KR102603078B1 - Apparatus For Assisting Laser-Assisted Materials Processing - Google Patents
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Abstract
출광부(15)를 갖는 헤드(10)에 장착 사용되는 레이저 가공 보조장치가 소개된다. 보조장치(1)는 중공홀(H)을 갖는 디스크형 볼텍스 챔버(30)를 갖는다. 볼텍스 챔버(30)는 인렛 포트(3,4)를 통해 유입된 가스를 슬릿 노즐(39)을 통해 깔대기 모양의 소용돌이 바람으로 내보낸다. 소용돌이 바람은 레이저빔의 주변을 회전하면서 하향 진행한다. 소용돌이 바람은 레이저 가공부의 품질의 저하 및 광학부품의 오염을 야기하는 흄, 스패터를 신속히 소산시키고, 이들이 광학부품 측으로 유입되는 것을 차단한다.A laser processing auxiliary device mounted on a head 10 having a light emitting portion 15 and used is introduced. The auxiliary device (1) has a disk-shaped vortex chamber (30) with a hollow hole (H). The vortex chamber 30 emits the gas introduced through the inlet ports 3 and 4 as a funnel-shaped vortex wind through the slit nozzle 39. The vortex wind travels downward while rotating around the laser beam. The swirling wind quickly dissipates fumes and spatters that cause deterioration in the quality of the laser processing part and contamination of optical components, and blocks them from flowing into the optical components.
Description
본 발명은 레이저 가공 과정에 발생하는 흄(fumes)이나 스패터(spatters)로 인한 레이저 가공부의 품질의 저하 및 광학부품의 오염을 방지할 수 있는 레이저 가공 보조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing auxiliary device that can prevent deterioration of the quality of laser processing parts and contamination of optical components due to fumes or spatters generated during the laser processing process.
레이저는 '방사선의 유도 방출에 의한 빛의 증폭'(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)의 약자이다. 레이저 시스템은 기본적으로 펌프 소스(pump source), 레이저 매질(laser medium) 및 광 공진기(optical resonator)로 구성된다. 소스로부터 전달된 에너지에 의해 매질에서 빛을 방출한다. 이 빛은 반사미러들을 갖는 공진기에서 증폭된다. 이렇게 증폭된 빛이 레이저이다.Laser is an abbreviation for 'Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation'. A laser system basically consists of a pump source, a laser medium, and an optical resonator. Light is emitted from the medium by energy transferred from the source. This light is amplified in a resonator with reflecting mirrors. This amplified light is a laser.
레이저 매질에서 방출된 빛은 매질 양단에 설치된 반사미러들 사이를 무수히 왕복하면서 한방향으로 증폭된다. 레이저 매질내에서 초기에 자연방출되는 빛은 사방으로 방출되지만, 레이저 축과 수직인 두 개의 반사거울 사이를 여러번 왕복하는 과정에서 축방향의 빛만 유도방출 과정을 거쳐서 증폭된다. 이와 같이 레이저는 발생과정에서 축방향의 빛만 나오므로 퍼지지 않고 한 방향으로 멀리까지 갈 수 있다.The light emitted from the laser medium is amplified in one direction as it travels back and forth countless times between reflective mirrors installed on both ends of the medium. Initially, the light naturally emitted within the laser medium is emitted in all directions, but in the process of traveling back and forth several times between two reflecting mirrors perpendicular to the laser axis, only the axial light is amplified through a stimulated emission process. In this way, since the laser only emits light in the axial direction during the generation process, it can travel a long distance in one direction without spreading.
레이저는 레이저 매질의 종류, 발진 종류나 레이저의 파장에 따라 분류될 수 있다. 일반적으로는 매질의 종류에 따라 분류되며, 대표적으로는 매질로 헬륨-네온(He-Ne), CO2, 엑시머 등을 사용하는 기체 레이저, Nd:YAG, 티타늄 사파이어 등을 사용하는 고체 레이저, 갈륨-비소와 같은 반도체 화합물을 이용하는 반도체 레이저, 이터븀 엑티브 파이버(Ytterbium activefiber)와 같은 파이버를 이용하는 파이버 레이저가 알려져 있다.Lasers can be classified according to the type of laser medium, type of oscillation, or wavelength of the laser. Generally, they are classified according to the type of medium. Representative examples include gas lasers using helium-neon (He-Ne), CO2, excimer, etc., solid-state lasers using Nd:YAG, titanium sapphire, etc., and gallium- Semiconductor lasers using semiconductor compounds such as arsenic and fiber lasers using fibers such as Ytterbium activefiber are known.
레이저는 산업에서 용접, 마킹, 드릴링, 커팅을 비롯하여 반도체 공정에서 웨이퍼의 표면 열처리에도 사용되는 등 그 활용범위가 점차 확대되고 있다. 레이저 용접은 가장 빠르게 발전해 온 레이저 응용분야들 중 하나이다. 고 에너지밀도 레이저빔을 열원으로 사용하여 재료의 용접이 이루어진다. 레이저 용접은 용접속도가 빠르고 용접품질이 우수한 장점이 있어, 자동차, 전자 등 여러 산업분야에서 파트들 간 접합에 사용된다.The scope of laser use is gradually expanding in the industry, including welding, marking, drilling, and cutting, as well as surface heat treatment of wafers in the semiconductor process. Laser welding is one of the fastest developing laser applications. Welding of materials is achieved using a high energy density laser beam as a heat source. Laser welding has the advantage of fast welding speed and excellent welding quality, so it is used for joining parts in various industries such as automobiles and electronics.
자동차 바디 제조분야에서 레이저 스캐너가 이용된다. 스캐너는 미러의 각도 변경에 의해 레이저빔을 안내하며, 2차원 또는 3차원의 대형 파트들을 고속으로 그리고 정밀하게 용접할 수 있게 한다. 예로서 높은 에너지로 증폭된 펄스파 레이저빔이 광케이블(optical fiber cable)을 통해 스캐너로 전송되며, 스캐너에 구비된 갈바노미터(galvanometer)에 의해 의한 미러 각도 조절을 통해 마치 마킹작업을 하듯이 용접작업이 수행될 수 있다. 스캐너의 일례가 미국특허공개 제2018-0074312호에 소개되어 있다.Laser scanners are used in automobile body manufacturing. The scanner guides the laser beam by changing the angle of the mirror and allows welding large two-dimensional or three-dimensional parts at high speed and precision. For example, a pulsed laser beam amplified with high energy is transmitted to the scanner through an optical fiber cable, and the mirror angle is adjusted by a galvanometer installed in the scanner to perform welding as if marking. Work can be done. An example of a scanner is introduced in U.S. Patent Publication No. 2018-0074312.
고출력의 레이저 소스를 이용한 용접, 예로서 KW급의 고출력 레이저 용접에서 레이저빔에 의해 용융된 금속 소재(metal workpiece)의 일부는 높은 증기압에 의해 외부로 방출된다. 레이저빔이 조사되는 키홀 주변에 금속 증기, 플라즈마가 확산되며, 키홀 밖으로 나오는 금속 증기로 인해 용융 금속 일부는 키홀 외부로 비산된다(scattered or splashed). 이와 같은 용접 흄과 스패터는 작업환경을 열악하게 할 뿐만 아니라, 광학부품 및 소재를 오염시키는 등의 품질 문제를 야기한다.In welding using a high-power laser source, for example, KW-class high-power laser welding, part of the metal workpiece melted by the laser beam is released to the outside due to high vapor pressure. Metal vapor and plasma spread around the keyhole where the laser beam is irradiated, and some of the molten metal is scattered (scattered or splashed) outside the keyhole due to the metal vapor coming out of the keyhole. Such welding fumes and spatter not only deteriorate the working environment, but also cause quality problems such as contaminating optical components and materials.
