KR20120114651A - Laser welding machine adjustable position of laser focus and identifiable welding faulty - Google Patents

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KR20120114651A
KR20120114651A KR1020110032307A KR20110032307A KR20120114651A KR 20120114651 A KR20120114651 A KR 20120114651A KR 1020110032307 A KR1020110032307 A KR 1020110032307A KR 20110032307 A KR20110032307 A KR 20110032307A KR 20120114651 A KR20120114651 A KR 20120114651A
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신인승
권경업
김경수
이용연
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Abstract

PURPOSE: A laser welder for adjusting a position of a laser focus and recognizing weld defects is provided to adjust welding beams irradiated on a base material. CONSTITUTION: A laser welder(10) for adjusting a position of a laser focus and recognizing weld defects comprises a laser optical fiber(100), a fiber coupler(200), a collimation lens unit(300), a first bending mirror(400), a reflection mirror, a weld zone monitoring unit(600), and a F-theta lens unit(700). Welding beams outputted from a laser oscillator are transferred to the laser optical fiber. One end of the collimation lens unit is connected to the other end of the fiber coupler, and the collimation lens unit removes a dispersible component. The first bending mirror converts the direction of the welding beam passing through the collimation lens unit. The reflection mirror converts the direction of the welding beams converted by the first bending mirror in a vertical direction. The weld zone monitoring unit distinguishes weld defects according to the plasma generated by the welding light. The F-theta lens unit concentrates the welding beams switched by the reflection mirror into one.

Description

레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기{LASER WELDING MACHINE ADJUSTABLE POSITION OF LASER FOCUS AND IDENTIFIABLE WELDING FAULTY}LASER WELDING MACHINE ADJUSTABLE POSITION OF LASER FOCUS AND IDENTIFIABLE WELDING FAULTY}

본 발명은 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 조준렌즈가 장착된 콜리메이션렌즈부를 상하로 승하강시켜서 레이저발진기로부터 발진되는 용접빔의 초점위치를 조절함으로써 모재에 조사되는 용접빔의 위치를 조정할 수 있고, 제1밴딩미러와 제2밴딩미러는 용접불빛이 반사되어 상기 제1밴딩미러와 제2밴딩미러로 투영될 수 있도록 반투과미러로 형성되고, 상기 제1밴딩미러와 제2밴딩미러로 투영되는 용접불빛의 플라즈마 패턴에 따라 용접불량을 식별할 수 있는 포토다이오드를 장착한 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기에 관한 것이다.The present invention relates to a laser welding machine capable of adjusting the position of the laser focus and identifying a welding defect. More specifically, the position of the welding beam oscillated from the laser oscillator can be determined by raising and lowering the collimation lens unit equipped with the aiming lens. By adjusting the position of the welding beam irradiated to the base material, the first bending mirror and the second bending mirror is formed of a semi-transmissive mirror so that the welding light is reflected and projected to the first bending mirror and the second bending mirror. The present invention relates to a laser welding machine capable of positioning a laser focal point and identifying a welding defect, which is equipped with a photodiode capable of identifying a welding defect according to a plasma pattern of welding light that is projected onto the first bending mirror and the second bending mirror. .

일반적으로, 용접은 서로 다른 금속부재를 가열 또는 용융에 의해 접합시켜 일체로 성형하는 공정으로서, 조선, 자동차, 건축, 철도, 원자력 산업을 비롯하여 다양한 분야에서 널리 이용되고 있으며, 아크 용접, 저항 용접, 가스 용접, 마찰 용접, 레이저 용접 등의 다양한 방식이 있다.In general, welding is a process of integrally forming by joining different metal members by heating or melting, and is widely used in various fields, including shipbuilding, automobile, construction, railway, and nuclear industries, and arc welding, resistance welding, There are various methods such as gas welding, friction welding and laser welding.

그 중에서 상기 레이저 용접은 높은 에너지 밀도를 갖는 집중된 열원인 레이저를 접속하여 용접부위에 투사하는 방식으로서, 용접부위의 열영향 및 열변형률이 적으므로 정밀한 용접작업이 널리 이용되고 있다.Among them, the laser welding is a method of connecting a laser, which is a concentrated heat source having a high energy density, and projecting it on a welding site, and since the heat influence and thermal strain of the welding site are small, precise welding work is widely used.

