KR20040102021A - 레이저빔을 이용한 차량 마킹장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저방출기를 이용한 차량 마킹(marking)방법 및 마킹장치를 제공한다. 간단하면서 강한 레이저빔 방출도관을 이용하여 차량의 어떤 부분이라도 마킹할 수 있도록 상기 레이저방출기는 차량 작업대(102) 전체에 걸쳐 연장하는 구조체(101)에 설치된다. 상기 구조체(101)는 적어도 3개의 레이저방출기 설치위치를 형성하며, 바람직하게는 하나 이상의 레이저 장치(107)를 설치하기 위하여 2차원으로 서로 공간적으로 이격된 4개의 레이저방출기 설치위치(A, B, C, D)를 형성한다. 상기 레이저 장치(107)는 차량의 소정 부분을 마킹하도록 적용된 레이저빔을 방사하기 위한 레이저방출기(108) 및 상기 차량 작업대(102)의 선택가능한 지점에 상기 레이저 방사체(108)로부터의 레이저빔을 발사하기 위한 레이저빔 발사수단(110)을 포함한다. 상기 레이저 장치(107)는 적어도 2개, 바람직하게는 4개 모두의 레이저 설치위치(A, B, C, D) 사이에서 이동가능하게 구성된다.

Description

레이저빔을 이용한 차량 마킹장치{APPARATUS FOR MARKING A VEHICLE USING A LASER BEAM}

차량의 마킹은 차량의 도난을 줄이는 방법으로서 매우 중요하다. 적어도 하나의 삭제 불가능한 마크(mark)가 차량의 일부분에 적용될 경우, 도난 차량을 팔기위해 차량의 식별부(identity)를 위조하기가 힘들어질 것이다. 삭제 불가능한 마크가 구조체 내에서 은밀하거나 폐쇄된 공간에 적용될 수 있다. 그러나, 이러한 마크는 구매자들이 쉽게 볼 수 없는 문제점이 있다. 도난을 방지하기 위하여 매우 눈에 잘 띄는 삭제 불가능한 마크가 필요하게 된다.

따라서, 실제적으로 쉽게 볼 수 있는 차량의 외면에 마크를 하는 기술이 대두되고 있다. 상기 마크는 구조체의 임의의 적절한 부분에 형성될 수 있지만, 특히 차량의 윈도우에 마크를 만드는 것이 바람직하다. 보통 윈도우 유리에서 마크를 제거하는 것은 불가능하다. 차량의 윈도우는 차량의 식별부를 위조하기 위하여 절도자가 차량을 가리거나, 도색할 수 없는 부분이다. 전 표면을 재연마(repolish)하거나 부정한 수단으로 유리를 조작한 명백한 흔적을 남기지 않고서는 윈도우 유리의 레이저 에칭 마크를 제거하는 것은 불가능하다. 유리를 재연마하기 위해서는 유리를 차량으로부터 제거해야만 한다.

에칭 공정을 통해 차량의 윈도우 유리에 마크 기술은 공지되어 있다. 통상적으로 차량을 식별하기 위한 독특한 코드를 형성하는데 스텐실(stencil)기법이 이용되며, 에칭 재료는 스텐실기법으로 윈도우 유리에 적용된다. 통상적으로, 에칭 재료는 불화수소(hydrogen fluoride) 또는 이와 관련된 재료를 포함한다. 그러나 이러한 것들은 취급하기 매우 어려운 재료이며, 그 공정을 자동화하기에 매우 어려운 문제점이 있다.

레이저를 이용하여 유리에 마크하는 장치의 일예로서 미국특허 제5298717호에 제안되었다. 이 경우, 유리 표면에 마크를 형성하는 레이저빔을 생성하기 위해 이산화탄소 레이저가 사용된다. 또한, 상기 장치는 레이저빔을 제어하기 위한 신호를 제공하기 위한 제어기 및 축이 직교하는 한 쌍의 거울을 포함하는 레이저빔 스티어링(steering) 장치를 포함한다. 사용시, 상기 레이저빔은 우선 제1거울에 충돌한 후, 제2거울에 부딪히며, 레이저방출기의 위치를 이동시키기 위한 시스템 제어기로부터 전달된 신호에 대응하여 거울의 각 위치가 변화되어, 유리에 적절한 패턴을 새기게 된다. 일 시예에서, 상기 레이저는 차량 작업대(vehicle station) 상에 위치되는 갠트리(gantry : 교형 대)로부터, 탄력적인 설치에 의해 지지된다. 다른 실시예에서, 상기 레이저는, 탄력적인 암(arm)이 하부에 제공되고 요구되는 패턴으로 레이저빔을 편향시키기 위해, 레이저빔이 거울을 수용하는 마킹헤드(markinghead)를 향하는 갠트리 그 자체에 장착된다. 상기 갠트리에 설치된 레이저는 차량의 전방부터 후방까지 작업자의 요구에 따라 이동될 수 있다.

상기와 같은 종래기술의 장치는 많은 문제점을 가지고 있다. 우선, 상기 레이저방출기는 파손을 방지하고 작업자를 보호하기에는 매우 견고하게 구성되어야 한다. 또한, 장시간의 연속적인 작동을 수행할 수 있도록 추가적인 냉각 장비가 필요하다. 실제로, 상기 일 실시예에 제안된 수단에서 암의 단부에 레이저 마킹 장치를 잘 구성하기는 힘들다. 결과적인 구조는 너무 크고 작동하기 어려운 구조이다. 따라서, 레이저방출기가 지지구조 또는 차량 작업대 상부의 갠트리에 설치되어야 하며, 이에 따라 제2실시예가 제안되었다. 그러나, 상기 제2실시예는 레이저방출기로부터 마킹헤드를 향해야 하는 탄력적인 하부 암이 스스로 파손되기 쉬운 문제점이 있다. 상기 탄력적인 암은 암의 많은 부분의 각도 위치가 어떻게 되더라도 실질적으로 동일한 축을 따라 레이저빔이 암의 하부로 향하도록 하는 매우 고도의 기준으로 제작되어야 하며, 그렇지 않은 경우, 레이저빔의 시작점이 부정확하여 암 자체의 내부가 파손되거나, 마킹의 질적인 면이 저하될 수 있다. 사용에 있어, 상기 탄력적인 암은 반복적으로 이동되며, 연속적으로 변형되기 쉬우며, 갑작스런 충격을 받을 수도 있다. 실제로, 공지된 형태의 탄력적인 암은 대략 한달에 한번 정도 조정되어야 한다고 알려져 있다.

또한, 유리를 마킹하기 위해 레이저를 사용함으로써 더 많은 문제가 발생하는데, 이는, 때때로 레이저가 매우 정확하지 않은 마킹를 생성한다고 알려져 있기 때문이다. 반면에, 레이저를 다르게 세팅하면, 유리가 깨질 수 있어서, 바람직하지않다.

본 발명은 상기의 제반 문제점을 극복하기 위한 수단을 찾기 위한 것이다.

본 발명은 차량을 마킹(marking)하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 따른 장치를 도시한 투상도.

도2는 본 발명을 사용하기 위한 레이저방출기 장치의 측면도.

도3은 본 발명을 사용하기 위한 레이저 마킹헤드를 도시한 개략적인 단면도.

도4는 레이저방출기 설치 장치를 도시한 측면도.

도5는 본 발명을 사용하기 위한 제어장치를 도시한 개략도.

도6은 무선주파수 케이블 가이드 메커니즘을 개략적으로 도시한 정투상도.

도7은 무선주파수 가이드 메커니즘을 사용하기 위한 이동성 가이드 부재를 도시한 측면도.

도8은 무선주파수 케이블이 연장되는 것을 도시한 도면.

도9는 레이저방출기 설치 장치의 제2실시예를 도시한 개략도.

도10은 본 발명의 사용을 위한 레이저빔 제공 수단의 다른 설계를 도시한 정투상도.

도11은 길이방향으로 연장 가능한 레이저 도관부의 수축된 상태를 개략적으로 도시한 단면도.

도12는 길이방향으로 연장 가능한 레이저 도관부의 연장된 상태를 개략적으로 도시한 단면도.

이하, 본 발명의 발명자에 의한 유리 마킹용 레이저의 최적화 세팅을 설명한다.

본 발명의 발명자는 이러한 목적을 위하여 현재까지의 탄력적인 암의 문제가 그들이 매우 길고 매우 복잡하며 개개의 구성요소가 매우 길기 때문이라는 것을 파악 하였다. 본 발명의 발명자는 상기 탄력적인 암이 훨씬 더 견고하게 제조될 수 있으며, 가능하다면 암과 각 구성요소를 더 짧게 제조하는 것이 바람직하다는 것을 파악하였다.

또한, 본 발명의 발명자는 현재까지의 탄력적인 암이 사용상 너무 많이 꼬이거나 펴지기 쉬웠음을 인지하였다. 이는 수많은 차량 부품에 접촉하기 위하여 사용자가 마킹헤드를 반복적으로 구동한 결과이다. 또한, 본 발명은, 이러한 문제점이 차량의 일측에 레이저방출기를 배치함으로써 극복될 수 있어, 상기 암이 상대적으로 짧게 제조될 수 있음을 파악하였다. 그러나, 차량을 이동하지 않고 차량의 양측을 다 마킹할 수 있도록 반대편에 제2의 레이저방출기를 배치하거나, 제1레이저방출기를 반대편으로 이동시켜야 할 필요가 있다. 또한, 차량의 전방에서 후방으로 방출기를 이동시킬 수 있어야 할 필요가 있었다.

본 발명의 발명자는 이러한 요구조건들이 적어도 세개의 레이저방출기 설치위치를 제공함으로써 충족시킬 수 있고, 상기 레이저방출기 설치위치는 적어도 2차원적으로 서로 교대로 배치되는 구조상에서 구현될 수 있다는 것을 제안하였다. 차량의 모든 형상을 커버하는 것은 상기 레이저방출기가 두개의 레이저방출기 설치위치 사이에서 이동가능하고, 또한 다른 하나의 레이저방출기가 나머지 레이저방출기 설치위치에 설치되거나 레이저방출기가 세 위치 모두에 배치될 수 있으면 가능하다.

따라서, 본 발명은 차량 작업대에 인접하게 연장되는 구조체를 포함하고, 상기 구조체는 하나 이상의 레이저 장치를 설치하기 위하여 적어도 2차원으로 공간적으로 이격된 적어도 세 개의 레이저방출기 설치위치를 형성하며, 상기 레이저 장치는, 상기 차량의 일부분을 마킹하도록 적용된 레이저빔을 방사하는 레이저방출기 및 상기 차량 작업대의 선택가능한 지점에 상기 레이저방출기로부터의 레이저빔을 방사하기 위한 유연한 레이저빔 방사수단을 포함하되, 상기 레이저 장치는 적어도 2개의 레이저방출기 설치위치 사이에서 이동가능하게 구성되는 차량마킹장치를 제공한다.

