KR20100075909A - 광학 디바이스들을 갖는 기계 구성요소 부품들을 체킹하기 위한 장치, 및 관련 보호 디바이스 및 방법 - Google Patents

광학 디바이스들을 갖는 기계 구성요소 부품들을 체킹하기 위한 장치, 및 관련 보호 디바이스 및 방법 Download PDF

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마포스 쏘시에타 페르 아지오니
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Abstract

공작 기계들 내의 툴들과 같은 기계 구성요소 부품들을 체킹하는 장치는 광 빔, 예를 들어 레이저 빔을 방출 및 수용하기 위한 광학 디바이스들, 및 이러한 광 빔의 차단을 검출하기 위한 센서들을 이용한다. 상기 광학 디바이스들 중 적어도 하나를 위한 보호 디바이스는 공압 시스템 및 광 빔이 통과하는 중심 도관 주위에 배치되는 복수의 홀들로부터 공기 흐름을 출력하는 노즐을 포함하여, 상기 광 빔을 둘러싸는 관상 실드를 생성한다. 보호 디바이스는 중심 도관이 폐쇄되고 보호 디바이스의 내측이 가압되는 휴지 위치로부터, 노즐이 관상 실드 형태의 공기 흐름을 전달하는 작동 위치로 변위될 수 있는 셔터를 더 포함한다. 휴지 위치로부터 작동 위치로 진행되는 셔터는 공기 블라스트가 짧은 시간 동안 중심 도관을 통해 출력되는 중간 전이 위치를 취한다. 셔터는 원통형 표면들을 가지며, 또한 평면의 회전방지 표면들에 의하여 구동되는, 보호 디바이스의 쉘 내측에서 슬라이딩한다.

Description

광학 디바이스들을 갖는 기계 구성요소 부품들을 체킹하기 위한 장치, 및 관련 보호 디바이스 및 방법{APPARATUS FOR CHECKING MECHANICAL COMPONENT PARTS WITH OPTICAL DEVICES, AND RELEVANT PROTECTION DEVICE AND METHOD}
본 발명은 광학 디바이스, 특히 체킹 방향을 따라 정렬되고, 광 빔을 각각 방출 및 수용하도록 구성되는 이미터(emitter) 및 리시버(receiver), 광 빔의 차단(interruption)을 검출하기 위한 센서 디바이스, 및 광학 디바이스들 중 적어도 하나에 대한 보호 디바이스[보호 가스 흐름을 출력하는 노즐을 갖는 공압(pneumatic) 시스템을 포함함]를 가지며, 기계 구성요소 부품들의 크기, 위치 또는 무결성(integrity)을 체킹하기 위한 광전자 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 체킹 방향을 따라 배치되는 광 빔을 이용하는 광전자 체킹 장치의 보호를 달성하기 위한 방법(광 빔을 방출 또는 수용하는 장치의 광학 디바이스에서 보호 가스를 전달하는 단계를 포함함)에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 보호 가스 흐름을 출력하는 노즐을 갖는 공압 시스템을 포함하는, 광 빔을 방출하거나 또는 수용하도록 구성되는 광학 디바이스를 위한 보호 디바이스에 관한 것이다.
예를 들어, 공작 기계들에서 툴들의 기계 구성요소 부품들의 존재나 크기, 배치 및 가능한 파손들을 체킹하기 위하여 광선들(light rays) 또는 광 빔들을 이용하는 알려진 장치들 및 방법들이 존재한다.
미국특허 US-A-3912925는, 예를 들어 툴들의 무결성(integrity)을 체킹하기 위한 디바이스들이 횡단(transversal) 광 빔들[제한된 두께를 가지며 툴들의 공급(feed) 방향에 대하여 실질적으로 공면을 이룸]을 채용하는 드릴링 머신에 대해 개시하고 있다. 툴의 특정 위치에서 광 빔의 비-차단(non-interruption)이 검출되고, 툴의 비정상적인 상태를 알린다.
미국특허 US-A-3749500은 툴들(도 17)의 크기(원통형 피스들의 직경) 또는 툴들의 마모를 체킹하기 위한 광학 게이지들의 상이한 응용례들을 나타내고 있다.
다른 특허 자료들, 예컨대 공개공보 FR-A-2343555, EP-A-0098930, EP-A-1050368 및 DE-10337242로부터 광 빔을 채용하고 그것의 차단을 검출하는 다른 체킹 장치들이 알려져 있다.