위 문제의 해결을 위해서는 레이저 용접 시 용접부 주변에 부착된 스패터 및 이 스패터에 기인한 오염 자국을 제거하기 위한 추가 공정이 필요하게 된다. 이러한 추가적인 공정은 비용의 증가, 공정 지연 등을 야기한다. 흄이나 스패터의 처리를 위해 용접부에 가스를 불어 넣거나 또는 흄이나 스패터를 흡입을 하는 방안이 고려될 수 있다. 미국특허공개 제2012-0061230호는 용접 흄을 석션하는 방안을 제시한다. 보다 효과적인 용접 흄 및 스패터의 처리 또는 저감 방안이 요구된다.To solve the above problem, an additional process is required to remove spatter attached around the weld area during laser welding and contamination marks caused by this spatter. These additional processes cause increased costs and process delays. To treat fumes or spatters, blowing gas into the weld area or inhaling the fumes or spatters may be considered. U.S. Patent Publication No. 2012-0061230 proposes a method for suctioning welding fume. More effective methods for treating or reducing welding fumes and spatter are needed.
본 발명은 위와 같은 종래기술에 대한 인식에 기초한 것으로, 레이저 가공 시 발생하는 흄 및 스패터의 효과적인 처리 방안을 제공하고자 한다.The present invention is based on the recognition of the above prior art and seeks to provide an effective treatment method for fumes and spatter generated during laser processing.
또한 본 발명은 흄, 스패터와 같은 오염물로 인한 인한 레이저 가공부의 품질 저하를 방지 또는 저감할 수 있는 레이저 가공 보조장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention seeks to provide a laser processing auxiliary device that can prevent or reduce quality degradation of laser processing parts due to contaminants such as fume and spatter.
또한 본 발명은 흄, 스패터와 같은 오염물로 인한 인한 레이저 가공부의 품질 저하를 방지 또는 저감할 수 있는 레이저 가공장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention seeks to provide a laser processing device that can prevent or reduce quality deterioration of laser processing parts due to contaminants such as fume and spatter.
또한 본 발명은 점검 및 수리가 용이한 레이저 가공장치를 제공하고자 한다.Additionally, the present invention seeks to provide a laser processing device that is easy to inspect and repair.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 반드시 위에 언급된 사항에 국한되지 않으며, 미처 언급되지 않은 또 다른 과제들은 이하 기재되는 사항에 의해서도 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not necessarily limited to the matters mentioned above, and other problems not yet mentioned may also be understood by the matters described below.
위 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 가공 보조장치는 출광부를 갖는 헤드에 장착 사용된다.The laser processing auxiliary device according to the present invention to achieve the above object is used by being mounted on a head having a light emitting unit.
본 발명에 따른 레이저 가공 보조장치는 중공홀을 갖는 디스크형 볼텍스 챔버를 구비한다. 챔버는 원형의 내부 유로, 유로에 접선 방향으로 외부 가스를 유입시키기 위한 인렛 포트, 및 중공홀의 중심을 향해 비스듬히 형성된 슬릿 노즐을 구비한다. 레이저 가공 보조장치는 유로를 따라 선회하는 가스의 흐름을 슬릿 노즐로 유도하기 위해 유로에 마련된 가이드와, 중공홀이 출광부와 정렬되도록 챔버를 헤드에 고정하기 위한 지그를 포함한다.The laser processing auxiliary device according to the present invention is provided with a disk-shaped vortex chamber having a hollow hole. The chamber has a circular internal flow path, an inlet port for introducing external gas in a direction tangential to the flow path, and a slit nozzle formed at an angle toward the center of the hollow hole. The laser processing auxiliary device includes a guide provided in the flow path to guide the flow of gas rotating along the flow path to the slit nozzle, and a jig for fixing the chamber to the head so that the hollow hole is aligned with the light exit part.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 볼텍스 챔버는 인렛 포트를 통해 유입된 압축공기가 슬릿 노즐을 통해 깔대기 모양의 소용돌이 바람으로 내보내지도록 구성된다. 소용돌이 바람은 레이저빔의 주변을 회전하면서 하향 진행한다. 소용돌이 바람은 레이저 가공 과정에 발생하는 흄, 스패터를 신속히 소산시키고, 흄, 스패터가 소용돌이 안쪽의 레이저빔 및 광학부품으로 유입되는 것을 차단한다.According to an embodiment of the present invention, the vortex chamber is configured so that compressed air introduced through the inlet port is discharged as a funnel-shaped vortex wind through a slit nozzle. The vortex wind travels downward while rotating around the laser beam. The whirlwind quickly dissipates the fume and spatter generated during the laser processing process, and blocks the fume and spatter from flowing into the laser beam and optical components inside the whirlpool.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 볼텍스 챔버는 제1 원형홀을 갖는 탑과, 제1 원형홀의 주변에서 하향 돌출된 원형 허브를 갖는 어퍼 파트; 및 제1 원형홀에 대응하는 제2 원형홀을 갖는 바닥과, 바닥의 바깥쪽 둘레에 마련된 측벽을 갖는 로어 파트를 포함한다. 제1 원형홀과 제2 원형홀은 중공홀을 이루며, 바닥의 안쪽 둘레에 제2 원형홀을 따라 중공홀의 중심을 향해 경사진 테이퍼부가 마련된다. 원형 허브의 선단과 테이퍼부 간의 틈새가 슬릿 노즐을 구성한다.According to an embodiment of the present invention, the vortex chamber includes a top having a first circular hole, an upper part having a circular hub protruding downward around the first circular hole; and a lower part having a bottom having a second circular hole corresponding to the first circular hole and a side wall provided around the outer periphery of the floor. The first circular hole and the second circular hole form a hollow hole, and a tapered portion inclined toward the center of the hollow hole is provided along the second circular hole around the inside of the bottom. The gap between the tip of the circular hub and the tapered portion constitutes a slit nozzle.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 가이드는 유로에 안착되는 원형 링과, 원형 링의 둘레를 따라 다수 배열된 블레이드를 포함한다. 블레이드는 오목면, 볼록면 및 슬릿 노즐을 향해 돌출된 정점을 구비한다.According to an embodiment of the present invention, the guide includes a circular ring seated in the flow path and a plurality of blades arranged along the circumference of the circular ring. The blade has a concave surface, a convex surface, and an apex that projects toward the slit nozzle.