상기 구조체는 차량 작업대의 옆으로 연장되거나, 차량 작업대의 일단 또는 타단에서 연장되거나, 차량 작업대 위로 연장될 수 있다. 상기 구조체는 차량 작업대의 양측에서 연장될 수 있고, 예를 들면 상기 차량 작업대는 벨트의 어느 일측에서 상기 구조체와 연결된 컨베이어 벨트를 포함한다.

상기 구조체는 어떠한 적절한 디자인으로 이루어질 수 있다. 상기 구조체는 차량 작업대에 인접하게 또는 그 위로 프레임구조체(framework)를 구성한 틀구조및 지지체(support) 또는 지지체들을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 프레임구조체는 벽, 기둥 또는 다른 견고한 구조적 부재, 예를 들면 격자 구조체를 포함할 수 있다. 상기 차량 작업대는 상기 구조체와 일체로 된 외관(surface)에 의하여 형성되거나, 상기 구조체 또는 구조체들이 설치면(existing surface)의 영역을 포함할 수 있다. 상기 차량 작업대의 크기는 마킹될 차량의 크기에 대응하는 것이 바람직하다. 상기 차량 작업대는 차량 작업대에 차량이 주차될 경우 작업자가 차량을 따라 이동할 수 있도록 차량의 어느 일측에 충분한 공간을 제공할 수 있는 폭을 갖는 것이 바람직하다. 오픈되는 차량의 차문이 열릴 수 있도록 충분한 공간이 제공되는 것이 바람직하다.

상기 차량의 어느 일측의 공간은 예를 들면 0.3 내지 1.0미터의 폭으로 이루어지며, 0.4 내지 0.6미터의 폭으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 구조체는, 차량이 차량 작업대로 들어갈 수 있도록 차량 작업대의 적어도 일단측이 개방되는 것이 바람직하다. 상기 차량 작업대는 차량이 일단측에서 들어가고 타단측으로 나갈 수 있도록 양단측이 개방되는 것이 보다 바람직하다. 이는 상기 장치를 통하여 차량 순환을 향상시킨다. 상기 차량은 컨베이어를 따라 들어오고 나갈 수도 있다.

상기 프레임구조체는 어떠한 적절한 구조체로 이루어질 수 있고, 예를 들면 대체로 평판부재, 빔 또는 이들 조합체로 구성될 수 있다. 상기 프레임구조체의 지지체는 단지 일측에서만 상기 프레임구조체를 지지할 수 있고, 상기 프레임구조체는 상기 지지체로부터 캔틸레버(cantilever)로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 지지체는 프레임구조체의 양측에 위치될 수 있다.

다른 실시예에 있어, 상기 구조체는 차량 작업대 위에 위치된 천장(ceiling)이나 빔과 같은 부재로부터 상기 프레임구조체를 지지한다.

상기 차량 작업대의 폭은 2.5m 내지 3.0m 범위가 적절하고, 3.0m 내지 4.0m 범위가 바람직하며, 4.0m 내지 6.0m 범위가 가장 바람직하다. 상기 프레임구조체는 차량 작업대 위에서 1.5m 내지 3.0m 범위의 높이에서 지지되고, 2.0m 내지 3.0m 범위의 높이에서 지지되는 것이 바람직하다. 상기 프레임구조체는 아래에서 설정되는 이유로 인하여 보다 넓고 길게 이루어질 수 있지만, 차량 작업대와 대략 동일 길이 및 폭으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 구조체, 특히 상기 구조체의 프레임구조체는 적어도 3개의 레이저방출기 설치위치에서 형성된다.

상기 적어도 3개의 레이저방출기 설치위치는 적어도 2차원으로 서로 공간적으로 이격된다. 상기 적어도 3개의 레이저방출기 설치위치는 차량 작업대에 대략 평행하며, 대략 수평으로 적절한 평면에서 서로 공간적으로 이격될 수 있다. 또한, 상기 적어도 3개의 레이저방출기는 차량 작업대에 대략 직교되는 방향, 대략 수직면 방향으로 공간적으로 이격될 수 있다. 한편, 적어도 3차원으로 서로 공간적으로 이격된 적어도 4개의 레이저방출기 설치위치가 제공되는 것이 바람직하다.

예를 들면, 차량 작업대의 측방향으로 서로 공간적으로 이격되며, 상기 차량 작업대의 일단부 위에 위치가능하게 2개의 레이저방출기 설치위치가 제공되고, 상기 차량 작업대의 길이방향으로 상기 2개의 다른 레이저방출기 설치위치로부터 배치되며, 상기 차량 작업대의 타단부에 설치된 제3의 레이저방출기 설치위치가 제공될 수 있다. 상기 제1, 제2 및 제3레이저방출기 설치위치는 대략 동일 수평면으로 설치될 수 있다. 또한, 하나 이상의 레이저방출기 설치위치가 다른 레이저방출기 설치위치의 수직되는 아래에 위치될 수 있다. 상기 적어도 3개의 레이저방출기 설치위치는 수평면으로 위치되거나, 다른 높이로 위치될 수 있다. 이는 하부 레이저방출기 설치위치의 레이저방출기가 차량 하부, 예를 들면 헤드라이트, 테일라이트, 펜더(fender), 번호판 등을 마킹할 수 있다. 제1레이저장치는 차량 후방의 어떠한 위치에서 마킹할 수 있는 제1및 제2설치위치(the first two position) 사이에서 이동가능하게 설치된다. 제2레이저장치는 차량의 타단부를 마킹하기 위하여 제3레이저방출기 설치위치에 설치될 수 있다.

또한, 제1레이저장치가 제1 및 제2레이저방출기 설치위치 사이에서 이동가능하게 구비되고, 제2레이저장치가 제2 및 제3레이저방출기 설치위치 사이에서 이동가능하게 구비되는 3개의 레이저방출기 설치위치가 제공될 수 있다. 여기에서, 상기 두 레이저장치는 실질적으로 차량을 마킹하기 위한 어떠한 위치에 위치될 수 있다.

보다 바람직한 실시예에 있어, 적어도 4개의 레이저방출기 마킹위치가 제공될 수 있다. 이들 마킹위치는 대략 사각형 패턴으로 위치되는 것이 바람직하다. 상기 적어도 4개이 레이저방출기 마킹위치는 동일 수평면에 위치되는 것이 바람직하다. 제1레이저 장치는 제1 및 제2레이저 설치위치 사이에서 이동가능하고, 제2레이저 장치는 제3 및 제4레이저 설치위치 사이에서 이동가능하게 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 제1 및 제2레이저 설치위치는 대략 차량 작업대의 일측에 위치되고, 차량 작업대의 길이방향으로 공간적으로 서로 이격되며, 상기 제3 및 제4레이저 설치위치도 유사하게 배치되는 것이 적합하다. 그러나, 상기 제1 및 제2레이저 설치위치는 차량 작업대의 측방향으로 서로 공간적으로 이격되게 배치될 수 있다. 그 사이에서 상기 레이저 장치가 이동가능한 각 레이저방출기 설치위치는 소정의 적절한 거리로 서로 공간적으로 이격될 수 있다. 상기 거리는 마킹될 차량의 폭과 대략 같은 것이 바람직 한 것으로, 상기 거리는 2.5m 내지 4.5m 범위가 적절하고, 상기 설치위치가 측방향으로 공간적으로 이격되는 경우 3.0m 내지 4.0m 범위가 바람직하며, 길이방향으로 공간적으로 이격될 경우 4.0m 내지 5.0m 범위가 보다 바람직하다.

사각형 패턴으로 적용되는 내용은 유사하다.

다른 바람직한 실시예에 있어, 적어도 8개의 레이저방출기 마킹위치가 제공된다. 제1평면상에 대략 사각형 패턴으로 위치된 제1세트의 4개의 레이저방출기 마킹위치 및 제2평면상에 대략 사각형 패턴으로 위치된 제2세트의 4개의 레이저방출기 마킹위치로 제공되는 것이 바람직하며, 상기 제1세트의 사각형 패턴은 제2세트의 사각형 패턴과 대체로 동일하고 제2세트의 대략 수직되는 상부에 위치된다.

다른 바람직한 실시예에 있어, 상기 설명한 바와 같이 대략 사각형 패턴으로 공간적으로 이격되는 4개의 레이저방출기 설치위치가 제공된다. 그러나, 본 실시예에서, 레이저 장치는 제1, 제2, 제3 및 제4레이저방출기 설치위치 모두의 사이에서 이동가능하게 제공된다. 여기에서, 단일 레이저방출기로 매우 넓은 적용범위를 얻을 수 있다. 유사하게, 8개의 레이저방출기 설치위치가 제공될 경우, 상기 레이저장치는 8개의 레이저방출기 설치위치 모두의 사이에서 이동가능한 것이 바람직하다.

예를 들면, 제1레이저 지지체가 이동가능하며, 제1 및 제2레이저방출기 설정위치 사이에서 연장되는 제1트랙과, 상기 레이저 장치가 설치된 제2레이저 지지체가 이동가능하며 상기 제1트랙에 평행하지 않은 방향으로 상기 제1레이저 지지체로부터 연장되는 제2트랙 중 적어도 하나가 제공될 수 있다.

이러한 방식으로, 상기 레이저 장치의 위치는 제1트랙을 따르는 제1레이저 지지체의 변위와 제2트랙을 따르는 제2레이저 지지체의 변위로 나타내어지는 한 쌍의 축으로 설정된다. 상기 제2트랙은 제1트랙에 대해 대략 직교(right angle)하게 연장되어, 상기 레이저 장치의 위치를 한 쌍의 카테시안 좌표(cartesian co-ordinates)(X, Y)로 나타내는 것이 바람직하다.

제1수평면의 레이저방출기 설치위치의 제1패턴과 상기 제1수평면의 높이와 다른 높이에 위치되는 제2수평면의 레이저방출기 설치위치의 제2패턴이 구비될 경우, 상기 제2레이저 지지체에 대해 이동가능하며, 레이저 장치가 장착된 되면, 제3레이저 지지체가 제공된다. 상기 레이저 지지체는 텔레스코프형(telescopic)으로 신축되는 암, 유압 또는 수압 실린더, 모터 구동 스크류 또는 다른 장치들을 포함한다. 이러한 방식으로, 제3좌표축 Z가 레이저 장치의 위치를 결정한다.

레이저 장치가 상기 제1 및 제2레이저 설치위치 사이에서 이동가능한 모든 경우에, 상기 레이저 장치의 위치는 대체로 두 위치에서 연속적으로 가변될 수 있는 것이 바람직하다. 이는 레이저 장치가 위치적으로 최적의 위치에 있게 하여, 차량에 마킹을 하기 위한 최적화된 위치를 얻을 수 있다.

피봇 주위의 제1레이저 지지체의 회전과 상기 제1레이저 지지체의 트랙을 따르는 레이저 장치의 변위의 조합에 의해, 상기 레이저 장치를 상기 제1 및 제2레이저 설치위치 사이에 구비시킬 수 있다.