광학 장치 및 광전자 장치들에 있어서, 렌즈들, 거울들, 포토다이오드들 등과 같은 구성요소 부품들은 티끌 및 다른 이물질들에 대해 보호될 필요가 있다. 이러한 필요성은 예를 들어 높은 표준의 정확성으로 피스들의 크기를 체킹하기 위한, 산업 환경들에서 운용되는 광전자 장치들에서 특히 긴요하다.
작업 환경에서 작동하고 광 빔을 이용하는 체킹 장치들에서, 이미터 및/또는 리시버에 있는 먼지의 존재는 방출되는 광 빔의 정확한 수용에 있어 직접적이고 나쁜 방식으로 영향을 미치며, 따라서 장치의 정확한 작동에 영향을 준다. 이러한 문제에 직면하면 상이한 방식들의 부분적인 해결이 이루어진다. 특허 DE-A-10227242에 개시된 바와 같이, 체킹이 수행되는 시간 동안에만 광학 디바이스들을 커버하지 않는 이동가능한 기계적 보호수단들이 존재할 수 있다. 이러한 방식으로, 기계가공 과정에서 광학 디바이스는 기계적으로 보호되고 광 빔의 전파 도관(propagation conduit)에는 칩들 및 냉각제(cooling)가 도달될 수 없다. 또한, 예를 들어 특허 출원 EP-A-0098930 및 EP-A-1050368에 언급되고 제시된 바와 같이 광학 디바이스들을 하우징하는 케이싱의 유리들 상에는 압축 공기를 불어주는 세정 노즐들이 포함될 수 있다. 또한, 후자의 자료는, 광학 디바이스가 (이미터의 경우) 출력시 또는 (리시버의 경우) 입력시 광 빔이 통과할 수 있게 하는 도관, 및 먼지 또는 다른 이물질이 도관으로부터 관통하여 광학 디바이스에 도달하는 것을 방지하기 위하여 상기 도관을 통해 상기 케이싱으로부터 바깥쪽으로 압축 공기를 불어주는 공압 회로를 포함하는 상이한 해법들을 제시하고 있다.
또한, 자료 US-A-3749500 및 DE-A-10337242는 광학 디바이스들을 하우징하는 가압화된 유닛들의 구현을 포함한다.
자료 EP-A-1050368 및 DE-A-10337242에 개시된 알려진 해법들에 따르면, 압축 공기는 - 특히 - 장치에 의하여 수행되는 체킹 작업들 동안에도 광 빔의 도관을 통과한다. 압축 공기 흐름 내의 난류들은 장치의 정확한 작동에 악영향을 미치며, 이는 전달되고 및/또는 수용되는 광 빔의 원하지 않고 제어불가능한 반사들 및 굴절들을 야기한다. 이러한 문제를 적어도 부분적으로 해결하기 위한 목적으로, 특허출원 EP-A-1050368은 광 빔의 정확한 전파와 관련된 압축 공기 흐름의 부정적인 영향을 최소화하기 위하여 광 빔 방향에 대해 비스듬한 도관들에 대해 개시하고 있다. 특허출원 DE-A-10337242에 개시된 상이한 실시예에 따르면, 보호 케이싱 내에 배치되는 다공성 "균질화(homogenizing)" 요소는 공기를 필터링하여, 도관을 통과하도록 되어 있는 흐름 내에 층류를 생성한다. 이는 보텍스(vortex) 및 난류들을 제한하며 그에 따른 광 빔과 관련된 부정적이면서 제어불가능한 영향들을 제한할 수 있다. "균질화" 요소는 관의 형태로 이루어지고 소결 재료(금속, 플라스틱 또는 다른 재료)로 만들어질 수 있으며, 수십 ㎛의 크기를 갖는 홀들 및 슬롯들을 얻기 위한 방식으로 가공된다.
상술된 단점들이 제한된다 하더라도, 상술된 두 해법이 문제를 실질적으로 해결할 수는 없다: 즉, 장치의 체킹 작동들 동안 동일한 도관을 통과하는 필연적으로 고유량(high flow)을 갖는 공기 흐름에 의하여 야기되는 광 빔과 관련된 부정적인 영향이 완전히 회피되지는 않는다.
