KR20160039025A

KR20160039025A - 차량용 패널 각인장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20160039025A
Application number: KR1020140131643A
Authority: KR
Inventors: 임한필
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-04-08

Abstract

차량용 패널 각인장치가 개시된다. 개시된 차량용 패널 각인장치는 ⅰ)베이스부재와, ⅱ)베이스부재에 상하, 전후 및 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 금속 소재의 패널 상에 소정의 문자를 각인하는 각인 핀과, ⅲ)베이스부재에 패널의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되며, 패널의 각인 부위로 레이저빔을 조사하여 그 각인 부위의 강도를 저하시키는 레이저 조사유닛을 포함할 수 있다.

Description

차량용 패널 각인장치 및 그 제어방법 {PANEL INDENT MARKING APPARATUS FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD OF THE SAME}

본 발명의 실시예는 차량용 패널 각인 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스크라이빙 방식으로 차체 패널에 차대번호를 각인 가공할 수 있는 차량용 패널 각인장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 하나의 완성된 자동차를 조립 완료하는 경우 각각에는 고유한 차량 식별 번호(VIN ; Vehicle Identification Number 이하 ‘차대번호’라고 함)를 부여하게 된다.

이러한 차대번호는 알파벳과 숫자로 조합된 일련의 문자로 구성되며, 차체 조립 공장에서 해당 공정에 진입된 차종에 각각 부여된다.

차대번호는 차체 부위 예를 들면, 센터 플로어부의 시트 크로스 멤버에 각인되는 바, 차대번호 각인 작업은 차체 조립 라인에서 각인장치를 사용하여 차체 패널 상에 차대번호를 타각하여 새겨주게 되는 스크라이빙 방식을 이용하고 있다. 스크라이빙 방식의 차대번호 각인 작업은 물리적으로 차체 패널의 모재를 소성 변형시키며 그 차체 패널에 차대번호를 각인할 수 있다.

즉, 스크라이빙 방식의 차대번호 각인 작업은 각인장치를 차체 패널 상의 각인 위치로 이동시킨 후, 기 정해진 차대번호를 스크라이빙 각인 핀을 통해 차체 패널에 새기게 되고, 각인장치가 원위치로 복귀되는 작업 과정을 통해 이루어지게 된다.

이와 같은 각인 작업을 수행하는 각인장치는 예를 들어, 차종 서열에 대한 정보 데이터와 차종에 대한 차량 식별 번호 정보를 저장한 서버와, 이 서버로부터 명령을 받아 동작을 수행하도록 PLC(Programmable Ladder logic Controller) 제어 방식으로 구동되지만, 이는 차체 조립 라인 상에서 다양하게 구성될 수 있음은 물론이다.

그러나 상기와 같은 스크라이빙 방식의 각인장치는 차체 패널 상에 차대번호를 직접 각인시키는 스크라이빙 각인 핀의 강도가 일정하여 다양한 소재로 이루어지는 차체 패널에 대응하지 못하게 되고, 이로 인해, 차체 패널 상에 각인된 차대번호의 각인 깊이가 상대적으로 낮아 차대번호의 식별이 불가하거나 또는 각인이 안되어 그 시인성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

한편, 최근에는 차체의 경량화와 충돌 성능 향상을 위해 초고장력강 적용 부위를 확대하고 있으며, 이로 인해 차체 패널의 강도는 점차 증가하고 있는 추세이다. 또한, 차량의 차대번호를 국가별로 관련 법규로서 규제하고 있는데, 시인성을 위해 차대번호의 각인 깊이 등을 규제하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 초고장력강의 차체 패널에 스크라이빙 방식으로 차대번호를 각인하는 경우, 차체 패널의 강도로 인해 정해진 각인 깊이로 차대번호를 각인하는데 한계가 있어 초고장력강 각인 법규를 만족시키지 못하고 있으며, 스크라이빙 각인 핀의 마모로 인해 차대번호 각인 깊이가 불균일하여 앞서 설명한 바와 같은 문제점들을 야기시킬 수 있다.

