KR20170008010A - 레이저 가공 장치 및 이를 이용한 식별 마크 형성 방법 - Google Patents

레이저 가공 장치 및 이를 이용한 식별 마크 형성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 가공 장치는 타각 대상물에 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 장치, 레이저 빔 조사 장치와 연결되어 상기 레이저 빔의 조사 각도를 조절하는 각도 조절 장치, 레이저 빔이 조사되는 영역을 촬영하는 촬영 장치, 레이저 빔의 이동 경로 상에 위치하는 가이드 빔 반사 미러를 포함하고, 레이저 빔은 상기 타각 대상물을 타각하는 가공 레이저 빔 또는 상기 가이드 빔일 수 있다.

Description

레이저 가공 장치 및 이를 이용한 식별 마크 형성 방법{LASER PROCESSING DEVICE AND METHOD OF FORMING IDENTIFYING MARK USING THE SAME}
본 발명은 레이저 가공 장치에 관한 것으로, 특히 QR 코드와 같은 식별 마크를 형성할 수 있는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량 생산 라인에는 RFID(radio frequency identification reader)가 설치되어 차량 추적 시스템을 이용하여 생산 차량을 확인해 가면서 차량 생산 공정을 수행하고 있다. 차량 추적 시스템을 위해서 해당 각 생산 차량이나 부품에 식별용 RF 태그(radio frequency identification tag)를 부착하게 된다.
이에 생산 공정이 종료되어 완성된 차량이나 생산 차종에 따른 부품에 부착된 RF 식별 태그는 공정 진행 중에 RF 신호를 송출 받는 RFID에 의해 읽혀지게 되고, 리더는 RF 식별 태그에 저장되어 있는 정보 중 해당 라인 즉, RF 태그는 해당 각 생산 차량을 식별 및 확인하기 위한 식별 번호에 대한 정보나 차량의 색상, 차체의 형태 등에 관한 생산 정보를 저장하고 있는 플레이트로, 후면에는 차량 부품이 특정 부위에 형성된 체결홀에 끼워져 고정될 수 있도록 체결핀이 돌출된 구조로 되어 있어서, 부품이 해당 라인에 도착하게 되면 작업자는 해당 RF 태그를 집어 부품의 체결홀에 끼워 장착하게 된다.
이러한 RF 태그는 부품의 이송 라인 일측에 설치되는 RF 태그 공급부, 공급ㅂ로부터 RF 태그를 하나씩 인출하기 위한 인출부, 인출부로부터 RF 태그를 받아 이송되는 차량 부품의 체결 구멍에 끼우기 위한 체결부를 포함하는 RF 태그 장착 장치에 의해 간편하게 조립 설치되고 있다.
그러나 종래에는 RFID와 같은 정보 저장 매체를 사용함으로 인한 변동 발생시 RFID 태그를 교체해야 하므로, 비용이 발생하는 문제점이 있었으며 도색 작업을 위한 페인팅 후에는 차체에 부착된 RFID의 정보를 인식하지 못하거나 별도의 처리 과정에서 정보 저장 매체가 손상될 수 있다.
따라서, 본 발명은 식별 마크를 이용한 차량 정보를 인식할 수 있도록 QR코드와 같은 식별 마크를 형성할 수 있는 레이저 가공 장치 및 이를 이용하여 식별 마크를 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 식별 마크가 형성되는 대상물의 위치가 변화하더라도 레이저 빔의 초점을 정확하게 맞춰 식별 마크로 인한 인식 오류를 줄일 수 있는 레이저 가공 장치 및 이를 이용한 식별 마크 형성 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 가공 장치는 타각 대상물에 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 장치, 레이저 빔 조사 장치와 연결되어 상기 레이저 빔의 조사 각도를 조절하는 각도 조절 장치, 레이저 빔이 조사되는 영역을 촬영하는 촬영 장치, 레이저 빔의 이동 경로 상에 위치하는 가이드 빔 반사 미러를 포함하고, 레이저 빔은 상기 타각 대상물을 타각하는 가공 레이저 빔 또는 상기 가이드 빔일 수 있다.
상기 레이저 빔 조사 장치는 레이저 빔의 조사 경로를 변경하기 위한 적어도 하나 이상의 레이저 빔 반사 미러를 포함할 수 있다.
상기 가이드 빔 반사 미러는 가공 레이저 빔은 투과시킬 수 있다.