본 발명의 목적은 특히 광학 디바이스들의 보호가 관련되어 있다면, 높은 표준의 성능을 보장하고 작업 환경에서 신뢰성이 큰 광 빔을 이용하는 광학 체킹 장치를 제공하여 알려진 장치들의 문제들을 극복하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 압축 공기 또는 여타 가스를 채용하며 작업 환경에서 장치가 작동하는 동안에도 시간에 걸쳐 높은 신뢰성을 보장하는, 체킹 장치 내의 광학 디바이스들을 보호하는 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다.
이러한 목적과 다른 목적들 및 장점들은 청구항 제 1 항에 따른 장치, 청구항 제 11 항에 따른 방법, 및 청구항 제 17 항에 따른 보호 디바이스에 의하여 달성된다.
이하, 비제한적인 예시로서 주어지는 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광전자 장치를 포함하는 체킹 시스템의 매우 간략화된 측면도;
도 2는 본 발명에 따른 장치의 광학 디바이스를 위한 보호 디바이스의 배면 사시도;
도 3은 제 1 작동 조건이 도시되어 있고 연관된 광학 디바이스에 연결되는, 도 2의 보호 디바이스의 일 섹션을 나타낸 도;
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 라인에 따른 도 3의 보호 디바이스의 횡단면도;
도 5는 제 2 작동 조건의, 도 2의 보호 디바이스의 일 섹션을 나타낸 도;
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 라인에 따른 도 5의 보호 디바이스의 횡단면도;
도 7은 제 3 작동 조건의, 도 2의 보호 디바이스의 일 섹션을 나타낸 도;
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ 라인에 따른 도 7의 보호 디바이스의 횡단면도;
도 9는 도 2 내지 8의 보호 디바이스 구성요소 부품의 확대된 스케일의 사시도;
도 10은 도 9의 화살표 X로 나타낸 방향을 따르는 도 9의 구성요소 부품의 배면도;
도 11은 도 10의 XI-XI 라인에 따른 도 9 및 10의 구성요소 부품의 단면도;
도 12는 도 2 내지 8의 보호 디바이스의 또 다른 구성요소 부품의 확대된 스케일의 사시도;
도 13은 도 12의 화살표 XⅢ로 나타낸 방향을 따르는 도 12의 구성요소 부품의 배면도;
도 14는 도 12의 화살표 XIV로 나타낸 방향을 따르는 도 12의 구성요소 부품의 배면도이다.
도 1은 기계 피스(2), 특히 광전자 장치(1)가 커플링되는 선반(4)의 터릿(3)에 배치되는 툴 체킹시의, 본 발명에 따른 광전자 장치(1)를 갖는 체킹 시스템을 매우 간략화된 방식으로 나타내고 있다.
장치(1)는 광학 디바이스들, 특히 이미터(6)[즉, 체킹 방향을 따라 광 빔(7), 예를 들어 레이저 빔을 생성 및 전달하는 디바이스], 및 리시버(8)[광 빔(7)을 수용하며 상기 체킹 방향으로 따라 배치됨]를 포함한다. 처리 유닛(processing unit: 9)은 이미터(6) 및 리시버(8)에 전기적으로 연결되며, 특히 광 빔(7)이 리시버(8)에 의해 수용되는지 또는 광 빔(7)의 차단으로 인해 수용되지 않는지의 여부를 검출하는 센서(5)를 포함한다. 시스템은 잘 알려져 있기 때문에 도면에는 예시되지 않은 적합한 구동(activation) 디바이스들에 의하여 선반(4)의 기계가공 움직임들을 알려진 방식으로 제어하는, 처리 유닛(9)에 연결되는 체킹 유닛(10)을 포함한다.
이미터(6)는 특히 광원(12)을 하우징하는 케이싱(11) 및 도 2에 도시되고 상이한 작동 시점에서의 도 3 내지 8에 도시되는 보호 디바이스(15) 또는 셔터 조립체를 포함한다.
셔터 조립체(13)는 기본적으로 3 개의 요소, 즉 쉘(shell: 22)을 갖는 지지 요소, 노즐(33), 및 분배 요소(distributor element), 즉 셔터(44)를 포함한다.