이를 개선하기 위해 당 업계에서는 레이저빔을 차체 패널에 조사하여 차대번호를 각인하는 레이저 각인 방식을 적용하고 있다. 이러한 레이저 각인 기술은 레이저를 통해 차체 패널의 모재를 용융 제거하며 그 차체 패널에 차대번호를 각인하는 바, 차체 패널의 강도와 무관하게 각인 가공이 가능하다는 잇점이 있다.

그러나, 이와 같은 레이저 각인 방식의 각인장치는 초고장력강 각인 법규를 만족할 수 있는 차대번호를 차체 패널에 각인할 수 있으나, 레이저를 이용한 차대번호 각인 가공 시, 스패터가 발생하여 차대번호의 문자 인식이 어렵고, 스패터로 인해 레이저 설비에도 악영향을 끼칠 수 있으며, 스패터와 그을음 등을 제거하기 위한 공수, 설비 추가 및 설비의 유지 보수가 필요하다는 단점이 있다.

한국등록특허 제0953310호 (2010. 04. 09. 등록) 일본공개특허 제2006-052106호(2006. 02. 23 공개) 한국등록특허 제1256573호(2013. 04. 15 등록) 이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 레이저를 이용하여 차체 패널의 차대번호 각인 부위를 국부적으로 연화시키며 패널의 강도를 떨어뜨리고, 스크라이빙 방식으로 차체 패널에 차대번호를 각인 가공할 수 있도록 한 차량용 패널 각인장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 패널 각인장치는, ⅰ)베이스부재와, ⅱ)상기 베이스부재에 상하, 전후 및 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 금속 소재의 패널 상에 소정의 문자를 각인하는 각인 핀과, ⅲ)상기 베이스부재에 상기 패널의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되며, 상기 패널의 각인 부위로 레이저빔을 조사하여 그 각인 부위의 강도를 저하시키는 레이저 조사유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치는, 상기 레이저 조사유닛에 설치되어 레이저빔에 의해 가열된 상기 패널 각인 부위의 온도를 측정하는 온도 센서와, 상기 온도 센서를 통해 취득한 온도 측정값을 기반으로 상기 패널 각인 부위의 강도를 추출하고 상기 패널 각인 부위의 강도에 따라 상기 레이저 조사유닛의 레이저 출력을 가변하는 제어기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 패널 각인 부위의 강도에 따라 상기 각인 핀의 이동속도 및 압력을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치에 있어서, 상기 레이저 조사유닛에는 레이저 출력을 모니터링 하기 위한 모니터링 센서가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치에 있어서, 상기 베이스부재에는 상기 각인 핀을 상하, 전후 및 좌우 방향으로 왕복 이동시키기 위한 제1 이동유닛이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치에 있어서, 상기 베이스부재에는 상기 레이저 조사유닛을 상기 패널의 길이 방향을 따라 왕복 이동시키기 위한 제2 이동유닛이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치에 있어서, 상기 제1 이동유닛, 제2 이동유닛 및 레이저 조사유닛은 상기 제어기에 의해 제어될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치에 있어서, 상기 레이저 조사유닛은 레이저빔 전송 파이버를 통해 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사부와, 상기 레이저빔의 조사 방향으로 설치되며 레이저빔을 평형하게 유도하는 평형 렌즈와, 상기 평형 렌즈에 대응하게 설치되며 상기 평형 렌즈를 통과한 레이저빔을 집약하는 초점 렌즈와, 상기 초점 렌즈에서 집약된 레이저빔을 상기 패널의 각인 부위로 반사하는 반사 렌즈를 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 패널 각인장치의 제어방법은, (a) 금속 소재의 패널 상에 스크라이빙 방식으로 소정의 문자를 각인하기 위한 상기의 차량용 패널 각인장치를 제공하며, (b) 레이저 조사유닛을 상기 패널의 길이 방향을 따라 이동시키며, 상기 패널의 각인 부위로 레이저빔을 조사하고, (c) 상기 레이저빔에 의해 가열된 상기 패널 각인 부위의 온도를 온도 센서를 통해 취득하며, (d) 상기 온도 센서를 통해 취득한 온도 측정값을 기반으로 상기 패널 각인 부위의 강도를 추출하고, (e) 상기 패널 각인 부위의 강도에 따라 상기 레이저 조사유닛의 레이저 출력을 가변하며, (f) 각인 핀을 상하, 전후 및 좌우 방향으로 이동시키며, 상기 레이저빔에 의해 강도가 저하된 상기 패널의 각인 부위에 상기 각인 핀을 통하여 문자를 각인하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치의 제어방법은, 상기 레이저빔에 의해 연화된 상기 패널 각인 부위의 강도에 따라 상기 각인 핀의 이동속도 및 압력을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치의 제어방법은, 상기 패널 각인 부위의 온도가 그 각인 부위의 강도와 반비례하는 것을 기초로 하여 상기 온도 측정값에 따른 상기 패널 각인 부위의 강도를 추출할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치의 제어방법은, 상기 레이저 조사유닛의 레이저 출력에 따라 상기 온도 측정값이 가변할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 레이저를 이용하여 패널의 차대번호 각인 부위를 국부적으로 연화시키며 패널의 강도를 떨어뜨리고, 스크라이빙 방식으로 패널에 차대번호를 각인 가공할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 레이저빔으로서 패널의 각인 부위를 연화시킨 상태에서 각인 핀을 통해 패널의 각인 부위에 스크라이빙 방식으로 차대번호를 각인 가공할 수 있으므로, 레이저 각인 방식과 달리 스패터 등의 이물질이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 초고장력강의 패널을 각인하는데 따른 각인 핀의 마모 발생을 방지할 수 있고, 초고장력강 패널에 대한 각인 깊이 등의 각인 법규를 만족시킬 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 패널 각인장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 패널 각인장치에 적용되는 제1 이동유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 패널 각인장치에 적용되는 제2 이동유닛을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 패널 각인장치에 적용되는 레이저 조사유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 패널 각인장치의 제어방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 패널 각인장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 패널 각인장치(100)는 차체 조립 공장에서 소정의 금속 패널(1)(이하에서는 편의 상 "패널" 이라고 한다)에 차량 식별 번호로서의 차대번호를 각인 가공하는 공정에 적용될 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치(100)는 차체에 적용되는 패널(1)로서 초고장력강으로 이루어진 센터 플로어부의 시트 크로스 멤버에 차대번호로서 알파벳과 숫자로 조합된 일련의 문자를 스크라이빙 방식으로 각인 가공할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치(100)를 통해 차체의 패널(1)에 차대번호로서의 문자를 스크라이빙 방식으로 각인하는 예를 설명한다.