본 발명의 실시예에 따르면 레이저 가공 보조장치는 상기 출광부와 챔버의 사이에 개재된 어뎁터를 더 포함한다. 어뎁터는 출광부 및 중공홀과 정렬되는 대응홀; 및 대응홀에 에어 커튼을 제공하기 위한 커튼 노즐을 구비한다. 에어 커튼은 대응홀을 통해 출광부로 유입될 수 있는 오염물을 차단한다.According to an embodiment of the present invention, the laser processing auxiliary device further includes an adapter interposed between the light emitting unit and the chamber. The adapter includes a corresponding hole aligned with the light exit portion and the hollow hole; and a curtain nozzle for providing an air curtain to the corresponding hole. The air curtain blocks contaminants that may enter the light outlet through the corresponding hole.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 커튼 노즐은 에어 커튼이 대응홀 전영역을 커버할 수 있도록 어뎁터의 내주면 둘레를 따라 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the curtain nozzle is formed along the inner peripheral surface of the adapter so that the air curtain can cover the entire area of the corresponding hole.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 어뎁터는 챔버 또는 지그에 고정된 베이스 브래킷; 및 베이스 브래킷에 결합된 조절 링을 구비한다. 조절 링은 승강 가능하다. 조절 링은 상승 위치에서 출광부에 밀착될 수 있고, 출광부로 외부 이물질이 유입되는 것을 차단한다.According to an embodiment of the present invention, the adapter includes a base bracket fixed to a chamber or jig; and an adjustment ring coupled to the base bracket. The adjustment ring can be raised and lowered. The adjustment ring can be in close contact with the light exit unit in the raised position and blocks external foreign substances from entering the light exit unit.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 조절 링은 베이스 브래킷에 승강 가능하게 나사결합된다.According to an embodiment of the present invention, the adjustment ring is screwed to the base bracket to enable elevation.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 조절 링은 베이스 브래킷에 승강 가능하게 나사결합되며, 커튼 노즐과 연결된 에어 인렛을 구비하는 아우터 링; 및 아우터 링과 결합된 인너 링을 구비한다. 아우터 링과 인너 링의 사이 틈새에 커튼 노즐이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the adjustment ring includes an outer ring that is screwed to the base bracket to enable elevation and has an air inlet connected to the curtain nozzle; and an inner ring coupled to the outer ring. A curtain nozzle is provided in the gap between the outer ring and the inner ring.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 챔버의 일단과 타단이 지그에 고정된다. 챔버의 일단과 타단 중 적어도 어느 하나는 지그에 회전 가능하게 고정된다. 예로서 일단이 지그에 회전 가능하게 고정된 경우, 타단은 패스너를 이용하여 견고하게 고정된다. 이 실시예에 의하면, 레이저 가공 보조장치의 부분 탈거가 가능하여 레이저 가공장치의 수리 및 점검이 용이하다.According to an embodiment of the present invention, one end and the other end of the chamber are fixed to a jig. At least one of one end and the other end of the chamber is rotatably fixed to the jig. For example, when one end is rotatably fixed to a jig, the other end is firmly fixed using a fastener. According to this embodiment, the laser processing auxiliary device can be partially removed, making repair and inspection of the laser processing device easy.
또한 본 발명에 따른 레이저 가공장치는 출광부를 갖는 헤드; 및 상기된 특징들을 갖는 레이저 가공 보조장치를 포함한다.In addition, the laser processing device according to the present invention includes a head having a light exit portion; and a laser processing auxiliary device having the above-described features.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 레이저 가공 시 발생하는 흄 및 스패터를 즉각적 효과적으로 소산시킬 수 있다.According to the present invention as described above, fume and spatter generated during laser processing can be immediately and effectively dissipated.
또한 본 발명에 의하면, 흄, 스패터와 같은 오염물로 인한 인한 레이저 가공부의 품질 저하가 방지 또는 저감될 수 있다.Additionally, according to the present invention, quality degradation of the laser processing part due to contaminants such as fume and spatter can be prevented or reduced.
또한 본 발명에 의하면 흄, 스패터와 같은 오염물로 인한 인한 레이저 가공장치의 오염이 방지 또는 저감될 수 있다.Additionally, according to the present invention, contamination of the laser processing device due to contaminants such as fume and spatter can be prevented or reduced.
또한 본 발명에 의하면, 레이저 가공 보조장치의 부분 탈거가 가능하여 레이저 가공장치의 점검 및 수리가 용이하다.Additionally, according to the present invention, the laser processing auxiliary device can be partially removed, making it easy to inspect and repair the laser processing device.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치 및 로봇을 보여준다.
도 2는 도 1에 도시된 용접장치의 다른 각도 뷰이다.
도 3은 도 1에 도시된 용접장치의 또 다른 각도 뷰이다.
도 4는 도 1에 도시된 용접장치에서 프로텍터가 분리된 것을 보여준다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공 보조장치를 보여준다.
도 6은 도 5에 도시된 볼텍스 챔버의 분해도이다.
도 7은 도 5에 도시된 볼텍스 챔버의 부분 단면도로서, 도 7에서 볼텍스 챔버의 상하가 뒤집어져 도시되었다.
도 8은 도 6에 도시된 링블레이드의 확대도이다.
도 9는 도 5에 도시된 레이저 가공 보조장치의 부분 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 레이저 가공 보조장치를 A 방향에서 본 뷰이다.
도 11 및 도 12는 도 5에 도시된 레이저 가공 보조장치의 측면뷰들이다.
도 13은 도 1의 용접장치에서 레이저 가공 보조장치가 부분 탈거된 것을 보여준다.Figure 1 shows a laser welding device and robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is another angle view of the welding apparatus shown in Figure 1.
FIG. 3 is another angle view of the welding device shown in FIG. 1.
Figure 4 shows the protector separated from the welding device shown in Figure 1.
Figure 5 shows a laser processing assistance device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an exploded view of the vortex chamber shown in Figure 5.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the vortex chamber shown in FIG. 5, in which the vortex chamber is shown upside down.
Figure 8 is an enlarged view of the ring blade shown in Figure 6.
Figure 9 is a partial cross-sectional view of the laser processing assistance device shown in Figure 5.
Figure 10 is a view of the laser processing auxiliary device shown in Figure 9 from direction A.
Figures 11 and 12 are side views of the laser processing assistance device shown in Figure 5.
Figure 13 shows the laser processing auxiliary device partially removed from the welding device of Figure 1.
이하 본 발명의 여러 특징적인 측면들을 이해할 수 있도록 실시예들을 들어 보다 구체적으로 살펴본다. 도면들에서 동일 또는 동등한 구성요소들은 동일한 부호로 표시될 수 있고, 도면들은 본 발명의 특징들에 대한 직관적인 이해를 위해 과장되거나 개략적으로 도시될 수 있다.Hereinafter, we will look at examples in more detail so that we can understand various characteristic aspects of the present invention. In the drawings, identical or equivalent components may be indicated by the same symbols, and the drawings may be exaggerated or schematically shown for intuitive understanding of the features of the present invention.
본 문서에서, 별도 한정이 없거나 본질적으로 허용될 수 없는 것이 아닌 한, 두 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 표현들, 예로서 '상', '연결'과 같은 표현들은 두 요소가 서로 직접 접촉하는 것은 물론 제1 및 제2 요소의 요소 사이에 제3의 요소가 개재되는 것을 허용한다. 전후, 좌우 또는 상하 등의 방향 표시는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이다.In this document, unless otherwise specified or inherently impermissible, expressions to describe the relationship between two elements, such as 'phase' and 'connection', refer to the two elements being in direct contact with each other. Of course, a third element is allowed to be inserted between the first and second elements. Directional indications such as front and back, left and right, or up and down are only for convenience of explanation.
실시예에 따르면 레이저 가공은 용접, 마킹, 드릴링, 커팅 등을 포함한다. 특히 레이저 용접, 예로서 레이저 스캐너를 이용한 고출력 레이저 용접에 실시예에 따른 레이저 가공 보조장치가 유용하게 사용될 수 있다.According to embodiments, laser processing includes welding, marking, drilling, cutting, etc. In particular, the laser processing auxiliary device according to the embodiment can be usefully used in laser welding, for example, high-power laser welding using a laser scanner.
