KR20150080352A - 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛 - Google Patents

Abstract

레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 옵틱헤드의 하부에 구성되어 용접부로부터 비산되는 스패터을 차단하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛에 있어서, 상기 레이저 옵틱헤드의 일측에 상단이 체결된 고정빔; 상기 고정빔의 하단에 장착되어 삽입홈을 형성하며, 상기 삽입홈의 내측 중앙에는 가이더가 형성되는 포켓; 중앙에 빔 조사홀이 형성되고, 원주 일측에는 상기 가이더에 끼워지는 가이드 홈이 형성되며, 상기 가이드 홈의 양측에 각각 스토퍼 홀이 형성되어 상기 포켓의 삽입홈에 삽입되어 장착되는 원판 글라스; 상기 포켓의 상면 양측에 설치되어 스토퍼 볼이 상기 삽입홈에 삽입된 원판 글라스 상의 각 스토퍼 홀을 지지하는 복수개의 볼 스토퍼를 포함한다

Description

레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛{PROTECTIVE GLASS UNIT FOR LASER OPTIC HEAD}

본 발명은 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소재의 용접 및 절단 작업 시에 발생되는 스패터(Spatter)로부터 레이저 옵틱헤드 내부의 광학계를 보호하기 위한 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛에 관한 것이다.

최근 산업분야에서 금속 소재의 절단, 용접 및 열처리 등은 원가절감, 공장 자동화 및 품질향상의 측면에서 우수한 효과를 갖는 레이저빔이 적용되고 있는 추세이다.

이러한 레이저빔의 적용에 있어 요구되는 몇 가지 목표는 레이저빔 에너지 분포의 균일화, 일정한 열처리 온도를 유지할 수 있는 레이저 출력제어, 생산성과 품질을 충족시킬 수 있는 최적 레이저빔 조사 속도, 에너지 흡수율의 극대화 등을 들 수 있다.

이러한 목표 아래, 레이저 용접을 비롯한 레이저빔 응용가공을 실시하기 위한 레이저 장치는 레이저빔의 에너지 밀도를 높여주기 위한 초점렌즈 등의 광학계로 구성되는 레이저 옵틱헤드를 구비한다.

상기 레이저 옵틱헤드는 가공 시에 발생하는 가공 부산물인 스패터(비산 불티 및 분진)나 흄에 의해 레이저 옵틱헤드의 광학부품이 손상 및 오염되는 것을 방지하기 위하여, 도 1에서 도시한 바와 같이, 레이저 옵틱헤드(1)의 하부에서 비산되는 스패터(S)를 차단하도록 에어 젯을 형성하는 에어노즐(3)과 함께 보호 글라스(미도시)를 설치하여 사용하고 있다.

즉, 레이저 용접 장치는 레이저 발진기(5)로부터 광 화이버를 통하여 레이저빔(LB)이 전달되는 레이저 옵틱헤드(1)가 로봇(7)의 아암(9) 선단에 구비되고, 상기 레이저 옵틱헤드(1)의 하부에는 에어노즐(3)이 장착된다.

그리고 상기 보호 글라스는 서랍식의 카세트를 이용하여 카세트에 보호 글라스를 장착하고 측부에서 끼워 넣거나, 레이저 옵틱헤드(1) 끝단에 나사 체결된 에어노즐(3)을 분리하여 보호 글라스를 상기 에어노즐(3) 내부에 장착한 상태로 다시 에어노즐(3)을 레이저 옵틱헤드(1)에 나사 체결하는 방식으로 설치된다.

따라서 상기 레이저 옵틱헤드(1)를 통하여 지그(11) 상의 소재(13)의 용접부(W)에 레이저빔(LB)을 조사하여 레이저 용접을 실시하게 된다.