이러한, 레이저 용접 방식에 의하면 공정시간의 단축, 접합 강도와 기밀성의 우수성, 생산성의 향상을 위해 용접본체의 일측에 설치된 용접선추적센서에 의해 용접선을 추적한 후 용접헤드 전체를 좌우로 이동함으로써 용접선에 맞출 수 있는 상태이다.According to the laser welding method, the welding line is traced by the welding line tracking sensor installed on one side of the welding body in order to shorten the process time, improve the bonding strength and airtightness, and improve the productivity. It is in condition to be able to hit.

하지만, 용접헤드를 이동함으로써 진동이 발생되어 상기 용접본체가 추적된 용접선에 정확하게 위치되지 못해 용접불량이 발생하는 문제점이 있다.However, vibration is generated by moving the welding head, which causes a problem in that the welding main body is not accurately positioned on the tracked weld line, causing welding defects.

또한, 용접이 진행되는 경우 용접선의 추적을 위해 용접선추적센서를 용접헤드의 하부 일측에 장착하지만, 상기 용접선추적센서는 용접시 발생하는 열에 손실, 고장 등이 나기 쉬운 문제점이 있다.In addition, the welding line tracking sensor is mounted on the lower side of the welding head in order to track the welding line when the welding is in progress, but the welding line tracking sensor has a problem in that heat loss during welding, failure, and the like are likely to occur.

또한, 용접이 진행되는 경우 용접불꽃에 의해 발생되는 분진이나, 용융물이 에프세타렌즈를 오염시킬 수 있는 문제점이 있다.
In addition, when welding is performed, there is a problem that dust or melt generated by the welding flame may contaminate the f-ceta lens.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 레이저 용접장치가 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 용접헤드를 이동함이 없이 콜리메이션렌즈부를 상하로 승하강 시켜 용접발진기로부터 발진되는 용접빔의 초점위치를 조절함으로써 에프세타렌즈부에 를 통과하여 모재에 조사되는 용접빔의 위치를 조정할 수 있는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the conventional laser welding device as described above, by lifting the collimation lens unit up and down without moving the welding head to adjust the focal position of the welding beam oscillated from the welding oscillator It is an object of the present invention to provide a laser welding machine capable of adjusting the position of a laser focus and identifying a welding defect, through which the position of the welding beam irradiated to the base material passes through the theta lens part.

또한, 용접이 진행되는 경우 용접선을 추적하고 용접불량을 식별하기 위해 용접불꽃이 반사되어 투과되는 반투과 제1밴딩미러와 제2밴딩미러를 장착하고, 상기 제1밴딩미러와 제2밴딩미러를 투과한 용접빔에 의해 발생 되는 플라즈마의 패턴에 따라 용접불량을 식별하는 포토다이오드를 장착한 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, when welding is performed, a semi-transmissive first bending mirror and a second bending mirror through which the welding flame is reflected and transmitted are mounted to track the welding line and identify a welding defect. The first bending mirror and the second bending mirror may be mounted. It is an object of the present invention to provide a laser welding machine capable of positioning a laser focus and mounting a laser welding device equipped with a photodiode for identifying welding defects according to a pattern of plasma generated by the transmitted welding beam.

또한, 용접이 진행되는 경우 용접불꽃에 의해 발생되는 분진이나, 용융물이 에프세타렌즈를 오염시키는 것을 방지할 수 있는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a laser welder capable of adjusting the position of a laser focus and identifying a weld defect, which can prevent dust generated by a welding flame or a melt from contaminating an f-ceta lens when welding is performed.

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 레이저발진기에서 출력된 용접빔이 전송되는 레이저광섬유; 상기 레이저광섬유의 일단과 일단이 결합 되는 화이버커플러; 상기 화이버커플러의 타단과 일단이 결합 되어 전송된 용접빔의 확산성분을 제거시키는 콜리메이션렌즈부; 상기 콜리메이션렌즈부를 통과한 용접빔의 방향을 전환시키는 제1밴딩미러; 상기 밴딩미러에 의해 방향이 전환된 용접빔의 방향을 수직방향으로 전환시키는 반사미러; 상기 밴딩미러를 통과하는 용접불빛에 의해 발생 되는 플라즈마에 따라 용접불량을 식별하는 용접부감시수단; 및 상기 반사미러에 의해 방향이 전환된 용접빔을 하나로 집중시키는 에프세타렌즈부를 포함하되, 상기 콜리메이션렌즈부는 상하로 승하강이동이 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 제공한다.In order to achieve the above and other objects of the present invention, the present invention is a laser optical fiber to which the welding beam output from the laser oscillator is transmitted; A fiber coupler having one end and one end of the laser optical fiber coupled thereto; A collimation lens unit coupled to the other end of the fiber coupler to remove a diffusion component of the transmitted welding beam; A first bending mirror for changing a direction of a welding beam passing through the collimation lens unit; A reflection mirror for changing the direction of the welding beam, the direction of which is changed by the bending mirror, in a vertical direction; Welding part monitoring means for identifying a welding failure according to a plasma generated by the welding light passing through the bending mirror; And an f-ceta lens unit for focusing the welding beam, the direction of which has been changed by the reflection mirror, into one, wherein the collimation lens unit is capable of moving up and down in a vertical direction and identifying a welding defect. Provide a laser welder.