그러나, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 초고장력강으로 이루어진 다양한 종류 및 용도의 금속 패널 상에 소정의 문자를 스크라이빙 방식으로 각인하는 것이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치(100)는 레이저를 이용하여 패널(1)의 문자 각인 부위를 국부적으로 연화시키며 패널(1)의 강도를 떨어뜨리고, 스크라이빙 방식으로서 패널(1)의 각인 부위에 문자(차대번호)를 각인 가공할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치(100)는 기본적으로, 베이스부재(10), 각인 핀(20) 및 레이저 조사유닛(60)을 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

상기 베이스부재(10)는 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 지지하는 것으로서, 소정의 정치식 프레임에 고정되게 설치될 수 있고, 로봇의 아암 선단에 장착될 수도 있다.

상기 베이스부재(10)는 예를 들어 케이스 또는 하우징 형태로 구비되는 바, 그 베이스부재(10)에는 뒤에서 설명될 구성 요소들을 지지하기 위한 각종 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 블록, 칼라 등과 같은 부속요소들을 포함하고 있다.

그러나, 상기한 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 베이스부재(10)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 베이스부재(10)로 통칭한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 각인 핀(20)은 소정의 압력으로 패널(1)을 가압하며 그 패널(1)의 각인 부위에 문자를 각인하는 것으로, 패널(1)의 각인 부위를 물리적으로 소성 변형시키며 음각의 문자를 새기는 스크라이빙 핀으로서 구비될 수 있다.

이러한 각인 핀(20)은 패널(1)의 각인 부위에 문자를 각인하기 위해 베이스부재(10)에 좌우, 전후 및 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 바, 제1 이동유닛(30)에 의해 좌우, 전후 및 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

상기 제1 이동유닛(30)은 베이스부재(10)에 설치되는 바, 도 2에서와 같이 각인 핀(20)을 패널(1)의 길이 방향(좌우 방향)으로 왕복 이동시키기 위한 제1 이동부재(31)와, 각인 핀(20)을 전후 방향으로 왕복 이동시키기 위한 제2 이동부재(41)와, 각인 핀(20)을 상하 방향으로 왕복 이동시키기 위한 제3 이동부재(51)를 포함한다.

상기 제1 이동부재(31)는 서보 모터, 리드 스크류 및 가이드 기구를 포함하는 공지 기술의 전동 실린더 장치로 구성될 수 있다. 상기 제2 이동부재(41)는 제1 이동부재(31)에 연결되게 설치되며, 서보 모터, 리드 스크류 및 가이드 기구를 포함하는 공지 기술의 전동 실린더 장치로 구성될 수 있다. 그리고 상기 제3 이동부재(51)는 제2 이동부재(41)에 연결되게 설치되며 공압 또는 유압에 의해 작동하는 공지 기술의 작동 실린더 장치로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제3 이동부재(51)는 공압에 의해 상하 방향으로 전후진 작동하는 공압 실린더로서, 상하 방향으로 전후진 작동하는 로드의 단부에는 각인 핀(20)이 고정되게 설치된다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 레이저 조사유닛(60)은 패널(1)의 각인 부위로 레이저빔을 조사하여, 패널(1)의 각인 부위를 가열함으로써 그 각인 부위의 강도를 저하(연화)시키기 위한 것이다.

상기 레이저 조사유닛(60)은 베이스부재(10)에 패널(1)의 길이 방향(좌우 방향)을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 바, 제2 이동유닛(70)에 의해 패널(1)의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

상기 제2 이동유닛(70)은 베이스부재(10)에 설치되는 바, 도 3에서와 같이 서보 모터(71), 리드 스크류(72), 가이드 레일(73) 그리고 슬라이더(74)를 포함한다.

상기 서보 모터(71)는 베이스부재(10)에 고정되게 설치된다. 상기 리드 스크류(72)는 베이스부재(10)에 좌우 방향으로 배치되며, 서보 모터(71)의 구동축에 연결되게 설치된다. 상기 가이드 레일(73)은 리드 스크류(72)와 평행하게 베이스부재(10)에 고정되게 설치된다. 상기 슬라이더(74)는 리드 스크류(72)에 스크류 결합되며, 가이드 레일(73)에 슬라이딩 가능하게 결합된다.

여기서, 상기 리드 스크류(72)의 일측 단부는 서보 모터(71)의 구동축에 연결되며, 그 리드 스크류(72)의 다른 일측 단부는 가이드 레일(73)에 회전 가능하게 지지된다. 그리고 상기 슬라이더(74)에는 레이저 조사유닛(60)이 고정되게 설치된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 레이저 조사유닛(60)은 도 4에서와 같이, 레이저빔 전송 파이버(61)를 통해 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사부(62)와, 레이저빔을 평형하게 유도하는 평형 렌즈(63)와, 평형 렌즈(63)를 통과한 레이저빔을 집약하는 초점 렌즈(64)와, 초점 렌즈(64)에서 집약된 레이저빔을 패널(1)의 각인 부위로 반사하는 반사 렌즈(65)를 포함한다.

상기에서 평형 렌즈(63), 초점 렌즈(64) 및 반사 렌즈(65)는 레이저 조사유닛(60)의 본체에 레이저빔의 조사 방향을 따라 상호 대응하게 배치된다. 이러한 레이저 조사유닛(60)의 레이저빔 조사 구조 및 작용은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술이므로 이하에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

다른 한편으로, 도 1 및 도 4를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치(100)는 온도 센서(81)와 제어기(90)를 더 포함하고 있다. 상기 온도 센서(81)는 레이저 조사유닛(60)의 본체에 설치되며 그 레이저 조사유닛(60)으로부터 조사되는 레이저빔에 의해 가열된 패널(1)의 각인 부위 온도를 측정하고 그 측정값을 제어기(90)로 출력한다.

또한, 본 발명의 실시예에서 상기 레이저 조사유닛(60)의 본체에는 레이저 출력을 모니터링 하기 위한 모니터링 센서(83)가 설치되는 바, 그 모니터링 센서(83)는 레이저 조사유닛(60)의 레이저 출력을 실시간으로 모니터링하며 그 출력 값을 제어기(90)로 전송한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제어기(90)는 본 장치(100)의 전체적인 운용을 제어하는 것으로, 위에서 언급한 바 있는 제1 이동유닛(30), 레이저 조사유닛(60) 및 제2 이동유닛(70)의 구동을 실질적으로 제어하며, 모니터링 센서(83)로부터 레이저 출력 값을 전송 받는다.

더 나아가, 상기 제어기(90)는 온도 센서(81)를 통해 취득한 온도 측정값을 기반으로, 패널 각인 부위의 강도를 추출하고, 그 패널 각인 부위의 강도에 따라 레이저 조사유닛(60)의 레이저 출력을 가변할 수 있다.

또한, 상기 제어기(90)는 패널 각인 부위의 강도에 따라 각인 핀(20)의 이동속도 및 압력을 조절할 수 있다. 즉 상기 제어기(90)는 패널 각인 부위의 강도에 따라 제1 이동유닛(30)을 제어하며 각인 핀(20)의 이동속도 및 상하 방향으로의 압력(가압력)을 조절할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 패널 각인장치(100)의 제어방법을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 패널 각인장치의 제어방법을 설명하기 위한 플로우-차트이다.

앞서 개시한 도면들 및 도 5를 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 차대번호를 각인하고자 하는 패널(1)의 각인 위치 예를 들면, 초고장력강으로 이루어진 센터 플로어부의 시트 크로스 멤버 측으로 베이스부재(10)를 진입시킨다(S11 단계).

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 레이저 조사유닛(60)에 온-신호를 인가하여 그 레이저 조사유닛(60)을 통해 레이저빔을 패널(1)의 각인 부위로 조사하며, 제2 이동유닛(70)을 통해 레이저 조사유닛(60)을 패널(1)의 길이 방향을 따라 이동시킨다(S12 단계).

여기서, 상기 레이저 조사유닛(60)은 레이저빔 조사부(62)에서 레이저빔 전송 파이퍼(61)를 통해 레이저빔을 조사하면, 그 레이저빔이 평형 렌즈(63)에서 평형하게 유도되고, 초점 렌즈(64)를 통해 레이저빔이 집약된 상태로, 반사 렌즈(65)를 통해 레이저빔을 패널(1)의 각인 부위 측으로 반사시켜 그 각인 부위로 레이저빔을 조사할 수 있다.

그러면, 상기와 같이 레이저 조사유닛(60)을 패널(1)의 길이 방향을 따라 이동시키며 그 레이저 조사유닛(60)을 통해 레이저빔을 패널(1)의 각인 부위로 조사함에 따라, 본 발명의 실시예에서는 패널(1)의 각인 부위를 레이저빔을 통해 가열함으로써 그 각인 부위의 강도를 저하(연화)시킬 수 있다.

이 경우, 본 발명의 실시예에서는 상기 레이저 조사유닛(60)에 설치된 모니터링 센서(83)를 통해 그 레이저 조사유닛(60)의 레이저 출력을 실시간으로 모니터링하며 그 출력 값을 제어기(90)로 전송한다(S13 단계).

상기한 바와 같은 과정에, 본 발명의 실시예에서는 레이저빔에 의해 가열된 패널 각인 부위의 온도를 온도 센서(81)를 통해 취득하고 그 취득 값을 제어기(90)로 출력한다(S14 단계).

이에, 상기 제어기(90)에서는 온도 센서(81)를 통해 취득한 온도 측정 값을 기반으로 패널 각인 부위의 강도를 추출한다(S15 단계).

여기서, 상기 패널 각인 부위의 온도는 그 각인 부위의 강도와 반비례 관계에 있기 때문에, 상기 제어기(90)는 온도 센서(81)로 측정된 패널 각인 부위의 온도 값을 그 패널 각인 부위의 강도로 치환할 수 있다.

그리고, 상기 레이저 조사유닛(60)으로부터 조사되는 레이저빔의 출력에 따라 패널 각인 부위의 온도 측정값은 가변될 수 있다. 즉 상기 레이저빔의 출력 값이 커지게 되면 패널 각인 부위의 온도는 상승하게 되고, 레이저빔의 출력 값이 작아지게 되면 패널 각인 부위의 온도는 떨어지게 됨은 당연하다 할 것이다.

상기와 같은 패널 각인 부위의 온도와 강도의 상관 관계 및 패널 각인 부위의 온도와 레이저 출력의 상관 관계를 기초로, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어기(90)를 통해 패널 각인 부위의 강도에 따라 레이저 조사유닛(60)의 레이저 출력을 가변할 수 있다(S17 단계).

이 경우 본 발명의 실시예에서는 패널 각인 부위의 기 설정된 강도를 기준으로 레이저 조사유닛(60)의 레이저 출력을 가변하며, 패널 각인 부위의 온도를 조절할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 상기 온도 센서(81)의 온도 값으로 추출된 패널 각인 부위의 강도가 기 설정된 강도를 만족하지 않는 경우(S16 단계), 제어기(90)를 통해 레이저 조사유닛(60)의 레이저 출력을 조절할 수 있다.

이와 같은 상태에서 본 발명의 실시예에서는 제1 이동유닛(30)을 통해 각인 핀(20)을 좌우, 전후 및 상하 방향으로 이동시키며, 레이저빔에 의해 강도가 저하된 패널(1)의 각인 부위에 각인 핀(20)을 통해 소정 문자(예를 들면, 차대번호)를 스크라이빙 방식으로 각인한다(S18 단계).

이러는 과정에 본 발명의 실시예에서는 레이저빔에 의해 연화된 패널(1)의 각인 부위의 강도에 따라, 제어기(90)를 통해 제1 이동유닛(30)을 제어하여 각인 핀(20)의 이동속도 및 압력을 조절할 수 있다(S19).

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 패널 각인장치(100) 및 그 제어 방법에 의하면, 레이저를 이용하여 패널(1)의 차대번호 각인 부위를 국부적으로 연화시키며 패널(1)의 강도를 떨어뜨리고, 스크라이빙 방식으로 패널(1)에 차대번호를 각인 가공할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 레이저빔으로서 패널(1)의 각인 부위를 연화시킨 상태에서 각인 핀(20)을 통해 패널(1)의 각인 부위에 스크라이빙 방식으로 차대번호를 각인 가공할 수 있으므로, 레이저 각인 방식과 달리 스패터 등의 이물질이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 초고장력강의 패널(1)을 각인하는데 따른 각인 핀(20)의 마모 발생을 방지할 수 있고, 초고장력강 패널에 대한 각인 깊이 등의 각인 법규를 만족시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 패널 10... 베이스부재
20... 각인 핀 30... 제1 이동유닛
31... 제1 이동부재 41... 제2 이동부재
51... 제3 이동부재 60... 레이저 조사유닛
61... 전송 파이버 62... 레이저빔 조사부
63... 평형 렌즈 64... 초점 렌즈
65... 반사 렌즈 70... 제2 이동유닛
71... 서보 모터 72... 리드 스크류
73... 가이드 레일 74... 슬라이더
81... 온도 센서 83... 모니터링 센서
90... 제어기

