KR20170069762A - 레이저 빔 각인 시스템 및 이를 제어하는 방법 - Google Patents

레이저 빔 각인 시스템 및 이를 제어하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 기재는, 레이저 빔을 이용하여 각인 대상에 각인시키기 위한 것으로, 각인 대상의 표면에 레이저 빔이 조사되는 동안 상기 표면에 공기를 제공하는 에어 블로워 및 레이저 빔 각인 시스템 내부의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 레이저 빔 각인 시스템 및 이를 제어하는 방법에 관한 것으로, 레이저 빔을 이용하여 각인이 진행되는 동안, 품질에 영향을 미치는 요소를 간편하게 모니터링하고 신속하게 피드백할 수 있다.

Description

레이저 빔 각인 시스템 및 이를 제어하는 방법{LASER BEAM CARVING SYSTEM AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 레이저 빔 각인 시스템 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다.
사람들에게는 출생 지역, 신분 및 개인의 신상을 구별하기 위해 부여되는 개인 식별번호로 주민등록 번호가 부여된다. 이를 통해 각 개인은 자신의 신상을 입증하고 사용할 수 있다. 이는 차량 역시 마찬가지이다. 각각의 차량에도 고유 식별번호가 부여될 수 있는데, 이를 차대번호라고 한다. 차대 번호에는, 차량의 국적, 제작사, 차량 종류, 형상, 제동 장치의 형식, 배기량 별로 구분되는 원동기, 제작 년도, 제작 공장의 위치 및 제작 일련 번호와 같은 다양한 정보가 포함될 수 있다.
차량이 생산되고 이와 같은 차대 번호가 부여되면, 이후 위, 변조 되거나 시간의 흐름에 따라 지워지지 않도록 차량의 부품 일부에 각인할 수 있다.
차량에 차대 번호를 각인하는 방법으로는 다이아몬드 핀을 이용하여 판넬을 가압하는 방식인 스크라이빙 각인 방식 및 레이저를 이용하여 판넬을 용융시켜 제거하는 방식인 레이저 각인 방식이 있다.
스크라이빙 각인 방식으로 차대 번호를 각인하는 경우, 각인 깊이의 한계가 있으며, 다이아몬드 핀의 마모로 인해 차대 번호가 각인되는 깊이가 불균일하다는 단점이 있다. 따라서 최근에는 레이저 각인 방식이 선호되는 추세이다.
레이저 각인 방식의 경우, 레이저 출력, 레이저 빔 초점 거리, 레이저 빔 조사 위치, 레이저 빔이 조사되는 동안 제공되는 에어의 품질 및 구동 장치와 같은 다양한 인자들의 영향을 받게 된다. 따라서 이들 요소를 모니터링하여 이상이 발생되었을 때 신속하게 피드백이 가능한 시스템이 필요한 실정이다.
본 기재는, 레이저 빔을 이용하여 각인이 진행되는 동안, 품질에 영향을 미치는 요소를 간편하게 모니터링하고 신속하게 피드백할 수 있는 레이저 빔 각인 시스템 및 이를 제어하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 레이저 빔 각인 시스템은, 레이저 빔을 이용하여 각인 대상에 각인시키는 레이저 빔 각인 시스템으로, 각인 대상의 표면에 레이저 빔이 조사되는 동안 표면에 공기를 제공하는 에어 블로워 및 레이저 빔 각인 시스템 내부의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함한다.
레이저 빔 각인 시스템은, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생장치, 레이저 빔 발생장치와 연결되어 레이저 빔 발생장치로부터 발생된 레이저 빔을 전달하는 레이저 빔 전송장치 및 레이저 빔 전송장치와 연결되어 레이저 빔 발생장치로부터 전달된 레이저 빔을 각인 대상에 조사하는 레이저 빔 조사장치를 포함할 수 있다.
레이저 빔 조사장치는, 챔버, 챔버 내에 배치되며, 레이저 빔 전송장치로부터 절단된 레이저 빔을 평형화시키는 제1 렌즈, 챔버 내에서 제1 렌즈와 대향 배치되며, 제1 렌즈에 의해 평형화된 레이저 빔의 초점을 모으는 제2 렌즈, 챔버 내에 공기를 주입하여 상기 레이저 빔과 함께 상기 공기를 외부로 방출하는 에어 블로워 및 챔버 내의 온도를 측정하는 상기 온도 센서를 포함할 수 있다.
이때 제1 렌즈는 입사되는 레이저 빔의 0.1 내지 5%를 굴절시키는 굴절률을 가질 수 있다.
챔버는 단부로 갈수록 폭이 점차 감소하는 호퍼 형상으로 형성되며, 챔버의 폭이 가장 작은 최단부에서 레이저 빔 및 공기를 외부로 배출할 수 있다.
레이저 빔 조사장치는, 온도 센서와 연결되어 챔버 내의 온도 변화를 외부에 알리는 알람부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 빔 각인 시스템의 제어 방법은, 레이저 빔 조사장치를 각인 대상의 각인 위치에 배치하는 단계, 에어 블로워를 작동시켜 레이저 빔 조사장치 내에 공기를 공급하는 단계, 레이저 빔 발생장치로 레이저 빔을 발생시키는 단계, 레이저 빔 전송장치를 이용하여 레이저 빔 발생장치로부터 레이저 빔 조사장치로 레이저 빔을 전송하는 단계, 레이저 빔 조사장치에 전송된 레이저 빔을 방출하여 각인 대상을 각인하는 단계, 온도 센서를 작동시켜 레이저 빔 조사장치 내의 온도를 측정하는 단계 및 레이저 빔 조사장치 내의 온도가 상승되면 알람을 표시하는 단계를 포함한다.
