal unit 162 will be described in more detail with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 온도측정부(161)를 통해 측정한 측정값 데이터를 그래프로 도시한 도면이다.Figure 5 is a diagram illustrating measured value data measured through the temperature measuring unit 161 according to an embodiment of the present invention as a graph.

도 5를 참고하면, 상기 노이즈제거부(162)는 정상범위(240) 내에서 측정된 값들만 유효한 값으로 인식하는데, 상기 정상범위(240)는 기설정된 구간 동안의 초기값들을 입력받은 후, 상기 초기값들의 평균값(230)과 평균편차를 이용하여 산출할 수 있다.Referring to FIG. 5, the noise removal unit 162 recognizes only values measured within the normal range 240 as valid values, and the normal range 240 receives initial values during a preset period, It can be calculated using the average value (230) and average deviation of the initial values.

이때, 상기 초기값들 중에서도 무의미한 데이터가 포함될 수 있으므로, 입력받은 전체 초기값들 중 예측범위 내에 있는 초기값들만 상기 정상범위(240) 도출에 이용하며, 상기 예측범위(250)는 아래와 같은 방법으로 산출될 수 있다.At this time, since meaningless data may be included among the initial values, only initial values within the prediction range among all initial values input are used to derive the normal range 240, and the prediction range 250 is calculated as follows. can be calculated.

예측범위(250)를 산출하기 위해서는, 기설정된 구간 동안의 전체 초기값들의 평균값(230)에 평균편차의 N배수를 더한값을 예측범위(250)의 상한경계값(210)으로, 기설정된 구간 동안의 전체 초기값들의 평균값(230)에 평균편차의 N배수를 뺀값을 예측범위(250)의 하한경계값(220)으로 결정하여 상기 상한과 하한 사이 값을 예측범위(250)로 산출할 수 있다.In order to calculate the prediction range 250, the average value 230 of all initial values during a preset interval plus N multiples of the average deviation is taken as the upper boundary value 210 of the prediction range 250 and the preset interval. The value obtained by subtracting N multiples of the average deviation from the average value 230 of all initial values during the period is determined as the lower boundary value 220 of the prediction range 250, and the value between the upper and lower limits can be calculated as the prediction range 250. there is.

이때, 상기 N배수의 N값은 최소 1.5부터 최대 20까지 센서에 따라 설정될 수 있다.At this time, the N value of the N multiple can be set from a minimum of 1.5 to a maximum of 20 depending on the sensor.

일례로, 상기 온도측정부(161)를 통해 기설정된 구간 동안 센싱된 측정값의 평균값(230)이 55℃이고, 평균편차가 2℃로 산출되었으며, N배수가 9로 설정된 경우, 예측범위(250)의 상한경계값(210)은 55+2Х9=73℃, 하한경계값(220)은 55-2Х9=37℃로 산출될 수 있다.For example, if the average value (230) of the measured values sensed during the preset period through the temperature measuring unit 161 is 55°C, the average deviation is calculated as 2°C, and the N multiple is set to 9, the prediction range ( The upper limit value (210) of 250) can be calculated as 55+2Х9=73℃, and the lower limit value (220) can be calculated as 55-2Х9=37℃.

상기와 같은 과정을 통해, 상기 노이즈제거부(162)는, 상기 평균값(230), 평균편차 및 배수를 이용하여 상한경계값(210) 및 하한경계값(220)을 산출하고, 그 사이 범위인 37℃ ~ 73℃를 예측범위(250)로 설정할 수 있다.Through the above process, the noise removal unit 162 calculates an upper limit value 210 and a lower limit value 220 using the average value 230, average deviation, and multiple, and the range between them is 37℃ ~ 73℃ can be set as the prediction range (250).

상기와 같이, 평균값(230), 상한경계값(210) 및 하한경계값(220)을 이용하여 예측범위(250)를 산출함으로써 정상범위(240)를 확정하기 위한 데이터 선별을 보다 신뢰할 수 있다. As described above, data selection to determine the normal range 240 can be more reliable by calculating the prediction range 250 using the average value 230, upper boundary value 210, and lower boundary value 220.