쉘(22)은 광원(12)과 정렬되며, 특히 투명한 벽(13), 예를 들어 광원(12)을 커버하는 보호 유리와 연통되는 제 1 도관(18)을 갖는 단부 벽(17)에서 이미터(6)의 케이싱(11)에 연결된다. 도 3은 보호 디바이스(15)가 커플링되는 케이싱(11)의 일 부분과, 광 빔(12) 및 유리(13)를 간략화된 방식으로 나타내고 있다. 실링 부재(sealing member: 14)는 단부 벽(17)과 케이싱(11) 사이에 배치되며 유리(13)에 환형 프로파일이 배치되는 상이한 실링 프로파일들을 포함한다. 벽(17) 내의 제 2 도관(19)은 실질적으로 원통 형상인 쉘(22)의 길이방향 내부 시트(20)와 연통된다. 폐쇄 및 회전방지 요소(21) - 지지 요소의 일부를 형성하며 도 3, 5 및 7에서 볼 수 있음 - 는 쉘(22)의 단부를 폐쇄하며 셔터(44)에 대한 정지 안내면(32)(실질적으로 평면)을 형성한다. 노즐(33)을 위한 시트(33)(실질적으로 원통 형상)는 제 1 도관(18)과 마주하여 배치된다. 연통 도관들(24, 25 및 26)은 시트(23)와 길이방향 내부 시트(20) 사이에 배치된다. 도관(26)은 장치의 체킹 방향을 따라 제 1 도관(18)과 정렬되는 한편, 도관들(24 및 25)은 이러한 체킹 방향에 대하여 분기된다(divergent). 도관(18) 주위에 배치되는 쉘(22)의 내부 표면들 및 벽(17)의 개구부(27)는 2 개의 후퇴부(28 및 29)[연관된 반경방향 도관들(30 및 31)을 통해 길이방향 내부 시트(20)와 연통됨]를 형성한다.
노즐(33)(도 9, 10 및 11에서 볼 수 있음)은 상호체결이나 스크루들에 의하여 쉘(22)의 시트(23)에 배치되고 고정되며, 실질적으로 채널링부(channeling portion: 34) 및 딜리버리부(delivery portion: 35)를 포함한다. 채널링부(34)는 도 3 내지 8에서 볼 수 있는 실링 개스킷("O-링")을 하우징하기 위한 환형 슬롯(38) 및 평면의 표면(37)을 갖는 자유 단부를 갖는 실질적으로 원통형의 중심 몸체(36)를 포함한다. 개방된 환형 캐비티(40)는 중심 몸체(36) 및 채널링부(34)의 측부(39)에 의하여 형성된다. 딜리버리부(35)는 깔대기 형상이며, 외측과 마주하는 중공의 드릴가공된 표면(41), 및 드릴가공된 표면(41)과 환형 캐비티(40) 사이에 배치되는 복수의 비스듬한 도관들(42)(나타낸 예시에서는 6 개)을 갖는다. 축선방향 도관(43)은 중심 몸체(36)의 평면의 표면(37)으로부터 드릴가공된 표면(41)까지 노즐(33)을 통과하며 체킹 방향을 따라 벽(17)의 제 1 도관(18)과 정렬되어 배치된다.
또한, 도 12, 13 및 14에서 볼 수 있는 셔터(44)는 선택적 분배 몸체(selective distribution body: 45)를 포함하고, 상기 선택형 분배 몸체는 실질적으로 원통 형상이며 어퍼처들과 후퇴부들(이후 설명됨), 및 맞댐 단부들(46 및 47)을 갖는다. 셔터(44)는 쉘(22)의 길이방향 내부 시트(20)에 배치되며, 맞댐 단부(47)의 표면과 폐쇄 및 회전방지 요소(21)의 표면 간의 길이방향 맞댐부에 의하여 형성되는 휴지(rest) 위치(도 3 및 4)와 맞댐 단부(46)와 쉘(22)의 내부 표면 간의 맞댐부에 의하여 형성되는 작동 위치(도 7 및 8) 사이에서 저감된 간격으로 슬라이딩될 수 있다. 시트(20) 내에는 압축 스프링(62)이 하우징되어 셔터(44)를 휴지 위치에서 유지시킨다. 맞댐 단부(47)의 횡방향 안내면(52)과 폐쇄 및 회전방지 요소(21)의 정지 안내면(32)은 상호 연동하여 시트(20) 내에서 셔터(44)의 길이방향 변위들을 안내하며 셔터(44)가 길이방향 축선에 대해 회전하는 것을 방지한다.
선택적 분배 몸체(45)는 실질적으로 길이방향으로 분배되는 상이한 섹션들(48, 53, 58)을 포함하며, 상기 섹션들은 후술되는 바와 같이 - 도관, 인덴테이션(indentation), 후퇴부 형태 또는 다른 어퍼처 타입의 - 다양한 어퍼처들을 포함하고, 이들은 압축 공기의 선택적 분배를 가능하게 한다. 상이한 섹션들(48, 53 및 58)은 장치의 상이한 작동 모멘트들로 번갈아 배치되며, 제 1 도관(18) 및 노즐(33)의 축선방향 도관(43), 즉 도 3 내지 8에 도시된 바와 같이 체킹 방향과 정렬된다.
