KR102681142B1 - 가공장비 보조모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가공장비 보조모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 금속 등을 가공하기 위한 가공장치에서, 일반적으로 사용하는 물리적 가공공구의 가공을 보조하기 위한 보조모듈로서, 물 또는 절삭유가 분사되는 통공에 레이저 광을 함께 조사하여, 분사되는 물 또는 절삭유를 통해 레이저 광원이 집광되는 효과와 함께 가공대상물의 표면경도를 완화하여 물리적 공구를 통한 가공이 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있는 가공장비 보조모듈에 관한 것이다. 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 가공장비 보조모듈은, 소재의 표면에 조사하기 위한 광원을 공급하는 광원공급부(100a); 및 물 또는 절삭유를 포함하는 액체를 공급하는 액체공급부(100b);를 포함하여 구성되며, 상기 액체공급부(100b)는 상기 액체를 상기 광원공급부(100a)에서 공급된 광원과 함께 분사하도록 구성되는 노즐부(70);를 포함하며, 상기 광원 및 액체는 상기 가공공구의 가공 위치 또는 가공 경로의 전방에 도달하도록 구성된다.

Description

가공장비 보조모듈{AUXILIARY MODULE FOR MACHINING AND METHOD OF USING THEREOF}

본 발명은 가공장비 보조모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 금속을 가공하기 위한 가공장치에서, 일반적으로 사용하는 물리적 공구의 가공을 보조하기 위한 보조모듈로서, 물리적 공구의 사용에 있어서 물 또는 절삭유가 액체기둥 형태로 분사되는 통공에 레이저 광을 함께 조사하여, 상기 분사되는 물 또는 절삭유를 통해 레이저 광원이 집광되어 안내되는 효과와 함께 가공대상물의 표면을 연화시켜 물리적 성질을 완화시킴으로써 물리적 공구를 통한 가공이 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있는 가공장비 보조모듈에 관한 것이다.

기술이 발전함에 따라 기계장치들 또한 발전하게 되고, 이러한 기계장치들은 높은 내구성과 정밀한 형태를 갖도록 요구되고 있다. 이러한 기계장치들의 제조를 위해서는 기계장치를 구성하는 부속품들에 대한 가공의 정밀성이 유지되어야 하고, 부속품의 소재 또한 높은 내구성을 갖는 소재를 통하여 제작되어야 할 필요성이 있다.

그러나, 부속품의 내구도를 견고하게 하기 위해서는 부속품을 가공하는데 있어 강도가 높은 소재 또는 취성이 높아 깨지지 쉬운 소재, 연성이 높아 공구에 늘러 붙어 가공이 어려운 소재 등 가공이 난해한 소재를 사용하여 가공하여 생산하는 것이 일반적이며, 이러한 소재를 사용하여 부속품의 형상을 가공하기 위해서는 난삭 소재에 대하여 높은 정밀도로 가공이 가능한 가공장치의 필요성이 요구된다.

이러한 부속품들에 대한 가공장치들에 대하여 기존의 상용화 장치들에 대하여 간략하게 살펴보면, 가공을 위한 물리적 공구에 대하여 초음파 진동을 가하고 이러한 초음파 진동을 통하여 절삭력을 향상시키는 형태로 하여 강도가 높은 소재에 대한 가공성이 향상되고 정밀도가 향상되는 효과를 가질 수 있었으나, 가공시간이 매우 길고, 초음파 진동을 통한 공구의 절삭력을 향상시키는 방식이어서 진동에 따른 공구의 간극을 고려하는 가공조절이 필요하여 사용 난이도가 높은 문제가 있었다.

또 다른 방법으로는 자기유변유체 연마 방법으로서 자력에 반응하는 유체를 활용하여 가공하고자 하는 표면에 대하여 전단면이 형성되도록 자력을 통전하는 형태로 작동하여 부속품을 가공하는 방법이 있으나, 이러한 방법은 소재가 자성을 띄게 될 경우 가공이 어려우며, 주로 렌즈 등의 비자성 물체에 대한 표면의 연마에 제한적으로 사용되고 있다.

따라서, 강도가 높은 소재를 사용하여 부속품 또는 제품 등을 가공 및 연마하는데 있어서, 높은 정밀성과 신속한 가공성을 제공할 수 있고, 가공대상물의 속성에 영향을 받지 않을 수 있는 가공 수단 또는 기술의 개발이 절실히 요구된다.

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 소재의 재질에 상관없이 높은 강도의 소재에 대한 가공 정밀성이 향상될 수 있는 가공장비 보조모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 가공의 정밀성과 함께 가공의 속도를 향상시킬 수 있는 가공장비 보조모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 가공장치를 구성하는데 있어서, 종래의 가공장치에 애드온 형태로 설치 가능하도록 구성되어 장치의 접근성이 향상될 수 있는 가공장비 보조모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 가공성을 향상시키되 그 사용법이 종래의 장치의 사용법과 비교하여 큰 차이가 없어서 장치를 활용하는데 필요한 난이도 또는 복잡성 등이 크게 증가하지 않는 가공장비 보조모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈은, 가공공구에 의한 소재의 표면에 대한 가공을 보조하기 위한 가공장비 보조모듈로서, 상기 소재의 표면에 조사하기 위한 광원을 공급하는 광원공급부; 및, 물 또는 절삭유를 포함하는 액체를 공급하는 액체공급부;를 포함하여 구성되며, 상기 액체공급부는 상기 액체를 상기 광원공급부에서 공급된 광원과 함께 분사하도록 구성되는 노즐부;를 포함하며, 상기 광원 및 액체는 상기 가공공구의 가공 위치에 또는 가공 경로의 전방에 도달하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈에서, 상기 광원공급부는, 광원을 발생시키는 광원발생장치; 및, 상기 광원발생장치에서 발생된 광원에 대하여 집광 또는 초점을 맞추도록 구비된 하나 또는 그 이상의 광원렌즈;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈에서, 상기 광원공급부를 통하여 조광되는 광원은, 레이저 광원이며, 가공하기 위한 소재의 표면에 대하여 연화작용을 발생시킬 수 있는 출력으로 구비되거나 조절되어 조광되는 구조로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈에서, 상기 노즐부는, 액체기둥 형태로 상기 소재의 표면에 도달하도록 상기 액체를 분사하는 구조로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈에서, 상기 광원공급부는, 광원을 공급하도록 구비된 광원부; 및, 상기 광원부의 전방에서 상기 액체공급부의 액체와 맞닿는 경계면을 형성하는 경계부;를 포함하여 구성되고, 상기 광원부는 상기 노즐부에 대하여 위치 변경 가능한 구조로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가공 방법은, 소재의 표면에 대한 가공공구에 의한 가공을 수행하기 위한 가공방법으로서, 물 또는 절삭유를 포함하는 액체를 분사할 수 있는 가공장비 보조모듈을 가공공구의 주변에 준비하는 단계; 및, 가공하기 위한 소재를 베드 또는 스핀들에 고정하는 단계; 가공공구를 소재의 표면으로 접근시켜 소재를 가공하는 단계;를 포함하여 구성되며, 상기 소재를 가공하는 단계는, 상기 가공공구의 가공 위치 또는 가공 경로의 전방에 상기 가공장비 보조모듈의 액체를 분사하되, 상기 가공장비 보조모듈의 광원이 상기 액체를 투광하여 함께 조광하도록 구성된다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 의한 가공장비 보조모듈은 소재의 재질에 상관없이 높은 강도 또는 취성 등의 소재에 대한 가공 정밀성이 향상될 수 있는 효과를 가진다.