또한, 상기 제1밴딩미러는 상기 용접부감시수단이 용접시 발생하는 용접불빛에 의해 발생 되는 플라즈마에 따라 용접불량을 식별할 수 있도록 용접불빛이 통과할 수 있는 반투과미러로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 제공한다.In addition, the first bending mirror is characterized in that the welding portion monitoring means is formed of a semi-transmissive mirror through which the welding light can pass so as to identify the welding failure according to the plasma generated by the welding light generated during welding. Provides a laser welder that can position the laser focus and identify weld defects.

또한, 상기 콜리메이션렌즈부는 상기 화이버커플러의 타단에 결합 되는 콜리메이션렌즈와, 상기 콜리메이션렌즈의 측면에 결합 되어 동력을 전달함으로써 상기 콜리메이션렌즈를 승하강시키는 리니어모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 제공한다.The collimation lens unit may include a collimation lens coupled to the other end of the fiber coupler and a linear motor coupled to the side of the collimation lens to move up and down the collimation lens by transmitting power. Provides a laser welder that can position the laser focus and identify weld defects.

또한, 상기 에프세타렌즈부는 상부면 일측에 장착되어 렌즈를 냉각하는 공기가 주입되는 공기주입구와, 상기 공기주입구를 통과한 공기가 통과하도록 상기 에프세타렌즈의 가장자리를 따라 형성되는 통기구와, 공기가 외부로 배출되어 용접에 따른 불순물이 렌즈를 오염시키는 것을 방지하도록 요홈이 형성된 공기배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 제공한다.In addition, the fexeta lens unit is mounted on one side of the upper surface, an air inlet through which air to cool the lens is injected, a vent formed along an edge of the fceta lens so that air passing through the air inlet passes, and air The present invention provides a laser welder capable of positioning a laser focus and identifying a welding defect, wherein an air outlet having a groove is formed to prevent impurities from being discharged from contaminating the lens by being discharged to the outside.

또한, 상기 용접부감시수단은 용접불꽃에 의한 발생 되는 플라즈마를 투과시키는 하나 이상의 제2밴딩미러와, 상기 제2밴딩미러를 통과한 플라즈마의 광량을 조절하는 하나 이상의 필터렌즈와, 상기 필터렌즈를 통과한 플라즈마의 광량을 전기적 신호로 전환함으로써 용접불량을 식별하는 하나 이상의 포토다이오드를 포함하되, 상기 포토다이오드는 용접불꽃에서 발생하는 플라즈마의 파장의 영역에 따라 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 제공한다.The welding part monitoring means may include one or more second bending mirrors for transmitting plasma generated by the welding flame, one or more filter lenses for adjusting the amount of plasma light passing through the second bending mirrors, and the filter lenses. At least one photodiode for identifying a welding failure by converting the amount of light of the plasma into an electrical signal, wherein the photodiode is installed in accordance with the region of the wavelength of the plasma generated from the welding flame of the laser focus Provides a laser welding machine capable of positioning and identification of weld defects.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 용접헤드를 이동함이 없이 콜리메이션렌즈부를 상하로 승하강 시켜 용접발진기로부터 발진되는 용접빔의 초점위치를 조절함으로써 에프세타렌즈부를 통과하여 모재에 조사되는 용접빔의 위치를 조정할 수 있는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 제공할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the welding irradiated to the base material through the fexeta lens unit by adjusting the focal position of the welding beam oscillated from the welding oscillator by raising and lowering the collimation lens unit up and down without moving the welding head. It is possible to provide a laser welder capable of adjusting the position of the laser focal point which can adjust the position of the beam and identifying a weld defect.

