KR102675452B1 - 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드 및 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법 - Google Patents
보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드 및 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102675452B1 KR102675452B1 KR1020210163411A KR20210163411A KR102675452B1 KR 102675452 B1 KR102675452 B1 KR 102675452B1 KR 1020210163411 A KR1020210163411 A KR 1020210163411A KR 20210163411 A KR20210163411 A KR 20210163411A KR 102675452 B1 KR102675452 B1 KR 102675452B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- protective lens
- temperature
- protective
- lens
- laser processing
- Prior art date
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000003754 machining Methods 0.000 title 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 153
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
- B23K26/707—Auxiliary equipment for monitoring laser beam transmission optics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
본 발명은 레이저빔의 세기 및 외기 온도를 기초로 하여 보호렌즈의 점검 기준이 되는 기준임계온도를 설정하고, 설정된 기준임계온도와 실시간 측정되는 보호렌즈의 온도를 비교하여, 보호렌즈의 오염이나 손상으로 인한 점검여부를 모니터링할 수 있는 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드 및 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은 레이저빔이 이동하는 이동경로를 가지는 본체; 상기 이동경로 상에 배치되며, 대상물에 대한 레이저 가공 중 외부에서 발생된 이물질이 상기 이동경로로 유입되는 것을 차단하는 보호렌즈; 외기 온도를 측정하는 제1온도센서; 상기 보호렌즈의 온도를 측정하는 제2온도센서; 및 상기 이동경로를 이동하는 레이저빔의 세기 및 상기 제1온도센서에서 측정된 외기 온도를 기초로 하여 상기 보호렌즈의 점검 기준이 되는 기준임계온도를 설정하고, 상기 제2온도센서로부터 측정된 상기 보호렌즈의 온도와 상기 기준임계온도를 비교하여 상기 보호렌즈의 점검여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드와, 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법에 대한 특징을 개시한다.
Description
본 발명은 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드 및 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법에 관한 것으로, 상세하게는 레이저빔의 세기 및 외기 온도를 기초로 하여 보호렌즈의 점검 기준이 되는 기준임계온도를 설정하고, 이렇게 설정된 기준임계온도와 실시간 측정되는 보호렌즈의 온도를 비교하여, 보호렌즈의 오염이나 손상으로 인한 점검여부를 신속하고 정확하게 모니터링할 수 있는 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드 및 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법에 관한 것이다.
대상물에 대한 가공에는 레이저 가공장치가 사용된다. 즉, 고에너지의 레이저를 대상물을 향해 조사하여, 대상물에 홀을 가공하거나 대상물을 절단 가공 혹은 대상물의 표면을 가공할 수 있다.
레이저 가공장치는 레이저 가공헤드를 가진다.
레이저 가공헤드는 내측에 레이저가 이동하는 이동경로를 가지고, 레이저 이동경로에는 레이저 발진부에서 발진된 레이저를 포커싱하기 위한 포커싱렌즈를 포함한 광학계가 구비된다.
또한, 레이저 가공헤드는 레이저 이동경로의 하부 즉, 광학계 및 대상물 사이에 배치되어 레이저 가공 중 대상물로부터 비산되거나 튀어오르는 스패터(Spatter) 및 퓸(Fume) 등의 이물질로부터 포커싱렌즈를 포함한 광학계를 보호하기 위한 보호렌즈가 구비된다. 보호렌즈로는 투명한 소재의 유리가 사용될 수 있다.
레이저 가공헤드의 구성품 중 하나인 보호렌즈는 대상물로부터 비산되거나 튀어오르는 이물질에 직접적으로 노출되어 오염이나 손상될 수 있기 때문에 실시간 관리가 매우 중요한 부품이다.
보호렌즈가 오염된 상태에서는 조사되는 레이저빔의 품질이 저하되어 대상물의 가공 품질이 불균일해질 수 있다. 또한, 보호렌즈에 크랙이 발생되는 등 손상이 심한 상태에서는 레이저 가공이 지속되지 못할 수도 있다. 또한, 보호렌즈가 오염되거나 손상되면 레이저 가공헤드의 내부 부품인 포커싱렌즈를 포함한 광학계에 손상이 야기될 수 있다.