상기 레이저 장치가 한 쌍의 레이저 설치위치 사이에서 이동가능한 모든 경우에, 레이저 장치를 구동하기 위한 모터를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 모터는 레이저 장치를 적절한 메커니즘으로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 모터가 트랙에 대해 고정되고, 상기 모터는 상기 레이저 장치에 연결되거나 그에 설치된 트랜스미션을 선형으로 연장시키도록 구동할 수 있다. 예를 들면, 상기 트랜스미션은 강성 로드, 모터에 의해 구동될 수 있는 체인 또는 케이블을 포함할 수 있다. 또한, 상기 모터가 레이저 장치 또는 설치대에 정착됨으로써, 상기 모터에 의해 구동될 수 있는 트랜스미션이 제공되고, 상기 프레임구조체에 고정되는 트랙을 결합한다. 예를 들면, 상기 레이저 지지체와 트랙, 또는 랙과 피니언 구동체 사이에서 구동될 수 있다. 또한, 상기 트랙은 상기 모터의 트랜스미션을 결합하는 체인 또는 케이블을 포함할 수 있다.

레이저 장치의 위치를 제어하기 위한 제어수단이 제공될 수 있다. 이는 자동화된 시스템에서 컴퓨터에 의해 중앙 제어될 수 있다. 또한, 상기 레이저 장치의 위치를 제어하기 위한 수단이 제공될 수 있으며, 상기 수단은 사용자에 의해 작동될 수 있다. 예를 들면, 상기 제어수단은 후술될 레이저빔 제공수단에 제공될 수 있다.

상기 레이저 장치는 후술될 레이저방출기를 포함한다. 상기 레이저방출기는 통상적으로 20kg 내지 40 kg, 일예로 30kg 또는 32kg의 무게를 갖는다. 한 쌍의 레이저방출기가 구비될 수 있고, 제2레이저방출기는 정지 시간을 최소화시키기 위하여, 제1레이저방출기가오작동하는 경우를 대비하여 작동한다.

상기 레이저 장치는 공냉식 또는 수냉식의 레이저 냉각수단을 포함하는 것이 바람직하다. 냉각유체를 순환시키는 시스템이 사용되는 것이 바람직하다. 상기 순환 유체냉각 시스템은 프레임 구조체 또는 프레임 지지체에 장착되는 펌프장치, 레이저 장치에 장착되는 냉각회로 및, 냉각유체의 입출력을 위한 탄력 호스와 같이, 그들 사이를 탄력적으로 연결하는 수단을 포함한다.

상기 제1 또는 제2트랙 또는 양자 모두는 상기 제1 또는 제2레이저 장치를 지지하기 위한 최적화된 지지체를 제공하기 위하여, 서로 이격되고 평행하게 연장되는 한 쌍의 트랙부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 레이저빔 제공수단은 아래와 같은 몇가지 기능을 수행한다 :

1. 작업자 및 다른 장비의 손상을 방지하기 위하여, 레이저방출기에서 출구까지 연장되는 전체적으로 밀폐된 경로를 제공할 수 있다.

2. 상기 레이저방출기 출구까지의 경로는 탄력적이어야 한다.

이러한 조건을 만족하는 레이저빔 도관은 종래의 레이저빔 용접기술에 공지되어 있다.

이러한 바람직한 레이저 도관은 접속부에서 결합되는 적어도 두개의 레이저 도관부를 포함하며, 상기 도관부는 한 축, 바람직하게는 두개의 축 연결부에서 서로 회전 가능하게 장착된다. 적어도 세개의 레이저 도관이 구비될 수 있으며, 적어도 네개의 도관이 구비되는 것이 가장 바람직하다. 상기 레이저 도관부가 임의의 각도로 만날 경우, 상기 레이저 도관부들 사이에는 그 접속부에 레이저를 편향시키기 위한 거울을 포함한다. 이러한 형태의 장치는 종래의 레이저빔 용접기술에 공지된 것이다. 상기 레이저빔 도관부들은 실질적으로 직선이거나, 레이저빔을 편향시키기 위한 편향거울이 레이저 도관 내에 제공되어야 하는 경우에, 임의의 각도로 서로 견고히 결합시키는 두개의 서브부(subsection)를 포함할 수 있다. Southfield Missouri United States의 Laser Mechanisms Inc.의 장치와 같은 장치가 사용되기에 적합하다. 광범위한 이동범위를 얻기 위하여, 적어도 세개의 연결부를 갖는 것이 바람직하며, 상기 레이저빔 도관부는 두 축에 대하여 각 연결부에서 서로 회전가능한 것이 바람직하다.

상기 레이저빔 도관부는, 제1레이저빔 도관부에 대해 회전가능하게 연결되는 제1결합부 및 상기 제1결합부에 대해 회전가능하게 장착되는 제2결합부를 포함하는 연결부를 제공함으로써, 두 축에 대해 서로 회전가능하게 제작될 수 있다. 상기 각 결합부는 레이저 편향거울을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2결합부는 최적으로 적용되기 위하여, 제2레이저 도관부에 각각 회전가능하게 장착될 수 있다.

상기 레이저 도관부에는 파손으로부터 보호하기 위한 탄력적인 코팅과 같은 보호재가 구비될 수 있다.

본 발명은 상기 레이저빔 도관부를 상대적으로 짧게 형성할 수 있다. 예를 들면 각 섹션이 1m이상은 되지 않으며, 800mm 또는 700mm 이상은 되지 않는 것이바람직하며, 400mm 내지 650mm 범위의 길이를 갖는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 이러한 관점은 특히 중요하다. 보다 상세하게, 다른 물체와의 충돌에 의한 레이저빔 제공장치의 갑작스런 파손 또는 다른 물체의 파손을 피하기 위해서는 각각의 레이저빔 도관부 길이가 가능한 짧은 것이 바람직하다. 이와 동시에, 이는 차량의 다른 위치들에 넓고 다양한 위치에 마킹하기 위해서도 필요하다. 본 발명의 발명자는 안정성, 가동성 및 차량 위치의 넓은 범위에 대한 가용성을 만족하는 최적화된 암 길이가 상기와 같은 길이 범위로 주어진다는 것을 발견하였다.

전체 레이저빔 제공수단은 그 길이가 3.0m를 넘지 않는 것이 바람직하며, 2.5m 또는 2.3m를 넘지않는 것이 바람직하다.

상기 레이저빔 도관의 내경은 10mm 내지 20mm의 범위인 것이 바람직하다. 외경은 100mm미만이거나 70mm 내지 90mm인 것이 더욱 바람직하다.

상기 레이저방출기에 견고히 연결되고, 그 자체로 제3레이저빔 도관부에 탄력적으로 연결되는 제2레이저빔 도관부에 탄력적으로 연결되는 제1레이저빔 도관부가 구비될 수 있다. 상기 제3레이저빔 도관부에 유연하게 연결되며, 마킹헤드에 견고히 연결되는 제4레이저빔 도관부가 구비될 수 있다.

적어도 하나의 도관부는 그 길이가 가변될 수 있다. 이는 적어도 하나의 도관부를 수축시키는 수단을 제공함으로써, 장치의 가용성을 향상시키는데 도움이 된다.

상기 도관부는 제2도관요소(section component)에 텔레스코프형으로 신축가능하게 장착되는 제1도관섹션을 포함하는 것이 바람직하다. 구동수단은 상기 상기구조체의 길이를 증가시키거나 감소시키기 위하여 제2도관요소에 대해서 제1도관부부를 이동시키도록 제공될 수 있다.

길이가 가변되는 도관부는 레이저빔원 최근방에 배치되는 것이 매우 바람직하다. 상기 레이저빔의 설치는 가변길이 섹션 및 구동수단을 적절히 설치할 수 있게한다.

상기 가변 길이의 도관부는 상기 도관부의 축이 대략 수직으로 구비되어, 레이저빔 제공수단이 수직 방향으로 승강할 수 있도록 하는 것이 매우 바람직하다.

본 발명의 장치는 마킹헤드를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 마킹헤드는 차량의 마킹될 부분에 접촉하도록 형성되고, 차량의 마킹될 부분에 레이저빔을 방사하며, 또한 상기 마킹헤드는 마킹을 형성하기 위해 요구되는 패턴을 형성하기 위하여 레이저빔을 편향하기 위한 수단을 포함한다.

형성된 마킹은 일련의 번호로 구체화되는 고유 숫자의 영문숫자 코드(alpha numeric code)와 같은 소정의 적절한 형태일 수 있다. 또한, 이는 시각적 심벌(symbol), 로고(logo), 등의 마크일 수 있다. 모든 경우에, 레이저빔이 차량의 경로 표면을 가로질러 2차원으로 마킹하도록 이동할 필요가 있다. 상기 마킹은 점사(rasterscan) 패턴으로 마킹되는 차량의 경로 표면을 가로질러 레이저를 스캐닝 함으로써, 도트 매트릭스 패턴(dot matrix pattern)으로 형성될 수 있다. 또한, 문자가 개별적으로 기입될 수 있다.

레이저 빔을 2차원적으로 편향시키기 위하여, 임의의 적절한 시스템이 사용될 수 있다. 그러나, 레이저빔을 편향시키기 위한 적어도 하나의 축에 대해 회전하는 적어도 하나의 거울이 구비되는 것이 바람직하다. 순차적으로 한 쌍의 거울이 사용되어, 각각이 레이저 빔을 가로지르며, 고정된 축에 대해 회전가능한 것이 바람직하다. 상기 거울이 회전하는 축들은 서로 직교하는 것이 바람직하다. 거울의 회전은 적절한 임의의 수단에 의해 제어된다. 상기 거울의 회전은 신속하고 효율적으로 이동할 수 있는 검류계(galvanometer)에 의해 제어된다. 적절한 장치가 미국 특허 제5298717호와 같은 발명에 설명되어 있다.

상기 마킹헤드는 레이저 방사가 누설되지 않게 하고 작업자를 보호하기 위하여 빛이 새지 않는(light-tight) 케이싱을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 케이싱의 일부는, 사용되는 레이저 방사에 대해 투명한 재료로 이루어진 윈도우를 포함한다. 예를 들면, 이산화탄소 레이저가 사용되는 경우(후술됨), 상기 윈도우는 게르마늄(germanium)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 마킹헤드는 작업자에 의해 작동되는 제어수단을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제어수단은 상기 마킹헤드가 제 위치에 있는 경우 레이저 마킹을 시작하게하는 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제어수단은 전술한 바와 같은 레이저 장치의 위치를 제어하기 위한 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제어수단은 안전장치를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 안전장치는 레이저 장치가 레이저를 오동작으로 방사하는 것을 방지하기 위하여 차량의 마킹될 부분에 마킹헤드가 정확히 위치되는 경우에만 폐쇄되는 적어도 하나의 스위치를 포함하는 것이 바람직하다. 마킹헤드가 정확하게 위치될 때 동작되는 세개의 스위치가 구비되는 것이 바람직하며, 세 스위치 모두가 눌러지는 경우가 아니면 레이저방출기가 작동하지 않는 것이 바람직하다. 이에 의해, 마킹의 왜곡을 방지하고 레이저 방사가 누설되는 것을 방지하기 위하여, 레이저가 방사되기 전에 마킹헤드가 정확한 위치에 위치되는 것을 확인할 수 있는 것이다.