또한, 가공의 정밀성과 함께 가공의 속도를 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한, 가공장치를 구성하는데 있어서, 종래의 가공장치에 애드온 형태로 설치 가능하도록 구성되어 장치의 접근성이 향상될 수 있는 효과를 가진다.

또한, 가공성을 향상시키되 그 사용법이 종래의 장치와 차이가 별로 없어서 장치를 활용하는데 필요한 난이도 또는 복잡성 등이 크게 증가하지 않음으로써 사용성을 개선할 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈 또는 가공방법을 사용하여 소재를 가공하는 가공공정에 대하여 설명하기 위해 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 외형을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 세부구조를 설명하기 위하여 나타낸 3/4 단면사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 세부구성을 설명하기 위해 나타낸 분해사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예 따른 가공장비 보조모듈의 스페이서의 변형실시구조를 설명하기 위해 나타낸 설명도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 구조를 설명하기 위해 나타낸 정면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 구조를 설명하기 위해 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 광원공급부와 액체공급부의 분리 결합구성에 대하여 설명하기 위해 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈에서 액체공급부의 변형실시예를 나타낸 단면도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 액체공급부의 분사구에 대하여 나타낸 단면도.
도 11은 본 발명의 일실시예 따른 가공장비 보조모듈의 광원공급부의 광원부와 경계부의 결합구조에 대하여 나타낸 단면도.
도 12는 본 발명의 일실시예 따른 가공장비 보조모듈의 광원공급부의 광원부와 경계부의 결합구조에서 결합위치의 조절이 가능한 구조에 대하여 나타낸 단면도.
도 13은 본 발명의 일실시예 따른 가공장비 보조모듈 또는 가공방법을 사용하여 소재를 가공하는 가공공정의 다른 예시로서 드릴링 가공에 대하여 설명하기 위해 나타낸 개념도.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

우선, 각 도면을 살펴보면, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈을 사용하여 소재를 가공하는 방법에 대하여 설명하기 위해 나타낸 개념도로서, 장치를 사용하여 고강도의 소재로 구성되는 부속품 또는 제품에 대한 가공 방법에 대하여 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 외형에 대하여 나타낸 사시도로서, 장치의 외형에 대하여 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 세부구조를 설명하기 위하여 나태난 3/4 단면사시도로서, 광원공급부와 액체공급부를 구성하는 내부 구조 및 결합관계 등을 대하여 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 세부 구성을 설명하기 위해 나타낸 분해사시도로서, 각 구성의 형태 및 결합관계 등을 예시적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 일실시예 따른 가공장비 보조모듈의 스페이서의 변형실시구조를 설명하기 위해 나타낸 설명도로서, 스페이서의 길이가 조절가능한 형태에 대하여 구조적인 특징을 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 구조를 설명하기 위해 나타낸 정면도로서, 장치의 내부구조에 대한 설명에 앞서 장치의 외형 기준을 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 구조를 설명하기 위해 나타낸 단면도로서, 광원공급부와, 액체공급부 및 노즐부에 대하여 내부구조를 통하여 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 광원공급부와 액체공급부의 분리 결합구성에 대하여 설명하기 위해 나타낸 단면도로서, 광원공급부와 액체공급부의 결합을 통하여 공급유로가 형성되는 구성에 대하여 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈에서 액체공급부의 변형실시예를 나타낸 단면도로서, 액체공급부의 어느 일측에 액체의 유량 일부를 배출하거나 유동압력을 일부 감소시키기 위한 유출구를 구비한 구성에 대하여 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈의 액체공급부의 분사구에 대하여 나타낸 단면도로서, 분사구의 교체가능한 구조를 통하여 직경 및 노즐길이가 교체 가능한 구조에 대하여 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예 따른 가공장비 보조모듈의 광원공급부의 광원부와 경계부의 결합구조에 대하여 나타낸 단면도로서, 광원부와 경계부가 분리될 수 있어 광원부만 교체가 간편하게 이루어질 수 있는 형태에 대하여 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다. 도 12는 본 발명의 일실시예 따른 가공장비 보조모듈의 광원공급부의 광원부와 경계부의 결합구조에서 결합위치의 조절이 가능한 구조에 대하여 나타낸 단면도로서, 광원부와 경계부의 결합구조를 통하여 광원부 또는 경계부를 노즐부에 대하여 위치 변경하는 구조를 형성함으로써 가공 표면에 대한 광원의 초점 또는 집광을 간편하게 조절하는 구조에 대하여 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다.

도 13은 본 발명의 일실시예 따른 가공장비 보조모듈 또는 가공방법을 사용하여 소재를 가공하는 가공공정의 다른 예시로서 드릴링 가공에 대하여 설명하기 위해 나타낸 개념도로서, 가공공구의 접근 전단계에서 가공소재의 표면 또는 가공진행 중인 홀의 바닥면 등에 대하여 액체 분사 및 광원 조광을 통하여 가공위치를 연화시킨 후 드릴링 공구를 접근하여 가공하는 가공공정을 설명하고 이해를 돕기 위해 나타낸 도면이다.

본 발명의 가공장비 보조모듈 또는 가공방법은, 도 1내지 도 13에 도시된 바와 같이, 견고한 소재에 대하여 정밀한 가공을 위한 장치 또는 방법으로서, 고강도 및 고정밀을 요구하는 부품들 또는 제품들의 가공에 사용될 수 있는 장치이다.