기존 보호렌즈를 관리하는 방법으로는 작업자가 레이저 가공 전, 후 및 가공 중에 보호렌즈를 육안으로 확인하는 방식이 있으며, 이 경우 보호렌즈의 오염이나 손상 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수가 없다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 미리 설정된 기준임계온도와 실시간 측정되는 보호렌즈의 온도를 비교하여, 보호렌즈의 오염이나 손상으로 인한 점검여부를 정확하게 모니터링할 수 있는 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드 및 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 과제는 레이저빔의 세기 및 외기 온도를 기초로 하여 보호렌즈의 점검 기준이 되는 기준임계온도를 설정하여, 사용되는 레이저빔의 세기 및 주변 환경 변화와 무관하게 보호렌즈의 점검여부를 더욱 정확하게 모니터링할 수 있는 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드 및 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공헤드는, 레이저빔이 이동하는 이동경로를 가지는 본체; 상기 이동경로 상에 배치되며, 대상물에 대한 레이저 가공 중 외부에서 발생된 이물질이 상기 이동경로로 유입되는 것을 차단하는 보호렌즈; 상기 보호렌즈의 오염이나 손상 여부를 점검하기 위한 보호렌즈 점검유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 레이저 가공헤드에 있어서, 상기 보호렌즈 점검유닛은, 외기 온도를 측정하는 제1온도센서; 상기 보호렌즈의 온도를 측정하는 제2온도센서; 및 상기 이동경로를 이동하는 레이저빔의 세기 및 상기 제1온도센서에서 측정된 외기 온도를 기초로 하여 상기 보호렌즈의 점검 기준이 되는 기준임계온도를 설정하고, 상기 제2온도센서로부터 측정된 상기 보호렌즈의 온도와 상기 기준임계온도를 비교하여 상기 보호렌즈의 점검여부를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명은 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법도 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 보호렌즈 모니터링 방법은, 외기 온도를 측정하는 외기 온도 측정단계; 보호렌즈의 온도를 측정하는 보호렌즈 온도 측정단계; 레이저빔의 세기 및 측정된 외기 온도를 기초로 하여, 보호렌즈의 점검 기준이 되는 기준임계온도를 설정하는 기준임계온도 설정단계; 및 상기 보호렌즈의 온도와 상기 기준임계온도를 비교하여, 상기 보호렌즈의 점검여부를 판단하는 점검여부 판단단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 미리 설정된 기준임계온도와 실시간 측정되는 보호렌즈의 온도를 비교하여, 보호렌즈의 오염이나 손상으로 인한 점검여부를 정확하게 모니터링함으로써, 가공 불량을 줄여 생산 효율을 높일 수 있으며, 레이저 가공헤드의 내부 부품인 포커싱렌즈를 포함한 광학계의 손상을 미연에 예방할 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저빔의 세기 및 외기 온도를 기초로 하여 보호렌즈의 점검 기준이 되는 기준임계온도를 설정함으로써, 사용되는 레이저빔의 세기 및 주변 온도가 변화되더라도 보호렌즈의 점검여부를 더욱 정확하게 모니터링할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드를 나타낸 단면 예시도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 보인 확대 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보호렌즈 모니터링 방법을 나타낸 블록 예시도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 보인 확대 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보호렌즈 모니터링 방법을 나타낸 블록 예시도이다.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드를 나타낸 단면 예시도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 보인 확대 예시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 가공헤드는 본체(110)를 포함할 수 있다.
본체(110)는 레이저 발진부에서 발진된 레이저빔(L)이 이동하는 이동경로인 관통홀(111)이 관통하여 형성될 수 있다. 이러한 관통홀(111)에는 레이저빔(L) 뿐만 아니라 어시스트 가스가 함께 공급될 수도 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 레이저 가공헤드는 포커싱렌즈(120)를 포함할 수 있다.