제 1 섹션(48)은 체킹 방향에 대해 횡방향으로 배치되도록 구성되는 횡방향 놋치(notch: 51) 및 축소된 직경들(49 및 50)을 갖는 2 개의 영역을 갖는다. 제 2 섹션(53)은 공면을 이루며 서로 연통되는 3 개의 반경방향 홀(54, 55 및 56)을 갖는다. 이러한 홀들 중 하나(54)는 체킹 방향과 평행하게 배치되도록 구성되는 한편, 나머지 2 개의 홀(55 및 56)은 비스듬한 방향들을 따라 상기 체킹 방향에 대해 수렴하게 배치되도록 구성된다. 제 3 섹션(58)은 직경방향 관통 홀(60) - 체킹 방향과 평행하게 배치되도록 구성됨 - 및 상기 체킹 방향과 실질적으로 평행한 2 개의 놋치 영역에 의하여 형성되는 중공부들(hollows: 59 및 61)을 형성한다.
보호 디바이스 또는 셔터 조립체(15)와 관련하여, 본 명세서에서는 장치(1)의 작동에 대해 설명된다.
공작기계(4)에서의 피스(도면들에 도시되지 않음)의 기계가공 작업들 동안, 셔터(44)는, 도 3 및 4에 도시되어 있으며 폐쇄 및 회전방지 요소(21)에 의하여 형성되는 휴지 위치에 배치된다. 도면들에 예시된 실시예에서, 셔터(44)는 스프링(62) 작용에 의하여 유지 위치에서 유지되지만, 장치의 정상 작동 조건들에서는 스프링(62)이 제거될 수 있으며 적합한 개구부들[예를 들어, 도 2의 홀(63)]에 의하여 맞댐 단부(46)의 시트(20)에서 보호 가스에 의하여 가해지는 압력이 활용될 수 있다. 선택적 분배 몸체(45)의 제 1 섹션(48)은 체킹 방향에 배치되고, 셔터(44)는 제 1 도관(18)을 기계적으로 폐쇄하여, 먼지 및 칩들과 같은 이물질과 작업 환경에서 배치되는 냉각제에 대하여 광원(12)의 유리(13)를 보호한다. 압축 공기 - 또는 다른 타입의 가스 - 는 이미터(6)의 케이싱(11) 내에 배치되는 적합한 공압 회로들에 의하여 쉘(22)의 후퇴부들(28, 29) 내로 전달된다. 이는 장치(1)의 모든 작동 상황들 동안 실질적으로 연속적인 방식으로 일어난다. 반경방향 도관들(30 및 31), 시트(20)의 내부 벽과 축소된 직경을 갖는 영역들(49 및 50) 사이에 형성되는 좁은 공간들, 연통 도관들(24, 25 및 26) 및 횡방향 놋치(51)에 의하여 형성되는 개구부를 통해, 압축 공기가 노즐(33)에 도달하여 표면(41)의 홀들 모두를 통해 공기를 방출한다.
상술된 경로로부터 유출부에서 매우 적은 유량을 갖는 공기 방벽(air barrier)은 셔터(44)의 기계적 보호와 더불어 보다 나은 보호를 제공하며, 따라서 노출 위치에 배치되는 노즐(33)의 드릴가공된 표면(41) 상에 먼지나 다른 이물질이 쌓이는 것을 방지한다.