Claims

베이스부재;
상기 베이스부재에 상하, 전후 및 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 금속 소재의 패널 상에 소정의 문자를 각인하는 각인 핀; 및
상기 베이스부재에 상기 패널의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되며, 상기 패널의 각인 부위로 레이저빔을 조사하여 그 각인 부위의 강도를 저하시키는 레이저 조사유닛;
을 포함하는 차량용 패널 각인장치.
제1 항에 있어서,
상기 레이저 조사유닛에 설치되어 레이저빔에 의해 가열된 상기 패널 각인 부위의 온도를 측정하는 온도 센서와,
상기 온도 센서를 통해 취득한 온도 측정값을 기반으로, 상기 패널 각인 부위의 강도를 추출하고, 상기 패널 각인 부위의 강도에 따라 상기 레이저 조사유닛의 레이저 출력을 가변하는 제어기
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 패널 각인장치.
제2 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 패널 각인 부위의 강도에 따라 상기 각인 핀의 이동속도 및 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 패널 각인장치.
제2 항에 있어서,
상기 레이저 조사유닛에는 레이저 출력을 모니터링 하기 위한 모니터링 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 패널 각인장치.
제2 항에 있어서,
상기 베이스부재에는 상기 각인 핀을 상하, 전후 및 좌우 방향으로 왕복 이동시키기 위한 제1 이동유닛이 설치되며,
상기 베이스부재에는 상기 레이저 조사유닛을 상기 패널의 길이 방향을 따라 왕복 이동시키기 위한 제2 이동유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 패널 각인장치.
제5 항에 있어서,
상기 제1 이동유닛, 제2 이동유닛 및 레이저 조사유닛은 상기 제어기에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 패널 각인장치.
제1 항에 있어서,
상기 레이저 조사유닛은,
레이저빔 전송 파이버를 통해 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사부와,
상기 레이저빔의 조사 방향으로 설치되며, 레이저빔을 평형하게 유도하는 평형 렌즈와,
상기 평형 렌즈에 대응하게 설치되며, 상기 평형 렌즈를 통과한 레이저빔을 집약하는 초점 렌즈와,
상기 초점 렌즈에서 집약된 레이저빔을 상기 패널의 각인 부위로 반사하는 반사 렌즈
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 패널 각인장치.
금속 소재의 패널 상에 스크라이빙 방식으로 소정의 문자를 각인하기 위한 청구항 1의 차량용 패널 각인장치를 제공하며;
레이저 조사유닛을 상기 패널의 길이 방향을 따라 이동시키며, 상기 패널의 각인 부위로 레이저빔을 조사하고;
상기 레이저빔에 의해 가열된 상기 패널 각인 부위의 온도를 온도 센서를 통해 취득하며;
상기 온도 센서를 통해 취득한 온도 측정값을 기반으로 상기 패널 각인 부위의 강도를 추출하고;
상기 패널 각인 부위의 강도에 따라 상기 레이저 조사유닛의 레이저 출력을 가변하며;
각인 핀을 상하, 전후 및 좌우 방향으로 이동시키며, 상기 레이저빔에 의해 강도가 저하된 상기 패널의 각인 부위에 상기 각인 핀을 통하여 문자를 각인하는 과정
을 포함하는 차량용 패널 각인장치의 제어방법.
제8 항에 있어서,
상기 레이저빔에 의해 연화된 상기 패널 각인 부위의 강도에 따라 상기 각인 핀의 이동속도 및 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 패널 각인장치의 제어방법.
제8 항에 있어서,
상기 패널 각인 부위의 온도가 그 각인 부위의 강도와 반비례하는 것을 기초로 하여 상기 온도 측정값에 따른 상기 패널 각인 부위의 강도를 추출하는 것을 특징으로 차량용 패널 각인장치의 제어방법.
제8 항에 있어서,
상기 레이저 조사유닛의 레이저 출력에 따라 상기 온도 측정값이 가변하는 것을 특징으로 하는 차량용 패널 각인장치의 제어방법.