또한, 용접이 진행되는 경우 용접선을 추적하고 용접불량을 식별하기 위해 용접불꽃이 반사되어 투과되는 반투과 제1밴딩미러와 제2밴딩미러를 장착하고, 상기 제1밴딩미러와 제2밴딩미러를 투과한 용접빔에 의해 발생 되는 플라즈마의 패턴에 따라 용접불량을 식별하는 포토다이오드를 장착한 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 제공할 수있다.In addition, when welding is performed, a semi-transmissive first bending mirror and a second bending mirror through which the welding flame is reflected and transmitted are mounted to track the welding line and identify a welding defect. The first bending mirror and the second bending mirror may be mounted. According to the pattern of the plasma generated by the transmitted welding beam, it is possible to provide a laser welding machine capable of positioning a laser focal point equipped with a photodiode for identifying a welding defect and identifying a welding defect.

또한, 용접이 진행되는 경우 용접불꽃에 의해 발생되는 분진이나, 용융물이 에프세타렌즈를 오염시키는 것을 방지할 수 있는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 제공할 수 있다.
In addition, it is possible to provide a laser welder capable of identifying the position of the laser focus and welding defects, which can prevent dust generated by the welding flame or the melt from contaminating the f-theta lens when welding is performed.

도 1은 종래의 레이저 용접기의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저용접기의 에프세타렌즈부의 단면도.1 is a perspective view of a conventional laser welding machine.
Figure 2 is a view showing a laser welder capable of positioning the laser focus and weld failure identification according to the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view of the fexeta lens unit of the laser welding machine capable of positioning the laser focus and welding failure identification according to the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 보다 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail a laser welding machine capable of positioning the laser focus and welding failure identification according to the present invention.

도 1은 종래의 레이저 용접기의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저용접기의 에프세타렌즈부의 단면도이다.
Figure 1 is a perspective view of a conventional laser welding machine, Figure 2 is a view showing a laser welder capable of positioning the laser focus and welding failure in accordance with the present invention, Figure 3 is a laser focusing position and adjustment according to the present invention This is a cross-sectional view of the f-theta lens unit of the laser welding machine capable of identifying a poor welding.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 레이저발진기에서 출력된 용접빔이 전송되는 레이저광섬유(100); 상기 레이저광섬유(100)의 일단과 일단이 결합 되는 화이버커플러(200); 상기 화이버커플러(200)의 타단과 일단이 결합 되어 전송된 용접빔의 확산성분을 제거시키는 콜리메이션렌즈부(300); 상기 콜리메이션렌즈부(300)를 통과한 용접빔의 방향을 전환시키는 제1밴딩미러(400); 상기 제1밴딩미러(400)에 의해 방향이 전환된 용접빔의 방향을 수직방향으로 전환시키는 반사미러(500); 상기 제1밴딩미러(400)를 통과하는 용접불빛에 의해 발생 되는 플라즈마에 따라 용접불량을 식별하는 용접부감시수단(600); 및 상기 반사미러(500)에 의해 방향이 전환된 용접빔을 하나로 집중시키는 에프세타렌즈부(700)를 포함하되, 상기 콜리메이션렌즈부(300)는 상하로 승하강이동이 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기(10)를 제공한다.
As shown in Figure 1, the present invention is a laser optical fiber 100 to which the welding beam output from the laser oscillator is transmitted; A fiber coupler 200 to which one end and one end of the laser optical fiber 100 are coupled; A collimation lens unit 300 which removes a diffusion component of the welding beam transmitted by coupling the other end and one end of the fiber coupler 200; A first bending mirror 400 for changing a direction of a welding beam passing through the collimation lens unit 300; A reflection mirror 500 for converting the direction of the welding beam whose direction is changed by the first bending mirror 400 in a vertical direction; Welding part monitoring means 600 for identifying a welding failure according to the plasma generated by the welding light passing through the first bending mirror 400; And an f-theta lens unit 700 for concentrating the welding beam changed in direction by the reflective mirror 500, wherein the collimation lens unit 300 can move up and down. Provided is a laser welder 10 capable of positioning the laser focus and identifying weld defects.

레이저 용접기(10)는 레이저광섬유(100), 화이버커플러(200), 콜리메이션렌즈부(300), 제1밴딩미러(400), 반사미러(500), 용접부감시수단(600), 에프세타렌즈부(700)를 구비한다.
The laser welding machine 10 includes a laser optical fiber 100, a fiber coupler 200, a collimation lens unit 300, a first bending mirror 400, a reflection mirror 500, a welding unit monitoring means 600, and an fexeta lens. The part 700 is provided.

상기 레이저광섬유(100)는 레이저발진기에서 출력된 용접빔을 전송하는 전송로이다.The laser optical fiber 100 is a transmission path for transmitting the welding beam output from the laser oscillator.