기계장치의 부속품이나 제품 등을 생성하는데 여러 방법이 사용되고 있는데, 부속품 등의 강도와 형상을 고려하여 단단한 소재를 절삭 가공, 드릴 가공, 밀링 가공 등의 기계가공을 통하여 원하는 형태의 외형 또는 국부 형태로 가공하는 방법이 많이 사용된다. 이러한 기계가공은 소재를 적어도 부분적으로 깎아내거나 자르거나 갈아내어 외형 또는 국부를 다듬는 것으로, 소재를 가공하기 위한 공구가 소재보다 단단하거나 또는 외력을 많이 가하도록 구성하여, 상기 공구가 상기 소재의 표면을 가공하기 쉽도록 가공장치가 구성될 수 있다.

따라서, 가공 대상이 되는 제품 또는 기계 부속품 등의 소재에 따라 상기 공구의 소재 또한 강도가 높은 소재로 구성될 필요성이 있고, 이로 인하여 현재 제품 또는 부속품 등을 가공하기 위한 공구의 소재 중 가장 널리 사용되는 것이 공업용 다이아몬드, 또는 고강도 금속 소재 등을 이용한 가공 공구이다.

그러나, 최근 제품 또는 부속품 등의 요구강도가 상향됨에 따라 현재의 공업용 다이아몬드 등의 소재로 형성된 공구를 사용하는 것은 공구의 강도에 한계가 있어서, 제품 또는 부속품 등의 가공과 동시에 공구의 마모도 함께 진행되며, 이로 인하여 가공이 진행될수록 공구의 형상이 손상되고 이로 인하여 제품 또는 부속품 등의 정교한 형상을 가공하는데 어려움이 따르게 된다.

따라서, 본 발명의 가공장비 보조모듈은, 도 1에 도시된 바와 같이, 가공대상물(M)의 소재에 영향을 받지 않고 가공의 정밀도를 향상시킬 수 있는 가공 보조 모듈 또는 장치를 제공하고자 한다.

상기 가공장비 보조모듈은 종래의 가공 장비에 추가적으로 설치되는 형태로 구성될 수 있는데, 별도의 형성되어 가공 장비 주변에 함께 설치되어 가공공정을 보조하거나 가공장비에 구성요소로 포함되어 가공공정을 보조하도록 구성될 수도 있으며, 이를 통해 종래의 베드 또는 스핀들(S)에 고정된 가공 대상물(M)에 가공을 위하여 접하게 되는 공구(T)의 접촉 지점에 물 또는 절삭유 등의 액체를 공급함과 동시에 레이저 광원을 조광하는 형태 등으로 구성될 수 있다.

따라서, 레이저가 상기 공구의 가공위치 또는 가공경로의 전방에 조광됨에 따라 가공대상물의 표면의 강도 또는 취성 등을 낮출 수 있게 되고, 이 상태에서 공구가 접촉하여 가공대상물의 표면에 대하여 기계가공을 수행하게 되면 상기 가공대상물의 가공이 수월하게 진행될 수 있으며, 상기 공구의 마모도가 감소될 수 있는 효과를 가질 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈은 도 2내지 도 4에 도시된 바와 같이, 광원공급부(100a), 액체공급부(100b)을 포함하여 구성될 수 있다

우선, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈에서 상기 광원공급부(100a)는 본 발명의 가공장비 보조모듈의 작동을 위하여 레이저광원을 공급하고, 가공 작업시의 환경에 따른 레이저 광원의 초점 또는 집광을 조정하는 등의 역할을 수행하기 위하여 광원부(10)와 경계부(20)가 포함된 형태로 구성될 수 있다.

이때, 상기 광원공급부(100a)의 광원부(10)는 광원장착구(11)와 광원렌즈(12) 및 스페이서(13) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 광원공급부(100a)의 광원부(10)는 중심이 통공되는 형태로 구성되고, 후단에 상기 광원장착구(11)가 구비되는 형태로 구성될 수 있으며, 상기 광원장착구(11)에는 레이저 광원을 발생시키기 위한 광원발생장치(L)가 장착되고, 장착고정홀(11a)에 무두볼트 또는 체결볼트 등이 결합되어 고정되는 형태로 구성될 수 있다.

상기 광원발생장치(L)는 상용제품으로부터 선택되어 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 일실시예로 최대 100w의 레이저 광이 출력될 수 있는 장치를 적용하여 장치를 구성하였으나, 상기 광원발생장치(L)의 출력은 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀 둔다.

상기 광원발생장치(L)에서 발생되는 레이저 광은 상기 광원공급부(100a)의 중심에 형성된 통공을 관통하여 조사되는 형태로 구성되므로, 상기 광원발생장치(L)가 장착되는 상기 광원장착구(11)의 전단에는 광원의 광 경로 등을 조절하기 위한 광원렌즈(12)가 하나 또는 그 이상의 개수로 배치되는 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 광원렌즈(12)는 상기 광원발생장치(L)에서 발생되어 제공된 광원을 투광시킴과 동시에 굴절시켜 집광하는 형태로 구성하여 본 발명의 가공대상인 가공대상물의 표면에 조광될 수 있도록 광원의 초점을 조절하기 위한 장치로서 구성될 수 있다.

또한, 상기 광원렌즈(12)가 상기 광원발생장치(L)에서 발생된 광원을 투광시키면서 초점을 맞추는데 있어서, 상기 광원발생장치(L)와 상기 광원렌즈(12) 사이의 거리가 일정하게 유지될 필요성이 있는데, 이러한 거리를 유지하기 위한 장치로서 스페이서(13)가 추가로 구비될 수 있다.

이때, 상기 스페이서(13)의 길이에 따라 상기 광원발생장치(L)와 상기 광원렌즈(12) 사이의 거리를 손쉽게 조절할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 상기 스페이서(13)는 길이가 다른 여러 개의 스페이서(13)를 구비하여 이를 교체하거나, 또는 스페이서(13)를 그 자체적으로 길이 조절이 가능한 구조로 형성하여 상기 광원발생장치(L)와 상기 광원렌즈(12) 사이의 거리를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

이러한 길이 조절이 가능한 스페이서(13)의 구조는, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 외경스페이서(13a)와 내경스페이서(13b)로 분할된 형태로 구성될 수 있으며, 상기 외경스페이서(13a)의 내경과, 상기 내경스페이서(13b)의 외경에는 각각 나사산(13c)이 형성되고, 상기 나사산(13c)을 통하여 스크류 결합형태로 길이가 조절 가능하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 나사산(13c)의 구성은 상기 외경스페이서(13a)의 내경 전체와, 상기 외경스페이서(13a)의 내경에 삽입되는 상기 내경스페이서(13b)의 외경 전체에 나사산(13c)이 형성되는 전나사 형태로 구성되어 상기 스페이서(13)의 길이조절의 변위가 최대로 형성되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 스페이서(13)의 길이가 조절된 상태에서 그 길이 변화를 제한하기 위한 구성으로서 상기 내경스페이서(13b)의 외부에 고정링(13d)을 구비함으로써, 상기 고정링(13d)을 통하여 상기 스페이서(13)의 길이조절이 제한되는 형태로 구성될 수 있다.