포커싱렌즈(120)는 관통홀(111)의 상부 즉, 상대적으로 레이저발진기에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 레이저발진기에저 발진되어 관통홀(111)을 이동하는 레이저빔(L)은 포커싱렌즈(120)를 통과하면서 집광될 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 레이저 가공헤드는 보호렌즈(130)를 포함할 수 있다.
보호렌즈(130)는 관통홀(111)의 하부 즉, 상대적으로 대상물에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 포커싱렌즈(120)를 통해 집광된 레이저빔(L)은 보호렌즈(130)를 통과하여 대상물에 조사될 수 있고, 레이저 가공 중 대상물로부터 비산되거나 튀어오르는 스패터(Spatter) 및 퓸(Fume) 등의 이물질로부터 포커싱렌즈(120)를 포함한 관통홀(111)의 내부에 구비되는 광학 장비를 보호할 수 있다. 이러한 보호렌즈(130)로는 투명한 소재의 유리가 사용될 수 있다.
이러한 보호렌즈(130)의 설치를 위하여, 본체(110)는 보호렌즈 장착부(112)를 가질 수 있다.
보호렌즈 장착부(112)는 관통홀(111)의 내주면에서 오목하게 링 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 보호렌즈(130)는 가장자리가 보호렌즈 장착부(112)에 걸림 지지될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 레이저 가공헤드는 고정링(141), 실링부재(142) 및 고정캡(143)을 더 포함할 수 있다.
고정링(143)은 링 형상으로 형성될 수 있으며, 보호렌즈 장착부(112)에 설치될 수 있다. 고정링(143)은 보호렌즈(130)의 가장자리에 밀착되어 보호렌즈(130)의 위치를 고정시킬 수 있다.
실링부재(142)는 탄성 소재로 구비될 수 있으며, 링 형상으로 형성될 수 있다. 실링부재(142)는 보호렌즈(130)의 가장자리 하면과 보호렌즈 장착부(112)의 하측면 사이에 배치될 수 있으며, 이때, 가장자리 측면은 고정링(143)에 밀착될 수 있다. 이러한 실링부재(142)는 어시스트 가스가 리크되는 것을 차단할 수 있다.
고정캡(143)은 금속 소재로 구비될 수 있으며, 링 형상으로 형성될 수 있다. 고정캡(143)은 보호렌즈(130)의 가장자리 상부와 보호렌즈 장착부(112)의 상측면 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 고정캡(143)은 일단부는 보호렌즈(130)의 가장자리 상면과 보호렌즈 장착부(112)의 상측면 사이에 배치되고, 타단부는 보호렌즈(130)의 가장자리 측면을 따라 연장된 채 고정링(143)의 상면에 밀착하여 지지될 수 있다. 결과적으로, 고정캡(143)은 보호렌즈(130)의 가장자리의 모서리 상부를 감싸도록 ㄱ자 형상의 단면 구조를 가질 수 있다.
이때, 고정캡(143)은 보호렌즈(130)의 가장자리 상면을 대향하는 일단부에 볼록하게 라운드 형성된 지지부를 가질 수 있다. 이러한 지지부는 보호렌즈(130)의 가장자리 상면에 선 접촉될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 레이저 가공헤드는 보호렌즈 점검유닛(150)을 포함할 수 있다.
보호렌즈 점검유닛(150)은 레이저 가공 중 대상물로부터 비산되거나 튀어오르는 스패터 및 퓸 등의 이물질에 의해 보호렌즈(130)가 오염되거나 손상되는 여부를 점검할 수 있다.
보호렌즈 점검유닛(150)은 제1온도센서(151), 제2온도센서(153) 및 제어부(155)를 가질 수 있다.
제1온도센서(151)는 외기 온도를 측정할 수 있다.