상기 마킹헤드는 레이저 방사가 누출되는 것을 더욱 방지하기 위하여 탄력적인 실(seal)을 더 포함할 수 있다.

빛 또는 초점을 잃는 것을 방지하기 위하여 레이저빔 윈도우를 청결히 할 수 있는 수단이 구비될 수 있다. 예를 들면, 공기 분사에 의해 레이저빔 윈도우에 쌓인 것들을 날려버릴 수 있고, 렌즈의 오염을 방지할 수 있다.

윈도우 유리를 마킹하는 동안 쌓인 물질들을 수집하는(collecting) 수단이 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 유리의 가루가 수집될 수 있다. 상기의 가루 수집수단은 간단한 용기를 포함할 수 있다. 그러나 비교적 가벼운 유리 입자들을 제거하기 위해서는 점성이 있는 표면이 제공되어야 한다. 예를 들면 양면 접착 테이프가 사용될 수 있다.

레이저빔 도관 및 마킹헤드의 무게를 지지하기 위한 지지수단이 제공될 수 있다. 상기 지지수단은 결합된 로드, 케이블, 체인 등의 탄력적인 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 탄력적인 수단은 레이저 마킹 장치에 장착되는 것이 바람직하다. 상기 탄력적인 수단은 레이저 마운팅에 회전 가능하게 장착된 빔(beam)일 수 있다.

상기 탄력적인 수단은 릴 주위에 감기는 소정 길이의 와이어를 포함하는 고정 풀리를 포함하며, 상기 릴은 와이어가 릴에 감기는 방향으로 상기 릴을 회전시키려는 코일 스프링과 같은 탄력 수단에 의해 작동되고, 상기 고정수단은 릴 또는 릴에 감긴 와이어를 고정하기 위해 제공되며, 와이어에 가해지는 장력 등에 의해 고정이 해제될 수 있다. 상기 마킹헤드만을 지지하기 위한 단일의 탄력적인 수단이 제공될 수도 있다. 그러나, 레이저빔 제공수단의 각 탄력적인 요소는 개별적으로 각각의 지지수단에 의해 별도로 지지되는 것이 바람직하다.

고정 풀리는 Nedderman사의 제품이 사용될 수 있다.

레이저방출기는 레이저빔 제공 수단, 지지수단 등을 포함하는 레이저 마킹 장치의 이동성 부품들의 총 중량은 용이하게 이동할 수 있도록 가능한 작아야 한다. 예를 들면, 총 중량은 100kg 내지 300kg의 범위 내이어야 하고 150kg 내지 200kg의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 이는 시중에서 구할 수 있는 알루미늄 또는 유리강화섬유 등의 복합소재와 같은 경량의 재료로 구성되는 구성요소를 사용함으로써 달성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 차량에 형성될 마크가 문자를 포함하는 경우, 빔이 적어도 두방향으로 편향될 필요가 있고, 문자를 형성하는 동안 빔을 온/오프(on/off) 시켜야 할 필요가 있다. 빔의 위치 및 빔의 방사기간(duration) 중 적어도 하나, 바람직하게는 양자 모두, 제어 시스템에 의해 제어된다. 상기 제어 시스템은 레이저 장치의 마킹헤드에 장착될 수 있으며, 본 발명의 장치의 다른 위치에 장착될 수도 있다. 예를 들면 상기 제어기는 차량 작업대 근방에 장착될 수 있다.

차량에 보안 코드가 마킹되는 경우, 대체로 각 코드의 적어도 하나의 독특한요소가 마킹될 차량에 대해 필요하다. 따라서, 각 차량에 입력되는 코드를 제어기에 입력하기 위하여 입력 수단이 제공될 수 있다. 상기 코드는 키보드와같은 입력 수단을 이용하여 수동으로 입력할 수 있다. 또한, 상기 코드는 인터넷 또는 전화선과 같은 전용 통신선과 같은 통신 네트워크를 통해 제어시스템에 전달 될 수 있다. 또한, 제어 시스템은 각 차량에 마킹되는 코드에 관한 정보를 입력하기 위한 스캐너를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 스캐너는 공지기술인 바코드 입력기를 포함할 수 있다.

상기 제어 시스템은 장치를 제어하도록 프로그램된 개인용 컴퓨터 또는 이와 유사한 컴퓨터를 포함하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 상기 제어시스템은 적어도 하나의 메모리를 갖는 프로세서를 포함하되, 상기 메모리는, 마킹될 각 차량을 위한 차량 마킹 데이터(예를 들면 차량의 고유 식별번호), 차량에 마킹되는 코드 및 마킹이 제조된 날짜와 같은 데이터를 저장한다. 차량의 데이터를 프로세서에 입력하는 입력수단이 제공되는 것이 바람직하며, 상기 프로세서는 메모리에 입력된 차량 데이터를 저장한다.

상기 프로세서는 레이저 제어기에 연결되는 것이 더욱 바람직하다. 주어진 차량을 마킹하기 위해서는, 국제적인 기구에 의해 해당 차량에 할당된 독특한 번호인 차량 고유번호가 프로세서에 입력된다. 이후, 상기 프로세서는 차량에 마킹되는데 필요한 코드 데이터를 메모리에서 출력된다. 이후, 상기 코드 데이터는 레이저 제어기에 전달된다. 상기 제어기는 그 자체로 레이저방출기와 연결되고, 별개로 마킹헤드에도 연결된다. 상기 레이저 제어기는 레이저 마킹헤드에 의해 레이저 빔을이동시키도록 좌표상에서 스위치를 온/오프(on-off) 시킴으로써 레이저를 제어하여, 상기 차량에 요구되는 코드를 마킹한다. 상기 차량이 요구되는 번호 또는 시간으로 마킹되면, 상기 차량이 마킹 완료되었음을 가리키는 신호가 프로세서에 입력된다. 상기 프로세서는 마킹 확인 및 마킹 데이트를 제2메모리에 입력한다.

상기 프로세서는 다음 차량에 동일한 마킹이 적용되는 것을 방지하기 위하여 메모리에서 마킹 데이터를 삭제하도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 마킹 데이터는 기록을 제공하기 위하여 제2메모리에 입력된다.

본 발명에 따른 장치는 차량의 적절한 소정 부분을 마킹하는데 사용될 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 차량 윈도우에 마킹하기 위해 본 발명의 장치를 사용하는 것이 매우 바람직하다.

본 발명은 다른 디자인의 차량을 마킹하기 위한 윈도우의 적절한 부분의 위치가 다르고, 차량 작업대에 위치된 차량의 위치가 매번 다르지만, 마킹을 형성하기 위한 이상적인 위치에 마킹헤드를 위치시킬 수 있도록 레이저 장치의 위치가 유연하게 변화되어 작업을 할 수 있다는 장점이 있다.

차량의 윈도우를 마킹하기 위하여, 유리 자체가 마킹되거나, 박막유리 시트들 사이에 형성되는 유기재료의 내부층이 마킹될 수 있다.

첫번째 공정에서, 레이저빔은 유리에 많이 흡수되도록 사용되어야 한다. 이산화탄소 가스 레이저 또는 엑시머 레이저에 의해 방출되는 레이저 빔이 이러한 목적으로 적절하다.

두번째로 접근방법으로, 상기 레이저빔은 유리에 흡수되지 않지만, 유기 재료로 이루어진 중간층에 흡수되도록 사용될 수 있다. 이러한 경우에, neodymium/YAG 레이저에 의해 생성되는 빔이 사용될 수 있다.

유리의 파손을 피하고 정확하게 형성되는 모서리를 갖는 마킹을 제공하기 위하여, 펄스 레이저가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 레이저는 교번적으로 스위치 온/오프(on/off) 됨으로써 펄스를 생성하는 하는 것이 바람직하다. 펄스 주파수는 10kHz 내지 100kHz 사이의 범위인 것이 바람직하며, 30kHz 내지 60kHz 사이인 것이 더욱 바람직하며, 35kHz 내지 45kHz인 것이 가장 바람직하다.

레이저의 평균 출력은 50watt 내지 20watt 범위인 것이 바람직하다.

마킹의 질은 레이저 빔이 스위치 온/오프(on/off) 하는 시간의 비율, 즉 듀티비(duty ratio)에 의해 영향을 받는다. 상기 작업율은 20% 내지 60%의 범위 내에서 on 상태인 것이 바람직하고, 30% 내지 50% 동안 온(on)인 것이 더욱 바람직하며, 35% 내지 45% 동안 on인 것이 가장 바람직하다. 예를 들면, 작업 사이클 동안 40kHz의 40% 작업율에서는 10밀리세컨드(mili second)동안 레이저가 방사되고, 뒤따르는 15밀리세컨드 동안 레이저가 꺼지게 된다.

또한, 스캐닝 속도도 마킹의 질에 영향을 미친다. 상기 스캐닝 속도는 2000mm/s 내지 8000mm/s의 범위인 것이 바람직하고, 3000mm/s 내지 6000mm/s인 것이 더욱 바람직하며, 4000mm/s 내지 5000mm/s인 것이 가장 바람직하다.

스캐닝 속도 및 레이저의 평균작동 출력에 작업 사이클을 일치시키는 것이 특히 바람직하다. 특히, 5watt 내지 20watt의 범위 내에서, 작업 사이클은 30% 내지 50% 이며 스캐닝 속도는 3000mm/s 내지 6000mm/s의 범위 인 것이 바람직하며,10watt 내지 15watt의 범위 내에서, 작업 사이클은 35% 내지 45%이며, 스캐닝 속도가 4000mm/s 내지 5000mm/s 범위인 것이 더욱 바람직하다.

이러한 특징들은 단위 길이당 에너지 입력의 개념적인 값으로 나타내어진다. 예를 들면, 40%의 작업 사이클로 10watt에서 작동하고 스캐닝 율은 4,500mm/s인 경우, 단위 길이당 에너지는 10·0.4/4500 = 약 0.9J/mm이다. 파손을 피하고 명확하게 형성되는 마킹을 얻기 위해서, 상기 단위 길이당 에너지는 0.5J/mm 내지 2.0J/mm인 것이 바람직하고, 0.75J/mm 내지 1.2J/mm인 것이 더욱 바람직하며, 0.8J/mm 내지 1.0J/mm인 것이 더욱 바람직하다.

차량의 윈도우 유리를 마킹하기 위하여, 5watt 내지 20watt 범위에서 작동하는 이산화탄소 레이저를 사용하는 것이 특히 바람직하며, 10watt 내지 15watt 범위가 더욱 바람직하다.

상기 이산화탄소 레이저는 높은 주파수로 여기된 이산화탄소 레이저인 것이 바람직하며, 10MHz 내지 50MHz의 범위의 주파수에서 여기되는 것이 바람직하다. 이산화탄소가 여기된 무선 주파수가 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 슬랩(slab) 레이저가 사용되는 것이 특히 바람직하다.