이하에서는 상기 예측범위(250)를 이용하여 정상범위(240)를 산출하기 위한 과정을 설명한다.Below, the process for calculating the normal range 240 using the predicted range 250 will be described.

우선, 예측범위(250) 내 가장 큰 측정값을 상한값(205), 가장 작은 측정값을 하한값(206)으로 추출하고, 상기 [수학식 1]을 통해 상기 평균값(230), 상한값(205) 및 하한값(206)을 이용하여 제한값을 산출할 수 있다.First, the largest measured value within the prediction range (250) is extracted as the upper limit (205), and the smallest measured value is extracted as the lower limit (206), and through [Equation 1], the average value (230), upper limit value (205) and The limit value can be calculated using the lower limit value 206.

상기 [수학식 1]을 통해 제한값이 산출되면, 상기 평균(230)값에서 제한값을 뺀 측정값 내지 상기 평균값(230)에서 제한값을 더한 측정값을 정상범위(240)로 결정하고, 상기 정상범위(240)를 벗어난 측정값을 노이즈 데이터로 판단할 수 있다.When the limit value is calculated through [Equation 1], the measured value obtained by subtracting the limit value from the average value (230) or the measured value obtained by adding the limit value to the average value (230) is determined as the normal range (240), and the normal range Measured values outside of (240) can be judged as noise data.

이때, 앞서 결정된 예측범위 37℃ ~ 73℃ 내에서 가장 큰 값인 상한값(205) 및 가장 작은 값인 하한값(206)을 도출하고, 이를 [수학식 1]에 적용하여 제한값을 산출하면 제한값은 max{(64-55), (55-48)}=9℃로 결정될 수 있다. At this time, if the upper limit value (205) and the lowest value (206) are derived within the previously determined prediction range of 37°C to 73°C and the limit value is calculated by applying this to [Equation 1], the limit value is max{( 64-55), (55-48)}=9℃.

즉, 상기 예측범위(250)를 벗어나는 데이터인 제1 지점 데이터(201), 제2 지점 데이터(202), 제3 지점 데이터(203) 및 제4 지점 데이터(204)를 상한값 및 하한값 산출에서 제외함으로써, 무의미한 데이터가 정상범위 산출에 사용되는 것을 사전에 방지할 수 있다.That is, the first point data 201, the second point data 202, the third point data 203, and the fourth point data 204, which are data outside the prediction range 250, are excluded from calculating the upper and lower limits. By doing so, it is possible to prevent meaningless data from being used to calculate the normal range.

상기와 같은 과정을 거쳐 상기 정상범위(240)는 평균값(230)과 상기 제한값의 차인 55-9=46℃부터 평균값(230)과 상기 제한값의 합인 55+9=64℃까지로 산출되고 상기 정상범위(240)에 포함되지 않은 측정값인 상기 제1 지점 데이터(201), 제2 지점 데이터(202), 제3 지점 데이터(203) 및 제4 지점 데이터(204)를 노이즈 데이터로 판단할 수 있다.Through the above process, the normal range 240 is calculated from 55-9=46°C, which is the difference between the average value 230 and the limit value, to 55+9=64°C, which is the sum of the average value 230 and the limit value. The first point data 201, second point data 202, third point data 203, and fourth point data 204, which are measurement values not included in the range 240, may be determined as noise data. there is.

다시 도 4를 참고하면, 오동작감지부(163)는 상기 온도측정부(161)의 오동작을 감지할 수 있다. 상기 오동작감지부(163)는 노이즈 데이터의 발생 패턴을 이용하여 센서불량 등 특이사항 발생 가능성을 판단할 수 있는데, 그 실시례는 이하에서 보다 상세하게 설명한다.Referring again to FIG. 4, the malfunction detection unit 163 can detect malfunction of the temperature measurement unit 161. The malfunction detection unit 163 can use the generation pattern of noise data to determine the possibility of unusual events such as sensor failure, an example of which will be described in more detail below.