상기 화이버커플러(200)는 상기 레이저광섬유(100)의 일단과 일단이 결합 되어 상기 레이저광섬유(100)에서 전송되는 용접빔이 외부로 누출되는 것을 방지하며 상기 콜리메이션렌즈부(300)에 용접빔을 전달한다.
The fiber coupler 200 is coupled to one end and one end of the laser optical fiber 100 to prevent the welding beam transmitted from the laser optical fiber 100 to leak to the outside and a welding beam to the collimation lens unit 300. To pass.

상기 콜리메이션렌즈부(300)는 상기 화이버커플러(200)의 타단에 결합 되는 콜리메이션렌즈(320)와, 상기 콜리메이션렌즈(320)의 측면에 결합 되어 동력을 전달함으로써 상기 콜리메이션렌즈(320)를 승하강시키는 리니어모터(340)를 포함한다.The collimation lens unit 300 is coupled to the other end of the fiber coupler 200 and the collimation lens 320 is coupled to the side of the collimation lens 320 by transmitting power to the collimation lens 320 It includes a linear motor 340 for raising and lowering.

상기 콜리메이션렌즈(320)는 상기 화이버커플러(200)의 타단에 결합 되어 레이저광섬유(100)를 통해 전송된 용접빔의 확산성분을 제거시키며, 난반사되거나 굴절되는 용접빔을 차단한다.The collimation lens 320 is coupled to the other end of the fiber coupler 200 to remove the diffusion component of the welding beam transmitted through the laser optical fiber 100, and blocks the diffusely reflected or refracted welding beam.

상기 리니어모터(340)는 상기 콜리메이션렌즈(320)의 측면에 결합되어 동력을 전달함으로써 상기 콜리메이션렌즈(320)가 상하 승하강하도록 한다.The linear motor 340 is coupled to the side of the collimation lens 320 to transmit power so that the collimation lens 320 up and down.

한편, 상기 콜리메이션렌즈(320)가 상부로 승강하게 되면 전송되는 용접빔의 영역이 점점 좁아지게 되고, 상기 제1밴딩미러(400)와 반사미러(500) 및 에프세타렌즈(720)를 거쳐 모재에 용접빔이 짧아진 상태로 조사되어 모재의 제트축 값이 작아지게 된다.On the other hand, when the collimation lens 320 is moved upward, the area of the welding beam transmitted is gradually narrowed, and passes through the first bending mirror 400, the reflection mirror 500, and the f-theta lens 720. As the welding beam is irradiated to the base metal in a shortened state, the jet axis value of the base metal becomes small.

또한, 상기 콜리메이션렌즈(320)가 하부로 하강하게 되면 전송되는 용접빔의 영역이 점점 넓어지게 되고, 상기 제1밴딩미러(400)와 반사미러(500) 및 에프세타렌즈(720)를 거쳐 모재에 용접빔이 길어진 상태로 조사되어 모재의 제트축 값이 커지게 된다.In addition, when the collimation lens 320 is lowered downward, the area of the welding beam to be transmitted becomes wider and passes through the first bending mirror 400, the reflection mirror 500, and the f-theta lens 720. As the welding beam is extended to the base metal, the jet axis of the base metal becomes large.

따라서, 상기 콜리메이션렌즈(320)를 승하강함으로써 전송되는 용접빔의 영역을 조절할 수 있고, 상기 레이저 용접기(10)의 이동 없이 모재의 제트축 값을 조정함으로써 용접위치의 조절이 가능한 것이다.
Therefore, the area of the welding beam transmitted by raising and lowering the collimation lens 320 can be adjusted, and the welding position can be adjusted by adjusting the jet axis value of the base material without moving the laser welding machine 10.

상기 제1밴딩미러(400)는 콜리메이션렌즈(320)를 통과한 용접빔의 진행방향을 수평으로 전환하여 후술하는 반사미러(500)로 전송시킨다.The first bending mirror 400 horizontally shifts the traveling direction of the welding beam passing through the collimation lens 320 and transmits the horizontal direction to the reflective mirror 500.

또한, 상기 제1밴딩미러(400)는 상기 용접부감시수단(600)이 용접시 발생하는 용접불빛에 의해 발생 되는 플라즈마의 파장 영역에 따라 용접불량을 식별할 수 있도록 용접불빛이 통과할 수 있는 반투과미러로 형성된다.
In addition, the first bending mirror 400 is half the welding light can pass through the welding unit monitoring means 600 to identify the welding failure according to the wavelength region of the plasma generated by the welding light generated during welding. It is formed by a transmission mirror.