제1온도센서(151)로는 통상의 다양한 온도센서가 사용될 수 있고, 이러한 제1온도센서(151)는 본체(110)에 구비될 수 있다.
제2온도센서(153)는 보호렌즈(130)의 온도를 측정할 수 있다.
제2온도센서(153)로는 적외선센서가 사용될 수 있다. 적외선센서는 보호렌즈(130)에서 발생되는 열에너지를 비접촉식으로 감지 및 측정할 수 있다. 이러한 비접촉식의 제2온도센서(153)는 본체(110)에 구비될 수 있다.
비접촉식 제2온도센서(153)를 구비할 경우, 제2온도센서(153)는 본체(110)의 외측에 설치될 수 있다. 이 경우 보호렌즈(130)에서 발생되는 열에너지를 비접촉식으로 감지 및 측정하기 위하여, 본체(110)에는 온도감지통로(113)가 구비될 수 있다.
온도감지통로(113)는 보호렌즈 장착부(112)와 제2온도센서(153)가 연결되도록 보호렌즈 장착부(112)에서 연장하여 형성될 수 있으며, 보호렌즈(130)의 측방향 즉, 레이저빔(L)이 조사되는 방향에 직교하는 방향으로 연장하여 형성될 수 있다. 따라서, 제2온도센서(153)는 보호렌즈(130)에서 발생되는 열에너지를 비접촉식으로 감지 및 측정할 수 있다.
제어부(155)는 제1온도센서(151) 및 제2온도센서(153)로부터 측정된 온도 값을 기초로 하여, 보호렌즈(130)의 점검여부를 판단할 수 있다.
이를 위한 제어부(155)는 임계온도 설정부 및 점검여부 판단부를 포함할 수 있다.
임계온도 설정부는 레이저빔(L)의 세기(X) 및 제1온도센서(151)에서 측정된 외기 온도(T1)를 기초로 하여, 보호렌즈(130)의 점검 기준이 되는 제1기준임계온도(CT1)를 설정할 수 있다.
제1기준임계온도(CT1)는 하기 식에 의해 도출될 수 있다.
CT1 = a*X + T1
여기서, a는 오염계수이고, X는 레이저빔의 출력 계수이며, T1은 외기 온도이다.
오염계수(a)는 사용되는 레이저빔의 출력 계수(X) 및 대상물에 대한 레이저 가공의 종류에 따라 변화될 수 있다.
레이저빔의 출력 계수(X) 역시 대상물에 대한 레이저 가공의 종류에 따라 변화될 수 있으며, 본 실시예에 따른 레이저빔의 출력은 1kW 내지 20kW 범위에서 선택될 수 있다.
점검여부 판단부는 임계온도 설정부에서 설정된 제1기준임계온도(CT1)와, 제2온도센서(153)로부터 측정된 보호렌즈(130)의 온도(T2)를 비교하여, 보호렌즈(130)의 점검여부를 판단할 수 있다. 즉, 보호렌즈(130)의 오염이나 손상여부를 실시간 확인할 수 있다.
만일 T2가 CT1 미만이면, 보호렌즈(130)의 오염이나 손상 정도가 미흡한 상태로 판단할 수 있고, 이 경우에는 보호렌즈(130)에 대한 별도의 관리 없이 계속해서 레이저 가공을 지속할 수 있다.
만일 T2가 CT1을 초과하면, 보호렌즈(130)의 오염이나 손상 정도가 커서 대상물에 대한 레이저 가공 불량이 발생될 수 있는 상태로 판단하고, 이 경우에는 레이저 가공을 중단하고 보호렌즈(130)에 대한 클리닝 혹은 교체 작업을 수행하고, 이후 레이저 가공을 지속할 수 있다.
이와 같이, 사용되는 레이저빔(L)의 세기 및 외기 온도를 기초로 하여 보호렌즈(130)의 점검 기준이 되는 제1기준임계온도(CT1)를 설정함으로써, 사용되는 레이저빔의 세기 및 주변 온도가 변화되더라도 보호렌즈(130)의 오염이나 손상 정도를 신속하고 정확하게 확인할 수 있다.