이때, 상기 소재(13)의 용접부(W)에서 발생되어 비산되는 스패터(S)가 상기 레이저 옵틱헤드(1)의 광학계 부품(미도시)에 손상을 입히지 않도록 상기 에어노즐(3)에서는 에어를 고압으로 분사하여 레이저 옵틱헤드(1) 하부에 에어 젯을 형성함으로서 비산되는 스패터(S)를 외측으로 불어내게 되며, 상기 보호 글라스는 미처 불어내지 못한 스패터(S)를 차단하여 레이저 옵틱헤드(1) 내부의 광학계를 직접적으로 보호하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 보호 글라스는 상기 에어노즐(3)을 통하여 형성되는 에어 젯이 용접부(W)에서 수직으로 비산되는 스패터(S)를 효과적으로 차단하기는 어려우며, 이로 인해 보호 글라스의 오염이 심각한 단점이 있다.

또한, 레이저빔(LB)의 투과율을 항상 최상으로 유지하기 위해 오염된 보호 글라스를 교환하는 경우, 좁은 작업공간 내에서 레이저 옵틱헤드(1)로부터 에어노즐(3)을 분리하여 교환해야 함으로 교환작업이 어려운 단점이 있다.

본 발명의 실시 예는 중앙에 빔 조사홀이 형성된 원판 글라스를 옵틱헤드와 연결된 고정빔의 하단에 구성된 포켓에 끼움방식으로 장착함으로써, 장착 및 교환작업이 쉬우며, 소재의 용접 및 절단 작업 시에 발생되는 스패터(Spatter)로부터 옵틱헤드 내부의 광학계를 안전하게 보호하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 레이저 옵틱헤드의 하부에 구성되어 용접부로부터 비산되는 스패터을 차단하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛에 있어서, 상기 레이저 옵틱헤드의 일측에 상단이 체결된 고정빔; 상기 고정빔의 하단에 장착되어 삽입홈을 형성하며, 상기 삽입홈의 내측 중앙에는 가이더가 형성되는 포켓; 중앙에 빔 조사홀이 형성되고, 원주 일측에는 상기 가이더에 끼워지는 가이드 홈이 형성되며, 상기 가이드 홈의 양측에 각각 스토퍼 홀이 형성되어 상기 포켓의 삽입홈에 삽입되어 장착되는 원판 글라스; 상기 포켓의 상면 양측에 설치되어 스토퍼 볼이 상기 삽입홈에 삽입된 원판 글라스 상의 각 스토퍼 홀을 지지하는 복수개의 볼 스토퍼를 포함하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛을 제공할 수 있다.

또한, 상기 원판 글라스는 투명한 유리소재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 빔 조사홀은 상기 레이저빔의 초점구간의 직경보다 더 큰 직경의 원형홀로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 볼 스토퍼는 상기 포켓의 상면에 하방향으로 설치되는 스토퍼 하우징; 상기 스토퍼 하우징의 내부에 삽입되어 일부가 상기 삽입홈으로 돌출되는 스토퍼 볼; 및 상기 스토퍼 하우징의 내부에서 상기 스토퍼 볼을 탄성 지지하는 스프링으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예는 중앙에 빔 조사홀이 형성된 원판 글라스를 옵틱헤드와 연결된 고정빔의 하단에 구성된 포켓에 끼움방식으로 장착함으로써, 장착 및 교환작업을 손쉽게 이룰 수 있으며, 소재의 용접 및 절단 작업 시에 발생되는 스패터(Spatter)로부터 옵틱헤드 내부의 광학계를 안전하게 보호할 수 있다.

또한, 하부에 형성되는 빔 조사홀을 통하여 레이저빔이 조사되어 보호 글라스의 오염에도 불구하고 레이저빔의 출력에 영향을 미치지 않아 일정한 용접품질을 보장할 수 있다.