도 1 및 도 2를 참조하여 실시예에 따른 레이저 용접장치를 살펴본다.A laser welding device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1 및 도 2에서 보듯이, 레이저 용접장치는 다관절 로봇(100)에 연결된다. 레이저 용접장치는 용접헤드(10)와, 용접 헤드(10)의 하부에 장착된 레이저 가공 보조장치(1, 이하 간단히 '보조장치'라 함)를 구비한다. 다른 실시예에 의하면 레이저 용접장치는 로봇(100)을 포함하는 개념으로 확장될 수 있다.As shown in Figures 1 and 2, the laser welding device is connected to the articulated robot 100. The laser welding device includes a
로봇(100)은, 바람직하게는 3개 이상의 관절을 가져, 프로그래밍된 서보 제어를 기반으로 다양한 위치 및 각도에서 작업을 수행할 수 있도록 구성된다. 도 1의 예에서, 로봇(100)은 베이스(101), 제1 내지 제5 링크(102,103,104,105,106), 그리고 5개의 관절을 갖는다. 관절들에는 예로서 1축 내지 6축 모터가 선택 사용된다. 제5 링크(106)에 용접 헤드(10)가 견고히 연결된다.The robot 100 preferably has three or more joints and is configured to perform tasks at various positions and angles based on programmed servo control. In the example of Figure 1, the robot 100 has a base 101, first to fifth links 102, 103, 104, 105, and 106, and five joints. For example, 1-axis to 6-axis motors are optionally used in the joints. The
용접 헤드(10)는 예로서 갈바노미터를 이용하는 광학계를 갖는 스캐너이다. Nd:YAG, 이터븀 엑티브 파이버 등을 이용하는 레이저 발진기로부터 광파이버를 통해 레이저빔이 용접 헤드(10)로 전달된다. 용접 헤드(10)에는 광파이버 연결단자(12), 전원 및 네트워크 통신 연결용 단자(13)가 마련된다. 용접 헤드(10)의 측부에 마련된 파이프 조인트(11)에 제5 링크(106)가 결합된다. 용접 헤드(10) 하부에 출광부(15)가 마련되며, 출광부(15) 아래에 보조장치(1)가 놓인다.The
도 1 및 도 2를 계속 참조하면, 보조장치(1)는 볼텍스 챔버(30) 및 이 볼텍스 챔버(30)를 용접 헤드(10)에 고정하기 위한 지그(20)를 구비한다. 지그(20)는 용접 헤드(10)에 볼팅되며, 볼텍스 챔버(30)는 지그(20)에 볼팅된다.Continuing to refer to FIGS. 1 and 2 , the auxiliary device 1 includes a
볼텍스 챔버(30)의 측부에 인렛 포트(3,4)가 마련된다. 인렛 포트(3,4)는 예로서 공기압축기(미도시)에 연결되며, 공기압축기로부터 압축공기가 인렛 포트(3,4)를 통해 볼텍스 챔버(30) 내로 공급된다. 볼텍스 챔버(30)는 중공의 디스크 형상을 갖는다. 인렛 포트(3,4)는 볼텍스 챔버(30)를 따라 순회하는 압축공기의 흐름이 형성되도록 볼텍스 챔버(30) 내부로 압축공기를 유입시킨다. 공기압축기 대신 공기블로어가 사용될 수 있고, 공기 대신 다른 가스가 사용될 수 있다.
인렛 포트(3,4)는 1개, 바람직하게는 2개, 필요한 경우 3개 이상 배치될 수 있다. 인렛 포트(3,4)는 챔버(30)에 접선방향으로 압축공기를 유입시킨다. 2 이상의 인렛 포트가 사용될 경우, 이들 인렛 포트는 볼텍스 챔버(30) 내로 유입된 공기가 볼텍스 챔버(30) 내에서 일방향 또는 같은 방향으로 흐를 수 있도록 구성된다. 도 2에서 보듯이, 좌측의 제1 인렛 포트(3)와 우측의 제2 인렛 포트(4)는 대략 점대칭을 이룬다. 제1 인렛 포트(3)의 단부가 상방향을 향함에 비해, 제2 인렛 포트(4)의 단부는 수평하게 놓여진 차이는 있다. 각 단부에는 공기압축기로부터의 호스가 연결된다.One inlet port (3, 4) may be arranged, preferably two, and three or more if necessary. The
도 1 및 도 2의 예에서, 제1 인렛 포트(3) 및 제2 인렛 포트(4)를 통해 각각 볼텍스 챔버(30) 내부로 유입된 압축공기는 시계방향으로 흐른다.In the examples of FIGS. 1 and 2 , compressed air introduced into the
도 3에는 레이저 용접장치의 저면 뷰가 도시되어 있다.Figure 3 shows a bottom view of the laser welding device.
도 2 및 도 3을 참조하면, 볼텍스 챔버(30)에는 슬릿 노즐(39)이 마련된다. 인렛 포트들(3,4)을 통해 시계방향으로 챔버(30) 내부로 유입된 압축공기는, 슬릿 노즐(39)을 통해 시계방향의 소용돌이 바람을 일으키며 불어나간다. 슬릿 노즐(39)은 챔버(30)의 둘레를 따라서 형성되며, 슬릿 노즐(39)의 반경방향 중심에 레이저빔의 축이 위치된다. 소용돌이 바람은 레이저빔의 주변을 회전하면서 하향 진행하며, 소용돌이 바람 안쪽은 무풍 영역이다. 챔버(30)를 따라 선회하는 압축공기의 흐름은 챔버(30) 내에 마련된 가이드에 의해 슬릿 노즐(39)로 유도된다. 이 가이드의 한 예가 후술되는 링블레이드(40)이다.2 and 3, a
도 3 및 도 4를 참조하면, 지그(20)는 어퍼 플레이트(21), 로어 플레이트(22), 그리고 어퍼 플레이트(21)와 로어 플레이트(22)를 연결하는 칼럼(23)을 구비한다. 어퍼 플레이트(21)는 용접 헤드(10)의 저부에 볼팅 고정되며, 로어 플레이트(22)에 볼텍스 챔버(30)가 볼팅 고정된다. 지그(20)는 용접 헤드(10)의 출광부(15) 중심에 볼텍스 챔버(30)의 중공홀(H) 중심이 정렬될 수 있도록 볼텍스 챔버(30)를 견고히 고정한다. 출광부(15)에서 나온 레이저빔은 중공홀(H)을 지나 용접대상에 조사된다.3 and 4, the jig 20 includes an
볼텍스 챔버(30)의 저면에는 챔버(30) 및 용접 헤드(10)가 스패터 등에 의해 오염되지 않도록 하기 위한 프로텍터(2)가 부착된다. 프로텍터(2)는 챔버(30)의 저면에 그 둘레를 따라 연장된다. 프로텍터(2)는 슬릿 노즐(39)로부터 불어나오는 소용돌이 바람이나 레이저빔과 간섭을 일으키지 않도록 구성된다.A
도 4 내지 도 6을 참조하면, 인렛 포트들(3,4)은 디스크형의 볼텍스 챔버(30)에 접선방향으로 압축공기가 유입될 수 있도록 구성된다. 도 4에서, 제1 및 제2 인렛 포트(3,4)를 통해 챔버(30) 내부로 유입된 공기는 챔버(30)를 따라 시계방향으로 흐른다. 챔버(30)의 양측부에는 인렛 포트들(3,4)이 연결되는 개구(35,36)가 마련된다. 제1 인렛 포트(3)는 제1 개구(35)에서 챔버(30)에 고정되는 고정단부(3a) 및 제1 개구(35)로 접선방향의 압축공기 흐름을 유도하는 가이드부(3b)를 구비한다. 제2 인렛 포트(4)는 제2 개구(36)에서 챔버(30)에 고정되며, 제1 인렛 포트(3)와 유사 구조로 형성된다.Referring to Figures 4 to 6, the
도 4 및 도 5에 보듯이, 지그(20)의 어퍼 플레이트(21)는 중앙홀(24)을 갖는다. 용접 헤드(10)에 지그(20)를 조립 시, 용접 헤드(10)의 출광부(15)가 중앙홀(24)에 삽입된다. 어퍼 플레이트(21)는 4개의 칼럼(23)에 의해 지지되며, 이 칼럼들(23)은 로어 플레이트(22)에 의해 지지된다. 출광부(15)와 챔버(30) 사이에는 어뎁터(16)가 개재된다. 실시예에 의하면 어뎁터(16)는 챔버(30) 상에 고정된다. 다른 예로서, 선호되지는 것은 아니지만, 어뎁터(16)는 지그(20)에 고정될 수도 있을 것이다.As shown in FIGS. 4 and 5, the