한편, 임계온도 설정부는 제1기준임계온도(CT1) 보다 큰 제2기준임계온도(T2)를 설정할 수도 있다.
만일 T2가 CT1은 초과하고 CT2 미만이면, 보호렌즈(130)의 오염이나 손상 정도가 커서 대상물에 대한 레이저 가공 불량이 발생될 수 있는 상태로 판단할 수 있다. 그리고 만일 T2가 CT2를 초과하면, 보호렌즈(130)에 크랙 손상이 발생되어 어시스트 가스의 리크가 발생될 수 있는 상태로 판단할 수 있다. 즉, T2가 CT2를 초과하면, 보호렌즈(130)의 표면 손상뿐만 아니라 크랙에 의해 어시스트 가스의 리크 위험에 노출된 상태로 판단할 수 있다.
한편, 제어부(155)는 알림부를 더 포함할 수 있다.
알림부는 T2가 CT1을 초과할 시 램프, 부저 및 디스플레이 중 적어도 하나 이상의 알림수단을 이용하여 관리자에게 신속히 알릴 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 보호렌즈 모니터링 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보호렌즈 모니터링 방법을 나타낸 블록 예시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 보호렌즈 모니터링 방법은 외기 온도 측정단계(S110), 보호렌즈 온도 측정단계(S120), 기준임계온도 설정단계(S130) 및 점검여부 판단단계(S140)를 포함할 수 있다.
외기 온도 측정단계(S110), 보호렌즈 온도 측정단계(S120), 기준임계온도 설정단계(S130) 및 점검여부 판단단계(S140)를 포함하는 보호렌즈 모니터링 방법은 레이저 가공 중 지속적으로 수행될 수 있다.
즉, 레이저 가공 중 제1온도센서(151)를 통하여 외기 온도(T1)를 실시간 측정한다. <외기 온도 측정단계(S110)>
또한, 레이저 가공 중 제2온도센서(153)를 통하여 보호렌즈(130)의 온도를 측정한다. <보호렌즈 온도 측정단계(S120)>
그러면, 제어부(155)는 레이저빔(L)의 세기(X) 및 제1온도센서(151)에서 측정된 외기 온도(T1)를 기초로 하여, 보호렌즈(130)의 점검 기준이 되는 제1기준임계온도(CT1)를 설정한다. <기준임계온도 설정단계(S130)>
또한, 제어부(155)는 보호렌즈(130)의 온도(T2)와 상기 제1기준임계온도(CT1)를 비교하여, 보호렌즈(130)의 오염이나 손상에 의한 점검여부를 판단할 수 있다. <점검여부 판단단계(S140)>
만일 T2가 CT1을 초과하면, 보호렌즈(130)의 오염이나 손상 정도가 커서 대상물에 대한 레이저 가공 불량이 발생될 수 있는 상태로 판단하고, 이 경우에는 램프, 부저 및 디스플레이 중 적어도 하나 이상의 알림부를 이용하여 관리자에게 알려, 레이저 가공이 신속하게 정지될 수 있도록 하고, 이후 관리자는 보호렌즈(130)에 대한 클리닝 혹은 교체 작업을 수행할 수 있다.
이렇게 보호렌즈(130)에 대한 클리닝 혹은 교체 작업이 완료되면, 레이저 가공을 계속해서 지속할 수 있으며, 본 실시예에 따른 보호렌즈 모니터링 방법을 통하여 보호렌즈(130)의 모니터링을 계속해서 수행하게 된다.
이상에서와 같이, 본 발명은 미리 설정된 기준임계온도와 실시간 측정되는 보호렌즈의 온도를 비교하여, 보호렌즈의 오염이나 손상으로 인한 점검여부를 정확하게 모니터링함으로써, 가공 불량을 줄여 생산 효율을 높일 수 있다.