상기 가이드 빔은 타각 대상물의 표면에 비춰져 가이드 패턴을 표시할 수 있다.
상기 가이드 패턴은 일방향으로 뻗으며 서로 이격되어 있는 복수의 제1 가이드선, 제1 가이드선과 교차하는 방향으로 뻗으며 서로 이격되어 있는 복수의 제2 가이드선을 포함할 수 있다.
상기 제1 가이드선들의 선폭은 동일하고, 제2 가이드선들의 선폭은 동일하게 상기 타각 대상물 표면에 비춰질 수 있다.
상기한 다른 과제를 달성하기 위해서, 상기한 레이저 조사 장치를 이용하여 식별 마크를 형성하는 방법은 타각 대상물을 준비하는 단계, 타각 대상물에 가이드 빔을 비춰 상기 타각 대상물 표면에 가이드 패턴을 표시하는 단계, 가이드 패턴을 촬영하여 가이드 이미지를 획득하는 단계, 가이드 패턴으로부터 타각 대상물의 틀어짐 여부를 판단하는 단계, 그리고 레이저 조사 장치로부터 가공용 레이저 빔을 조사하여 타각 대상물에 상기 식별 마크를 형성하는 단계를 포함하고, 식별 마크를 형성하는 단계에서, 타각 대상물이 틀어질 경우 레이저 조사 장치의 각도 조절 장치로 상기 레이저 빔이 조사 각도를 변경한 후 진행할 수 있다.
상기 가이드 패턴은 일방향으로 뻗으며 서로 이격되어 있는 복수의 제1 가이드선, 제1 가이드선과 교차하는 방향으로 뻗으며 서로 이격되어 있는 복수의 제2 가이드선을 포함하는 레이저 가공 장치를 이용할 수 있다.
상기 가이드 패턴을 형성하는 단계에서, 제1 가이드선들의 선폭은 동일하게 비춰지고, 제2 가이드선들의 선폭은 동일하게 비춰지는 레이저 가공 장치를 이용할 수 있다.
상기 타각 대상물의 틀어짐 여부를 판단하는 단계에서, 타각 대상물이 틀어질 경우 상기 복수의 제1 가이드선의 선폭은 다르게 측정되는 레이저 가공 장치를 이용할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에서와 같이 레이저 조사 장치를 이용하면, 타각 대상물의 위치가 변화하더라도 정확한 초점으로 레이저 빔을 조사할 수 있다. 따라서, 레이저로 형성된 식별 마크의 오류를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용하여 QR 코드를 타각하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 가이드 패턴을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 가이드 패턴의 틀어짐을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 조사 각도를 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
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.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1000)는 레이저 빔 조사 장치(100), 레이저 빔 조사 장치의 일측에 연결된 각도 조절 장치(200), 레이저 빔의 경로 상에 위치하는 가이드 빔 반사 미러(350), 촬영 장치(380), 레이저 안전 국부 차단막(400) 및 에어 공급부(500)를 포함한다.
레이저 빔 조사 장치(100)는 레이저 전송 파이버(60)를 통해서 전달되는 레이저 빔의 경로를 변경하여, 타각 대상물에 전달하는 복수의 레이저 빔 반사 미러(150)를 포함한다.
레이저 빔 반사 미러(150)는 레이저 빔의 이동 경로 상에 위치하며, 레이저 전송 파이버(60)로부터 전달되는 레이저 빔의 이동 경로를 조절한다. 즉, 레이저 전송 파이버로부터 입사되는 레이저 빔을 반사시켜 레이저 빔의 경로를 변경함으로써 레이저 빔이 대상물에 조사될 수 있도록 한다.
레이저 전송 파이버(60)는 레이저 발진기(도시하지 않음)와 레이저 빔 조사 장치(100) 사이에 위치하며, 레이저 발진기로부터 전달되는 레이저 빔을 레이저 빔 조사 장치로 전송한다. 레이저 발진기(도시하지 않음)는 레이저 빔 또는 가이드 빔을 출력하는 장치로, 제어부(도시하지 않음)의 제어에 따라 출력되는 레이저 빔의 강도나 발생 주기 등이 조절되고, 가이드 빔의 패턴을 생성할 수 있다.
레이저 전송 파이버(60)는 조사하고자 하는 레이저의 형태 및 출력에 따라서 레이저 발진기로부터 전달되는 여러 개의 빔을 하나로 통합시키거나, 분배 시킬 수 있다.