도 7은 볼텍스 챔버(30)의 부분 단면도이다. 도 7에서 노즐(39)을 잘 보여주기 위해 볼텍스 챔버(30)가 상하 뒤집혀져 도시되어 있다.Figure 7 is a partial cross-sectional view of the
도 5 내지 도 7을 참조하면, 볼텍스 챔버(30)는 어퍼 파트(31)와 로어 파트(32)를 구비한다. 어퍼 파트(31)와 로어 파트(32)의 조립에 의해 중공홀(H)을 갖는 디스크 형상의 볼텍스 챔버(30)가 얻어진다. 챔버(30) 내부에는 챔버(30)를 따라 압축공기가 유동하는 원형의 유로(S)가 마련된다. 어퍼 파트(31)와 로어 파트(32)에 의해 유로(S)가 규정되며, 이 유로(S)에 링블레이드(40)가 배치된다.5 to 7, the
도 5에서 보듯이, 어퍼 파트(31)는 제1 원형홀(34)을 갖는 플랫탑(31a)과, 제1 원형홀(34)의 주변에 하향 돌출된 원형 허브(33)를 갖는다. 어퍼 파트(31)의 플랫탑(31a)은 지그(20)의 로어 플레이트(22)에 고정된다.As shown in FIG. 5, the
도 6에서 보듯이, 로어 파트(32)는 제2 원형홀(35)을 갖는 바닥(37)과, 바닥(37)의 바깥쪽 둘레에 상방향 일어선 측벽(32a)을 갖는다. 측벽(32a)에는 제1 및 제2 개구(35,36)가 서로 대향되게 마련된다. 바닥(37)의 안쪽 둘레에는 제2 원형홀(35)의 중심을 향해 하향 경사진 테이퍼부(38)가 마련된다. 유로(S) 내의 압축공기는 테이퍼부(38)와 허브 선단(33a) 사이의 틈새를 통해 방출된다. 이 틈새가 슬릿 노즐(39)을 이룬다.As shown in FIG. 6, the
도 6 및 도 7에서 보듯이, 볼텍스 챔버(30)의 조립은 로어 파트(32)의 바닥(37)에 링블레이드(40)가 안착시키는 제1 과정, 로어 파트(32)에 어퍼 파트(31)를 볼팅 고정하는 제2 과정을 포함한다. 로어 파트(32)의 측벽(32a) 상부에 어퍼 파트(31)의 플랫탑(31a)이 볼팅된다. 로어 파트(32)의 바닥(37)에 허브(33)가 볼팅된다. 조금 더 구체적으로는 로어 파트(32)의 테이퍼부(38)에 허브 선단(33a)이 볼팅된다. 부호 5는 볼트이다. 제1 원형홀(34)과 제2 원형홀(35)은 볼텍스 챔버(30)의 중공홀(H)을 구성한다.As shown in Figures 6 and 7, the assembly of the
슬릿 노즐(39)은 이를 통해 불어나가는 소용돌이 바람이 중공홀(H)의 중심을 향하도록 구성된다. 슬릿 노즐(39)을 통해 불어나온 소용돌이 바람은, 출광부(15)에서 나와 중심홀(H)을 지나 용접대상에 조사되는, 레이저빔의 주위를 회전한다. 슬릿 노즐(39)으로부터 불어나오는 이 소용돌이 바람의 직경은 멀수록 좁아진다. 로어 파트(32)의 하향 경사진 테이퍼부(38)는 소용돌이 바람이 중공홀(H)의 중심을 향하도록 한다. 어퍼 파트(31)의 허브 선단(33a)은 테이퍼부(38)와 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 테이퍼부(38)와 허브 선단(33a) 사이의 틈새, 즉 슬릿 노즐(39)은 중공홀(H)의 중심을 향하여 하향 경사지게 형성된다.The
링블레이드(40)는 움직이지 않도록 볼텍스 챔버(30) 내에 구속된다. 바닥(37)에 링블레이드(40)가 볼팅되거나, 또는 링블레이드(40)가 정해진 위치에 고정될 수 있도록 하기 위한 스토핑 구조가 바닥(37)에 마련될 수 있다. 링블레이드(40)는 원하는 소용돌이 바람을 일으키기 위한 요소이다. 다른 예로서, 3D 프린팅을 이용하여 볼텍스 챔버(30)에 링블레이드(40)의 기능을 하는 형상이 부여될 수 있다.The
도 8에 실시예에 따른 링블레이드(40)가 도시되어 있다.8 shows a
도 7 및 도 8을 참조하면, 링블레이드(40)는 원형 링(41)과, 링(41)에 형성된 블레이드들(42)을 구비한다. 원형 링(41)은 볼텍스 챔버(20)의 로어 파트(32)의 바닥(37)에 안착된다. 블레이드들(42)은 원형 링(41)의 둘레를 따라 배열된다.Referring to FIGS. 7 and 8, the
실시예에 의하면 블레이드들(42)은 오른쪽 방향 또는 반시계 방향으로 뉘어진 혹은 굽여져 있다. 블레이드들(42)은 모두 동일한 형상이지 않을 수 있다. 블레이드들(42) 다수 또는 바람직하게는 이들 모두는 오목면(45), 볼록면(46) 및 링(41) 중심을 향해 하향 돌출된 정점(43)을 갖는다. 유로(S)를 따라 시계방향으로 흐르는 압축공기는 블레이드들(42)의 오목면(45)에 부딪힌 후 정점(43)을 거쳐 슬릿 노즐(39)로 흐른다. 정점(43)은 슬릿 노즐(39)을 지향하며, 오목면(45)과 정점(43)은 압축공기를 슬릿 노즐(39)로 유도한다. 슬릿 노즐(39)에서 불어 나가는 소용돌이 바람은 아래로 갈수록 점차 폭이 좁아지는 깔대기 모양을 갖는다. 무풍 영역인 소용돌이 바람 안쪽에 출광부(15)에서 나오는 레이저빔이 위치된다.According to the embodiment, the blades 42 are laid or bent to the right or counterclockwise. Blades 42 may not all have the same shape. Many or preferably all of the blades 42 have a concave surface 45 , a convex surface 46 and an apex 43 that projects downward towards the center of the ring 41 . Compressed air flowing clockwise along the flow path S hits the concave surface 45 of the blades 42 and then flows through the apex 43 to the
소용돌이 바람은 흄 및 스패터로 인한 용접부 주변의 오염을 효과적으로 차단한다. 기존 레이저 용접 시 용접부 주변은 흄과 스패터로 자욱하다. 하지만 실시예에 따른 레이저 가공 보조장치에 의하면 용접부 주변이 흄과 스패터가 거의 발생하지 않는 듯이 깨끗하다. 소용돌이 바람이 흄과 스패터의 발생 자체를 이렇게 현저하게 저감시키지는 않을 것으로 보인다. 용접 과정에 발생되는 흄과 스패터는 소용돌이 바람에 의해 즉각적으로 소산되며, 용접 구역이 깨끗하게 유지된다. 용접 구역에 설치된 배기 시스템은 깨끗한 작업 환경 및 우수한 용접부 품질을 더욱 효과적으로 보장할 수 있을 것이다.The swirling wind effectively blocks contamination around the weld area caused by fume and spatter. During conventional laser welding, the area around the weld area is filled with fume and spatter. However, according to the laser processing auxiliary device according to the embodiment, the area around the weld area is clean with almost no fume or spatter. It seems that swirling winds will not significantly reduce the generation of fume and spatter. Fumes and spatter generated during the welding process are immediately dissipated by the swirling wind, and the welding area is kept clean. An exhaust system installed in the welding area can more effectively ensure a clean working environment and excellent weld quality.
소용돌이 바람은 용접과정에 발생하는 흄 및 스패터를 효과적으로 소산시킨다. 소용돌이 바람의 하단 직경은 용접부의 용탕 및 키홀에 직접적인 영향을 미치지 않으면서도, 흄 및 스패터를 신속히 효과적으로 소산시킬 수 있는 크기로 최적 설계된다. 용접대상의 용접부 주변을 회전하는 소용돌이 바람에 의해 흄 및 스패터는 거의 발생하자마자 소산된다.The swirling wind effectively dissipates fumes and spatter generated during the welding process. The bottom diameter of the swirl wind is optimally designed to be a size that can quickly and effectively dissipate fumes and spatter without directly affecting the molten metal and keyhole of the weld zone. Fumes and spatters are dissipated almost as soon as they are generated by the swirling wind rotating around the weld area of the weld object.
소용돌이 바람은 외부의 오염원으로부터 레이저빔 및 출광부(15)의 광학계를 보호하는 에어 실드 역할을 한다. 소용돌이 에어 실드는 용접 과정에 발생된 흄, 스패터가 레이저빔과 직접적인 간섭을 일으키는 것을 방지한다. 이 간섭은 레이저빔의 에너지 손실 등을 야기하여, 용접부의 품질을 균일하게 높은 수준으로 관리하는 것을 어렵게 한다. 발생된 흄, 스패터는 소용돌이 바람에 의해 즉시 소산될 뿐만 아니라, 주변에 존재할 수 있는 오염물은 소용돌이 바람에 의해 차단되고 소용돌이 바람 안쪽으로 유입되지 못한다. 깔대기 모양을 갖는 소용돌이 바람은, 용접 헤드(10)의 광학계를 오염시킬 수 있는 오염물의 상승 흐름을 차단한다.The swirling wind serves as an air shield that protects the laser beam and the optical system of the
블레이드(42)의 형상 및 슬릿 노즐(39)의 형상, 구조 등은 소용돌이 바람의 크기, 세기, 방향 등에 영향을 미친다. 용접 헤드(10) 및 용접 작업의 종류들에 따라 블레이드(42) 및 슬릿 노즐(39)의 구조 및 형상은 최적화될 수 있다.The shape of the blade 42 and the shape and structure of the
도 9 내지 도 12는 실시예에 따른 어뎁터(16)에 대한 설명을 위한 도면들이다.9 to 12 are drawings for explaining the
도 9를 참조하면, 어뎁터(16)는 베이스 브래킷(5)과 조절 링(6)으로 구성된다. 베이스 브래킷(5)는 챔버(30)를 따라 원반형으로 형성되며, 챔버(30)의 어퍼 파트(31) 상에 장착된다. 조절 링(6)은 베이스 브래킷(5)의 방사방향 내측에 마련된다. 어뎁터(16)는 챔버(30)의 중공홀(H) 및 용접 헤드(10)의 출광부(15)와 각각 정렬되는 대응홀을 갖는다.Referring to Figure 9, the
조절 링(6) 위에는 용접 헤드(10)의 출광부(15)가 놓인다. 출광부(15) 안에 광학계가 마련되며, 출광부(15)가 하단에는 광학계의 보호 및 오염물 차단을 위한 보호 글라스(미도시)가 장착된다. 보호 글라스를 통해 레이저빔이 출사되기에, 보호 글라스 또한 오염물로부터의 보호가 필요하다. 보조장치(1)가 용접 헤드(10)에 조립 완료된 상태에서, 조절 링(6)이 출광부(15)에 밀착된다. 실시예에 의하면 조절 링(6)의 상단에는 그 둘레를 따라 고무 실링(18, seal ring)이 장착된다. 조절 링(6)에는 실링(18)의 장착을 위한 그루브(17)가 형성된다. 실링(18)은 출광부(15), 구체적으로는 보호 글라스의 장착을 위한 출광부(15) 프레임에 밀착된다.The
도 9 및 도 10을 참조하면, 조절 링(6)의 내주면에 커튼 노즐(9)이 마련된다. 커튼 노즐(9)은 용접 중 출광부(15)의 보호 글라스 측으로 상승하는 오염물을 차단하기 위한 에커 커튼을 제공한다. 커튼 노즐(9)로의 에어 공급에는, 예로서 앞서 언급된 소용돌이 바람을 일으키기 위한 공기압축기가 사용된다. 공기압축기로부터 제1 분기라인은 챔버(30)에 연결되고, 제2 분기라인은 조절 링(6)에 연결된다.9 and 10, a
조절 링(6)의 외주면에는 공기 압축기에 연결되는 에어 인렛(7)이 마련된다. 에어 인렛(7)에 공급된 압축공기는 캐비티(8)를 거쳐 커튼 노즐(9)로 보내진다. 캐비티(8)와 커튼 노즐(9)과의 연결부위는 커튼 노즐(9) 측으로 점차 좁아지게 형성된다. 커튼 노즐(9)은 조절 링(6)의 둘레방향을 따라 형성된다. 커튼 노즐(9)은 대략 대응홀의 중심을 갖는 원 궤도를 따라 형성된다고 표현될 수 있다. 캐비티(8) 또한 조절 링(6)의 둘레방향을 따라 형성된다. 커튼 노즐(9)은 대응홀에 에어 커튼을 제공하기 위한 것으로, 다양하게 설계될 수 있다. 커튼 노즐(9)은 캐비티(8)를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. 다른 예로서, 커튼 노즐(9)은 베이스 브래킷(5)에 마련될 수도 있을 것이다.An air inlet (7) connected to an air compressor is provided on the outer peripheral surface of the adjustment ring (6). The compressed air supplied to the air inlet (7) is sent to the curtain nozzle (9) through the cavity (8). The connection portion between the cavity (8) and the curtain nozzle (9) is gradually narrowed toward the curtain nozzle (9). The
실시예에 의하면 에어 인렛(7)은 대향되는 2개의 위치에 대칭적으로 마련된다. 2개의 에어 인렛(7)으로 유입된 압축공기는 각각 캐비티(8)를 통해 조절 링(6)의 원주방향으로 흐르며, 그리고 원주방향으로 형성된 커튼 노즐(9)을 통해 분사된다. 커튼 노즐(9)에서 분사된 압축공기는 대응홀을 전체적으로 커버하는 에어 커튼을 제공한다. 제1 에어 인렛에서 공급된 압축공기는 대응홀의 1/2을 커버하는 에어 커튼을 제공하고, 제2 에어 인렛에서 공급된 압축공기는 대응홀의 나머지 1/2을 커버하는 에어 커튼을 제공한다. 다른 예로서 커튼 노즐(9)은 노즐(9)로부터 부채꼴로 펼쳐지는 에어 커튼이 형성되도록 구성될 수 있으나, 이 경우에도 커튼 노즐(9)은 대응홀 전영역에 에어 커튼이 제공되도록 설계되는 것이 선호된다.According to the embodiment, the
도 10을 참조하면, 실시예에 의하면 조절링(6)은 아우터 링(6a); 및 아우터 링(6a)과 결합된 인너 링(6b)으로 구성된다. 아우터 링(6a)에 에어 인렛(7)이 형성되고, 아우터 링(6a)과 인너 링(6b)의 사이에 캐비티(8) 및 커튼 노즐(9)이 마련된다. 인너 링(6b)의 상단에 고무 실링(18)이 장착된다. 아우터 링(6a)은 베이스 브래킷(5)에 결합된다.Referring to Figure 10, according to the embodiment, the
도 12는 용접 헤드(10)에 보조장치(1)의 조립이 완료된 상태를 보여주며, 도 11은 조립 완료 직전의 상태를 보여준다.Figure 12 shows a state in which assembly of the auxiliary device 1 to the