또한, 보호렌즈의 오염이나 손상으로 인한 점검여부를 정확하게 모니터링함으로써, 레이저 가공헤드의 내부 부품인 포커싱렌즈를 포함한 광학계의 손상을 미연에 예방할 수 있다.
또한, 레이저빔의 세기 및 외기 온도를 기초로 하여 보호렌즈의 점검 기준이 되는 기준임계온도를 설정함으로써, 사용되는 레이저빔의 출력 및 주변 온도가 변화되더라도 보호렌즈의 점검여부를 정확하게 모니터링할 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
110: 본체
120: 포커싱렌즈
130: 보호렌즈
150: 보호렌즈 점검유닛
151: 제1온도센서
153: 제2온도센서
155: 제어부
120: 포커싱렌즈
130: 보호렌즈
150: 보호렌즈 점검유닛
151: 제1온도센서
153: 제2온도센서
155: 제어부
Claims (2)
- 레이저빔이 이동하는 이동경로인 관통홀을 가지는 본체;
상기 관통홀에 배치되며, 레이저 가공 중 외부에서 발생된 이물질이 상기 관통홀의 내부로 유입되는 것을 차단하는 보호렌즈; 및
상기 보호렌즈의 오염이나 손상 여부를 점검하기 위한 보호렌즈 점검유닛;을 포함하고,
상기 보호렌즈 점검유닛은,
외기 온도를 측정하는 제1온도센서;
상기 보호렌즈의 온도를 측정하는 제2온도센서; 및
상기 관통홀을 이동하는 레이저빔의 세기 및 상기 제1온도센서에서 측정된 외기 온도를 기초로 하여 상기 보호렌즈의 점검 기준이 되는 기준임계온도를 설정하고, 상기 제2온도센서로부터 측정된 상기 보호렌즈의 온도와 상기 기준임계온도를 비교하여 상기 보호렌즈의 점검여부를 판단하는 제어부;를 포함하며,
상기 제2온도센서는 상기 본체의 외측에 설치되며, 상기 보호렌즈에서 발생되는 열에너지를 비접촉식으로 측정하고,
상기 본체는 상기 관통홀의 내주면에 형성되어 상기 보호렌즈의 가장자리를 지지하는 보호렌즈 장착부와, 상기 보호렌즈 장착부 및 상기 제2온도센서를 연결하도록 상기 보호렌즈 장착부에 연장 형성되는 온도감지통로를 가지며,
상기 보호렌즈 장착부에 설치되며, 상기 보호렌즈의 가장자리 측면을 밀착 지지하는 고정링과,
상기 보호렌즈 장착부에 설치되며, 상기 보호렌즈의 가장자리 하면을 밀착 지지하는 실링부재와,
상기 보호렌즈 장착부에 설치되며, 상기 보호렌즈의 가장자리 상면을 밀착 지지하는 고정캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공헤드. - 제1항에 기재된 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드를 이용하며,
외기 온도를 측정하는 외기 온도 측정단계;
보호렌즈의 온도를 측정하는 보호렌즈 온도 측정단계;
레이저빔의 세기 및 측정된 외기 온도를 기초로 하여, 보호렌즈의 점검 기준이 되는 기준임계온도를 설정하는 기준임계온도 설정단계; 및
상기 보호렌즈의 온도와 상기 기준임계온도를 비교하여, 상기 보호렌즈의 점검여부를 판단하는 점검여부 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210163411A KR102675452B1 (ko) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드 및 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210163411A KR102675452B1 (ko) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드 및 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220150815A KR20220150815A (ko) | 2022-11-11 |
| KR102675452B1 true KR102675452B1 (ko) | 2024-06-14 |
Family
ID=84042625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210163411A KR102675452B1 (ko) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드 및 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102675452B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102578688B1 (ko) * | 2023-04-20 | 2023-09-14 | 제놉스 주식회사 | 보호 윈도우 교체 시기 모니터링 기능이 구비된 에프세타 렌즈 모듈 |
| CN116277984A (zh) * | 2023-05-22 | 2023-06-23 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种用于送粉式3d打印头保护镜的检测方法、系统及设备 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009142867A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Keyence Corp | レーザ加工装置、レーザ加工装置の異常検知方法及びレーザ加工装置の異常検知プログラム並びにコンピュータで読取可能な記録媒体 |
| WO2019059250A1 (ja) * | 2017-09-21 | 2019-03-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ加工ヘッドおよびこれを用いたレーザ加工システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09112962A (ja) | 1995-10-11 | 1997-05-02 | Sanzo Sakamoto | 地下熱冷房装置 |
-
2021