이때, 상기 고정링(13d)은 고무 또는 탄성력을 갖는 구조로 형성될 수 있고, 상기 외경스페이서(13a)와 상기 내경스페이서(13b) 사이의 나사 결합 지점에 위치하여 상기 나사산(13c) 사이에 파고드는 형태로 작용됨에 따라 상기 외경스페이서(13a)의 내부로 상기 내경스페이서(13b)가 추가적으로 파고드는 것을 제한하여 상기 스페이서(13)의 길이변동을 방지하는 효과를 가질 수 있다.

따라서, 상기 광원부(10)의 내부에서 상기 광원렌즈(12)의 위치변경 또는 개수 변경 등이 필요한 경우에 상기 스페이서(13)의 길이변경을 통하여 광원렌즈(12)를 견고하게 고정할 수 있게 되고 이러한 결합관계의 변경를 통하여 상기 광원발생장치(L)에서 공급되는 광원에 대하여 집광 상태 또는 초점 등을 조절할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

또한, 상기 실시예에 관한 도면에서 상기 광원렌즈(12)의 구성에 대하여 2개의 광원렌즈가 구비된 형태를 예시로 표현하였고 이에 따라 상기 광원렌즈(12) 사이에도 상기 스페이서(13)가 배치되는 형태를 표현하였으나, 이처럼 2개의 광원렌즈가 구비된 형태는 본 발명의 일실시예로 제시한 것이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀 두며, 상기 광원렌즈(12)와 스페이서(13)는 필요에 따라 개수, 위치 등을 조정하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈에 있어서 상기 광원공급부(100a)를 구성하는 경계부(20)는 상기 광원공급부(100a)의 전단에 위치하며 그 세부구성으로서 경계창(21)과 창홀더(22)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 경계창(21)은 상기 광원부(10)에서 집광된 광원을 투광시키기 위한 창구조로 광원을 통과시킬 수 있는 투명소재로 구성될 수 있고, 후에 상세히 서술되는 액체공급부(100b)의 액체수집부(63)에 맞닿는 위치에 형성되어 외부에서 공급되는 액체와의 경계면을 형성하기 위한 부재로서 기능할 수 있다.

따라서, 상기 경계창(21)에는 상기 광원부(10)에서 집광되어 전달된 광원을 효율적으로 투광시키기 위하여 표면에 광원의 투광을 원활하게 하기 위한 코팅이 적어도 일표면에 추가될 수 있고, 상기 광원부(10)에서 생성된 광원은 상기 경계창(21)을 지나 상기 액체수집부(63)에 수집된 액체를 투광하는 형태로 소재의 표면에 조광되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 창홀더(22)는 상기 경계창(21)을 상기 광원공급부(100a)의 전단에 고정시키기 위한 구성으로서 가운데가 통공된 링 형태의 커버구조로 형성되어 상기 경계창(21)의 둘레부위를 결속하여 상기 광원공급부(100a)에 고정되도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 창홀더(22)는 상기 광원공급부(100a)의 전단에 나사 결합되는 형태로 구성될 수 있고, 상기 경계창(21)은 상기 창홀더(22)를 통하여 상기 광원공급부(100a)의 전단에 고정되는 형태로 구성될 수 있으며, 상기 광원공급부(100a)의 전단부와 상기 경계창(21) 및 상기 경계창(21)과 상기 창홀더(22) 사이의 각 접촉부에는 누수를 방지하기 위한 밀폐부재(O)가 배치되는 형태로 구성될 수 있다.

아울러, 상기 경계창(21)을 상기 광원공급부(100a)의 전단에 고정하는 방법으로서, 접착, 가압조립 등에서 필요에 따라 선택적용할 수 있는데, 상기 창홀더(22)를 통한 가압조립 구조는, 상기 광원부(10)에서 전달되는 집광된 레이저 광원의 지속적인 투광 또는 상기 액체 등에 의하여 상기 경계창(21)에 형성된 코팅 구성이 손상될 경우 이를 유지 보수하는데 편리한 효과를 가질 수 있는 점에서 바람직하다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈에서 상기 액체공급부(100b)는 본 발명의 가공장비 보조모듈을 작동하는데 필요한 액체를 공급하기 위한 구성으로서, 물 또는 절삭유 등의 액체를 공급하기 위한 본체부(60)와 노즐부(70)가 포함된 형태로 상기 광원공급부(100a)의 전단에 결합되는 형태로 구성될 수 있다.

이때, 상기 본체부(60)는 외부로부터 공급되는 액체를 이송 및 수집하여 액체기둥 형태로 분사하기 위한 구성들로 공급구(61)와 공급유로(62), 액체수집부(63) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 공급구(61)는 외부로부터 상기 액체공급부(100b)의 본체부(60)에 액체를 도입하기 위한 유로를 형성하는 것으로, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 하나 또는 그 이상의 복수의 공급구(61)가 형성되어, 외부로부터 액체를 공급받을 수 있도록 구성될 수 있고, 상기 공급구(61)를 통하여 유입된 액체는 상기 공급유로(62)를 따라 이동하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 공급구(61)에는 거름망 형태의 스크린(미도시) 구조가 추가로 형성될 수 있고, 상기 스크린은 외부로부터 유입되는 액체에서 불순물과 포말을 걸러 줌과 동시에 유속을 일정하게 유지시킬 수 있는 장치로, 이를 통해, 후에 상세히 서술되는 액체수집부(63)에 수집되는 액체는 불순물, 포말 등이 걸러진 상태로 수집될 수 있다.

따라서, 상기 광원공급부(100a)로부터 공급되어 투광되는 레이저 광원이 상기 액체수집부(63)에 수집된 액체를 통과할 때, 불순물 또는 포말로 인하여 투광이 방해되지 않고, 원활하게 투광될 수 있는 효과를 가질 수 있다.

한편, 상기 공급유로(62)는 내부에 공급된 액체를 노즐부(70)를 통하여 분사하기 위하여, 상기 액체수집부(63)로 이송하기 위한 것으로서, 상기 액체공급부(100b)의 내부에 위치하는 형태로 자유롭게 구성될 수 있으나, 바람직하게는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 광원공급부(100a)의 전단부의 외측면과 상기 액체공급부(100b)의 내측벽을 통하여 두가지 부재가 결합되어 노즐부를 향하여 연장된 경로를 형성하는 구조로 구성될 수 있다.