도 11 및 도 12를 참조하면, 실시예에 의하면 조절 링(6)은 상하 이동 가능하다. 하나의 예로서 조절 링(6)은 베이스 브래킷(5)에 승강 가능하게 나사결합된다. 조절 링(6)은 반시계 방향으로 돌리면 상승하고 시계 방향으로 돌리면 하강한다. 조절 링(6), 구체적으로는 아우터 링(6a)에 수나사(6c)가 형성되며, 이 수나사(6c)와 치합되는 암나사가 베이스 브래킷(5)에 마련된다.Referring to Figures 11 and 12, according to the embodiment, the
승강 가능한 조절 링(6)은 용접 헤드(10)에 보조장치(1)를 조립하고 탈거하는 작업을 용이하게 한다. 보조장치(1)를 용접 헤드(10)에 조립하거나 탈거할 때에는, 도 11에서 보듯이 조절 링(6)을 하강 위치에 위치시킨다. 용접 중 출광부(15)와 보조장치(1) 간에 유격이 있다면, 이 유격을 통해 흄, 스패터 등 오염물이 유입될 수 있다. 용접장치 사용 시에는, 도 2에서 보듯이 조절 링(6)을 상승 위치에 위치시킨다. 상승 위치에서 조절 링(6)은 출광부(15)에 밀착된다. 다른 예로서, 조절 링(6)은 베이스 브래킷(5)에 결합된 제1 파트; 및 제1 파트에 대해 승강 가능한 제2 파트로 구성될 수도 있을 것이다.The liftable adjustment ring (6) facilitates the assembly and removal of the auxiliary device (1) from the welding head (10). When assembling or removing the auxiliary device (1) from the welding head (10), the adjusting ring (6) is placed in the lowered position as shown in FIG. 11. If there is a gap between the
도 13은 실시예에 따른 보조장치(1)가 용접 헤드(10)로부터 부분 탈거될 수 있음을 보여준다.Figure 13 shows that the auxiliary device 1 according to the embodiment can be partially removed from the
도 5 및 도 13을 참조하면, 로어 플레이트(22)는 제1 로어 플레이트(22a) 및 제2 로어 플레이트(22b)를 구비한다. 챔버(30)의 우측은 체결 스크류(26)에 의해 제1 로어 플레이트(22a)에 견고히 고정된다. 챔버(30)의 좌측은 샤프트(25)에 의해 제2 로어 플레이트(22b)에 회전 가능하게 고정된다. 체결 스크류(26)를 풀면, 샤프트(25)를 중심으로 챔버(30)가 회전될 수 있다.5 and 13, the
위와 같이 용접 헤드(10)로부터 보조장치(1)가 부분 탈거될 수 있는 구성은 용접 헤드(10), 특히 출광부(15)에 대한 점검 및 수리 작업을 용이하게 한다. 도 13에서 보듯이 챔버(30)가 샤프트(25)를 중심으로 180°회전되면, 출광부(15)가 노출되고 출광부(15)에 접근 가능한 공간이 제공된다. 출광부(15)에 장착된 보호 글라스의 클리닝이나 교체가 필요한 경우, 위의 부분 탈거될 수 있는 구성이 매우 유용하다.The configuration in which the auxiliary device 1 can be partially removed from the
상기된 실시예에 따르면, 어뎁터(16)는 챔버(30)에 고정되며, 챔버(30)와 어뎁터(16)는 조립체(이하 '챔버 조립체')를 이룬다. 따라서 샤프트(25)를 중심으로 챔버 조립체가 회전될 수 있다. 이 실시예와 달리, 어뎁터(16)는 지그(20)에 고정될 수 있다. 이 경우, 출광부(15)에 대한 손쉬운 점검 및 수리를 보장하기 위한 방안이 고려될 필요가 있다.According to the above-described embodiment, the
상기된 실시예에 따른 보조장치(1)의 부분 탈거는 다음 순서로 진행될 수 있다. 1단계로, 도 11에서 보듯이 조절 링(6)을 시계 방향으로 돌려 출광부(15)로부터 조절 링(6)을 이격시킨다. 2단계로, 도 13에서 보듯이 체결 스크류(26)를 풀고 샤프트(25)를 중심으로 챔버 조립체(16,30)를 180°회전시킨다. 지그(20)에 챔버 조립체(16,30)를 조립하는 것은 위 부분 탈거 순서의 반대로 순서로 진행될 수 있다.Partial removal of the auxiliary device 1 according to the above-described embodiment can be performed in the following order. In the first step, as shown in FIG. 11, turn the adjusting ring (6) clockwise to separate the adjusting ring (6) from the light emitting unit (15). In the second step, as shown in FIG. 13, the fastening screw 26 is loosened and the
한편, 위의 접근 가능한 공간이 제공될 수 있는 한, 로어 플레이트(22)는 반드시 분리된 2개의 파트로 구성되어야 할 필요는 없다. 제3 로어 플레이트(미도시)에 의해 제1 로어 플레이트(22a)와 제2 로어 플레이트(22b)가 서로 연결될 수 있고, 또는 로어 플레이트(22)가 일체로 구성될 수도 있을 것이다.On the other hand, the
이상 본 발명의 실시예들이 설명되었고, 이들 실시예는 본 발명의 다양한 측면들과 특징들을 이해하는데 도움이 될 것이다. 이 실시예들에서 소개된 특징들 또는 요소들은 다양한 형태로 조합될 수 있고, 이러한 조합에 의해 본 문서에서는 미처 설명되지 못한 또 다른 실시예가 제시될 수 있다.Embodiments of the present invention have been described above, and these embodiments will be helpful in understanding various aspects and features of the present invention. The features or elements introduced in these embodiments may be combined in various forms, and such combinations may provide another embodiment that has not yet been described in this document.
보호하고자 하는 발명의 범위가 청구항들에 기재된다. 청구항에 기재된 요소는, 발명의 본질 또는 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 다양하게 변경 및 수정되고 등가물로 대체될 수 있다. 청구항에 기재된 도면부호들은, 만일 기재되어 있다면, 청구된 발명들이나 그 요소들에 대한 쉽고 그리고 직관적인 이해를 돕기 위한 것일 뿐 청구된 발명들의 권리범위를 한정하지 않는다.The scope of the invention sought to be protected is set forth in the claims. The elements described in the claims may be variously changed, modified, and replaced with equivalents without departing from the essence or scope of the invention. The reference numerals in the claims, if provided, are only intended to facilitate easy and intuitive understanding of the claimed inventions or their elements and do not limit the scope of the claimed inventions.