일례로, 상기 노이즈 데이터가 상기 종전값과 비교하여 상기 기설정된 오차범위 내에 존재하며, 상기 동일값의 센싱주기가 기설정된 시간 간격으로 다수 개 측정된다면, 이는 상기 온도측정부(161)의 불량으로 인해 발생할 가능성이 높은 것으로 판단할 수 있다.For example, if the noise data is within the preset error range compared to the previous value, and multiple sensing cycles of the same value are measured at preset time intervals, this is due to a defect in the temperature measuring unit 161. It can be judged that there is a high possibility that this will occur.

즉, 정상범위를 벗어나 노이즈 데이터로 판단된 다수의 측정값과 측정간격이 오차범위 내 포함되어 일정한 간격으로 측정되는 경우, 센서 측정 부위 내 발열 또는 냉각물질 존재, 센서의 전기적 신호 송수신 문제 등 지속적으로 정상범위를 벗어난 측정값이 측정될 가능성이 높을 것으로 판단되므로 온도측정부(161)의 센서 불량 데이터로 인식하여 온도측정부(161)의 센서 수리, 교체 등을 고려할 수 있는 근거로 사용될 수 있다.In other words, when multiple measurement values and measurement intervals that are outside the normal range and are judged to be noise data are within the error range and are measured at regular intervals, the presence of heat or cooling substances within the sensor measurement area, problems with the transmission and reception of electrical signals from the sensor, etc. Since it is judged that there is a high possibility that a measured value outside the normal range will be measured, it can be recognized as defective data from the sensor of the temperature measuring unit 161 and used as a basis for considering repair or replacement of the sensor of the temperature measuring unit 161.

일례로, 상기 도 5와 같이 정상범위가 설정되고, 상기 정상범위를 벗어나는 노이즈 데이터를 포함하고 있으나, 상기 센서 불량 데이터 조건에 부합하는 경우, 상기 노이즈 데이터들은 센서 불량으로 인해 발생되는 데이터로 인식할 수 있으며, 구체적인 실시례는 상기 도 6을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.For example, if a normal range is set as shown in FIG. 5 and includes noise data outside the normal range, but meets the sensor defective data conditions, the noise data may be recognized as data generated due to a sensor defect. This can be done, and specific examples will be described in more detail with reference to FIG. 6 above.

도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 온도측정부(161)를 통해 측정한 데이터 중 일정한 간격으로 발생한 노이즈값이 포함된 데이터를 그래프로 도시한 도면이다. FIG. 6 is a graph showing data including noise values generated at regular intervals among data measured through the temperature measurement unit 161 according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 상기 온도측정부(161)를 통해 데이터를 측정하는 과정에서 상기 정상범위를 벗어난 노이즈 데이터가 다수 회 발생되며, 종전 노이즈 데이터와 비교하여 -10% ~ +10%이내의 오차범위 내에서 연속적으로 발생하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, in the process of measuring data through the temperature measuring unit 161, noise data outside the normal range is generated multiple times, and compared to previous noise data, the error is within -10% to +10%. You can see that it occurs continuously within the range.

이와 같이, 상기 오차범위 내에서 발생하는 노이즈 데이터가 일정한 주기로 반복되는 경우, 상기 노이즈 데이터들을 통해 센서 불량이 발생한 것으로 예측할 수 있다.In this way, when noise data occurring within the error range repeats at a certain cycle, it can be predicted that a sensor defect has occurred based on the noise data.

여기서, 상기 노이즈 데이터가 일정한 주기로 반복된다함은 노이즈 데이터가 나타나는 주기가 오차범위 -10% 내지 +10% 인 것을 의미할 수 있다.Here, the fact that the noise data is repeated at a certain period may mean that the period in which the noise data appears is within an error range of -10% to +10%.