도 1은 일반적인 레이저 용접장치의 구성 및 그 사용 상태도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛이 적용된 레이저 옵틱헤드부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛이 적용된 레이저 옵틱헤드부의 조립 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛에 적용되는 원판 글라스와 포켓의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛에 적용되는 원판 글라스와 포켓의 조립 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛의 사용 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛이 적용된 레이저 옵틱헤드부의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛이 적용된 레이저 옵틱헤드부의 조립 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛에 적용되는 원판 글라스와 포켓의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛에 적용되는 원판 글라스와 포켓의 조립 단면도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛(20)은 고정빔(21), 포켓(23), 원판 글라스(25), 볼 스토퍼(27)로 구성되어 레이저 옵틱헤드(1)의 하부에 설치되며, 용접부(W)로부터 비산되는 스패터(S)을 차단하여 내부 글라스(29)의 오염을 방지함과 동시에, 레이저 옵틱헤드(1) 내부의 광학계를 보호한다.

먼저, 상기 고정빔(21)은 레이저 옵틱헤드(1)의 일측부에 상단이 볼트 체결되어 고정된다.

그리고 도 4를 참조하면, 상기 포켓(23)은 상기 고정빔(21)의 하단에 장착되며, 일측으로 삽입홈(31)이 형성된다.

또한, 상기 포켓(23)은 상기 삽입홈(31)의 내측 중앙에 가이더(33)가 일체로 형성된다.

그리고 상기 원판 글라스(25)는 중앙에 빔 조사홀(H)이 형성되고, 원주 일측에는 상기 가이더(33)에 끼워지도록 가이드 홈(35)이 형성된다.

또한, 상기 원판 글라스(25)는 상기 가이드 홈(35)의 양측에 각각 스토퍼 홀(37)이 형성된다.

이러한 원판 글라스(25)는 상기 포켓(23)의 삽입홈(31)에 삽입되어 장착되며, 투명한 유리소재로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 빔 조사홀(H)은 상기 레이저빔(LB)의 초점구간의 직경보다 더 큰 직경의 원형홀로 이루어질 수 있다.

이러한 원판 글라스(25)를 상기 포켓(23)의 삽입홈(31)에 장착하기 위해서는 원판 글라스(25) 상의 가이드 홈(35)을 통하여 상기 포켓(23)의 가이더(33)에 끼워지도록 하여 삽입홈(31)에 장착하게 된다.

그리고 상기 볼 스토퍼(27)는 상기 포켓(23)의 상면 양측에 설치되어 스토퍼 볼(27a)이 상기 삽입홈(31)에 삽입된 원판 글라스(25) 상의 각 스토퍼 홀(37)을 지지한다.

즉, 이러한 볼 스토퍼(27)는 상기 포켓(23)의 상면 양측에 하방향으로 스토퍼 하우징(27b)이 체결된다.

또한, 상기 스토퍼 하우징(27b)의 내부에는 상기 스토퍼 볼(27a)이 삽입되어 일부가 상기 삽입홈(31)으로 돌출된 상태를 유지한다.

또한, 상기 스토퍼 하우징(27b)의 내부에는 스프링(27c)이 삽입되어 상기 스토퍼 볼(27a)을 탄성 지지한다.

도 5를 참조하면, 이러한 상기 볼 스토퍼(27)는 상기 삽입홈(31) 측으로 상기 스토퍼 볼(27a)의 일부가 돌출되어, 상기 삽입홈(31)에 삽입된 원판 글라스(25)의 각 스토퍼 홀(37)에 구름 접촉되어 원판 글라스(25)를 지지한다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛(20)은, 도 6에서 도시한 바와 같이, 지그(11) 상의 소재(13)에 대하여 상기 레이저 옵틱헤드(1)로부터 용접부(W)에 레이저빔(LB)을 조사하여 레이저 용접작업을 실시하는 중에 소재(13)의 용접부(W)에서 발생되어 비산되는 스패터(S)를 효과적으로 차단한다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛(20)은 원판 글라스(25)가 고정빔(21)과 포켓(23)을 통하여 용접부(W)에 인접하여 배치됨으로 불규칙적으로 비산되는 스패터(S)의 비산각이 작은 초기에 차단하여 레이저 옵틱헤드(1)의 광학계 부품을 보호하게 된다.