듀티 사이클(duty cycle), 평균 전력 출력 및 레이저의 스캐닝율 중 적어도 하나는 작업자에 의해 제어되는 것이 바람직하고, 세가지 파라미터 모두 작업자에 의해 제어되는 것이 더욱 바람직하다.

이산화탄소 슬랩 레이저를 여기시키는 적절한 주파수율이 Rofin Sinar UK Ltd.사에 의한 예와 같이 제조될 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 레이저는 윈도우 외에도, 헤드라이트, 플라스틱부, 도색된 본체 또는 합금 휠 트림(trim)등을 포함하는 차량의 다른 부품을 마킹하도록 사용될 수 있다.

레이저가 여기된 무선주파수(radio frequency)가 사용될 경우, 상기 레이저는 여기 레이저를 위한 전원의 주파수를 요구한다. 이는 레이저 장치에 장착될 수 있다. 그러나, 이러한 전원은 상대적으로 무겁고, 본 발명자는 주파수 소스가 구조체의 어느 부분이든 장착될 수 있다는 것을 제안하였다. 이후, 상기 주파율 신호는 레이저빔 용접과 같은 종래기술의 일예 등에서 공지된 형태의 무선 주파수 케이블을 통해 레이저에 전달된다. 예를 들면, 구리로 이루어진 동축 케이블 코어가 사용될 수 있다. 따라서, 바람직한 실시예에서는 본 발명의 장치는 구조체에 장착된 무선 주파원을 포함하며, 유연성 있는 무선주파수 전송 케이블이 무선 주파원에서 레이저 장치로 연장되는 탄력적인 무선 주파수 전송 케이블을 포함한다.

본 발명의 발명자는 이러한 케이블을 사용하는 경우 이러한 무선 주파 전달용 케이블의 꼬임을 방지하기 위해, 주의가 필요하다는 것을 발견했다. 따라서, 무선 주파수 공급장치 및 레이저 장치 사이로 연장되는 무선 주파수 전달용 케이블을 제공하는 것이 바람직하며, 상기 케이블은 가변적인 형상이고, 케이블의 각 부분의 곡률 반경이 30cm보다 작지 않게 고정되는 것이 바람직하다.

상기 케이블은 다음과 같은 순서로 주위로 연장되는데, 곡선형태의 제1트랙부재는 첫번째 방향으로 구조체에 대해 이동가능하게 장착되며 그 반경이 30cm보다는 크게 형성되고, 곡선형태의 제2트랙부재도 상기 구조체에 대하여 이동가능하게장착되며 그 반경이 30cm보다는 크게 형성되며, 상기 곡선형태의 제3트랙부재는 상기 제2트랙부재에 이동가능하게 장착되며, 구조체에 대하여 상기 첫번째 방향과 임의의 각도를 이루는 방향으로 이동가능하게 장착되며 그 반경이 30cm보다는 크게 형성되되, 상기 제1방향과의 각도는 직교하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 이동을 통해 케이블의 팽팽함을 유지함으로써, 상기 제1, 제2 및 제3휘어진 트랙부재가 케이블에서 풀어지는 것을 보완할 수 있다. 상기 곡선형태의 트랙부재들은 만곡된 가이드 또는 회전가능한 휠을 구비할 수 있다. 상기 곡선형태의 트랙부재들은 모터에 의해 구동되거나, 상대적으로 경직된 무선 주파수 케이블 자체에 의해 구동될 수도 있다.

레이저 장치를 냉각하기 위한 냉각 수단에 제공된다. 상기 냉각 수단은 물 순환 냉각 장치와 같은 액체가 순환되는 냉각수단을 포함하는 것이 바람직하다. 냉각 효율을 향상시키기 위하여 순환된 유체를 냉각시키기 위한 냉각 수단이 제공될 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도1에 도시된 바와 같이 전체적으로 도시된 장치(100)는 그 경계가 점선으로 도시된 차량 작업대(102) 상부에 위치되는 구조체(101)를 포함한다.

차량은 상기 구조체(101) 하부의 차량 작업대(102)에 배치된다. 상기 구조체(101)은 수평력에 대한 지지체를 강화하기 위한 강화 부재(105, 106)와 상기 차량 작업대의 각 모서리에 장착되는 지지 기둥(support columns)(104)를 포함하는 지지체에 의해 상기 차량 작업대(102)에서 2m 상부에 장착되는 프레임구조체(framework)를 포함한다. 상기 차량 작업대(102)는 대략 4.0m의 폭과 5.0m의 길이를 갖는다. 도면부호(107)은 레이저 장치이다. 상기 레이저 장치(107)는 한 쌍의 레이저방출기(108, 109)를 포함한다. 사용상 단지 하나의 레이저방출기(본 예에서는 방출기(108))만이 사용을 위해 연결된다. 나머지 레이저방출기(109)는 제1레이저방출기(108)가 작동되지 않을 경우에 보완하기 위한 용도로 사용된다. 레이저빔 송출용 암(arm)(110)이 레이저방출기(108)에 연결되는데, 이하 더욱 상세히 설명한다. 상기 레이저빔 송출기 암(110)의 단부에는 후술되는 마킹헤드(111)가 제공된다.

본 발명에 따른 장치는 A, B, C 및 D로 명시된, 적어도 네개의 레이저방출기 설치위치를 형성한다. 이를 달성하기 위하여, 제1트랙이 제공되며, 구조체(101)의 반대측에 위치되는 한 쌍의 트랙부재(112)를 포함한다. 제1레이저방출기 지지체(113)는 상기 트랙부재(112)의 상부에 이동가능하게 장착된다. 상기 제1레이저방출기 지지체(113)는 상기 트랙부재(112)를 따라 연장된 홈 내에서 결합되는 휠에 의해 트랙부재(112)에 장착된다.

도4는 장치를 더욱 상세히 나타낸 것이다. 도4에 도시된 바와 같이, 상기 구조체(101)의 상부 일부가 도시되었으며, 상기 지지체(104)는 명료성을 위해 일부만이 도시되었다. 상기 트랙의 상부를 따라 연장되도록 홈(115)이 형성된다. 상기 홈(115)를 따라 구동되는 휠(116)에 장차되는 제1레이저방출기 지지체(113)가 도시되어있다. 상기 모터(114)는 상세히 도시되지는 않은 트랜스미션(118)을 통해 풀리(117)를 구동시킨다. 상기 트랜스미션(118)은 적절한 스텝다운 트랜스미션이어서,풀리(117)가 상기 모터(114)보다 천천히 회전한다. 상기 풀리는 상기 제1레이저방출기 지지체(113)의 일단에서 연장되는 케이블(119)을, 상기 풀리(117) 주위에서, 리턴 루프를 따라, 트랙(112)의 반대 단부에 위치되는 제2풀리(120)로 구동되고, 다시 제1레이저방출기 지지체(113)의 타단부로 되돌아 오도록 구동한다. 상기 풀리가 반시계 방향으로 회전하는 경우, 상기 제1레이저방출기 지지체(113)는 도4의 좌측으로 배치된다. 상기 풀리가 시계방향으로 회전하는 경우, 상기 제1레이저방출기 지지체(113)는 도4의 우측으로 배치된다.

상기 제1레이저방출기 지지체(113)는 한 쌍의 트랙(121)을 더 포함한다. 제2레이저방출기 지지체(122)는 레이저방출기(108, 109)가 설치된 곳에 제공된다. 상기 제2레이저방출기 지지체(122)는 휠(123)의 트랙(121)을 따라 배치될 수 있다. 모터(124), 트랜스미션(125) 및 풀리(126)의 유사한 배열이 제공되고, 트랙(121)을 따라 상기 제2레이저방출기 지지체(122)를 배치하기 위한 케이블(미도시)이 결합된다. 모터(114, 124)는 후술되는 바와 같이, 마킹헤드(111)에 장착된 장치로부터 제공되는 제어신호에 따라 전기적으로 구동된다.

또한, 도1에는 장치의 냉각수 및 전원을 공급하기 위한 공급부(130)가 도시되었다. 입력 스테이션(131)은 마킹되는 차량과 관련한 정보의 입력을 받아들이기 위한, 키보드(132) 및 바코드 해독기(133)를 포함하는 것으로 도시되었다. VDU(134)는 입력되는 데이터를 디스플레이하도록 제공된다. 입력수단(131)으로부터 제공되는 신호를 받아들이기 위해, 레이저 제어기(135)가 제공된다. 상기 레이저 제어기(135)는 마킹헤드(111)에서 레이저빔의 위치를 제어하기 위하여 케이블(미도시)을 통해 제어신호를 제공한다. 상기 레이저 제어기는 무선주파수 케이블(137)을 따라 무선주파수의 전원을 공급하는 전원 공급장치를 더 구비한다. 상기 무선주파수 신호는 레이저방출기(108)로 제공된다. 상기 레이저방출기(108)는 슬랩(slabe) 이산화탄소 레이저를 여기시키는 무선주파수를 갖는다. 40MHz의 주파수에서 여기되는 것이 바람직하다. 40%이상의 정기적인 듀티 사이클(duty cycle)로 작동하는 레이저가 펄스되는 것이 바람직하다(예를 들면, 15밀리세컨드에 이은 10밀리세컨드). 이는 10watt정도의 평균 전력에서 작동되는 것이 바람직하다. 상기 레이저빔은 초당 4,500mm의 비율로 유리 표면을 스캔할 수 있도록 구성된다.(장치의 상세한 설명은 후술한다.)

또한, 도1은 후술될 레이저빔 공급용 암을 위한 지지수단(138)을 도시한 것이다.

냉각 제어기(136)가 상기 레이저의 온도를 제어하기 위해 제공된다. 이를 위해, 냉각수가 파이프(138)를 통하여 레이저방출기에 공급된다. 상기 파이프(138)는 레이저방출기(108) 내의 냉각회로와 연결됨으로써, 열이 상기 레이저방출기(108)로부터 제거될 수 있다.

열은 임의의 적절한 수단에 의해 냉각수로부터 방출될 수 있다. 실제로, 파이프(138)에 의한 복사, 파이프(138)를 통한 공기로의 전도 및 상대적으로 무거운 지지체(104) 및 구조체(101)로의 전도 등이 모두 복합적으로 작용하여 열을 제거한다.

상기 무선주파수 케이블(137)은 그 일단부에서 구조체(101)의 프레임구조체를 따라 연장된다.

이것은 무선주파수 케이블이 30cm 보다 더 작은 반경을 가지도록 휘어지지 않도록 하는데 매우 중요한 것이며, 그렇지 않으며 케이블이 뒤이어 파손될 염려가 있다. 상기 무선주파수 케이블(137)은 프레임구조체(framework)에 고정되고, 프레임구조체의 단부에 형성된 가이드(139)를 통과한다. 가이드(139)로부터 연장되는 소정 길이의 상기 무선주파수 케이블(137)은 실질적으로 지지되지 않는다. 이는 후술되는 것과 같이, 그 내부에 형성된 30cm보다 더 큰 반경의 휘어진 트랙을 갖고, 무선주파수 케이블이 슬라이드 되는, 가이드부재(140) 주위를 통과한다. 상기 가이드 부재(140)는 트랙(112) 상에 슬라이드 가능하게 장착된다. 또한, 상부에서 가이드 빔(141)에 슬라이드 가능하게 장착된다. 상기 가이드 부재(140)의 상부에서, 상기 무선주파수 케이블(137)은 상기 트랙(121)에 슬라이드 가능하게 장착된 제3가이드부재(143)에 도달할 때까지, 실질적으로 지지되지 않는다. 상기 제3가이드부재(143)는 상기 무선주파수 케이블(137)이 슬라이드되는 곡선형태의 트랙을 포함하고, 상기 트랙의 반경은 30cm보다는 크다. 상기 제3가이드부재(143)는 제2레이저방출기 지지대(122)에 각각 장착된다. 상기 무선주파수 케이블은 상기 제3가이드부재(143)에서 제2레이저방출기 지지체(122)로 연장된다.

사용에 있어서, 상기 제1 및 제2트랙(121, 112)를 따라 레이저방출기가 이동하기 때문에, 상대적으로 경직된 무선주파수 케이블은 이동가능한 가이드부재(139, 140, 142, 143)의 만곡된 트랙을 따라 밀려나고, 후술하는 바와 같이, 너무 작은 반경이 되어 꼬이는 것을 방지하고 무선주파수 케이블이 느슨해지게 하며, 이동 가능한 가이드 부재를 배치한다.

도2는 도1의 장치에서 사용된 레이저 장치 및 레이저빔 공급수단을 도시한 개략도이다. 상기 레이저방출기(108)는 도면의 상부측에 도시되었다. 상기 레이저방출기(108)는 전체적으로 명시된 레이저 암(110)을 포함하는 레이저빔 공급수단에 연결된다. 사용에 있어, 레이저빔은 레이저방출기(108)의 단부(201)에서 방출된다. 상기 레이저 암(110)은 레이저방출기의 단부(201)에 연결된 제1레이저 도관부(202)을 포함한다. 상기 제1레이저 도관부(202)은 강체휨부(203)가 내부에 구비되고, 상기 휨부 주위에서 레이저빔이 반사되도록 하기 위한 거울을 회전시킨다. 상기 제1레이저 도관부(202)은 서로 직교한 각도(right angle)의 두 축에 대하여 회전할 수 있는 탄력 조인트(205)에서 제2레이저 도관부(204)에 연결된다. 유사하게, 상기 제2레이저 도관부(204)은 탄력 조인트(207)에서 제3레이저 도관(206)에 연결되고, 직교한 두 방향에 대해 다시 회전된다. 또한, 상기 제3레이저 도관부(205)은 탄력 조인트(209)에서 마지막인 제4레이저 도관섹션(208)에 연결된다. 상기 제1레이저 도관부(202)은 레이저빔의 투과 선이 조절되어 실질적으로 레이저 암(110)의 중앙에서 하부로 통과하도록하는 조절 섹션(210)과 결합된다.

각 탄력 조인트(205, 207, 209)는 레이저빔을 편향시켜 각각의 레이저 도관부 하부로 통과하도로 한 쌍의 편향 거울을 포함한다.

제2도관부(204)은 탄력 조인트(205, 207)에서 편형 거울의 중심점들 사이에서 620mm의 길이를 갖는다. 상기 탄력조인트(207, 209) 사이의 제3레이저 도관섹션(205)의 길이는 600mm이다. 이러한 방법으로, 각 암 섹션은 상대적으로 짧아지고,전체 장치를 용이하게 제어하도록 제조할 수 있고, 암 또는 인접한 부품에 가해지는 손상을 방지할 수 있다.

제4레이저 도관부는 마킹헤드(211)에 연결된다. 상기 마킹헤드(211)는 레이저 제어기(131)로부터 받은 제어신호에 의해 서로 직교하게 두 방향으로 레이저빔을 편향시키기 위한 수단(도3에 도시)을 포함하여, 마킹될 차량의 부품에 적절한 패턴을 만들어 넣는다. 상기 마킹헤드(211)는 레이저방출기(108)에 이해 방출되는 방사가 투과할 수 있는 게르마늄(germanium) 윈도우를 구비하는 레이저빔 출구(212) 포함한다.

도2a는 탄력조인트(205, 207, 209)의 구조를 부분적으로 도시한 것이다.도2에서 상기 탄력 조인트(205, 207, 209)는 도2a의 화살표(II)의 방향으로 도시되었다. 도2a는 화살표(II)에 직교하도록 도시되어 있다. 이러한 경우에, 도면부호(214, 215)로 명시된 각각의 두 레이저 도관부는 서로 연결된다. 제1결합부재(216)는 제1레이저빔 도관부(214)에 각각 단일축으로 회전 가능하게 장착된다. 또한, 상기 결합부재는 회전 가능한 마운팅(218)에서 제2결합부재(217)에 회전 가능하게 연결된다. 상기 제2결합부재(217)는 회전 가능한 마운팅(219)에서 제2레이저빔 도관부(215)에 각각 회전 가능하게 장착된다. 점선 부분은 레이저빔의 라인(220) 및 레이저빔 편형 거울의 위치(221, 222)이다. 상기 조인트의 구조는 상기 레이저빔 도관부(214, 215)이 최대한 탄력성을 가지면서, 두 직교하는 축에 대해 각각 회전 가능하게 장착될 수 있게 한다.

또한, 도2에는 지지장치가 도시되어, 마킹헤드(211)가 소정 높이를 갖는 경우, 그 높이에서 유지될 수 있도록 지지한다.

상기 지지수단은 레이저방출기(108)의 상부의 피봇(pivot)(224)에 회전 가능하게 장착되는 빔(223)을 포함한다. 평형추(counterweight)(225)가 구비되어 있다. 상기 빔(223)의 단부에는 세개의 고정릴(locking reel)(226, 227, 228)이 휜다. 상기 고정릴들은 상업적인 예로써, Neddermann사의 제품이 사용될 수 있다. 이들 각각은 그 주위로 와이어가 감기는 스프링 하중 릴을 포함할 수 있고, 상기 스프링은 감기는 방향으로 회전하게 한다. 상기 고정수단은 설정 위치에서 와이어가 고정되도록 구비된다. 상기 고정 수단의 와이어는, 와이어가 릴 내부로 또는 릴로부터 이동된 후, 빠르게 당겨져(quick tug) 풀리게된다. 상기 와이어가 소정 시간 동안 정지된 상태로 유지된다면, 상기 고정 수단이 다시 결합하여, 와이어를 새로운 위치에 고정시킨다.

이러한 방식으로, 와이어를 재발리 당김으로써, 릴이 고정되지 않고, 원하는 길이가 달성될 때까지 스프링 힘에 의해 풀리가나 감기며, 상기 와이어가 제2의 마찰력을 받는 위치에서 유지되고 고정 메커니즘에 의해 와이어가 그 위치에 고정된다. 고정릴(226)은 마킹헤드(211)의 무게를 지지하는데 사용된다. 고정 릴(227)제1레이저 도관부(204)의 무게를 지지하며, 고정릴(228)은 제2레이저 도관부(206)의 무게를 지지한다.

상기 마킹헤드(211)가 이동하면, 이에 따라, 상기 고정릴들은 신장되거나 수축한다. 또한, 상기 빔(223)은 선택된 위치에 대해 피봇 회전한다. 이러한 방식으로, 마킹헤드(211)는 이동되었던 요구되는 위치에 유지된다. 마지막으로, 도2는 마킹헤드(211) 상의 자석(magnet)(229)을 포함한다. 상기 자석(229)은 환형의 영구자석과 동축으로 장착된 전자석을 포함한다. 상기 전자석이 작동하지 않으면, 영구자석의 자기장은 자기표면에 대해 마킹헤드(211)를 고정하는데 사용될 수 있다. 상기 전자석이 작동하면, 전자석의 자기장이 영구자석에 의한 자기장을 상쇄시키도록 배열되며, 상기 마킹헤드(211)의 고정이 해제된다.

또한, 상기 마킹헤드(211)는 제어 입력수단(213)을 더 포함하며, 작동자에 의해 입력되며, 도3과 관련하여 후술된다.

도3은 은 도2의 마킹헤드(211)의 개략적인 단면도를 도시한 것이다. 상기 마킹헤드9211)는 레이저 용접기술로 알려진 연결 설계에 의해, 제4도관부의 상부에서 연결되는 케이싱(301)을 포함한다. 상기 마킹헤드의 좌측에는, 이산화탄소 레이저방출기(108)에 의해 생성되는 형태의 적외선이 투과할 수 있는 게르마늄 윈도우(212)가 구비된다. 이는 연성 재료로 형성된 구조체(302)에 의해 보호된다. 상기 구조체(302)은 마킹이 시작될 수 있는 위치에서 차량의 윈도우 글래스(303) 조각 근처에 구비된다.

레이저빔의 경로는 점선(304)으로 표시되었다. 상기 빔은 상부의 마킹헤드(211)로 들어오며, 고정 거울(305)에 의해 우회된다. 상기 우회된 레이저빔은 검류계(307)의 회전축에 장착되는 거울(306)에 충돌한다. 상기 검류계(galvanometer)(307) 축의 각도 위치는 신호선(308)을 따라 검류계에 입력되는 신호에 대응하여 변화한다. 상기 레이저빔은 이후에 그 정확한 위치가 거울(306)의 각도 위치에 의존되는 경로(309)를 따라 편향된다. 이후, 상기 레이저빔은 제2검류계(311)의 축에 장착된 제2회전가능 거울9310)에 충돌한다. 상기 제2거울(310)은 검류계(311)의 축과 직교하도록 연장되는 거울에 직교하게 장착된다. 상기 검류계(311)는 상기 검류계(307)의 축에 직교하게 전체적으로 연장되게 장착된다. 상기 거울(310)의 각도위치는 선(312)을 따라 송신되는 신호에 대응하도록 검류계(311)에 의해 변화될 수 있다. 상기 검류계(311)의 위치를 변화시키는 것은 거울(306)에 의해 변화되는 방향에 직교하는 방향의 레이저빔의 위치를 변화시킨다. 이러한 방식으로 레이저빔(313)의 최종 경로는 직교하는 두 방향으로 다양해지며, 상기 검류계(307, 311)에 적절한 신호를 제공함으로써, 어떠한 패턴이 요구되더라도 레이저빔이 이러한 패턴을 충족시킬 수 있다.

한 쌍의 스위치(314)가 제공되어 상기 구조체(302)의 단부에 장착된다. 상기 스위치(314)는 그들이 눌러지면 선(315, 316)을 따라 제어 박스(317)에 신호를 제공한다.