1: 보조장치 2: 프로텍터
3,4: 인렛 포트 5: 베이스 브래킷
6: 조절 링 9: 커튼 노즐
10: 용접 헤드 16: 어뎁터
20: 지그 21: 어퍼 플레이트
22: 로어 플레이트 23: 칼럼
30: 볼텍스 챔버 31: 어퍼 파트
32: 로어 파트 33: 허브
34: 제1 원형홀 35: 제2 원형홀
37: 바닥 38: 테이퍼부
39: 슬릿 노즐 40: 링블레이드1: Auxiliary device 2: Protector
3,4: Inlet port 5: Base bracket
6: Adjusting ring 9: Curtain nozzle
10: Welding head 16: Adapter
20: Jig 21: Upper plate
22: lower plate 23: column
30: Vortex chamber 31: Upper part
32: Lower Part 33: Hub
34: 1st circular hall 35: 2nd circular hall
37: bottom 38: tapered portion
39: Slit nozzle 40: Ring blade
Claims (11)
중공홀(H)을 갖는 디스크형 볼텍스 챔버(30), 이 챔버(30)는 원형의 내부 유로(S), 유로(S)에 접선 방향으로 외부 가스가 유입되어 유로(S)를 따라 선회하는 흐름을 형성하도록 하기 위한 인렛 포트(3,4), 및 중공홀(H)의 중심을 향해 비스듬히 형성된 슬릿 노즐(39)을 구비함;
상기 유로(S)를 따라 선회하는 가스의 흐름을 슬릿 노즐(39)로 유도하기 위한 가이드(40); 및
상기 중공홀(H)이 출광부(15)와 정렬되도록 챔버(30)를 헤드(10)에 고정하기 위한 지그(20)를 포함하며,
상기 가이드(40)를 거쳐 슬릿 노즐(39)을 통해 내보내지는 가스가, 출광부(15)에서 나오는 레이저빔의 주위를 회전하는, 소용돌이 바람을 형성하며 용접대상을 향해 진행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 가공 보조장치.A laser processing auxiliary device mounted on a head (10) having a laser emitting unit (15),
A disk-shaped vortex chamber 30 having a hollow hole (H), this chamber 30 has a circular internal flow path (S), and external gas flows in in a tangential direction to the flow path (S) and rotates along the flow path (S). Equipped with inlet ports (3, 4) to form a flow, and a slit nozzle (39) formed at an angle toward the center of the hollow hole (H);
A guide 40 for guiding the flow of gas rotating along the flow path S to the slit nozzle 39; and
It includes a jig 20 for fixing the chamber 30 to the head 10 so that the hollow hole (H) is aligned with the light exit portion 15,
The gas discharged through the slit nozzle 39 via the guide 40 is configured to form a vortex wind that rotates around the laser beam coming from the light emitting unit 15 and proceeds toward the welding target. Laser processing assistant.
제1 원형홀(34)을 갖는 탑(31a)과, 제1 원형홀(34)의 주변에서 하향 돌출된 원형 허브(33)를 갖는 어퍼 파트(31); 및
상기 제1 원형홀(34)에 대응하는 제2 원형홀(35)을 갖는 바닥(37)과, 바닥(37)의 바깥쪽 둘레에 마련된 측벽(32a)을 갖는 로어 파트(32)를 포함하며,
상기 제1 원형홀(34)과 제2 원형홀(35)은 중공홀(H)을 이루며, 바닥(37)의 안쪽 둘레에 제2 원형홀(35)을 따라 중공홀(H)의 중심을 향해 경사진 테이퍼부(38)가 마련되고, 원형 허브(33)의 선단(33a)과 테이퍼부(38) 간의 틈새가 슬릿 노즐(39)을 구성하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 보조장치.The method of claim 1, wherein the vortex chamber 30,
a top (31a) having a first circular hole (34), and an upper part (31) having a circular hub (33) protruding downward around the first circular hole (34); and
It includes a bottom 37 having a second circular hole 35 corresponding to the first circular hole 34, and a lower part 32 having a side wall 32a provided around the outer circumference of the bottom 37. ,
The first circular hole 34 and the second circular hole 35 form a hollow hole (H), and the center of the hollow hole (H) is located along the second circular hole 35 around the inner circumference of the bottom 37. A laser processing auxiliary device characterized in that a tapered portion (38) inclined toward is provided, and a gap between the tip (33a) of the circular hub (33) and the tapered portion (38) constitutes a slit nozzle (39).
상기 블레이드(42)는 오목면(45), 볼록면(46) 및 슬릿 노즐(39)을 향해 돌출된 정점(43)을 구비하며,
상기 블레이드(42)는 유로(S)를 따라 선회하는 가스가 블레이드(42)의 오목면(45)에 부딪힌 후 정점(43)을 거쳐 슬릿 노즐(39)로 향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 레이저 가공 보조장치.The method according to claim 1, wherein the guide 40 includes a circular ring 41 seated in the flow path S, and a plurality of blades 42 arranged along the circumference of the circular ring 41,
The blade 42 has a concave surface 45, a convex surface 46, and an apex 43 protruding toward the slit nozzle 39,
The blade 42 is a laser, characterized in that it is arranged so that the gas rotating along the flow path S hits the concave surface 45 of the blade 42 and then passes through the apex 43 and heads to the slit nozzle 39. Processing aids.
출광부(15) 및 중공홀(H)와 정렬되는 대응홀; 및
대응홀에 에어 커튼을 제공하기 위한 커튼 노즐(9)을 구비하며, 에어 커튼은 대응홀을 통해 출광부(15)로 유입되는 오염물을 차단하기 위한 것임을 특징으로 하는 레이저 가공 보조장치.The method according to claim 1, further comprising an adapter 16 interposed between the light exit portion 15 and the chamber 30, wherein the adapter 16 includes,
a corresponding hole aligned with the light exit portion 15 and the hollow hole (H); and
A laser processing auxiliary device comprising a curtain nozzle (9) for providing an air curtain to the corresponding hole, and the air curtain is for blocking contaminants flowing into the light exit unit (15) through the corresponding hole.
상기 조절 링(6)은 승강 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 가공 보조장치.The method according to claim 4, wherein the adapter 16 includes a base bracket 5 fixed to the chamber 30 or the jig 20; And an adjustment ring (6) coupled to the base bracket (5),
A laser processing auxiliary device, characterized in that the adjustment ring (6) is capable of being raised and lowered.
상기 아우터 링(6a)과 인너 링(6b)의 사이 틈새에 커튼 노즐(9)이 마련되도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 가공 보조장치.The method according to claim 6, wherein the adjustment ring (6) is screwed to the base bracket (5) to be able to lift and lower, and includes an outer ring (6a) having an air inlet (7) connected to the curtain nozzle (9); And an inner ring (6b) coupled to the outer ring (6a),
A laser processing auxiliary device, characterized in that a curtain nozzle (9) is provided in the gap between the outer ring (6a) and the inner ring (6b).
청구항 1에 따른 레이저 가공 보조장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.A head (10) having a light exit portion (15); and
A laser processing device comprising the laser processing auxiliary device according to claim 1.
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KR20230034627A KR20230034627A (en) | 2023-03-10 |
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KR102133967B1 (en) * | 2019-03-25 | 2020-07-15 | (주)제이스텍 | Suction box for laser processing scanner head with air amplification and fume scattering prevention structure |
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