보다 상세하게는, 상기 정상범위를 벗어난 제5 지점 데이터(301), 제6 지점 데이터(302) 및 제7 지점 데이터(303)가 측정되되, 상기 제5 지점 데이터(301) 0.5초 시점에 측정되었고, 제6 지점 데이터(302)가 0.75초에 측정되었다면 제5 지점(301)과 제6 지점(302)의 시간간격은 0.25초(t1)이다. 또한, 제7 지점 데이터(303)는 1초에 측정되었으므로, 제6 지점 데이터(302)와 제7 지점 데이터(303)가 측정된 시간간격은 0.25초(t2)이므로, 제5 지점 데이터(301) ~ 제6 지점 데이터(302)의 시간간격과 제6 지점 데이터(302) ~ 제7 지점 데이터(303)의 시간간격은 0초이고, 오차범위 10% 범위인 0.075초를 초과하여 발생하지 않았다. More specifically, the fifth point data 301, sixth point data 302, and seventh point data 303 that are outside the normal range are measured, and the fifth point data 301 is measured at 0.5 seconds. , and if the sixth point data 302 was measured at 0.75 seconds, the time interval between the fifth point 301 and the sixth point 302 is 0.25 seconds (t1). In addition, since the 7th point data 303 was measured at 1 second, the time interval between the 6th point data 302 and the 7th point data 303 was 0.25 seconds (t2), so the 5th point data 301 ) The time interval between the sixth point data 302 and the time interval between the sixth point data 302 and the seventh point data 303 is 0 seconds, and did not occur beyond 0.075 seconds, which is the 10% error range. .

따라서, 다수의 노이즈 데이터가 정상 범위를 벗어났으며, 발생 주기가 일정한 범위 내에 있는 것으로 판단되므로, 센서에 불량이 발생한 것으로 예측할 수 있다.Therefore, since a large number of noise data is outside the normal range and the generation cycle is determined to be within a certain range, it can be predicted that a defect has occurred in the sensor.

이러한 경우에는 상기 온도측정부(161)의 불량 여부를 체크하도록 관리자에게 안내메시지 등을 발송할 수 있으며, 보다 상세하게는, 상기 오동작감지부(163)에서 상기 온도측정부(161)에 측정되는 데이터를 통해 센서 불량으로 예측되는 경우, 관리자에게 알람을 제공하여 상기 온도측정부(161) 내 마련된 센서의 불량여부 점검을 유도할 수 있다.In this case, a guidance message, etc. can be sent to the manager to check whether the temperature measuring unit 161 is defective. More specifically, the data measured in the temperature measuring unit 161 by the malfunction detection unit 163 If it is predicted that the sensor is defective, an alarm can be provided to the manager to induce the manager to check whether the sensor provided in the temperature measuring unit 161 is defective.

한편, 상기 온도측정부(161)에서 측정된 다수의 데이터가 일정 시간동안 정상범위를 벗어나되, 유사한 값 범위 내에서 연속적으로 측정되는 경우, 센서불량이 아닌 주변 환경에 따른 오동작이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이는 도 7을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.On the other hand, if a large number of data measured by the temperature measurement unit 161 are outside the normal range for a certain period of time but are continuously measured within a similar value range, it can be determined that a malfunction has occurred due to the surrounding environment rather than a sensor defect. You can. This is explained in more detail with reference to FIG. 7.

도 7은 본 발명의 일 실시례에 따른 온도측정부(161)를 통해 측정한 데이터 중 연속으로 발생한 노이즈값이 포함된 데이터를 그래프로 도시한 도면이다.FIG. 7 is a graph showing data including continuously occurring noise values among data measured through the temperature measurement unit 161 according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참고하면, 0.52초부터 0.75초 사이 구간에서 정상범위를 초과한 다수의 노이즈 데이터가 검출되되, 다수의 노이즈 데이터가 일정한 오차범위 내(ex. 구간 내 최초 출현한 노이즈 데이터 값으로부터 10% 범위 내)에 분포되어 있다. 이와 같은 경우, 센서의 불량이 아닌 센서가 측정하는 환경을 제어하는 주변환경으로 인한 오동작으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 온도측정부(161)의 센서에 이물질이 끼어있는 경우 등이 수신되는 데이터 오류의 원인이 될 수 있다.Referring to FIG. 7, a number of noise data exceeding the normal range were detected in the section between 0.52 and 0.75 seconds, but a number of noise data were within a certain error range (e.g., 10% from the noise data value that first appeared in the section). distributed within the range. In this case, it can be determined that it is not a defective sensor, but a malfunction due to the surrounding environment that controls the environment that the sensor measures. For example, if there is a foreign substance in the sensor of the temperature measuring unit 161, this may cause errors in received data.

이러한 경우, 상기 온도측정부(161)의 환경 점검 요청 알람을 관리자에게 발송하여 온도측정부(161)의 환경 점검을 유도할 수 있다.In this case, an alarm requesting an environmental inspection of the temperature measuring unit 161 may be sent to the manager to induce an environmental inspection of the temperature measuring unit 161.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따르면, 레이저빔의 형태를 가우시안 분포에서 플래팟 형태로 분포하도록 변형함으로써, 레이저빔에 조사된 피삭재의 면적 온도를 고르게 하여 목표 온도에 도달하기까지의 시간을 단축할 수 있는 효과를 가진다.As seen above, according to one embodiment of the present invention, by changing the shape of the laser beam from a Gaussian distribution to a flat distribution, the temperature of the area of the workpiece irradiated by the laser beam is evened out until the target temperature is reached. It has the effect of shortening the time.

또한, 발열모니터링부 및 오동작감지부가 마련됨으로써, 발열로 인한 오동작을 방지할 수 있고, 노이즈제거부가 마련됨으로써, 온도측정부가 측정한 온도의 노이즈를 제거하여 보다 정확하게 발열을 모니터링 할 수 있는 효과를 가진다.In addition, by providing a heat monitoring unit and a malfunction detection unit, it is possible to prevent malfunctions due to heat generation, and by providing a noise removal unit, noise in the temperature measured by the temperature measurement unit is removed, which has the effect of monitoring fever more accurately. .

이상과 같이 본 발명의 일 실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일 실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일 실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although one embodiment of the present invention has been described with limited examples and drawings, one embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, which is based on common knowledge in the field to which the present invention pertains. Anyone who has the knowledge can make various modifications and variations from this description. Accordingly, an embodiment of the present invention should be understood only by the scope of the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications thereof shall fall within the scope of the spirit of the present invention.

100: MCT용 공작물 열처리를 위한 사각빔 형상의 레이저를 조사하는 레이저빔 쉐이핑 장치
110: 본체
120: 분광체
130: 반사체
140: 굴절체
150: 쉐이핑필터
151: 개폐부
152: 비전센서
153: 제어부
160: 발열모니터링부
161: 온도측정부
162: 노이즈제거부
163: 오동작감지부
100: Laser beam shaping device that irradiates a square beam-shaped laser for heat treatment of workpieces for MCT
110: body
120: spectral body
130: reflector
140: refractor
150: Shaping filter
151: opening and closing part
152: Vision sensor
153: Control unit
160: Fever monitoring unit
161: Temperature measurement unit
162: Noise removal unit
163: Malfunction detection unit

Claims (5)

레이저빔의 출력 형상을 변형시키는 레이저빔 쉐이핑 장치에 있어서,
광투과성으로 마련되고, 레이저빔을 직선으로 진행시키는 본체(110);
상기 본체(110) 일측에 원뿔 형상으로 마련되고, 레이저빔을 반사하거나, 진행시키는 분광체(120);
상기 분광체(120) 일측에 마련되고, 상기 분광체(120)에 의해 반사된 레이저빔을 다시 반사시켜, 상기 본체(110)로 진행시키는 반사체(130);
상기 본체(110)의 타측에 마련되고, 상기 분광체(120)에 의해 진행되는 레이저빔을 굴절시켜 상기 반사체(130)가 반사시킨 레이저빔과 평행하게 진행시키는 굴절체(140);
출력되는 레이저빔의 형상을 필터링하는 쉐이핑필터(150); 및
상기 쉐이핑필터(150)의 발열을 모니터링 하기 위한 발열모니터링부(160);
를 포함하고,
상기 발열모니터링부(160)는,
상기 쉐이핑필터(150)의 표면 온도를 측정하는 온도측정부(161);
상기 온도측정부(161)에서 측정한 측정값의 노이즈를 제거하는 노이즈제거부(162); 및
상기 온도측정부(161)의 오동작을 감지하는 오동작감지부(163);
를 포함하는 레이저빔 쉐이핑 장치.
In a laser beam shaping device that changes the output shape of a laser beam,
A main body 110 provided with light transparency and advancing the laser beam in a straight line;
a spectroscopic body 120 provided in a cone shape on one side of the main body 110 and reflecting or advancing the laser beam;
a reflector 130 provided on one side of the spectroscopic body 120, which reflects the laser beam reflected by the spectral body 120 again and proceeds to the main body 110;
A refractor 140 provided on the other side of the main body 110, which refracts the laser beam traveling by the spectroscopic body 120 and travels parallel to the laser beam reflected by the reflector 130;
A shaping filter 150 that filters the shape of the output laser beam; and
A heat generation monitoring unit 160 for monitoring heat generation of the shaping filter 150;
Including,
The fever monitoring unit 160,
a temperature measuring unit 161 that measures the surface temperature of the shaping filter 150;
A noise removal unit 162 that removes noise from the measurement value measured by the temperature measurement unit 161; and
A malfunction detection unit 163 that detects malfunction of the temperature measurement unit 161;
A laser beam shaping device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 쉐이핑필터(150)는,
개별 개폐가 가능하고, 열렸을 때 상기 레이저빔을 진행시키고, 닫혔을 때 상기 레이저빔을 차단하는 다수의 개폐부(151);
를 포함하는 레이저빔 쉐이핑 장치.
According to paragraph 1,
The shaping filter 150 is,
A plurality of openings and closing units 151 that can be opened and closed individually and advance the laser beam when opened and block the laser beam when closed;
A laser beam shaping device comprising a.
제2항에 있어서,
상기 레이저빔의 조사예정영역 외곽선을 촬영하는 비전센서(152); 및
상기 비전센서가 촬영한 외곽선의 경로를 인식하고, 인식한 상기 경로에 따라 상기 개폐부의 개폐를 제어하는 제어부(153);
를 더 포함하는 레이저빔 쉐이핑 장치.
According to paragraph 2,
A vision sensor 152 that photographs the outline of the area to be irradiated by the laser beam; and
A control unit 153 that recognizes the path of the outline captured by the vision sensor and controls opening and closing of the opening and closing unit according to the recognized path;
A laser beam shaping device further comprising:
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 노이즈제거부(162)는,
상기 측정값에 대한 정상범위 및 유효데이터 범위를 산출하되,
상기 정상범위는,
기설정된 기간동안 상기 온도측정부로부터 측정되는 값의 상한값, 하한값 및 평균값을 이용하여 하기 [수학식 1]에 따라 제한값(Lud)을 산출하고,
[수학식 1]

(여기서, Uv는 상한값, Av는 평균값, Lv는 하한값을 의미함)
상기 평균값에서 상기 제한값을 뺀 차이값 내지 상기 평균값에서 상기 제한값을 더한 값까지를 정상범위로 산출하여, 상기 산출된 정상범위를 제외한 데이터를 노이즈 데이터로 판단하되,
상기 상한값 및 상기 하한값은,
하한경계값부터 상한경계값에 이르는 범위로 정의되는 예측범위 내에서 도출하며,
상기 하한경계값은, 기설정된 초기값의 평균값에 평균편차의 N배를 뺀값이고,
상기 상한경계값은, 기설정된 초기값의 평균값에 평균편차의 N배를 더한값인 것을 특징으로 하는 레이저빔 쉐이핑 장치.
According to paragraph 1,
The noise removal unit 162,
Calculate the normal range and effective data range for the above measured values,
The normal range is,
Calculating a limit value (Lud) according to the following [Equation 1] using the upper limit, lower limit, and average value of the values measured from the temperature measuring unit during a preset period,
[Equation 1]

(Here, Uv means the upper limit, Av means the average value, and Lv means the lower limit)
The difference between the average value minus the limit value or the average value plus the limit value is calculated as a normal range, and data outside the calculated normal range is judged as noise data,
The upper limit and the lower limit are,
Derived within the prediction range defined as the range from the lower boundary value to the upper boundary value,
The lower limit value is the average value of the preset initial value minus N times the average deviation,
The upper limit value is a laser beam shaping device, characterized in that the average value of the preset initial value plus N times the average deviation.
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