이처럼, 상기 공급유로(62)는 상기 광원공급부(100a)와 상기 액체공급부(100b)의 결합을 통하여 형성됨에 따라, 유지보수를 위한 작업이 상기 광원공급부(100a)와 상기 액체공급부(100b)의 분리를 통하여 이루어질 수 있어, 상기 공급유로(62)의 청소 작업등이 편리하게 이루어지는 효과를 가질 수 있다.

또한, 상기 액체수집부(63)는 상기 공급구(61)를 통해 유입된 액체가 상기 공급유로(62)를 통하여 운반되어 도착하는 종착점이며 노즐부(70)측으로 액체를 제공하는 분사 출발점으로서, 상기 액체공급부(100b)의 하단부 중심에 위치하여 노즐부(70)를 향하여 테이퍼진 형태로 구성되고 내부에 소정량의 액체가 축적될 수 있는 형태로 구성될 수 있고, 그 중심에는 상기 액체를 액체기둥 형태로 분사하기 위한 노즐부(70)와 연통된 구조로 형성된다.

이때, 상기 액체수집부(63)는 상기 광원공급부(100a)의 레이저 광이 통과되는 지점으로서, 상기 광원공급부(100a)를 통하여 공급되는 상기 레이저 광원은 상기 액체수집부(63)에 수집된 액체를 투광하며, 후에 상세히 서술되는 노즐부(70)를 통하여 가공대상물에 조광되는 형태로 구성될 수 있다.

아울러, 상기 공급유로(62)를 형성하기 위하여 결합되는 상기 광원공급부(100a)와 상기 액체공급부(100b)의 결합지점에는 누수를 방지하기 위한 밀폐부재(O)가 추가로 구비될 수 있고, 상기 공급구(61)를 통하여 공급된 액체가 상기 액체수집부(63) 및 노즐부(70)를 거쳐서 외부로 분사됨에도 과급될 경우 이로 인하여 액체의 분사형태가 손상되는 것을 방지하기 위하여 상기 공급유로(62) 또는 상기 본체부(60)의 어느 일측에는 액체의 일부 유량을 배출하거나 액체의 유동압력을 일부 감소시키기 위한 유출구(65)가 추가로 구성될 수 있다.

이때, 상기 유출구의 입구에는 내부 압력감지센서의 신호에 따라 제어되거나 내부압력에 연동되어 역학적으로 작동되는 감압밸브(65-1)가 추가로 구비되어 상기 공급유로(62) 또는 본체부(60) 내부에 유동되는 액체의 유압에 따라 상기 감압밸브가 개폐되는 형태로 구성함으로써, 상기 액체수집부(63)를 통하여 수집되어 노즐부(70)를 통하여 배출되는 액체의 배출압력 또는 유속이 소정의 수준을 넘지 않도록 유지할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

이러한 과급 액체 등에 대한 배출 구조는 상기 공급구(61)를 통하여 액체가 공급될 때 일정한 유속을 가진 채로 지속적으로 공급되는 경우에는 그 필요성이 낮으나, 액체를 공급하는 펌프에서 흔히 발생할 수 있는 맥동현상 등으로 인한 액체공급압력의 순간적인 변화에도 유연하게 대처할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

아울러, 상기 공급유로(62)를 형성하는 구조에 있어서, 상기 공급구(61)의 배치위치는 상기 액체수집부(63)보다 높은 위치에 형성되도록 구성함으로써, 액체 중에 잔류하는 미량의 포말 또는 기포 등이 부유되어 유동으로부터 이탈하여 상기 공급구(61) 측으로 이동함으로써 상기 액체수집부(63)에 수집된 액체는 포말 또는 기포가 제거되거나 최소화되는 효과를 가질 수 있다. 이때 본체부(60) 내부에 축적되는 포말 또는 기포 등은 모듈의 청소 또는 관리 주기에 따라 상기 액체의 고속 유동에 의하여 노즐부를 통하여 배출되거나 별도로 구비된 배출밸브를 통하여 배출되거나 모듈의 자세역전 상태에서 액체의 유동을 통하여 배출되는 방식 등을 통하여 본체부(60) 내부로부터 쉽게 제거될 수 있다.

다음으로, 상기 노즐부(70)는 상기 액체공급부(100b)의 하단에 위치하여, 액체와 레이저 광원을 분사하기 위한 것으로 분사구(71)와 분사단(72)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 분사구(71)는 상기 광원공급부(100a)에서 공급되는 레이저 광원과, 상기 액체공급부(100b)에서 공급된 액체를 가공대상물에 분사하기 위한 구성으로서, 상기 레이저 광원과 액체가 함께 분사될 수 있도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 분사구(71)를 통하여 분사되는 액체는 전술한 바와 같이 공급되는 액체의 유압을 통하여 액체기둥 형상으로 분사되는 형태로 구성되고, 상기 액체를 고압으로 분사하기 위한 별도의 내부 또는 외부 구성을 구비하지 않으며, 상기 분사구(71)를 통해 조광되는 레이저 광원은, 공급되는 압력에 의하여 자연스럽게 액체기둥 형태로 분사되는 액체를 투광하되 액체의 유동을 따라 외부로 산란되지 않고 조광되도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 분사구(71)를 통하여 분사되는 액체는 물 또는 절삭유 등의 액체로 구성될 수 있고, 이러한 액체의 분사는 고압 분사가 아닌 소정의 분사유량을 제공하기 위한 자연스러운 유동압력을 이용하여 분사되도록 구성될 수 있다.

따라서, 상기 분사구(71)에서 분사되는 액체는 측방향으로 확산 분사되거나 왜곡 분사되지 않고 액체기둥 형태로 분사되어 가공대상물의 표면에 도달하는 것이 바람직하며, 상기 레이저 광원은 이러한 액체기둥 형태로 분사되는 액체의 내부에서 단순히 액체를 투광하여 조광되거나 전반사를 일으키며 집광되는 형태로 투광하여 조광되어 광에너지가 가공대상물의 표면에 공급되는 형태로 레이저 광원이 조광될 수 있다. 이때, 분사되는 액체는 층류 유동 상태로 분사되는 것이 더욱 바람직하다.

이렇게 분사되는 물 또는 절삭유 등의 액체는, 소재의 표면으로 광원을 안내하는 도광 매질을 형성할 뿐만 아니라 레이저 광원의 조사로 인해 소재의 표면이 국부적으로 용융될 때 공기 중의 기체와 화학반응이 발생하는 것을 차단하거나 감소시킬 수 있어서, 레이저 등 광원의 출력을 필요에 따라 더욱 상승시켜 이용할 수 있는 편리성, 또는 효용성 등을 추가로 제공한다.

또한, 소재의 가공 표면에 조광되는 레이저는 소재의 특징에 따라 표면에서 반사 또는 산란될 수 있는데, 상기 분사구(71)에서 액체의 분사와 함께 레이저가 조광됨에 따라 가공 대상물의 표면에는 분사된 액체로 인하여 렌즈와 같은 형태로 광원이 집광되도록 구성될 수 있어, 투과성이 높거나 반사율이 높은 유리 또는 다이아몬드 등의 소재로 형성된 가공 대상물에 대해서도 레이저 광원의 집광 효율이 향상되는 효과를 가질 수 있다.

아울러, 상기 분사구(71)를 통하여 분사되는 액체는 공구를 사용하여 소재를 가공하는데 있어서 가공경로의 전방위치 또는 공구의 가공위치에 도달하도록 구성됨으로써, 상기 액체를 투광하여 함께 도달하는 레이저 조광에 의해 가공대상물의 표면강도가 연화될 수 있는 효과를 가질 수 있다.

이로 인하여, 가공대상물의 강도 또는 취성 등이 높더라도 공구를 통한 가공시에 표면에 대한 연화 작용을 수행할 수 있어, 가공 정밀도가 향상될 수 있으며, 공구의 마모로 인한 손상이 감소될 수 있다.

또한, 레이저의 직접적인 조광보다 상기 액체가 분사된 상태에서 조광됨에 따라 소재의 표면에 레이저를 통한 손상을 억제할 수 있고, 소재의 가공과정에서 마찰되는 공구에 상기 액체가 분사됨에 따라 상기 공구의 과열을 방지할 수 있는 효과 또한 가질 수 있다.

또한, 단순히 레이저만 표면에 조사하게 될 경우 형성된 온도분포가 넓게 퍼져 있으며 이렇게 넓게 퍼진 온도분포는 잔열로 인해 온도가 누적되어 사용자가 소재 표면의 온도, 위치 또는 면적 등을 정밀하게 컨트롤하기 어려운데, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈은 차가운 요소와 뜨거운 요소를 소재 표면에 동시에 작용시키는 방식이어서 정밀한 온도분포를 형성할 수 있고 이로 인하여 가공에 대한 정밀도를 현저하게 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 분사단(72)은 상기 액체공급부(100b)의 하부에 돌출된 형태로 구비될 수 있으며, 상기 분사구(71)를 통하여 분사되는 액체의 종류 및 성질 등에 따라 분사되는 액체가 가공대상물의 목표지점에 정확하게 분사될 수 있도록 안내하기 위한 구조물에 해당된다.

즉, 상기 분사구(71)에서 분사되는 액체가 공급압력에 의하여 분사될 때 측방향으로 확산 분사되거나 왜곡 분사되지 않고 집중되고 연속된 물기둥 유동 형태로 분사되는 구조를 형성하는 것이 필요하며, 이를 위하여 상기 분사구(71)가 형성된 상기 분사단(72)은 소정의 길이 이상을 확보하도록 구성하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 분사단(72)은 상기 액체공급부(100b)의 하단에 소정의 길이로 돌출된 형태로 구비되어 액체공급부(100b)로부터 분사되는 액체에 대하여 분사되는 유동을 가이드하기 위한 구성으로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가공방법을 정리하여 설명하면, 소재의 표면에 대한 가공공구에 의한 가공을 수행하기 위한 가공방법으로서, 물 또는 절삭유를 포함하는 액체를 분사할 수 있는 가공장비 보조모듈을 가공공구의 주변에 준비하는 단계; 및, 가공하기 위한 소재를 베드 또는 스핀들에 고정하는 단계; 가공공구를 소재의 표면으로 접근시켜 소재를 가공하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 소재를 가공하는 단계는, 상기 가공공구의 가공 위치 또는 가공 경로의 전방에 상기 가공장비 보조모듈의 액체를 액체기둥 형태로 분사하되, 상기 가공장비 보조모듈의 광원이 상기 액체를 투광하여 함께 조광하도록 구성될 수 있다. 상기 광원은 이러한 액체기둥 형태로 분사되는 액체의 내부에서 단순히 액체를 투광하여 조광되거나 전반사를 일으키며 집광되는 형태로 투광하여 조광되어 광에너지가 가공대상물의 표면에 공급되는 형태로 조광될 수 있다.

한편, 본 발명의 가공장비 보조모듈 또는 가공방법이 사용되는 환경을 고려해 보면, 본 발명의 가공장비 보조모듈은 가공장비의 근처에 준비된 후 가공 작업시에 일단에 고정된 상태로, 가공물을 향한 액체의 분사와 레이저의 조광에 있어서 장치가 수직으로 세워진 상태로 사용될 수도 있으나, 대각으로 기울어지거나 또는 수평으로 눕혀진 상태로 사용될 수 있으며, 이경우 상기 분사구(71)에서 분사되는 액체의 압력이 부족하여 목표지점에 액체를 분사하기 어려운 경우가 발생할 수 있다.

이를 해결하기 위하여 액체를 분사하는 압력을 향상시키게 되면 유동의 성질이 변화될 수 있어 물기둥 형태를 형성하기 어렵거나 광원에 대한 안내 기능이 변화되어 바람직하지 않으며, 모듈 전체를 가공대상물에 근접되게 이동시키는 것은 모듈의 본체부(60)와 주변 구성의 간섭 또는 충돌 염려로 인하여 바람직하지 않다.

이러한 경우에 상기 분사구(71)에서 분사되는 액체에 대하여 유동의 성질 변화 없이 분사도달 성능을 확보하기 위해서, 상기 분사단(72)의 길이를 연장하는 방식을 통하여, 상기 분사구(71)에서 분사되는 액체의 분사도달 성능을 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 분사구(71)에서 분사되는 액체의 종류 및 성질 등을 고려하여 상기 분사구(71)의 직경과 상기 분사단(72)의 길이를 선정하여 구성하는 것이 바람직한데, 상기 분사구(71)의 직경과 상기 분사단(72)의 길이는 본 발명의 가공장비 보조모듈을 사용하는 환경에 따라 다르게 구성될 필요성이 있으며, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 노즐부(70)의 다른 실시예로서, 상기 액체공급부(100b)의 본체부(60) 하단에 대하여 상기 노즐부(70)를 교체하여 결합할 수 있도록 교체단(71a) 구조를 형성함으로써 상기 노즐부(70)가 상기 교체단(71a)을 통해 상기 액체공급부(100b)의 본체부(60) 하단에 분해 가능하게 체결되는 형태로 구성되며, 이를 통하여 상기 분사구(71)의 직경을 손쉽게 교체가능한 구조를 형성할 수 있다.