상기 스위치(314)는 안전한 형상으로 제공된다. 실제로, 상기 스위치(314)는 세개의 스위치가 2차원으로 연장된 패턴으로 놓이도록 제공된다.(미도시)

상기 제어 박스(317)는 모든 스위치(314)가 눌러진 경우에만 레이저를 발생시키도록 형성된다. 이것은 마킹헤드(211)가 윈도우 유리(303)의 표면에 밀착한 경우에만 레이저가 발사되는 것을 보장하기 위한 것이다.

마지막으로 작동 제어기(213)가 제공된다. 상기 작동 제어기(213)는 브라켓(318)에서 마킹헤드(211)에 대해 견고히 고정된다. 상기 작동 제어기는 제어 버튼을 더 포함한다. 상기 버튼(319)의 하나 또는 다른 것을 누르면, 도4에 도시된 제1레이저방출기 설치구조가 좌측 또는 우측으로 배치될 수 있다. 두번째 한 쌍의 버튼(320)이 제공된다. 상기 버튼의 하나 또는 다른 것을 누름으로서, 작동자의 선택에 따라, 제2레이저방출기 설치구조(122)가 도4의 도면 밖의 위치에서 내부로 배치된다. 이러한 방식으로, 상기 레이저방출기(108)의 위치가 작동자에 의해 제어될 수 있다. 마지막으로 두개의 레이저 방출 버튼(321)이 제공된다. 상기 레이저 방출 버튼(321)을 누름으로써, 상기 제어 박스(317)에 제어 와이어(322)를 따라 신호를 송신한다. 상기 제어박스(317)는, 전술한 바와 같이, 모든 버튼(314)이 눌러진 경우에만, 그 자체로 레이저방출기(108)에 방출 신호를 전달하도록 하는 회로소자를 포함한다.

또 다른 신호선(323)이 상기 제어 박스(317)에서 연장되어 제공된다. 후술하는 바와 같이, 상기 신호선(323)은 레이저 암(110)을 따라 연장되어, 탄력적인 연결을 통해 레이저 제어수단(131)에 연결된다. 상기 와이어(323)는 다른 신호들을 전달하기 위한 와이어 번들(bundle)을 포함하는데, 이러한 다른 신호들은 예를 들면, 검류계(307, 311)를 위한 제어신호, 모터(114, 124)를 레이저방출기 위치에 배치하기 위한 제어신호, 및 레이저방출기 작동을 위한 레이저 방출 신호이다.

도5는 레이저 제어 장치(131)를 개략적으로 도시한 것이다. 프로세서 유닛(501)이 그 중앙에 구비된다. 상기 프로세서 유닛(501)은 입력수단(502)로부터 입력을 받도록 구성된다. 상기 입력수단은 통신 네트워크(503)을 통해 정보를 수신하는데, 예를 들면, 이러한 네트워크는 통신회선 또는 인터넷을 이용할 수 있다. 또한, 입력수단(502)은 예를 들면 바코드(504)를 읽어들이는 바코드 입력기(133)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 입력수단인 입력 유닛(502)은 키보드(132)를 통해 입력된 입력 신호를 수신할 수 있다.

또한, 상기 프로세서 유닛(501)은 데이터 저장소(505)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 레이저 제어기(131)는 다른 레이저 제어기(135)와 연결될 수 있다.

상기 입력 유닛(502)은 상기 프로세서 유닛(502)에 차량 마킹 데이터를 입력하는데 사용된다. 상기 입력 유닛은 통신 네트워크(503), 바코드 입력기(133) 또는 키보드(132) 등의 임의의 입력수단에 의해 이러한 데이터를 전송받을 수 있다.

상기 차량 마킹 데이터는 차량 식별번호(국제조직에서 각 차량에 할당하는 고유 번호), 차량 설명(예를 들면 차량형태 또는 색상), 차량에 마킹되는 코드 및 마킹 되는 차량의 윈도우 넘버를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(501)는 차량 마킹 데이터를 전송 받아서 데이터 저장소(505)에 저장한다. 마킹을 위해, 차량이 차량 작업대(102)에 위치되면, 시스템의 작업자는 차량에 마킹될 차량식별번호를 입력할 수 있다. 작업자는 이를 위해 키보드 또는 바코드 입력기를 이용할 수 있다. 프로세서에서 차량 식별 또는 마킹될 차량 넘버를 전송 받으면, 상기 프로세서는 저장된 차량식별번호가 대응하도록 데이터 저장소(505)를 체크한다. 대응되게 저장된 차량식별번호가 검색되면, 상기 프로세서는 작업자가 확인할 수 있도록 스크린(134)에 이러한 정보를 디스플레이한다. 예를 들면, 작업자가 작업대에 배치된 차량과 스크린에 표시되는 상세 정보가 일치하는지 체크할 수 있다. 작업자는 차량이 정확히 식별되었는지 확인할 수 있는 옵션(option)을 갖게된다. 이와같이 확인되면, 차량 마킹 데이터가 레이저 제어기(135)로 전송된다. 이후, 장치가 사용된다.

상기 레이저 제어기(135)는 조화된 방법으로 시간에 따라 다양하게 세개의 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 제1신호는 상기 레이저방출기(108)의 on/off 여부를 제어한다. 제2신호는 마킹헤드(111)가 제어선(136)을 따르는 방향으로 향하게 하며, 레이저빔의 수직 위치를 제어한다. 제3신호는 상기 레이저 마킹헤드(111)가 제어선(136)을 따라 전송되어 레이저빔의 수평 위치를 제어한다. 상기 레이저 제어기(135)는 상기 레이저방출기(108) 및 마킹헤드(111)가 차량에 요구하는 코드를 생성할 수 있게 제어하도록 구성된다. 차량을 마킹하기 위하여, 작업자는 단지 마킹될 윈도우에 인접하게 레이저 윈도우와 함꼐 마킹헤드(111)를 배치시키기만 하면되고, 상기 버튼(114)은 모두 눌러져서 레이저 방출 버튼이 모두 눌러지게 된다. 이에 따라 레이저 제어기(135)에 레이저 마킹을 시작하도록 하는 신호가 전송된다. 상기 레이저 제어기(135)는 상기 레이저방출기(108)및 마킹헤드(111)의 검류계에 원하는 마킹을 생성하도록 전술한 바와 같은 신호를 전송한다.

레이저 제어기 및 이런 형태의 레이저방출기는 상용화되어 있으며, 그 예로서, Rofin Sinar UK limited를 들 수 있다.

작업자는 스크린(134)에 지시된 만큼 많은 윈도우에 마킹을 수행한다. 모든 윈도우가 마킹을 수행하면, 작업자는, 예를 들면, 키보드를 사용하여, 프로세서(501)에 모든 윈도우가 마킹되었다는 것을 지시하는 신호를 입력할 수 있다. 이후, 상기 프로세서는 상기 차량이 마킹되었다는 정보를 데이터 저장소(505)에 입력시키도록 구성된다. 마킹들의 할당된 번호들이 주어진 차량에 모두 마킹되면, 다른 차량의 동일한 넘버가 마킹되는 것을 방지하기 위하여, 모든 윈도우가 마킹 되었다고지시하는 신호가 주어지게 된다. 상기 프로세서는, 선루프를 마킹하는 것과 같은 추가적인 마킹이 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프로세서는 사용자가 하킹의 할당 넘버가 생성될 때까지 다른 차량의 마킹을 시작할 수 없도록 구성된다. 차량이 할당된 번호를 마킹하기에 충분한 면적의 윈도우를 가지고 있지 않는 경우 작업자가 대신 마킹할 수 있는 레이저 흡수면이 제공된다. 예를 들면, 작업대에 인접하게 유리 시트가 구비될 수 있다.

도6에서, 상기 프레임구조체의 제1트랙부재(112) 및 제1레이저방출기 지지체의 트랙부재(121)가 개략적으로 도시되었다. 또한, 제1고정형가이드부재(139), 제1이동성가이드부재(140), 트랙(121)에 대해 고정되는 제2이동성가이드부재(142), 및 제3이동성가이드부재(143)를 개략적으로 도시한다. 각 가이드 부재(140, 142, 143)에는 슬롯(slot)이 형성되며, 반경이 30cm보다 크거나 같은 커브 형상을 이룬다. 상기 슬롯은 무선주파수 케이블(137)을 수용하기에 충분히 크고, 상기 케이블이 슬롯을 따라 슬라이드 될 수 있도록 충분히 부드럽다.

무선주파수 케이블의 지지되지 않은 네개의 길이 부분이 도시도어 있다. 첫번째 길이(602)는 상기 고정가이드(139) 및 제1이동성 가이드(140) 사이로 연장된다. 두번째 길이는(603) 상기 제1이동성가이드(140) 및 제2고정가이드(142) 사이로 연장된다. 세번째 길이(604)는 상기 제2이동성가이드(142) 및 제3이동성가이드(143) 사이로 연장되며, 네번째 길이(605)는 제3이동성가이드(143) 및 레이저방출기(108) 사이로 연장된다.

상기 레이저방출기(108)가 Y축방향으로 배치되면, 두번째 지지되지 않는 길이(603)가 짧아질 것이다. 그러나, 상기 라이도 주파수 케이블(137)이 상대적으로 단단하기 때문에, Y방향으로 레이저방출기(108)가 이동되는 길이의 반과 동일한 길이만큼 제1이동성가이드(140)가 배치된다. 이러한 방식으로, 느슨함이 보완되고, 이러한 형태에서의 꼬임이 방지된다. 유사하게, 상기 레이저방출기(108)가 X방향으로 배치된다면, 지지되지 않은 네번째 길이(605)가 더울 짧아질 것이고, 지지되지 않은 세번째 길이(604)가 레이저방출기(108)가 이동한 거리의 절반만큼 길어질 것이며, 제3이동성가이드(143)가 상기 레이저방출기(108)의 이동된 거리의 절반만큼의 거리만큼 X축 방향으로 이동하여 배치될 것이다.

이러한 방식으로, 상기 레이저방출기는, 무선주파수 케이블의 불필요한 휨 없이 구조체 상의, 어떠한 위치에도 배치될 수 있다.

이러한 배열이 도8에 도시되어 있다.

도8에서는, 제1, 제2 및 제3이동성가이드(140, 142, 143)가 개략적으로 도시되어 있다. 상기 레이저방출기(108)의 위치는 좌표축(x, y)로 이루어진다. 상기 레이저방출기(108)로부터 이동성가이드(140)까지의 Y축 방향의 위치는 L₁이라 지정한다. 상기 레이저방출기(108)로부터 제2이동성가이드(143)까지의 X축 방향의 위치는 L₂라 지정한다. 상기 프레임구조체에서 무선주파수 케이블의 전체 길이 L은

으로 설명된다.

또한, 점선으로, 레이저방출기(108)의 최대 이동범위의 위치가 도시되었으며, 그 이동이 가장자리까지 이동한 경우, 최대 변위는(X, Y)로 지정된다. 이러한 경우에 무선주파수 케이블의 총 길이는

임이 명백하다.

따라서,

이다.

상기 레이저방출기의 위치(x, y)에 대해, 제1 및 제3이동성가이드(140, 143)는 자동적으로 상기 방정식에 의해의 위치로 이동될 것이다.

제1 및 제3이동성가이드 각각은 도7에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다. 도7에 도시된 가이드는 절절하게 열가소성으로 주조된 구조체(701)을 포함한다. 상기 구조체(701)은 그에 의해 형성되는 휘어진 트랙이 제공된 실질적으로 평평한 평면(702)을 포함한다. 상기 휘어진 트랙은 휘어진 플랜지(704, 705)에의해 형성된다. 표면(706)은 표면(702)와 연결되며, 이들의 연결은 상기 표면들 사이로 연장되는 세개의 웹(web)(707, 708, 709)에 의해 형성된다. 상기 웹이 배치되어, 플랜지들 (704, 705) 사이에 공간이 생기는 것을 방지한다. 상기 플랜지(704, 705)는 정확한폭을 형성하도록 구성되고, 그들 사이에서 무선주파수 케이블이 부드럽게 슬라이드되게하는 공간을 형성한다. 마지막으로, 상기 트랙부재(112,121)에서 부드럽고도 신속하게 이동할 수 있도록, 상기 구조체의 상하부에 베어링이 제공된다.

도9는 레이저방출기 설지 장치의 제2실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 도9의 실시예는 도1의 레이저방출기(108, 109) 배치를 대신하는 배열을 제공할 수 있다. 도9는 도1의 Y축 방향으로 도시한 것이다.

제1레이저방출기 지지체는 실질적으로 도1에 도시된 레이저방출기 지지체(113)과 동일하다. 본 실시예에서 상기 지지체는 도9에서 점선으로 도시된 한 쌍의 레일(121)을 지지한다. 또한, 점선으로 도시된 제2레이저방출기 지지체(901)은 휠(902)의 레일(121) 상에서 작동되며, 도4에 도시된 메커니즘과 유사하게 구동된다. 상기 제2레이저방출기 지지체(901)는 원통형의 가이드 부재(904) 및 상기 원통형 가이드 부재 내에 슬라이드 가능하게 장착되는 제3레이저방출기 지지체(905)를 포함하는 구조체(903)을 지지한다. 유압 실린더 또는 모터에 의해 구동되는 스크류(906)이 제공되어, 지지 구조체(904)에 장착되며, 피스톤 로드(907)에 의해 레이저방출기 마운팅(905)에 연결된다.

상기 레이저방출기(908)는 제3레이저방출기 지지체(906)에 설치된다.

상기 유압 실린더(906)는 레이저방출기(908)을 Z방향으로 상승시키거나 하강시키는데 사용될 수 있다.

이러한 방식으로, 복수개의 레이저방출기 설치위치가 다른 높이로 제공될 수 있고, 상기 레이저방출기의 위치는 어느 위치로라도 연속적으로 가변될 수 있다.

도10은 본 발명에 사용되는 레이저빔 제공수단의 제2실시예를 도시한 정투상도이다. 이는 도2에 도시된 레이저방출기 및 레이저빔 제공수단을 대신하여 사용될 수 있다. 레이저방출기(108), 제1레이저빔 도관부(202), 조절 섹션(210), 강체 휨부(203), 레이저빔 도관부(204, 206), 탄력 조인트(205, 207, 209), 레이저빔 도관부(208) 및 마킹헤드(111)는 도2와 관련한 설명과 실질적으로 동일하기 때문에 설명은 생략한다. 도2와관련한 설명중 지지수단은 명백한 구성이기 때문에 도10에 도시된 본 실시예에서는 도시되지 않았다.

도10에서, 레이저빔 제공수단은 길이방향으로 연장 가능한 레이저빔 도관부(1001)을 더 포함한다. 그 축은 수직 방향으로 연장되도록 고정되지만, 그 길이는 수직 방향으로 신장 또는 수축할 수 있다. 상기 길이 방향으로 연장 가능한 도관부(1001)은 제1조립섹션(built-up section)(1003)을 포함하는 상부 섹션(1002)과, 강도를 높이기 위하여 네개의 선형으로 연장된 보강부(brace)를 지지하는 제2튜브형섹션(1004)을 포함한다. 상기 도관부(1002)의 하부에는, 각자 구동 실린더(1007)과 베어링 블록(1008)을 장착하는 한 쌍의 플레이트(1006)가 구비되며, 상기 각각의 플레이트는 가이드 로드(1010)를 장착하기 위하여, 상기 도관부(1001)의 연장 방향에 평행한 길이방향 연장홀을 구비한다. 상기 가이드 로드(1010)는 그 하부에 위치되고, 길이방향으로 연장 가능한 도관부(1001)의 이동성 섹션(1012)에 고정되는 플레이트(1011)에 고정된다. 상기 실린더(1007)의 피스톤 로드는 상기 플레이트(1011)을 상하로 구동한다. 상기 피스톤을 구동함에 따라, 상기 길이방향으로 연장 가능한 도관부(1001)의 길이가 증가하거나 감소될 수 있다.

도11은 도10의 길이방향으로 연장 가능한 도관부(1001)의 단면도이다. 장치의 나머지 부분은 자명하기 때문에 생략하였다. 베어링 블록(1008), 지지로드(1005) 및 가이드 로드(1010) 또한 자명하기 때문에 생략하였다. 상부 레이저빔 도관부(1002)의 조립섹션(1003)이 도시되어 있다. 튜브형 섹션(1004)이 상기 레이저빔 도관부(1002)의 바닥에서 조립섹션으로부터 연장된 것을 알 수 있다. 실린더(1007) 내에 배치가능한 도면부호(1013)로 표시된 부분은 도11에서 최상단 위치로 상승한 상태로 도시되었다. 이들은, 피스톤 로드(1014)에 의하여, 이동성 섹션(1012)을 상하로 구동하는 플레이트(1011)와 연결된다. 텔레스코프형의 레이저빔 도관 튜브(1015)가 도시되었으며, 이는 플레이트(1011)에 고정되며, 조립섹션(1002)과 튜브형 섹션 내에서 길이방향으로 슬라이드 가능하게 배치된다. 도12는 연장된 위치의 장치를 도시한 것이다. 상기 피스톤(1013)은 최하단 위치로 구동되었으며, 구동 플레이트(1011)는 하강했다. 상기 레이저빔 도관 튜브는 조립 섹션(1003) 및 튜브형 섹션(1004) 내에서 하측으로 연장되어 있다.

본 발명의 전술한 내용은 그 예로서 설명된 것이며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에서 설명된 특징과 등가인 것으로 변경이 가능하다. 또한, 본 발명은 전술된 내용, 함축된 내용, 도시된 내용, 도면에 의해 도출할 수 있는 내용, 조합에 의한 내용, 상기 각 내용들의 일반화 또는 조합을 통한 각각의 내용에도 특징이 있다.

Claims (15)

1. 차량 작업대에 인접하게 연장되는 구조체를 포함하고;

   상기 구조체는 하나 이상의 레이저 장치를 설치하기 위하여 적어도 2차원으로 공간적으로 이격된 적어도 3개의 레이저방출기 설치위치를 형성하며;

   상기 레이저 장치는, 상기 차량의 일부분을 마킹하도록 적용된 레이저빔을 방사하는 레이저방출기 및 상기 차량 작업대의 선택가능한 지점에 상기 레이저방출기로부터의 레이저빔을 방사하기 위한 유연한 레이저빔 방출수단을 포함하되, 상기 레이저 장치는 적어도 2개의 레이저방출기 설치위치 사이에서 이동가능하게 구성되는

   차량마킹장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 레이저방출기 설치위치는 적어도 4개로 이루어지는

   차량마킹장치.
3. 제2항에 있어서,

   제1, 제2, 제3 및 제4레이저방출기 설치위치 모두의 사이에서 이동가능한 레이저 장치가 제공되는

   차량마킹장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1 및 제2레이저방출기 설치위치 사이에서 연장되며, 이를 따라 제1레이저방출기가 이동가능한 제1트랙 및 상기 제1트랙에 평행하지 않은 방향으로 상기 제1레이저방출기 지지체로부터 연장되고, 이를 따라 상기 레이저 장치가 설치된 제2레이저방출기 지지체가 이동가능한 제2트랙 중 적어도 하나의 트랙를 더 포함하는

   차량마킹장치.
5. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 레이저빔 방출수단은

   길이가 3.0m를 초과하지 않고, 바람직하게는 2.5m를 초과하지 않으며, 보다 바람직하게는 2.3m를 초과하지 않는

   차량마킹장치.
6. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 레이저방출기는 이산화탄소 가스레이저방출기 또는 엑시머 레이저방출기를 포함하는

   차량마킹장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 레이저방출기는 이산화탄소 레이저가 여기된 무선주파수를 포함하는

   차량마킹장치.
8. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   적어도 2개의 레이저방출기 설치위치는 다른 높이로 위치되고, 상기 다른 높이의 레이저방출기 설치위치 사이에서 상기 레이저장치를 이동시키기 위한 수단이 제공되는

   차량마킹장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 다른 높이의 레이저방출기 설치위치 사이에서 상기 레이저 장치를 이동시키기 위한 수단은 공기압 실린더, 모터구동스크류 또는 수압 실린더를 포함하는

   차량마킹장치.
10. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 레이저빔 방사수단은 접속부에서 서로 접합된 적어도 2개의 레이저 도관부를 포함하며, 상기 도관부는 상기 접속부에서 서로에 대하여 회전가능하게 설치되는

    차량마킹장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 도관부는 상기 접속부에서 두 축에 대하여 서로 회전가능하게 설치되는

    차량마킹장치.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    적어도 3개의 레이저 도관부가 구비되는

    차량마킹장치.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,

    상기 레이저빔 도관부는 각각 길이가 1미터 이하로 이루어지는

    차량마킹장치.
14. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 레이저방출기의 평균출력은 5 - 20와트이고, 듀티 사이클은 레이저방출기가 온되는 시간과 오프되는 시간의 시간비율은 30 - 50% 범위를 포함하며, 차량의 마킹될 부분에 걸쳐 상기 레이저빔의 스캐닝 속도는 3000 - 6000mm/s인

    차량마킹장치.
15. 차량 작업대에 차량을 위치시키고;

    상기 차량 작업대에 인접하게 연장되는 구조체에 설치된 차량마킹장치를 이용하여 상기 차량의 적어도 일부분을 마킹하되;

    상기 구조체는 하나 이상의 레이저 장치를 설치하기 위하여 적어도 2차원으로 공간적으로 이격된 적어도 3개의 레이저방출기 설치위치를 형성하고, 상기 레이저 장치는, 상기 차량의 일부분을 마킹하도록 적용된 레이저빔을 방사하는 레이저방출기 및 상기 차량 작업대의 선택가능한 지점에 상기 레이저방출기로부터의 레이저빔을 방사하기 위한 유연한 레이저빔 방출수단을 포함하며, 상기 레이저 장치는 차량의 다른 부위를 마킹하도록 적어도 2개의 레이저방출기 설치위치 사이에서 이동가능하게 구비되는

    차량마킹방법.