- 2021-11-24 KR KR1020210163411A patent/KR102675452B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009142867A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Keyence Corp | レーザ加工装置、レーザ加工装置の異常検知方法及びレーザ加工装置の異常検知プログラム並びにコンピュータで読取可能な記録媒体 |
| WO2019059250A1 (ja) * | 2017-09-21 | 2019-03-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ加工ヘッドおよびこれを用いたレーザ加工システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220150815A (ko) | 2022-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102675452B1 (ko) | 보호렌즈 점검유닛을 갖는 레이저 가공헤드 및 이를 이용한 보호렌즈 모니터링 방법 | |
| US8207471B2 (en) | Method for measuring phase boundaries of a material during machining with a machining beam using additional illumination radiation and an automated image processing algorithm, and associated device | |
| US6118527A (en) | Method for monitoring the functionality of the transparent protective element of a transparent laser optical system, and a device for carrying out this method | |
| JP2001509889A (ja) | レーザー機械加工に関連する保護ガラスの状態を検査するための方法及び装置 | |
| US20130258321A1 (en) | Method and monitoring device for the detection and monitoring of the contamination of an optical component in a device for laser material processing | |
| US20060043077A1 (en) | CO2 laser machining head with integrated monitoring device | |
| KR102545441B1 (ko) | 유리 워크피스를 용접하는 용접 프로세스를 모니터링하는 방법 및 장치 | |
| JP2006247681A (ja) | レーザ加工用モニタリング装置 | |
| JP2012187591A (ja) | レーザ加工ヘッド | |
| CN111093884B (zh) | 激光加工头及使用该激光加工头的激光加工系统 | |
| JP2021058927A (ja) | レーザ溶接品質検査の方法及びレーザ溶接品質検査装置 | |
| JP2002515341A (ja) | レーザー機械加工に関連して保護ガラスの状態をチェックするための方法と装置 | |
| US7193700B2 (en) | Apparatus for monitoring the functionality of an optical element | |
| CN109211939B (zh) | 激光焊保护镜片的缺陷检测装置、模块及检测方法 | |
| US5717198A (en) | Pellicle reflectivity monitoring system having means for compensating for portions of light reflected by the pellicle | |
| KR20210089750A (ko) | 유리 워크피스를 용접하는 용접 프로세스를 모니터링하는 방법 및 장치 | |
| US20210101228A1 (en) | Method for detecting the operating condition of an optical element arranged along a propagation path of a laser beam of a machine for processing a material, system for carrying out said method and laser processing machine provided with said system | |
| JP6757018B2 (ja) | 保護ガラスの汚れ検出装置とそれを備えるレーザ加工機及び保護ガラスの汚れ検出方法 | |
| JP3797327B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2021186848A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP6385763B2 (ja) | レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法 | |
| KR20190128772A (ko) | 레이저 가공 장치용 레이저 보호 유리 모니터링 유닛 | |
| CN115389528A (zh) | 一种检测激光设备镜片状态的方法及装置 | |
| CN108746999A (zh) | 一种激光头聚焦透镜保护镜片表面洁净度的监测方法 | |
| KR20240034652A (ko) | 레이저 용접기용 보호 글라스의 교체 예측 시스템 및 레이저 용접기용 보호 글라스의 교체 예측 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| G15R | Request for early publication | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |