KR20120016949A - 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드 - Google Patents

레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드에 관한 것이다. 본 발명은, 가공물의 표면을 따라 이동하며, 레이저 발생기로부터 공급된 절단 레이저를 집광시켜 상기 가공물의 표면에 조사하는 광학계; 상기 광학계로부터 조사되는 절단 레이저에 간섭을 주지 않는 범위 내에서 상기 광학계와 일체로 형성되어 상기 광학계와 동일하게 이동하며, 일체로 마련된 적어도 하나의 노즐을 통하여 가공물의 외곽을 향해 기체를 분사하는 노즐 유닛; 및 상기 노즐유닛에 기체를 공급하는 기체공급 유닛;을 포함한다. 본 발명은, 노즐이 기체를 분사하여 광학계의 레이저 절단시 발생되는 흄을 가공물의 외곽으로 밀어낸다. 따라서, 흄의 고착에 의한 불량을 방지할 수 있다.

Description

레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드{ Cutting head for jets to air has laser cuttin and directivity }
본 발명은 레이저 절단장치의 절단헤드에 관한 것으로, 가공물의 절단면에 흄과 같은 미세한 분진이 고착되는 것을 방지할 수 있는 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드에 관한 것이다.
일반적으로 액정이나 엘이디 또는 PDP모듈로 이루어진 디스플레이 패널은 패널의 픽셀에서 조사되는 조명광을 편광시키는 박막필름이 필수적으로 부착되며, 상기 박막필름은 영상이 구현되는 화면에 적합한 크기를 갖도록 절단 가공된다. 이러한 박막필름은 절단될 때 정밀한 절단면을 요구하기 때문에 절단 레이저를 이용한 레이저 절단장치에 의해 가공된다.
이와 같은 박막필름을 절단하는데 사용되는 레이저 절단장치는 박막필름이 위치하는 스테이지와, 상기 스테이지 상에서 X, Y축으로 이동하며 상기 박막필름의 표면으로 집광된 레이저 빔을 조사하도록 광학계가 마련된 절단헤드 및 상기 절단헤드로 공급되는 절단 레이저를 발생하는 레이저 발생기로 이루어진다.
상기와 같은 레이저 절단장치는 스테이지에 위치한 박막필름의 표면으로부터 근접하게 이격된 상태로 절단헤드가 수요자가 요구하는 크기 즉, 박막필름이 적용될 디스플레이 패널의 화면 크기에 부합하는 크기로 구획된 절단 예정선을 따라 X축과 Y축으로 이동하며 집광된 절단 레이저를 박막필름의 표면에 조사하게 된다.
이에 따라서, 상기 절단헤드에서 박막필름의 표면으로 조사되는 절단 레이저에 수반된 열에 의해 박막필름의 절단 예정선이 용융되어 절단되는데 이때, 상기 박막필름이 절단되는 지점으로 흄(fume)과 같은 공기 중에서 떠다니는 미세한 분진을 발생시킨다.
상기와 같은 박막필름이 절단되는 지점에서 발생되는 흄은 박막필름의 상방으로 비산되면서 박막필름의 표면에 달라붙게 되고, 이렇게 박막필름의 표면에 달라붙은 흄은 재단이 완료된 박막필름의 품질을 불량하게 하는 요인으로 작용하게 된다.
따라서, 상기 스테이지에 위치하는 박막필름이 절단 레이저에 의해 절단될 때 발생되는 흄을 강제로 배기시키기 위한 배기유닛이 상기 스테이지를 비롯하여 상기 스테이지의 주변에 마련된다.
상기와 같은 배기수단은 크게 박막필름이 안착되는 스테이지의 주변에 설치되는 흡기 덕트 및 상기 흡기 덕트와 유로로 연결되고 진공압을 발생시켜 상기 흡입 덕트를 통해 상기 스테이지의 주변 공기를 빨아들임과 동시에 공기 중에 포함된 박막필름이 절단될 때 발생하는 흄을 빨아들여 집진하는 진공압 발생기로 이루어진다.
그러나, 상기와 같은 배기수단이 스테이지의 주변에 마련되어도 절단헤드가 박막필름의 절단 예정선을 따라 이동하기 때문에 상기 흡기 덕트와 절단 레이저에 의해 절단되는 박막필름의 절단지점 사이의 거리가 가변되면서 상기 흡기 덕트를 통한 흄의 흡입 정도가 달라져 흄을 완전히 흡입하여 제거할 수 없어 잔류하는 흄이 박막필름의 표면에 달라붙게 되어 재단이 완료된 박막필름의 품질을 불량하게 하는 문제가 있다.
또한, 상기와 같이 잔류하는 흄이 박막필름의 표면에 달라붙은 경우 재단이 완료된 박막필름의 표면에서 흄을 제거하기 위한 세정 공정이 반드시 후속으로 진행되지만 상기와 같은 세정공정은 박막필름의 생산속도를 감속시킬 뿐만 아니라 세정공정으로 인한 생산원가의 상승은 박막필름의 가격 경쟁력에 불리하게 작용하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 절단헤드로부터 조사되는 절단 레이저에 의해 박막필름과 같은 가공물이 절단될 때 절단 레이저에 절단되는 지점에서 발생하는 흄이 비산되면서 가공물의 표면에 달라붙지 않도록 가공물의 외곽을 향하는 기체를 분사하여 흄을 신속하게 가공물의 외곽 방향으로 배기할 수 있는 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 재단이 완료된 가공물의 표면에 흄이 달라붙지 않아 가공물의 표면에 잔류하는 흄을 제거하기 위한 세정공정이 필요치 않아 가공물의 생산속도를 감속시키지 않고 생산원가의 상승을 방지할 수 있는 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 함께, 상기 가공물의 표면을 따라 이동하며 가공물을 절단하는 절단헤드의 이동에 영향을 주지 않아 신속하게 가공물을 절단할 수 있는 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 상기 가공물을 절단하기 위해 상기 절단헤드가 가공물 상에서 X축 또는 Y축으로 방향을 전환하며 이동하더라도 흄을 배기시키기 위한 기체가 가공물의 외곽을 향하는 방향으로 능동적으로 전환되어 흄의 배기를 위한 준비과정이 필요치 않아 신속하게 가공물을 절단할 수 있는 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가공물의 표면을 따라 이동하며, 레이저 발생기로부터 공급된 절단 레이저를 집광시켜 상기 가공물의 표면에 조사하는 광학계; 상기 광학계로부터 조사되는 절단 레이저에 간섭을 주지 않는 범위 내에서 상기 광학계와 일체로 형성되어 상기 광학계와 동일하게 이동하며, 일체로 마련된 적어도 하나의 노즐을 통하여 가공물의 외곽을 향해 기체를 분사하는 노즐 유닛; 및 상기 노즐유닛에 기체를 공급하는 기체공급 유닛;을 포함한다.
상기 노즐 유닛은 예컨대, 상기 광학계의 둘레에 고정되고 상기 광학계의 외부로부터 공급되는 기체를 안내하기 위한 유로가 형성된 노즐 몸체; 및 상기 노즐 몸체의 유로를 통해 안내된 기체를 상기 가공물의 외곽을 향해 분사하는 상기 노즐이 형성된 노즐 커버;를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 노즐 커버의 노즐은 복수로 구성되어 상기 광학계를 중심으로 대향 형성될 수 있다.
상기 유로는 수평의 슬릿형상으로 형성되고, 상기 노즐은 단부가 가공물의 표면에 조사되는 절단 레이저의 조사 지점을 향하도록 경사지게 형성될 수 있다.
상기 기체공급 유닛은 예컨대, 상기 가공물에 절단 레이저를 조사하는 상기 광학계와 일체를 이루는 상기 노즐 유닛의 노즐과 연통상태로 연결되는 적어도 하나의 관로; 상기 관로에 압축된 기체를 공급하는 압축기; 상기 압축기에서 상기 관로로 공급되는 기체를 단속하는 적어도 하나의 밸브; 및 상기 밸브를 상기 광학계의 작동상태에 따라 제어하는 제어부;를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 제어부는 예컨대, 상기 광학계의 작동에 의해 형성되는 광학계의 이동경로를 신호로 전송하는 광학계 이동신호반; 및 상기 신호를 기반으로 복수의 상기 밸브들 중 상기 광학계의 이동경로에 따라 작동이 설정된 밸브만을 작동시켜서, 상기 관로와 연결된 상기 노즐을 통해 광학계의 이동경로와 인접한 상기 가공물의 외곽으로 기체를 분사시키는 밸브제어반;을 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명에 의한 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드는, 절단 레이저에 의해 절단되는 지점에서 발생하는 흄을 발생하는 즉시 가공물의 외곽을 향해 날려보내 상기 가공물의 표면에 흄이 달라붙지 않도록 배기할 수 있어 재단이 완료된 가공물의 불량을 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기와 같이 절단 레이저에 의해 절단되는 지점에서 발생하는 흄이 가공물의 표면에 달라붙지 않아 가공물의 표면에 잔류하는 흄을 제거하기 위한 세정공정이 필요하지 않아 가공물의 생산속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 세정공정에 따른 비용의 발생이 없어 가공물의 가격 경쟁력을 향상시킨다.
또한, 가공물이 절단될 때 발생하는 흄을 가공물의 외곽으로 날려보내는 노즐 유닛이 절단 레이저를 조사하며 이동하는 광학계와 일체로 형성됨으로써, 상기 광학계의 이동을 방해하지 않을 뿐만 아니라 흄을 가공물의 외곽으로 날려보내기 위한 기체가 흄이 발생되는 지점으로부터 근거리에서 분사되기 때문에 보다 강력한 기체로 흄을 신속하게 배기하여 제거할 수 있다.
또한, 상기 가공물을 절단하기 위해 상기 절단헤드가 가공물 상에서 X축 또는 Y축으로 방향을 전환하며 이동하더라도 흄을 배기시키기 위한 기체가 가공물의 외곽을 향하는 방향으로 능동적으로 전환되며 분사되기 때문에 절단헤드의 연속적인 이동에도 기체가 끊김 없이 지속적으로 분사되어 가공물을 신속하게 절단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 절단헤드가 가공물을 절단하는 상태를 나타낸 개략 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 절단헤드의 분사유닛을 절개도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 분사유닛에 연결된 기체공급 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4는 도 2에 도시된 절단헤드의 작동상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 절단헤드의 절단시 궤적을 개략적으로 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드(100)는, 크게 가공물(10)의 표면을 따라 이동하며 레이저 발생기(미도시)로부터 공급된 절단 레이저를 집광시켜 상기 가공물의 표면에 조사하는 광학계(110)와, 상기 광학계(110)로부터 조사되는 절단 레이저에 간섭을 주지 않는 범위 내에서 상기 광학계(110)와 일체로 형성되어 상기 광학계(110)와 동일하게 이동하며 가공물의 외곽을 향하는 기체를 분사하는 노즐 유닛(120)으로 구성된다.
상기 광학계(110)는, 디스플레이 패널에 사용되는 박막필름과 같은 가공물(10)이 위치하는 스테이지(S)의 일측에 설치되어 상기 스테이지(S)에 위치한 가공물(10)의 표면을 따라 X축 내지 Y축으로 이동할 수 있도록 이동 수단(미도시)과 연계되어 설치된다.
상기 이동 수단은, 예를 들어 상기 스테이지(S)의 일측에 지지 프레임(미도시)이 마련되고, 상기 지지 프레임으로부터 스테이지(S)를 향하는 아암(미도시)이 상기 지지 프레임에서 X축으로 이동할 수 있도록 설치되며, 상기 아암에 Y축으로 이동할 수 있는 이동 블록(미도시)이 설치되어 구현될 수 있으며, 상기와 같은 이동 수단은 당 업자에 의해 무리 없이 구현할 수 있는 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 광학계(110)는 절단 레이저를 발생하는 레이저 발생기와 연결되어 상기 레이저 발생기로부터 공급된 절단 레이저를 집광시켜 상기 가공물(10)의 표면에 조사한다.
이를 위해, 상기 광학계(110)의 내부에는 다수의 렌즈(미도시)와 상기 렌즈들을 제각기 승강시키는 승강 수단(미도시)이 마련되어 상기 승강 수단의 작동에 의해 렌즈들 간의 거리가 조절되어 레이저 발생기로부터 공급된 절단 레이저를 집광시켜 가공물의 표면에 조사하여 가공물(10)을 절단한다.
특히, 상기 광학계(110)의 하단에는 가공물(10)의 외각을 향해 기체를 분사하는 적어도 하나의 노즐(후술됨)이 일체로 마련된 노즐 몸체(122) 및 노즐 커버(126)로 이루어진 노즐 유닛(120)이 마련되어 상기 가공물(10)이 절단될 때 발생되는 흄을 가공물(10)의 외곽으로 신속하게 보내 상기 스테이지(S)의 주변에 설치된 흡기 덕트(미도시)로 빨아들여 제거할 수 있게 된다.
도 2를 참조하면, 상기 분사 유닛(120)은 크게 광학계(110)의 하단 둘레에 고정되어 상기 광학계(110)와 동일하게 이동하며 상기 광학계(110)의 외부로부터 공급되는 기체를 안내하기 위한 유로가 사방에 형성된 노즐 몸체(122)와 상기 노즐 몸체(122)에 형성된 제 1 유로(122a), 제 2 유로(122b), 제 3 유로(122c), 제 4 유로(122d)와 제각기 연결되어 상기 유로를 통해 안내된 기체를 흄이 발생하는 가공물(10)이 절단되는 지점을 거쳐 가공물(10)의 외곽을 향하여 분사하는 노즐(124)이 형성된 노즐 커버(126)로 구성된다.
또한, 상기 노즐 몸체(122)의 사방에 형성된 유로는 압축된 기체를 공급하는 관로(102)와 제각기 연결된다. 이러한 상기 관로(102)는 압축된 기체를 공급하는 압축기(후술됨)로부터 압축된 기체를 공급받는다.
특히, 상기 노즐 커버(126)에 형성된 노즐(124)은 복수로 구성되고, 전술한 도 1에 도시된 바와 같이 노즐 커버(126)의 중앙에 위치하는 상기 광학계(110)를 중심으로 대향 형성되어 상기 광학계(110)에서 조사되는 절단 레이저에 의해 가공물(10)이 절단될 때 발생하는 흄을 상기 가공물(10)의 가장 가까운 외곽으로 보내 흄이 가공물의 표면에 달라붙지 않도록 한다.
이를 위해, 상기 노즐 커버(126)에 형성되는 노즐(124)은 도시된 바와 같이 중앙의 상기 광학계(110)를 중심으로 사방에 제 1 노즐(124a), 제 2 노즐(124b), 제 3 노즐(124c), 제 4 노즐(124d)이 형성된다. 상기 노즐(124)은 노즐 몸체(122)에 형성된 제 1, 2, 3, 4 유로(122a)(122b)(122c)(122d)들과 제각기 연결된다.
또한, 상기 제 1, 2, 3, 4 유로(122a)(122b)(122c)(122d)는 도시된 바와 같이 각각 전체적으로 수평의 슬릿형상으로 형성된다. 그리고, 노즐(124)은 단부가 가공물(10)의 표면에 조사되는 절단 레이저의 조사 지점을 향하도록 도시된 바와 같이 경사지게 형성된다.
이에 따라서, 상기 노즐 몸체(122)에 형성된 유로를 통해 상기 노즐(124)로 기체가 분사될 때 절단 레이저에 의해 절단되는 지점에서 발생하는 흄을 향해 넓은 수평방향으로 기체가 분사된다.
이와 같이, 상기 가공물(10)이 절단될 때 발생하는 흄이 상기 노즐(124)에서 분사되는 기체를 타고 가공물(10)의 가장 가까운 외곽으로 보내질 수 있도록 상기 광학계(110)의 축선을 중심으로 사방에 제각기 형성된 노즐(124)은 기체의 분사를 제어 받게 된다.
도 3을 참조하면, 제 1, 2, 3, 4 유로(122a)(122b)(122c)(122d)는 도시된 바와 같이 복수의 관로(102)에 제각기 연결된다. 관로(102)는 도시된 바와 같이 공기를 압축하여 압축된 기체를 공급하는 압축기(140)에 연결된다. 그리고, 관로(102)는 도시된 바와 같이 밸브(130)가 설치된다. 따라서, 관로(102)는 압축기(140)로부터 기체를 공급받아서 제 1, 2, 3, 4 유로(122a)(122b)(122c)(122d)를 통해 제 1 노즐 내지 제 4 노즐(124a~124d)로 공급한다. 이때, 관로(102)는 밸브(130)에 의해 공급되는 기체가 단속된다.
밸브(130)는 도시된 바와 같이 제어부(150)에 의해 작동이 제어된다. 이러한 제어부(150)는 밸브(130)들을 전술한 광학계(110)의 작동상태에 따라 제어한다. 즉, 제어부(150)는 광학계(110)의 작동시에만 밸브(130)들을 제어한다.
여기서, 전술한 제어부(150)는 예컨대, 도시된 바와 같이 광학계 이동신호반(152) 및 밸브 제어반(154)를 포함하여 구성할 수 있다. 광학계 이동신호반(152)은 전술한 광학계(110)의 작동에 의해 형성되는 광학계의 이동경로를 신호로 전송한다. 그리고, 밸브 제어반(154)은 광학계 이동신호반(152)의 신호를 기반으로 복수의 밸브(130)들 중 광학계(130)의 이동경로에 따라 작동이 설정된 밸브(130)만을 작동시켜서, 관로(102)와 연결된 노즐(124)을 통해 광학계(110)의 이동경로와 인접한 가공물(10)의 외곽으로 기체를 분사시킨다. 즉, 밸브 제어반(154)은 설정된 밸브(130)만을 작동시켜서 가공물(10)이 절단시 발생하는 흄을 가공물(10)의 가장 가까운 외곽으로 보내기 합당한 위치에 형성된 노즐(124)을 통해 기체를 분사시킨다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드(100)의 작동을 도 3 내지 도 5에 의거하여 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 스테이지(S) 상에 디스플레이 패널에 사용될 박막필름과 같은 가공물(10)이 위치하게 되면 본 발명에 따른 절단헤드(100)가 이동 수단에 의해 가공물(10)의 표면을 따라 이동하며 절단 레이저를 조사하여 상기 가공물(10)을 절단하게 된다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이 상기 절단헤드(100)가 가공물(10) 상에서 X축 또는 Y축으로 방향을 전환하며 수요자가 요구하는 크기 예를 들어, 디스플레이 패널의 화면 크기에 합당한 크기를 갖도록 박막필름과 같은 가공물(10)을 절단하게 된다.
이때, 상기 절단헤드(100)를 통해 조사되는 절단 레이저에 의해 가공물(10)이 절단되는 지점에서 흄이 발생하게 되고, 상기 흄의 발생과 동시에 상기 흄을 가공물(10)의 외곽으로 보내 상기 흄이 가공물(10)의 표면에 달라붙지 않도록 상기 광학계(110)의 하단에 마련된 노즐 유닛(120)으로부터 기체가 분사된다.
특히, 상기 가공물(10)이 절단되는 지점에서 발생하는 흄을 상기 가공물(10)의 가장 가까운 외곽으로 보내어 신속하게 흄을 제거할 수 있도록 흄을 상기 가공물(10)의 가장 가까운 외곽으로 보내기 합당한 위치에 형성된 노즐(124)을 통해 기체가 분사된다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이 가공물(10)의 가장자리 외각을 각각 A면, B면, C면, D면으로 칭하고 상기 절단헤드(100)가 도면을 기준으로 가공물(10)의 우측에서 좌측으로 이동하며 상기 가공물(10)을 절단될 때 흄이 발생하는 지점에서 가장 가까운 가공물(10)의 외곽에 해당하는 A면으로 흄을 날려보내기 위해 상기 노즐 유닛(120)에 형성된 노즐(124)들 중 제 1 노즐(124a)을 통해 기체를 분사시킨다.
이와 같이, 상기 제 1 노즐(124)을 통해 기체가 분사되면 절단될 때 발생하는 흄을 가공물(10)의 A면으로 날려보내 상기 가공물(10)의 A면의 주변에 설치된 흡입 덕트를 통해 흄을 신속하게 제거할 수 있게 된다.
그리고, 상기 절단헤드(100)가 앞서 설명한 가공물(10)의 A면 측의 절단을 끝내고 그 이동 방향이 도면을 기준으로 좌측 하부에서 상부로 전환되어 가공물(10)을 절단할 때에는 상기 가공물(10)의 외곽에 해당하는 B면으로 흄을 날려보내기 위해 상기 노즐 유닛(120)에 형성된 노즐(124)들 중 제 2 노즐(124b)을 통해 기체가 분사됨으로써, 상기 흄을 가공물(10)의 B면으로 날려보내게 된다.
이와 함께, 상기 절단 레이저에 의한 절단은 그 특성상 절단헤드(100)의 이동이 장시간 정지하는 경우 상기 광학계(110)에서 조사되는 절단 레이저가 가공물(10)의 절단면 주위의 일부를 용융시켜 가공물(10)의 절단 불량을 만들게 된다.
따라서, 상기 절단헤드(100)는 도 5에 도시된 파선과 같은 절단 궤적을 이루며 가공물(10)의 표면을 따라 이동하며 상기 가공물(10)을 절단하게 된다.
이때, 상기 절단헤드(100)의 이동 방향이 전환되는 가공물(10)의 모서리와 같은 부분에서는 상기 노즐 유닛(120)에서 분사되는 기체가 흄을 상기 가공물(10)의 가장 가까운 외곽으로 보내기 합당한 위치에 형성된 노즐(124)을 통해 분사되고, 따라서 상기 기체가 가공물(10)의 외곽을 향하는 방향으로 능동적으로 전환되어 흄을 잔류시키지 않고 신속하게 가공물(10)의 외곽으로 날려보내 흄이 가공물의 표면에 달라붙지 않도록 하게 된다.
도 3을 참조하면, 광학계 이동신호반(152)은 절단헤드(100)가 전술한 바와 같이 A면을 절단할 경우 전술한 광학계(110)의 이동경로를 신호로 전송한다. 즉, 광학계 이동신호반(152)은 광학계(110)가 A면을 따라 이동하는 것을 신호로 전송한다. 이때, 밸브제어반(154)은 전송된 신호에 의해 광학계(110)의 이동경로를 확인한다. 그리고, 밸브제어반(154)은 제 1 노즐(124a)과 연결된 관로(102)의 유량을 제어하는 밸브(130)를 작동시켜서 제 1 노즐(124a)로 압축된 기체를 공급한다.
또, 밸브제어반(154)은 전송된 신호에 의해 전술한 광학계(110)가 B면을 따라 이동하는 것이 확인될 경우 제 2 노즐(124b)과 연결된 관로(102)의 유량을 제어하는 밸브(130)를 작동시켜서 제 2 노즐(124b)로 압축된 기체를 공급한다. 또한, 밸브제어반(154)은 전송된 신호에 의해 전술한 광학계(110)가 C면이나 D면을 따라 이동하는 것이 확인될 경우 제 3 노즐(124c)이나 제 4 노즐(124d)과 연결된 관로(102)의 유량을 제어하는 밸브(130)를 작동시켜서 제 3 노즐(124c)이나 제 4 노즐(124d)로 압축된 기체를 공급한다. 즉, 밸브제어반(154)은 신호가 수신될 경우 광학계(110)의 이동경로에 따라 작동이 설정된 밸브(130)만을 작동시킨다. 물론, 밸브(130)들은 광학계(110)의 이동경로에 따라 작동이 미리 설정되어야 함은 자명하다.