또한 상기 노즐부(70)는 분사단(72)의 전체 길이를 변경하기 위한 체결구조로서 체결단(72a)을 추가로 구비할 수 있으며, 필요에 따라 상기 체결단(72a)에 분사단(72)을 교체하여 체결하거나 또는 누적하여 체결함으로써 분사단(72)의 전체 길이를 변경하여 구성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈에서 노즐부(70)는 상기 교체단(71a) 또는 상기 체결단(72a)에 의해 필요에 따라 분사구(71)의 직경 또는 분사단(72)의 길이를 자유롭게 조절하여 구성할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

또한, 상기 액체공급부(100b)에서 공급되는 액체의 성질 또는 분사구(71)의 직경 등에 따라서, 분사되는 액체의 거리가 달라질 수 있는데, 이때는 상기 분사단(72)의 길이변경을 통하여 분사도달 성능을 늘리는 것 외에도, 상기 광원공급부(100a)에서 공급되는 광원의 초점 또한 다시 설정해야 되는 형태로 구성될 수 있다.

따라서, 상기 광원공급부(100a)에 대한 변형실시예를 설명하면, 상기 광원공급부(100a)를 구성하는 상기 광원부(10)과 경계부(20)의 구조를, 도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 각각 광원하우징(14)과 경계하우징(23)이 구비된 형태로 분리 가능한 구조로 구성될 수 있다.

이때, 상기 광원하우징(14)은 후단에 상기 광원부(10)의 다른 구성들이 장착되기 위한 몸체로서 구비될 수 있고, 상기 경계하우징(23)은 전단에 상기 경계부(20)의 다른 구성들이 장착되는 형태로 구성되고, 상기 경계하우징(23)의 후단에 상기 광원하우징(14)이 결합되는 형태로 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 가공장비 보조모듈을 사용하는데 있어서 광원의 초점을 조절하거나 레이저의 변경 등이 필요할 경우 상기 광원공급부(100a)와 액체공급부(100b)를 분리하는 것이 아닌, 상기 광원공급부(100a)에서 상기 광원부(10)만 분리할 수 있는 형태로 구성되어 공급되는 광원에 대하여 교체 및 조절이 간략하게 이루질 수 있는 효과를 가질 수 있다.

한편, 상기 광원부(10)에서 발생되어 공급되는 광원의 초점을 조절하는 작업에 있어서, 상기 광원렌즈(12)의 교체 또는 위치를 조절하는 것이 일반적일 수 있으나, 단순히 초점이 지정된 거리만 조절하면 될 경우에는 상기 광원렌즈(12)의 교체 또는 위치변경 조작보다 상기 광원부(10)와 상기 경계부(20) 사이의 거리를 조절하는 구조를 구비함으로써 결과적으로 상기 광원부(10)와 상기 노즐부(70) 사이의 거리를 조절할 수 있으며, 이러한 조절구조를 통하여 상기 광원부(10)에서 공급된 광원의 초점을 손쉽게 조절하여 상기 분사구(71)를 통하여 조광될 수 있도록 구성될 수 있다.

따라서, 상기 광원하우징(14)과 상기 경계하우징(23) 사이의 결합구조를 통하여 양 구성 사이의 간극(30)을 쉽게 조절할 수 있고, 이에 따라 상기 경계하우징(23)에 대한 상기 광원하우징(14)의 위치가 조절될 수 있으며, 이러한 간극조절을 위한 손잡이용 레버(미도시)를 상기 광원장착구(11) 또는 광원하우징(14)의 외측면에 구비하는 것이 바람직하며, 가공작업을 진행하기 위하여 장치가 설치된 상태에서도 이러한 조절구조들을 통하여 실시간으로 더욱 쉽게 초점을 조절할 수 있다.

상기 서술한 바와 같이 본 발명의 광원공급부(100a)와 액체공급부(100b)는 공급되는 액체의 종류와 성질 및 작업환경에 따라 조광되는 광원의 초점을 쉽게 조절할 수 있고, 액체가 분사되는 분사구(71)의 직경과 길이를 편리하게 조절할 수 있어, 가공작업을 진행하는데 있어 가공물의 표면을 연화시키는 기능을 쉽게 구현할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 가공장비 보조모듈 또는 가공방법은, 물 또는 절삭유 등을 포함하는 상기 액체에 대한 온도조절부(미도시)를 추가로 구비하여 상기 액체의 온도를 조절하도록 구성할 수 있다. 액체를 투광하는 레이저 등의 광원은 물 또는 절삭유를 포함하는 상기 액체의 온도를 상승시킬 수 있고, 초정밀 또는 정밀 가공에서는 작은 온도변화도 가공품질에 영향을 많이 미치므로, 상기 온도조절부를 구비하는 것이 바람직하다.

이때 상기 온도조절부는 가공장비 보조모듈의 본체부(60) 중 상기 액체의 유동경로 상에 노출되게 구비된 열교환부재의 내부에 열매체를 유동시켜 열교환하는 방식, 또는 본체부(60) 또는 노즐부(70)의 벽재료 내부에 매립구조로 형성된 열매체 유동경로에 열매체를 내부 유동시켜 열교환하는 방식, 노즐부(70)를 외부에서 감싸도록 구비된 열교환부재의 내부에 열매체를 유동시켜 노즐부 내벽을 통한 열전달로 열교환하는 방식 등 내적 구성 또는 구조로 형성되거나, 본체부(60)의 공급구(61)에 상기 액체를 도입하는 전단계에 열교환부재를 구비하여 온도조절하는 방식, 노즐부(70)를 통하여 상기 액체를 가공대상물에 제공한 후 회수하여 순환이용하는 경로 상에 열교환부재를 구비하여 온도조절하는 방식 등 외적 구성 또는 구조로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 가공장비 보조모듈 또는 가공방법은, 앞선 설명에서 도 1 등을 통하여 예시적으로 나타낸 절삭가공 형태의 용도에 한정되는 것이 아니다. 즉, 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 드릴링 가공에 있어서 가공공구(T)의 가공접근 직전에 베드 또는 스핀들(S)에 고정된 가공소재(M)의 표면 또는 가공진행 중인 홀의 바닥면 등에 대하여 액체 분사 및 광원 조광을 통하여 가공위치를 연화시킨 후 드릴링 가공공구(T)를 접근시켜 가공하는 방식을 통하여 드릴링 가공을 수행할 수 있으며, 드릴링 공구의 드릴링 구동시에는 적어도 레이저 등의 광원은 작동 중지시키는 것이 바람직히다.