상기 반사미러(500)는 상기 제1밴딩미러(400)로부터 전송된 수평의 용접빔을 수직방향으로 전환시킨다.The reflection mirror 500 converts the horizontal welding beam transmitted from the first bending mirror 400 in the vertical direction.

상기 용접부감시수단(600)은 용접불꽃에 의한 발생 되는 플라즈마를 투과시키는 하나 이상의 제2밴딩미러(620)와, 상기 제2밴딩미러(620)를 통과한 플라즈마의 광량을 조절하는 하나 이상의 필터렌즈(640)와, 상기 필터렌즈(640)를 통과한 플라즈마의 광량을 전기적 신호로 전환함으로써 용접불량을 식별하는 하나 이상의 포토다이오드(660)를 포함하되, 상기 포토다이오드(660)는 용접불꽃에서 발생하는 플라즈마의 파장의 영역에 따라 하나 이상 설치된다.The welding part monitoring unit 600 may include one or more second bending mirrors 620 for transmitting the plasma generated by the welding flame, and one or more filter lenses for adjusting the amount of light passing through the second bending mirrors 620. 640 and one or more photodiodes 660 for identifying welding defects by converting the amount of plasma passing through the filter lens 640 into electrical signals, wherein the photodiodes 660 are generated from the welding flame. At least one is provided according to the region of the wavelength of the plasma.

상기 제2밴딩미러(620)는 상기 제1밴딩미러(400)를 통과한 용접불꽃의 플라즈마 파장의 방향을 전환하여 또 다른 제2밴딩미러(620)에 전송하고, 상기 제2밴딩미러(620)는 플라즈마 파장의 영역에 따라 방향을 전환시키거나 통과시킨다.The second bending mirror 620 switches the direction of the plasma wavelength of the welding flame passing through the first bending mirror 400 and transmits it to another second bending mirror 620, and the second bending mirror 620. ) Redirects or passes depending on the region of the plasma wavelength.

상기 필터렌즈(640)는 상기 제2밴딩미러(620)를 통과한 플라즈마의 광량을 조절하여 후술하는 포토다이오드(660)에 전달한다.The filter lens 640 adjusts the amount of plasma passing through the second bending mirror 620 and transmits the light amount to the photodiode 660 which will be described later.

상기 포토다이오드(660)는 상기 필터렌즈(640)를 통과한 플라즈마의 광량을 전기적신호로 전환함으로써 용접불량을 식별한다.The photodiode 660 identifies the welding defect by converting the light amount of the plasma passing through the filter lens 640 into an electrical signal.

한편, 용접빔에 의해 모재에 발생하는 용접불꽃의 플라즈마 파장영역은 하나가 아니기 때문에 각각의 플라즈마 파장의 영역에 따라 플라즈마의 광량을 전기적 신호로 전환하는 포토다이오드(660)는 하나 이상이 필요한 것이다.On the other hand, since there is not one plasma wavelength region of the welding flame generated in the base metal by the welding beam, at least one photodiode 660 for converting the amount of plasma light into an electrical signal is required according to each plasma wavelength region.

상기 에프세타렌즈부(700)는 상기 반사미러(500)에 의해 방향이 전환된 용접빔을 하나로 집중시켜 모재의 용접이 효율적으로 이루어지게 한다.The f-theta lens unit 700 concentrates the welding beam, the direction of which is changed by the reflection mirror 500, into one, so that welding of the base material is efficiently performed.

또한, 상기 에프세타렌즈부(700)는 상부면 일측에 장착되어 렌즈를 냉각하는 공기가 주입되는 공기주입구(740)와, 상기 공기주입구(740)를 통과한 공기가 통과하도록 상기 에프세타렌즈(720)의 가장자리를 따라 형성되는 통기구(760)와, 공기가 외부로 배출되어 용접에 따른 불순물이 렌즈를 오염시키는 것을 방지하도록 요홈이 형성된 공기배출구(780)가 형성된다.In addition, the fexeta lens unit 700 is mounted on one side of an upper surface of the air inlet 740 through which the air for cooling the lens is injected, and the fceta lens (for the air passing through the air inlet 740) to pass through. A vent 760 is formed along the edge of the 720, and an air outlet 780 in which a recess is formed to prevent air from being discharged to the outside to contaminate the lens by impurities.

한편, 상기 에프세타렌즈부(700)가 용융물이나 분진으로 오염되는 것을 방지하기 위해 상기 에프세타렌즈(720)의 일측에 고압의 공기를 분사하는 크로스젯프로텍트(800)를 설치할 수 있다.
On the other hand, in order to prevent the fexeta lens unit 700 from being contaminated with melt or dust, a crossjet protect 800 for injecting high pressure air may be installed on one side of the fseta lens 720.

본 발명에 따른 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기(10)의 작동원리에 대해 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation principle of the laser welding machine 10 capable of positioning the laser focus and welding failure identification according to the present invention in more detail as follows.

레이저광섬유(100)로 전송되는 용접빔은 콜리메이션렌즈(320)를 통과하여 제1밴딩미러(400), 반사미러(500), 에프세타렌즈(720)를 지나 수평과 수직방향으로 전환되며, 용접하고자 하는 위치에 조사된다.The welding beam transmitted to the laser optical fiber 100 passes through the collimation lens 320 and is converted into a horizontal and vertical direction through the first bending mirror 400, the reflection mirror 500, and the fexeta lens 720. The position to be welded is irradiated.

모재의 용접선이 달라지는 경우에 상기 콜리메이션렌즈(320)를 승하강함으로써 전송되는 용접빔의 영역을 좁게 또는 넓게 조정함으로써 상기 레이저 용접기(10)의 이동 없이 모재의 용접선을 따라 제트축의 값을 작거나 크게 조정하여 용접선 위치를 정확히 맞추어 용접을 할 수 있다.When the welding line of the base material is different, by narrowing or widening the area of the welding beam transmitted by raising and lowering the collimation lens 320, the value of the jet axis is reduced along the welding line of the base material without moving the laser welder 10 or It can be welded by precisely adjusting the position of welding line.

또한, 용접빔으로 모재의 용접선에 맞추어 용접을 하는 경우에 용접불꽃에 의해 플라즈마가 발생하고, 상기 플라즈마는 반사미러(500)에 반사되어 수평으로 전환되어 전송되며, 제1밴딩미러(400)에 투과되어 제2밴딩미러(620)에 의해 수직으로 전송된다.In addition, when welding to the welding line of the base material by the welding beam, the plasma is generated by the welding spark, the plasma is reflected by the reflecting mirror 500 is converted horizontally and transmitted to the first bending mirror 400 It is transmitted and transmitted vertically by the second bending mirror 620.

상기 제2밴딩미러(620)에 의해 수직으로 전송된 플라즈마는 파장의 영역에 따라 두 개의 파장으로 나뉘어지고 필터렌즈(640)를 통과하여 포토다이오드(660)에 도달하게 된다.The plasma transmitted vertically by the second bending mirror 620 is divided into two wavelengths according to the wavelength region and passes through the filter lens 640 to reach the photodiode 660.

한편, 포토다이오드(660)에 용접불꽃의 플라즈마가 도달하면 플라즈마 광량이 전기적신호로 바뀌게 되고, 이의 변화에 의해 상기 레이저 용접기(10)는 모재의 용접불량을 식별할 수 있으며, 용접불량이 발생하면 다시 콜리메이션렌즈(320)를 승하강함으로써 용접선에 맞추어 모재를 용접하게 된다.
On the other hand, when the plasma of the welding flame reaches the photodiode 660, the plasma light amount is converted into an electrical signal, by the change of the laser welding machine 10 can identify the welding defect of the base material, if the welding defect occurs By raising and lowering the collimation lens 320 again, the base metal is welded to the welding line.

본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 즉, 그러한 변형 예 또는 수정 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다. It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiments described and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. In other words, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.

10:레이저용접기 100:레이저광섬유
200:화이버커플러 300:콜리메이션렌즈부
320:콜리메이션렌즈 340:리니어모터
400:제1밴딩미러 500:반사미러
600:용접부감시수단 620:제2밴딩미러
640:필터렌즈 660:포토다이오드
700:에프세타렌즈부 720:에프세타렌즈
740:공기주입구 760:통기구
780:공기배출구 800:크로스젯프로텍트10: laser welding machine 100: laser optical fiber
200: fiber coupler 300: collimation lens unit
320: collimation lens 340: linear motor
400: first bending mirror 500: reflection mirror
600: welding part monitoring means 620: second bending mirror
640: filter lens 660: photodiode
700: F theta lens part 720: F theta lens
740: air inlet 760: vent
780: air outlet 800: crossjet protect

Claims (5)