따라서, 복수의 노즐(124)들은 이동하면서 가공물(10)을 절단하는 광학계(110)의 절단특성에 적합하게 기체를 분사하여 광학계(110)의 이동경로에 인접한 가공물(10)의 외곽으로 흄을 불어낸다. 물론, 가공물(10)은 복수의 노즐(124)들이 광학계(110)의 절단특서에 적합하게 순차적으로 기체를 분사하므로 흄의 고착에 의한 불량을 방지할 수 있다.
결론적으로, 본 발명에 따른 절단헤드(100)는, 가공물(10)이 절단될 때 특히 절단 레이저에 의해 절단되는 지점에서 흄이 발생되면 그 즉시 흄을 상기 가공물(10)의 외곽으로 날려보내 흄을 배기할수 있을 뿐만 아니라 상기 흄이 발생되는 지점과 근접한 위치에서 기체를 분사함으로써, 보다 강력한 기체로 흄을 가공물(10)의 외곽으로 날려보내기 때문에 가공물(10)의 표면에 흄이 달라붙지 않아 재단이 완료된 가공물910)의 불량을 방지하는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.
그리고, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
10 : 가공물 100 : 절단헤드
110 : 광학계 102 : 관로
120 : 노즐 유닛 122 : 노즐 몸체
122a, 122b, 122c, 122d : 제 1, 2, 3, 4 유로
124 : 노즐 126 : 노즐 커버
130 : 밸브 140 : 압축기
150 : 제어부 152 : 광학계 이동신호반
154 : 밸브 제어반 S : 스테이지

Claims (6)

  1. 가공물의 표면을 따라 이동하며, 레이저 발생기로부터 공급된 절단 레이저를 집광시켜 상기 가공물의 표면에 조사하는 광학계;
    상기 광학계로부터 조사되는 절단 레이저에 간섭을 주지 않는 범위 내에서 상기 광학계와 일체로 형성되어 상기 광학계와 동일하게 이동하며, 일체로 마련된 적어도 하나의 노즐을 통하여 가공물의 외곽을 향해 기체를 분사하는 노즐 유닛; 및
    상기 노즐유닛에 기체를 공급하는 기체공급 유닛;을 포함하는 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐 유닛은,
    상기 광학계의 둘레에 고정되고 상기 광학계의 외부로부터 공급되는 기체를 안내하기 위한 유로가 형성된 노즐 몸체; 및
    상기 노즐 몸체의 유로를 통해 안내된 기체를 상기 가공물의 외곽을 향해 분사하는 상기 노즐이 형성된 노즐 커버;를 포함하는 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 노즐 커버의 노즐은 복수로 구성되어 상기 광학계를 중심으로 대향 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 유로는 수평의 슬릿형상으로 형성되고, 상기 노즐은 단부가 가공물의 표면에 조사되는 절단 레이저의 조사 지점을 향하도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체공급 유닛은,
    상기 가공물에 절단 레이저를 조사하는 상기 광학계와 일체를 이루는 상기 노즐 유닛의 노즐과 연통상태로 연결되는 적어도 하나의 관로;
    상기 관로에 압축된 기체를 공급하는 압축기;
    상기 압축기에서 상기 관로로 공급되는 기체를 단속하는 적어도 하나의 밸브; 및
    상기 밸브를 상기 광학계의 작동상태에 따라 제어하는 제어부;를 포함하는 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 광학계의 작동에 의해 형성되는 광학계의 이동경로를 신호로 전송하는 광학계 이동신호반; 및
    상기 신호를 기반으로 복수의 상기 밸브들 중 상기 광학계의 이동경로에 따라 작동이 설정된 밸브만을 작동시켜서, 상기 관로와 연결된 상기 노즐을 통해 광학계의 이동경로와 인접한 상기 가공물의 외곽으로 기체를 분사시키는 밸브제어반;을 포함하는 레이저 절단과 동시에 방향성을 갖는 기체를 분사하는 절단헤드.
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