또한, 본 발명의 가공장비 보조모듈 또는 가공방법에서 이용하는 액체기둥 형태로 분사되는 액체도 직선 분사로 한정되는 것이 아니다. 즉, 액체기둥 형태의 액체분사는 자중에 의해 곡선형태로 형성되도록 필요에 따라 선택될 수 있고 이로 인하여 광원의 도광경로도 함께 곡선화되어 형성되며, 이러한 기하적인 구조를 사용자는 해당 가공공정에 필요에 따라 유리하게 이용할 수 있다.

더불어, 본 발명의 가공장비 보조모듈 또는 가공방법에서 액체기둥의 단면 형태 또는 광원의 조광 단면 형태는 원형으로 한정되는 것이 아니며, 그 개수도 단일로 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 가공공구의 형상 또는 가공구조 등을 고려하여 필요에 따라 복수개의 액체기둥을 근접하게 소재의 표면에 제공하며 그 각각의 액체기둥을 따라 투광하는 복수개의 광원을 조광함으로써 소재의 표면을 띠 또는 밴드 형태로 넓게 연화시켜 해당 가공공정을 수행하는 방식으로도 구현할 수 있다. 또한, 다른 예시로서, 노즐부의 분사유로 형태를 변형하여 액체기둥의 단면을 띠 또는 밴드 형태가 되도록 형성하고 상기 띠 또는 밴드 형태의 액체기둥을 따라 복수개의 광원을 조광하는 방식 등 변형된 구조로도 구현할 수 있다.

이 외에도 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산 또는 분할되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산 또는 분할된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 통상의 기술자가 이해하는 범위 안에서 결합된 형태로 실시될 수 있다. 또한, 방법의 단계는 단독으로 복수회 실시되거나 혹은 적어도 다른 어느 한 단계와 조합으로 복수회 수행되는 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 가공장비 보조모듈(장치)
100a : 광원공급부
10 : 광원부
11 : 광원장착구 11a : 장착고정홀
12 : 광원렌즈 13 : 스페이서
13a : 외경스페이서 13b : 내경스페이서
13c : 나사산 13d : 고정링
14 : 광원하우징
20 : 경계부
21 : 경계창 22 : 창홀더
23 : 경계하우징
30 : 간극
100b : 액체공급부
60 : 본체부 61 : 공급구
62 : 공급유로 63 : 액체수집부
70 : 노즐부 71 : 분사구
71a : 교체단 72 : 분사단
72a : 체결단
L : 광원발생장치 O : 밀폐부재
T : 가공공구 M : 가공소재
S : 스핀들 또는 베드

Claims (6)

1. 소재의 표면에 대한 가공공구에 의한 가공을 보조하기 위한 가공장비 보조모듈로서,
   상기 소재의 표면에 조사하기 위한 광원을 공급하는 광원공급부(100a); 및
   물 또는 절삭유를 포함하는 액체를 공급하는 액체공급부(100b);를 포함하여 구성되며,
   상기 액체공급부(100b)는, 외부로부터 공급되는 액체를 이송 및 수집하여 액체기둥 형태로 분사하기 위한 본체부(60); 및, 상기 액체를 상기 광원공급부(100a)에서 공급된 광원과 함께 분사하도록 구성되는 노즐부(70);를 포함하며,
   상기 광원 및 액체는 상기 가공공구의 가공 위치 또는 가공 경로의 전방에 도달하도록 구성되고,
   상기 광원공급부(100a)를 통하여 조광되는 광원은, 레이저 광원이며, 가공하기 위한 소재의 표면에 대하여 연화작용을 발생시킬 수 있는 출력으로 구비되거나 조절되어 조광되고,
   상기 노즐부(70)는, 액체기둥 형태로 상기 소재의 표면에 도달하도록 상기 액체를 분사하며,
   상기 본체부(60)는, 상기 본체부(60)로부터 상기 액체의 일부 유량을 배출하거나 액체의 유동압력을 일부 감소시키기 위한 유출구(65); 및, 상기 본체부의 내부압력을 감지하는 압력감지센서의 신호에 따라 제어되거나 내부압력에 연동되어 역학적으로 작동됨으로써 상기 유출구를 개폐하는 감압밸브(65-1);를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가공장비 보조모듈.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 광원공급부(100a)는,
   광원을 공급하도록 구비된 광원부(10); 및,
   상기 광원부(10)의 전방에서 상기 액체공급부(100b)의 액체와 맞닿는 경계면을 형성하는 경계부(20);를 포함하여 구성되고,
   상기 광원부(10)는 상기 노즐부(70)에 대하여 위치 변경 가능한 구조로 구비된 것을 특징으로 하는 가공장비 보조모듈.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 액체를 투광하는 광원에 의해 상기 액체의 온도가 상승되는 것을 제한하기 위한 온도조절부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가공장비 보조모듈.
   
4. 소재의 표면에 대한 가공공구에 의한 가공을 수행하기 위한 가공방법으로서,
   물 또는 절삭유를 포함하는 액체를 분사할 수 있는 가공장비 보조모듈을 가공공구의 주변에 준비하는 단계; 및,
   가공하기 위한 소재를 베드 또는 스핀들에 고정하는 단계;
   가공공구를 소재의 표면으로 접근시켜 소재를 가공하는 단계;를 포함하여 구성되며,
   상기 소재를 가공하는 단계는, 상기 가공공구의 가공 위치 또는 가공 경로의 전방에 상기 가공장비 보조모듈의 액체를 분사하되, 상기 가공장비 보조모듈의 광원이 상기 액체를 투광하여 함께 조광하도록 구성되며,
   상기 가공장비 보조모듈의 광원은, 레이저 광원이며, 가공하기 위한 소재의 표면에 대하여 연화작용을 발생시킬 수 있는 출력으로 구비되거나 조절되어 조광되고,
   상기 가공장비 보조모듈의 노즐부(70)는, 액체기둥 형태로 상기 소재의 표면에 도달하도록 상기 액체를 분사하며,
   상기 가공장비 보조모듈의 본체부(60)는, 상기 본체부(60)로부터 상기 액체의 일부 유량을 배출하거나 액체의 유동압력을 일부 감소시키기 위한 유출구(65); 및, 상기 본체부의 내부압력을 감지하는 압력감지센서의 신호에 따라 제어되거나 내부압력에 연동되어 역학적으로 작동됨으로써 상기 유출구를 개폐하는 감압밸브(65-1);를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가공 방법.
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