광전자 장치(1)가 체킹을 수행해야 하는 경우, 셔터(44)는, 예를 들어 압축 공기를 제 2 도관(19)을 통해 쉘(22)의 길이방향 내부 시트(20)로 전달하는 개별 공압 시스템에 의하여 변위된다. 맞댐부(46)와 쉘(22)(도 7 및 8) 내부면 간의 맞댐부에 의하여 형성되는 작동 위치를 향한 변위 동안, 몸체(45)의 제 2 섹션(53)은 체킹 방향을 포함하는 영역을 통과한다. 이러한 실시예(도 5 및 6 참조)에 따르면, 후퇴부들(28 및 29) 내에 배치되는 압축 공기는 반경방향 도관들(30 및 31)과 정렬되어 배치되는 반경방향 홀들(55 및 56) 및 반경방향 홀(54)을 통해 보다 직접적인 방식으로 셔터(44)의 몸체(45)를 통과한다. 홀(54)과 정렬되는 연통 도관(26)을 통하여, 공기는 큰 압력과 유량으로 노즐(33)의 축선방향 도관(43)에 도달되고, 기계가공 과정에서 체킹 방향을 따라 발생되는 먼지나 이물질이 쌓일 가능성을 제거하도록 구성되는 공기 블라스트(air blast)를 바깥쪽으로 불어준다. 휴지 위치와 작동 위치 사이의 중간 전이 위치에서, 셔터(44)는 광원(12)과 연통되는 제 1 도관(18)을 기계적으로 폐쇄하여 유지한다는 데 유의해야 한다. 또한, 공기의 전체 양은 축선방향 도관(43)을 통해 방출되고 비스듬한 도관들(42)에 도달하지 않으며, 따라서 보다 많은 유량을 갖는 블라스트를 얻을 수 있다.
상술된 바와 같이, 휴지 위치로부터 시작되는 변위의 종료시, 셔터(44)는 작동 위치(도 7 및 8 참조)에 배치된다. 이러한 실시예에 따르면, 직경방향 관통 홀(60)은 제 1 도관(18), 연통 도관(26) 및 장치의 체킹 방향을 따르는 노즐(33)의 축선방향 도관(43)과 정렬 배치되어, 광원(12)에 의하여 방출되는 광 빔(7)이 통과할 수 있게 한다. 후퇴부들(28 및 29) 및 반경방향 도관들(30 및 31)로부터의 압축 공기는 쉘(22) 내부 시트(20)의 벽 및 중공부들(59 및 61)에 의하여 형성되는 다소 넓은 공간들을 통과하며 2 개의 분기된 연통 도관들(24 및 25)에 도달한다. 그 다음, 상기 공기는 노즐(33)의 개방된 환형 캐비티(40) 내로 들어가고 비스듬한 도관들(42)에 대응되는 표면(41)의 홀들을 통해 다소 많은 유량으로 불어내어 진다. 이러한 방식으로, 비스듬한 도관들(42)에 의하여 유출되는 공기 흐름은 광 빔(7) 주위에서 실질적으로 연속적인 관상 보호 실드를 제공한다(즉, 체킹 방향에서 간섭을 일으킬 수 있는 궤적들로부터의 이물질을 편향시킴으로써 칩들이나 냉각제에 대해 레이저 빔(7)을 보호하는 실질적으로 원통형, 또는 각기둥모양의 중공 형상을 취한다). 도 1 및 8에서는 점선으로 나타낸 참조부호 70이 이러한 관상 실드를 간략화된 방식으로 나타내고 있다. 따라서, 많은 유량을 갖는 보호 공기가 광 빔(7)과 간섭을 일으키지 않고 많은 유량의 가스와 경로를 공유하는 레이저 빔의 원하지 않은 굴절들/반사들 및 제어할 수 없는 굴절들/반사들로 인한 공지된 기술에서의 문제들이 발생되지 않는다. 또한, 실링 부재(14)로 인해, 공기가 광원(12)의 투명한 벽(13)과 절대 접촉하지 않고, 보호 가스에 의해 야기되는 먼지의 축적으로 인한 알려진 해법들에서의 다양한 문제들이 회피된다.
도 8에서 명확히 볼 수 있는 선택적 특징에 따르면, 직경방향 관통 홀(60) 및 중공부들(59 및 61)을 형성하는 표면들은 매우 저감된 유량을 갖는 적은 양의 공기가 연통 도관(26)을 통과하고 노즐(33)의 축선방향 도관(43)을 통과할 수 있는 방식으로 형성된다. 이는 체킹 방향을 따라 배치될 가능성이 있는 냉각제 방울들(drops)을 제거하는 데 있어 보다 나은 보호 효과를 얻을 수 있게 한다. 매우 적은 유량의 공기로 인하여, 공기에 의한 문제들이 야기되지 않고 제대로 된 작업을 할 수 있다.
셔터(44)가 자체 축선에 대해 회전하는 것을 방지하기 위해 본 명세서에 예시된 특정 해법은, 쉘(22)과 같은 정지된 부분에 연결되는 반경방향 다월(dowel)이 이동가능한 요소[예를 들어, 셔터(44)]에 배치되는 길이방향 홈과 연동하는, 알려진 해법들에 비해 특별한 장점들을 제공한다. 상기 장점들은 구성요소 부품들의 기계가공 및 조립의 단순성과 이러한 단순성으로부터 유도되는 신뢰성 둘 모두와 관련되어 있다.
상술된 디바이스(15)와 동일한 특징들을 갖는 보호 디바이스 또는 셔터 조립체(16)는 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이 리시버(8) 내에 포함될 수 있다. 이러한 방식으로, 광 빔(7)의 전체 궤적을 커버하는 관상 실드(70)를 구현할 수 있다.
본 발명의 범위 내에서, 상술되고 도면들에 도시된 실시예에 대해 대안적인 실시예들이 구현될 수도 있다.
광전자 장치(1)는, 예를 들어 본질적으로 레이저 빔과 상이한 광 빔(7)을 이용할 수 있다. 또한, 셔터(44)는 상이한 형상으로 이루어지거나 배치될 수 있으며, 예컨대 몸체(45)의 제 2 섹션(53) 또는 제 1 섹션(48)을 참조하여 예시된 특징들을 포함하지 않을 수 있다. 이동가능한 셔터가 생략될 수 있는 보호 디바이스 및 소정 압력 하에 가스를 노즐(33)로 전달하고 상술된 관상 실드(70)와 실질적으로 유사한 보호 흐름을 제공하는 적합한 도관들을 갖는 장치가 본 발명의 범위 내에 속한다.
홀들의 수 및 노즐(33) 표면(41)의 형상이 변할 수 있다. 또한, 축선방향 도관(43) 주위에 배치되는 도관들(42)의 방위 및 수 모두가 도면들에 예시된 것과 상이할 수 있다.

Claims (25)

  1. 기계 구성요소 부품들(2)의 크기, 위치 또는 무결성(integrity)을 체킹하기 위한 광전자 장치(1)에 있어서,
    광학 디바이스들, 특히 체킹 방향을 따라 정렬되고, 광 빔(7)을 각각 방출 및 수용하도록 구성되는 이미터(emitter: 6) 및 리시버(receiver: 8),
    상기 광 빔의 차단(interruption)을 검출하기 위한 센서 디바이스, 및
    상기 광학 디바이스들(6, 8) 중 적어도 하나에 대한 보호 디바이스 - 상기 보호 디바이스는 보호 가스 흐름을 출력하는 노즐(33)을 갖는 공압(pneumatic) 시스템을 포함함 - 를 가지며,
    상기 노즐(33)은 상기 체킹 방향 주위에 실질적으로 관상 보호 실드(tubular protective shield: 70) 형태의 가스 흐름을 제공하기 위해 상기 체킹 방향 주위에 배치되는 복수의 도관(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 디바이스는 상기 노즐(33)을 유지하며 내부 시트(20)를 포함하는 지지 요소(21, 22), 및 상기 지지 요소(22)의 상기 내부 시트(20) 내에 배치되며 휴지 위치로부터 작동 위치로 변위될 수 있는 분배 요소(distributor element: 44)를 포함하는 광전자 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 분배 요소(44)는 상기 지지 요소(22)와 일체의 정지 안내면(32)과 연동하도록 구성되는, 실질적으로 평면의 횡방향 안내면(52)을 형성하는 광전자 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 요소는 상기 내부 시트(20)를 형성하는 쉘(22) 및 상기 정지 안내면(32)을 형성하는 폐쇄 및 회전방지 요소(21)를 포함하는 광전자 장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 요소(44)는 상기 작동 위치에서 실질적으로 상기 체킹 방향을 따라 배치되도록 구성되는 직경방향의 관통 홀(60)을 포함하는 광전자 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분배 요소(44)는 상기 보호 가스가 통과할 수 있게 하는 중공부들(hollows: 59, 61)을 포함하며, 상기 중공부들(59, 61)은 상기 분배 요소(44)의 상기 작동 위치에서 상기 노즐(33)의 복수의 도관(42)과 연통하도록 구성되는 광전자 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 요소(44)는 상기 체킹 방향에서 상기 휴지 위치 및 작동 위치로 배치되고 중간 전이 위치로 배치되도록 구성되는 3 개의 상이한 섹션들(48, 53, 58)을 포함하는 광전자 장치.
  8. 상기 제 1 항 내지 상기 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐(33)은 상기 체킹 방향을 따라 실질적으로 정렬되는 축선방향 도관을 더 포함하는 광전자 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐(33)에서, 상기 복수의 도관(42)은 상기 체킹 방향에 대해 비스듬하게 배치되는 광전자 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 가스는 압축 공기인 광전자 장치.
  11. 체킹 방향을 따라 배치되는 광 빔(7)을 이용하는 광전자 체킹 장치(1)의 보호를 달성하기 위한 방법에 있어서,
    상기 광 빔(7)을 방출 또는 수용하는 상기 광전자 체킹 장치의 광학 디바이스(6, 8)에서 보호 가스를 전달하는 단계를 포함하며,
    상기 보호 가스가 상기 체킹 방향 주위의 복수의 방향을 따라 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보호 가스는 상기 복수의 방향들을 형성하여 상기 체킹 방향 주위에 실질적으로 관상 보호 실드(70) 형태의 가스 흐름을 제공하는 노즐(33)의 복수의 도관(42)을 따라 전달되는 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 광학 디바이스(6, 8)에서의 분배 요소(44)가 휴지 위치로부터 작동 위치로 변위되며, 상기 광 빔(7)이 통과될 수 있게 하는 도관은 상기 분배 요소(44)에 의하여 상기 휴지 위치 및 작동 위치에서 각각 커버되고 커버해제되는(uncovered) 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 보호 가스는 상기 분배 요소(44)의 작동 위치에서 상기 복수의 방향을 따라 전달되는 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 휴지 위치와 상기 작동 위치 사이의 상기 분배 요소(44)의 전이 위치에서, 상기 보호 가스는 상기 광 빔(7)이 통과될 수 있게 하는 도관(43)을 따라 전달되는 방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 요소(44)의 휴지 위치에서, 상기 보호 가스는 저유량(low flow)으로 전달되는 방법.
  17. 광 빔(7)을 방출 또는 수용하도록 구성되는 광학 디바이스(6, 8)를 위한 보호 디바이스에 있어서,
    보호 가스 흐름을 출력하는 노즐(33)을 갖는 공압 시스템을 포함하며,
    상기 노즐(33)은 상기 광 빔(7) 주위에서 실질적으로 관상 보호 실드(70) 형태의 가스 흐름을 제공하도록 구성되는 복수의 도관(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 노즐(33)을 유지하며 내부 시트(20)를 포함하는 지지 요소(21, 22), 및 상기 지지 요소(22)의 상기 내부 시트(20) 내에 배치되며 휴지 위치로부터 작동 위치로 변위될 수 있는 분배 요소(44)를 포함하는 보호 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 분배 요소(44)는 상기 지지 요소(22)와 일체로 되어 있는 정지 안내면(32)과 연동하도록 구성되는 실질적으로 평면의 횡방향 안내면(52)을 형성하는 보호 디바이스.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 지지 요소는 상기 내부 시트(20)를 형성하는 쉘(22) 및 상기 정지 안내면(32)을 형성하는 폐쇄 및 회전방지 요소(21)를 포함하는 보호 디바이스.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 요소(44)는 상기 작동 위치에서 실질적으로 상기 체킹 방향을 따라 배치되도록 구성되는 직경방향 관통 홀(60), 및 상기 보호 가스가 통과할 수 있게 하는 중공부들(59, 61)를 포함하며, 상기 중공부들(59, 61)은 상기 분배 요소(44)의 상기 작동 위치에서 상기 노즐(33)의 상기 복수의 도관(42)과 연통하도록 구성되는 보호 디바이스.
  22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 요소(44)는 상기 체킹 방향에서 상기 휴지 위치, 상기 작동 위치 및 중간 전이 위치에 번갈아 배치되도록 구성되는 3 개의 상이한 섹션(48, 53, 58)을 갖는 선택적 분배 몸체(45)를 포함하는 보호 디바이스.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 선택적 분배 몸체(45)는 상기 분배 요소(44)의 상기 휴지 위치, 중간 전이 위치 및 작동 위치에서 상기 노즐(33)로 상기 보호 가스를 선택적으로 분배할 수 있도록 구성되는 상기 3 개의 상이한 섹션(48, 53, 58)의 다양한 어퍼처들을 포함하는 보호 디바이스.
  24. 제 17 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐(33)은 상기 체킹 방향을 따라 실질적으로 정렬되는 축선방향 도관(43)을 더 포함하며, 상기 복수의 도관(42)은 상기 체킹 방향에 대해 비스듬하게 배치되는 보호 디바이스.
  25. 제 17 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 가스는 압축 공기인 보호 디바이스.
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