또한, 본 발명의 실시 예 따른 보호 글라스 유닛(20)은 오염된 원판 글라스(23)의 교체 작업 시, 상기 포켓(23)에 대하여 원판 글라스(25)를 옆으로 잡아당기는 것으로 볼 스토퍼(27)에 의해 지지된 원판 글라스(25)을 간단히 분리할 수 있으며, 교체작업도 포켓(23)의 가이더(33)와 가이드 홈(35)을 맞춘 상태로, 삽입홈(31)에 대하여 원판 글라스(25)의 밀어 넣는 것으로 간단히 장착 할 수 있다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1; 레이저 옵틱헤드
20: 보호 글라스 유닛
21: 고정빔
23: 포켓
25: 원판 글라스
27: 볼 스토퍼
27a: 스토퍼 볼
27b: 스토퍼 하우징
27c: 스프링
29: 내부 글라스
31: 삽입홈
33: 가이더
35: 가이드 홈
37: 스토퍼 홀
H: 빔 조사홀
LB: 레이저빔

Claims (6)

1. 레이저 옵틱헤드의 하부에 구성되어 용접부로부터 비산되는 스패터을 차단하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛에 있어서,
   상기 레이저 옵틱헤드의 일측에 상단이 체결된 고정빔;
   상기 고정빔의 하단에 장착되어 삽입홈을 형성하며, 상기 삽입홈의 내측 중앙에는 가이더가 형성되는 포켓;
   중앙에 빔 조사홀이 형성되고, 원주 일측에는 상기 가이더에 끼워지는 가이드 홈이 형성되며, 상기 가이드 홈의 양측에 각각 스토퍼 홀이 형성되어 상기 포켓의 삽입홈에 삽입되어 장착되는 원판 글라스;
   상기 포켓의 상면 양측에 설치되어 스토퍼 볼이 상기 삽입홈에 삽입된 원판 글라스 상의 각 스토퍼 홀을 지지하는 복수개의 볼 스토퍼;
   를 포함하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 원판 글라스는
   투명한 유리소재로 이루어지는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 빔 조사홀은
   상기 레이저빔의 초점구간의 직경보다 더 큰 직경의 원형홀로 이루어지는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.
4. 제1항에 있어서,
   상기 볼 스토퍼는
   상기 포켓의 상면에 하방향으로 설치되는 스토퍼 하우징;
   상기 스토퍼 하우징의 내부에 삽입되어 일부가 상기 삽입홈으로 돌출되는 스토퍼 볼;
   상기 스토퍼 하우징의 내부에서 상기 스토퍼 볼을 탄성 지지하는 스프링으로 이루어지는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.
5. 레이저 옵틱헤드의 하부에 구성되어 용접부로부터 비산되는 스패터을 차단하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛에 있어서,
   상기 레이저 옵틱헤드의 일측에 상단이 체결된 고정빔;
   상기 고정빔의 하단에 장착되어 삽입홈을 형성하며, 상기 삽입홈의 내측 중앙에는 가이더가 형성되는 포켓;
   투명한 유리소재로 이루어져 중앙에 빔 조사홀이 형성되고, 원주 일측에는 상기 가이더에 끼워지는 가이드 홈이 형성되며, 상기 가이드 홈의 양측에 각각 스토퍼 홀이 형성되어 상기 포켓의 삽입홈에 삽입되어 장착되는 원판 글라스;
   상기 포켓의 상면 양측에 각각 하방향으로 설치되는 스토퍼 하우징과, 상기 스토퍼 하우징의 내부에 삽입되어 일부가 상기 삽입홈으로 돌출되는 스토퍼 볼과, 상기 스토퍼 하우징의 내부에서 상기 스토퍼 볼을 탄성 지지하는 스프링으로 이루어져 상기 스토퍼 볼이 상기 삽입홈에 삽입된 원판 글라스 상의 각 스토퍼 홀을 지지하는 2개의 볼 스토퍼;
   를 포함하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.
6. 제5항에 있어서,
   상기 빔 조사홀은
   상기 레이저빔의 초점구간의 직경보다 더 큰 직경의 원형홀로 이루어지는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.

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