또한, 작업 환경에 따라서 레이저 발진기를 레이저 조사 장치와 떨어져 위치시킨 후, 레이저 전송 파이버를 이용하여 레이저 조사 장치로 전달할 수 있다.
각도 조절 장치(200)는 레이저 빔 조사 장치(100)와 연결되어 레이저 빔 조사 장치를 상, 하, 좌, 우로 이동시킬 수 있다. 각도 조절 장치(200)를 이용하여 레이저 빔 조사 장치의 각도를 조절하면, 레이저 빔의 조사 방향이 변경된다. 레이저 빔의 초점이 정확하지 않을 경우, 각도 조절 장치(200)를 이용하여 레이저 빔 조사 장치의 위치를 변경함으로써 레이저 빔의 초점을 정확하게 조준한 상태에서 레이저 빔이 타각 대상물에 조사될 수 있도록 한다.
각도 조절 장치(200)는 상하 방향으로 이동 가능한 회전 장치와 좌우 방향으로 이동 가능한 회전 장치를 포함할 수 있으며, 설정된 각도를 유지하기 위한 고정 장치를 더 포함할 수 있다.
촬영 장치(380)는 라인 카메라(line camera), 에어리어 카메라(area camera), 고체촬상소자(CCD) 또는 CMOS 이미지 센서(CMOS image sensor)일 수 있으며, 이외에도 다양한 이미지 캡쳐 수단이 이용될 수 있다. 촬영 장치(380)는 모니터(도시하지 않음)와 연결될 수 있으며, 모니터는 촬영 장치에서 촬영한 영상을 출력하는 수단일 수 있다.
가이드 빔 반사 미러(350)는 레이저 빔이 이동하는 경로 상에 위치하며, 가공용 레이저 빔은 투과시킨다. 가이드 빔 반사 미러(350)는 타각 대상물 표면에 형성된 가이드 패턴이 촬영 장치에 의해서 촬영될 수 있도록 한다.
즉, 촬영 장치는 레이저 빔의 이동 경로에 대해서 수직한 방향으로 설치되어, 레이저 빔이 조사되는 영역에 위치하는 가이드 패턴을 직접적으로 촬영할 수 없다. 타각 대상물에 형성되는 가이드 패턴은 가이드 빔 반사 미러(350)에 비춰지고, 촬영 장치(380)는 가이드 빔 반사 미러(350)에 비춰진 가이드 패턴을 촬영한다.
따라서, 가이드 빔 반사 미러(350)의 각도를 조절하여 촬영 장치가 타각 대상물에 형성된 가이드 패턴을 정확하게 촬영할 수 있도록 설치한다.
레이저 안전 국부 차단막(400)은 레이저 빔이 외부로 노출되는 것을 방지한다. 따라서, 레이저 안전 국부 차단막(400)은 레이저빔이 지나가는 경로를 감싸도록 형성되어 레이저 빔이 관통한다.
에어(air) 공급부(500)는 레이저 빔이 조사되는 위치에 가공 기체를 조사하기 위한 것으로, 가공 기체는 레이저 빔이 조사될 때 공급될 수 있다. 가공 기체는 금속 표면에서 발생되는 플라스마를 제거하여, 플라스마 차장효과를 줄인다.
본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 가공 장치는 차체의 조립 공장에서 차체의 일면에 차체 식별 표식을 생성하는 공정에 사용될 수 있다. 예를 들어, 차체 식별 표식은 QR 코드일 수 있으며, 레이저 가공 장치를 이용하여 차체에 QR 코드를 형성할 수 있다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저를 이용하여 QR 코드를 타각하고자 하는 대상물에 모두 사용 가능하다.
이하에서는 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 통해 QR 코드를 타각하는 방법에 대해서 도 2 내지 6과 기 설명한 도 1을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용하여 QR 코드를 타각하는 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 가이드 패턴을 도시한 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 가이드 패턴의 틀어짐을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 조사 각도를 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 타각 대상물을 준비하는 단계(S100), 타각 대상물에 가이드 패턴을 생성하는 단계(S110), 가이드 패턴을 촬영하여 가이드 이미지를 획득하는 단계(S120), 틀어짐 여부를 판단하는 단계(S130), 레이저 조사 장치의 조사 각도를 조절하는 단계(S140), 타각 대상물에 QR 코드를 생성하는 단계(S150)를 포함한다.
타각 대상물을 준비하는 단계(S100)에서, 타각 대상물은 예를 들어, 자동차의 일면일 수 있다.
가이드 패턴을 생성하는 단계(S110)에서, 가이드 빔을 타각 대상물에 조사하여 타각 대상물에 가이드 패턴을 형성한다. 가이드 빔은 타각 대상물의 표면에 식별 가능한 상을 표시할 수 있는 레이저로, 예를 들어 레이저 포인터로 생성될 수 있다.
가이드 패턴(300)은 도 3에서와 같이, 일정한 굵기의 4개의 선(31, 32, 33, 34)을 포함할 수 있다. 즉, 가이드 패턴(300)은 X축에 평행하며 서로 이격된 두 개의 가이드 선(31, 32), Y축에 평행하며 서로 이격된 두 개의 가이드선(33, 34)을 포함하며, 대략 사각형을 이루도록 배치될 수 있다. 도 3에서는 각 가이드 선의 일단이 연결되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 연속하지 않지 않도록 배치될 수 있다. 또한, 도 3에서는 상하좌우의 틀어짐을 확인하기 위해서, 4개의 선을 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라서 더 많은 수의 가이드선을 형성할 수 있다.
가이드 패턴의 이미지를 획득하는 단계(S120)에서, 가이드 패턴(300)은 촬영 장치를 이용하여 촬영된 후 이미지화되어 모니터로 출력될 수 있다. 즉, 가이드 빔을 타각 대상물의 표면에 비추면 타각 대상물의 표면에 가이드 패턴 표시되고, 가이드 빔 반사 미러에 가이드 패턴이 비춰지며 촬영 장치는 가이드 빔 반사 미러에 비춰진 가이드 패턴을 촬영한다.
틀어짐 여부를 판단하는 단계(S130)는 촬영된 이미지로부터 타각 대상물의 기울어진 정도를 계산한다.
설명을 용이하게 하기 위해서, X축과 평행한 한 쌍의 가이드선(이하, 각각 제1 가이드선 및 제2 가이드선 이라 함)과 Y축과 평행한 한 쌍의 가이드선(이하, 각각 제3 가이드선 및 제4 가이드선)이 형성된 것을 예로 들어 설명한다. 이때, 제1 가이드선(31)과 제2 가이드선(32)은 동일한 폭(D1, D2)을 가지고, 제3 가이드선(33)과 제4 가이드선(34)은 동일한 폭(D3, D4)을 가진다.
촬영된 이미지로부터 제1 가이드선(31) 내지 제4 가이드선(34)의 폭을 측정한다. 레이저 빔의 초점이 정확할 경우 제1 가이드선(31)과 제2 가이드선(32)은 같은 선폭으로 측정되고, 제3 가이드선(33)과 제4 가이드선(34)도 같은 선폭으로 측정된다.
그러나, 타각 대상물이 Y축을 중심으로 반시계방향으로 회전하여 틀어질 경우, 도 4에서와 같이 제3 가이드선(33)의 선폭(D3)과 제4 가이드선(34)의 선폭(D4)은 다르게 측정된다. 즉, 타각 대상물이 틀어지면, 레이저 조사 장치로부터 제3 가이드선(33) 및 제4 가이드선(34)까지의 거리가 달라지게 되므로, 제3 가이드선(33)의 선폭(D3)과 제4 가이드선(34)의 선폭이 다르게 측정된다. 예를 들어, 정초점에서는 두 가이드선의 선폭(D3, D4)이 동일하게 0.1mm 였으나, 초점이 틀어지면, 제3 가이드선 선폭(D3)은 0.2mm 내지 0.3mm로 측정되고, 제4 가이드선의 선폭(D4)은 0.1mm보다 작게 측정될 수 있다.
반대로, 타각 대상물이 Y축을 중심으로 시계 방향으로 회전하여 틀어질 경우, 제4 가이드선의 선폭(D4)이 증가하고, 제3 가이드선의 선폭(D3)이 줄어들 수 있다.
또한, 타각 대상물이 X축을 중심으로 회전하여 틀어질 경우, 도 5에서와 같이 제1 가이드선(31)의 선폭(D1)과 제2 가이드선(32)의 선폭(D2)은 다르게 측정될 수 있다. 즉, 타각 대상물이 틀어지면, 레이저 조사 장치로부터 제1 가이드선 및 제2 가이드선까지의 거리가 달라지게 되므로, 제1 가이드선(31)의 선폭(D1) 및 제2 가이드선(32)의 선폭(D2)이 다르게 측정된다. 예를 들어, 정초점에서는 두 가이드선의 선폭(D1, D1)가 동일하게 0.1mm 였으나, 초점이 틀어지면, 제1 가이드선 선폭(D1)은 0.2mm 내지 0.3mm로 측정되고, 제2 가이드선의 선폭(D2)은 0.1mm보다 작게 측정될 수 있다.
반대로, 타각 대상물이 X축을 중심으로 반대 방향으로 회전하여 틀어질 경우, 제2 가이드선(32)의 선폭(D2)이 증가하고, 제1 가이드선(31)의 선폭(D1)이 줄어들 수 있다.
이처럼, 본 발명의 실시예에서와 같이 가이드 패턴을 형성하면 측정된 가이드 패턴의 선폭 변화로부터 용이하게 타각 대상물의 틀어짐 여부를 판단할 수 있다. 이때, 타각 대상물이 틀어짐이 발생하지 않은 경우 레이저 빔은 정초점으로 ㅈ조사될 수 있으므로, S150 단계로 이동하여 타각 대상물에 QR를 생성한다.
조사 각도를 조절하는 단계(S140)에서는 레이저 빔의 조사 각도를 조절하는 것으로, 기 설명한 S130 단계에서 선폭 변화에 의해서 타각 대상물이 틀어진 경우, 레이저 빔의 조사 각도를 조절한다.
즉, 제3 가이드선의 선폭(D3)이 제2 가이드선의 선폭(D4)보다 크게 측정될 경우, 타각 대상물은 시계 방향으로 회전하여 틀어진 것을 알 수 있다. 이처럼, 타각 대상물(50)이 틀어지면, 레이저 빔 조사 장치(100)의 각도 조절부를 이용하여 도 6에서와 같이 레이저 빔 조사 장치(100)가 타각 대상물과 같은 방향으로 틀어지도록 배치한다. 이처럼, 레이저 빔 조사 장치(100)의 각도를 조절하면, 용이하게 타각 대상물(50)에 조사되는 레이저 빔의 초점을 맞출 수 있다.
한편, 가이드 패턴을 형성하는 단계(S110), 가이드 패턴의 이미지를 획득하는 단계(S120), 틀어짐 여부를 판단하는 단계(S130), 조사 각도를 조절하는 단계(S140)는 반복해서 실시하여 타각 대상물에 대한 레이저 빔의 초점을 정확하게 맞출 수 있다.
따라서, 틀어진 각도에 따른 선폭의 변화량을 데이터화하고, 측정된 선폭과 저장된 데이터를 비교하여 이로부터 틀어진 각도를 찾은 후, 조사 각도를 조절할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에서는 자동차가 대형인 경우를 예로 들어, 상대적으로 각도 조절이 용이한 레이저 조사 장치의 각도 조절부의 각도를 조절하였으나, 반대로 타각 대상물의 위치를 조절하여 레이저 빔이 정초점으로 조사될 수 있도록 할 수 있다.
QR 코드를 생성하는 단계(S150)는 타각 대상물에 대해서 레이저 빔의 초점을 정확하게 맞춘 후 레이저로 차체의 일면에 가공 레이저 빔를 조사하여 생성한다. QR코드는 가공 레이저 빔 조사에 의해서 일정한 깊이로 파진 오목한 형상일 수 있으며, 오목한 형상의 평면 모양을 다양하게 함으로써 타각 대상물을 식별할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
31, 32, 33, 34: 가이드선 50: 타각 대상물
60: 레이저 전송 파이버 100: 레이저 빔 조사 장치
150: 레이저 빔 반사 미러 200: 각도 조절 장치
300: 가이드 패턴 350: 가이드 빔 반사 미러
380: 촬영 장치 400: 안전 국부 차단막
500: 에어 공급부 1000: 레이저 가공 장치

Claims (10)

  1. 타각 대상물에 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 장치,
    상기 레이저 빔 조사 장치와 연결되어 상기 레이저 빔의 조사 각도를 조절하는 각도 조절 장치,
    상기 레이저 빔이 조사되는 영역을 촬영하는 촬영 장치,
    상기 레이저 빔의 이동 경로 상에 위치하는 가이드 빔 반사 미러
    를 포함하고,
    상기 레이저 빔은 상기 타각 대상물을 타각하는 가공 레이저 빔 또는 상기 가이드 빔인 레이저 가공 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 레이저 빔 조사 장치는 상기 레이저 빔의 조사 경로를 변경하기 위한 적어도 하나 이상의 레이저 빔 반사 미러를 포함하는 레이저 가공 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 가이드 빔 반사 미러는 상기 가공 레이저 빔은 투과시키는 레이저 가공 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 가이드 빔은 상기 타각 대상물의 표면에 비춰져 가이드 패턴을 표시하는 레이저 가공 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 가이드 패턴은 일방향으로 뻗으며 서로 이격되어 있는 복수의 제1 가이드선,
    상기 제1 가이드선과 교차하는 방향으로 뻗으며 서로 이격되어 있는 복수의 제2 가이드선을 포함하는 레이저 가공 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 가이드선들의 선폭은 동일하고, 상기 제2 가이드선들의 선폭은 동일하게 상기 타각 대상물 표면에 비춰지는 레이저 가공 장치.
  7. 상기 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 레이저 조사 장치를 이용하여 식별 마크를 형성하는 방법에 있어서,
    타각 대상물을 준비하는 단계,
    상기 타각 대상물에 가이드 빔을 비춰 상기 타각 대상물 표면에 가이드 패턴을 표시하는 단계,
    상기 가이드 패턴을 촬영하여 가이드 이미지를 획득하는 단계,
    상기 가이드 패턴으로부터 상기 타각 대상물의 틀어짐 여부를 판단하는 단계, 그리고
    상기 레이저 조사 장치로부터 가공용 레이저 빔을 조사하여 상기 타각 대상물에 상기 식별 마크를 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 식별 마크를 형성하는 단계에서, 상기 타각 대상물이 틀어질 경우 상기 레이저 조사 장치의 각도 조절 장치로 상기 레이저 빔이 조사 각도를 변경한 후 진행하는 레이저 가공 장치를 이용하여 식별 마크를 형성하는 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 가이드 패턴은 일방향으로 뻗으며 서로 이격되어 있는 복수의 제1 가이드선,
    상기 제1 가이드선과 교차하는 방향으로 뻗으며 서로 이격되어 있는 복수의 제2 가이드선을 포함하는 레이저 가공 장치를 이용하여 식별 마크를 형성하는 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 가이드 패턴을 형성하는 단계에서,
    상기 제1 가이드선들의 선폭은 동일하게 비춰지고,
    상기 제2 가이드선들의 선폭은 동일하게 비춰지는 레이저 가공 장치를 이용하여 식별 마크를 형성하는 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 타각 대상물의 틀어짐 여부를 판단하는 단계에서,
    상기 타각 대상물이 틀어질 경우 상기 복수의 제1 가이드선의 선폭은 다르게 측정되는 레이저 가공 장치를 이용하여 식별 마크를 형성하는 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6575350B2 (ja) * 2015-12-24 2019-09-18 ブラザー工業株式会社 レーザ加工装置
US10919111B2 (en) 2018-12-05 2021-02-16 Robert Bosch Tool Corporation Laser engraver mirror adjustment system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008264789A (ja) * 2007-04-16 2008-11-06 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置、その調整方法、およびプログラム
JP2011212727A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Panasonic Electric Works Sunx Co Ltd レーザ加工装置
JP2012035281A (ja) * 2010-08-04 2012-02-23 Toyota Auto Body Co Ltd レーザー加工検知システム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0446857B1 (en) * 1990-03-12 1996-07-24 Fujitsu Limited Alignment mark, in particular for semiconductor device
US7404882B2 (en) * 1999-11-19 2008-07-29 Perkinelmer Las, Inc. Film-type solid polymer ionomer sensor and sensor cell
JP2010284607A (ja) * 2009-06-12 2010-12-24 Toshiba Corp リン吸着材、及びリン回収システム
JP6575350B2 (ja) * 2015-12-24 2019-09-18 ブラザー工業株式会社 レーザ加工装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008264789A (ja) * 2007-04-16 2008-11-06 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置、その調整方法、およびプログラム
JP2011212727A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Panasonic Electric Works Sunx Co Ltd レーザ加工装置
JP2012035281A (ja) * 2010-08-04 2012-02-23 Toyota Auto Body Co Ltd レーザー加工検知システム

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