레이저발진기에서 출력된 용접빔이 전송되는 레이저광섬유;
상기 레이저광섬유의 일단과 일단이 결합 되는 화이버커플러;
상기 화이버커플러의 타단과 일단이 결합 되어 전송된 용접빔의 확산성분을 제거시키는 콜리메이션렌즈부;
상기 콜리메이션렌즈부를 통과한 용접빔의 방향을 전환시키는 제1밴딩미러;
상기 제1밴딩미러에 의해 방향이 전환된 용접빔의 방향을 수직방향으로 전환시키는 반사미러;
상기 제1밴딩미러를 통과하는 용접불빛에 의해 발생 되는 플라즈마에 따라 용접불량을 식별하는 용접부감시수단; 및
상기 반사미러에 의해 방향이 전환된 용접빔을 하나로 집중시키는 에프세타렌즈부를 포함하되,
상기 콜리메이션렌즈부는 상하로 승하강이동이 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기.
A laser optical fiber to which a welding beam output from the laser oscillator is transmitted;
A fiber coupler having one end and one end of the laser optical fiber coupled thereto;
A collimation lens unit coupled to the other end of the fiber coupler to remove a diffusion component of the transmitted welding beam;
A first bending mirror for changing a direction of a welding beam passing through the collimation lens unit;
A reflection mirror for changing a direction of the welding beam, the direction of which is changed by the first bending mirror, in a vertical direction;
Weld monitoring means for identifying a weld failure according to the plasma generated by the welding light passing through the first bending mirror; And
Including an fexeta lens unit for converging the welding beam is turned by the reflection mirror as one,
And a collimation lens unit capable of moving up and down. The laser welding machine capable of adjusting the position of the laser focus and identifying a welding defect.
청구항 1에 있어서, 상기 제1밴딩미러는,
상기 용접부감시수단이 용접시 발생하는 용접불빛에 의해 발생 되는 플라즈마에 따라 용접불량을 식별할 수 있도록 용접불빛이 통과할 수 있는 반투과미러로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기.
The method according to claim 1, wherein the first bending mirror,
Positioning and welding failure of the laser focus, characterized in that the weld monitoring means is formed by a semi-transmissive mirror through which the welding light can pass to identify the welding failure according to the plasma generated by the welding light generated during welding. Recognizable laser welder.
청구항 1에 있어서, 상기 콜리메이션렌즈부는,
상기 화이버커플러의 타단에 결합 되는 콜리메이션렌즈와, 상기 콜리메이션렌즈의 측면에 결합 되어 동력을 전달함으로써 상기 콜리메이션렌즈를 승하강시키는 리니어모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기.The method according to claim 1, wherein the collimation lens unit,
And a collimation lens coupled to the other end of the fiber coupler, and a linear motor coupled to the side of the collimation lens to move the collimation lens up and down by transmitting power. Laser welder with defect identification. 청구항 1에 있어서, 상기 에프세타렌즈부는,
상부면 일측에 장착되어 렌즈를 냉각하는 공기가 주입되는 공기주입구와, 상기 공기주입구를 통과한 공기가 통과하도록 상기 에프세타렌즈의 가장자리를 따라 형성되는 통기구와, 공기가 외부로 배출되어 용접에 따른 불순물이 렌즈를 오염시키는 것을 방지하도록 요홈이 형성된 공기배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기.
The method according to claim 1, wherein the fexeta lens unit,
The air inlet is mounted on one side of the upper surface and the air inlet for cooling the lens is injected, a vent formed along the edge of the F-theta lens to allow the air passing through the air inlet to pass therethrough, and the air is discharged to the outside, resulting in welding. A laser welding machine capable of positioning a laser focus and identifying a welding defect, wherein an air outlet having grooves is formed to prevent impurities from contaminating the lens.
청구항 1에 있어서, 상기 용접부감시수단은,
용접불꽃에 의한 발생 되는 플라즈마를 투과시키는 하나 이상의 제2밴딩미러와, 상기 제2밴딩미러를 통과한 플라즈마의 광양을 조절하는 하나 이상의 필터렌즈와, 상기 필터렌즈를 통과한 플라즈마의 광량을 전기적 신호로 전환함으로써 용접불량을 식별하는 하나 이상의 포토다이오드를 포함하되,
상기 포토다이오드는 용접불꽃에서 발생하는 플라즈마의 파장의 영역에 따라 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 초점의 위치조정 및 용접불량 식별이 가능한 레이저 용접기.
The method of claim 1, wherein the welding portion monitoring means,
At least one second bending mirror for transmitting the plasma generated by the welding flame, at least one filter lens for controlling the amount of plasma passing through the second bending mirror, and an amount of plasma light passing through the filter lens. Include one or more photodiodes that identify weld defects by switching to
And at least one photodiode is installed according to a region of a wavelength of plasma generated from a welding flame.
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