본 실시예의 레이저 빔 각인 시스템의 제어 방법은, 각인 대상을 포함하는 차량의 종류를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때 본 실시예의 레이저 빔 각인 시스템의 제어 방법은, 차량의 종류가 확인되지 않으면 알람을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 기재는 모니터링이 어려운 에어 블로워의 작동 여부 대신 레이저 빔 조사장치 내부의 온도를 모니터링하고 그 결과를 신속하게 피드백함으로써 각인 불량의 발생을 방지할 수 있는 레이저 빔 각인 시스템 및 이를 제어하는 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 각인 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 영역 중 제1 렌즈 및 온도 센서만을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 에어 블로워의 작동 여부에 따른 레이저 빔 조사장치 내의 온도를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 빔 각인 시스템의 제어 방법의 순서도이다.
도 5는 도 4의 레이저 빔 각인 시스템의 제어 방법의 작동 단계를 개략적으로 표시한 알고리즘이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 기재를 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 기재의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 기재를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로 본 기재가 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 각인 시스템(100)이 개략적으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 레이저 빔 각인 시스템(100)은 레이저 빔 발생장치(110), 레이저 빔 전송장치(120) 및 레이저 빔 조사장치(130)를 포함한다.
레이저 빔 발생장치(110)는 본 실시예에 따른 레이저 빔 각인 시스템(100)에서 사용되는 레이저 빔(10)을 발생시키는 장치이다. 레이저 빔 발생장치(110)는 공진기 양쪽에 빛을 반사할 수 있는 반사부가 배치되고 한 쌍의 공진기 사이에 매질을 충전시킨 뒤 외부에서 에너지를 공급하는 장치이다. 매질에 공급된 에너지에 의해, 매질은 유도 방출(stimulated emission)에 의해 빛을 발생시키고, 발생된 빛은 반사부에 의해 반복 반사되면서 증폭되어 단일 파장의 빛인 레이저 빔(10)을 방출할 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 레이저 빔(10)을 발생시키기 위한 구성을 포함하는 레이저 빔 발생장치(110)라면 본 실시예의 실시 범위에 포함될 수 있을 것이다.
레이저 빔 전송장치(120)는 레이저 빔 발생장치(110)로부터 발생된 레이저 빔(10)을 레이저 빔 조사장치(130)로 전달한다. 레이저 빔 발생장치(110)로부터 레이저 빔 조사장치(130)로 레이저 빔(10)의 손실없이 원활하게 레이저 빔을 전달할 수 있는 장치라면 본 실시예의 실시 범위에 포함될 수 있다. 일반적으로 레이저 빔(10)이 외부로 방출되지 않도록 외부와 차단하는 차단 부재 및 굴곡진 부위에서 레이저 빔(10)을 반사시킴으로써 직진하는 레이저 빔(10)의 경로를 변경시키는 반사 부재를 포함할 수 있다. 또한 레이저 빔(10)의 이동 경로를 형성하는 광 섬유와 같은 구성을 포함할 수 있을 것이다.
레이저 빔 조사장치(130)는 레이저 빔 전송장치(120)로부터 레이저 빔(10)을 전달받아 레이저 빔(10)의 초점을 조정하여 각인 대상에 초점이 조정된 레이저 빔(30)을 조사하는 장치이다. 각인 대상의 표면에 레이저 빔(30)이 조사되면 각인 대상의 표면 일부가 용융되어 각인이 이루어진다.
본 실시예의 레이저 빔 조사장치(130)는 도 1에 도시된 것과 같이 챔버(131), 제1 렌즈(132), 제2 렌즈(133), 에어 블로워(134) 및 온도 센서(135)를 포함한다.
챔버(131)는 레이저 빔 조사장치(130)에 전달되는 레이저 빔(10)이 외부로 방출되어 손실되지 않도록 차단한다. 본 실시예에 따른 챔버(131)의 일 단부는 레이저 빔 전송장치(120)로부터 전달되는 레이저 빔(10)을 전달받아 레이저 빔 조사장치(130)의 챔버(131) 내에 공급하며, 챔버(131)의 타 단부는 레이저 빔 조사장치(130) 내에서 초점이 조정된 레이저 빔(30)을 외부로 방출한다.
이때 도 1에 도시된 것과 같이 본 실시예에 따른 챔버(131)의 단부는 최단부로 갈수록 폭과 단면적이 점차 감소하는 호퍼 형상으로 형성될 수 있다. 최단부에서의 폭과 단면적이 가장 작게 형성되는 호퍼의 단부는 초점이 조정된 레이저 빔(30)이 분산되지 않고 원활하게 각인 대상의 표면까지 전달될 수 있다.
제1 렌즈(132)는 챔버(131)의 일 단부, 즉 레이저 빔(10)이 입사되는 측에 가깝도록 배치되어 레이저 빔 조사장치(130) 내에 입사된 레이저 빔(10)을 평형화시켜 평형화 된 레이저 빔(20)을 형성한다. 제1 렌즈(132)에 의해 평형화 된 레이저 빔(20)은 도 1에 도시된 것과 같이 챔버(131) 내에서 평형화되어 제2 렌즈(133)에까지 직진하여 전달된다.
제2 렌즈(133)는 챔버(131)의 타 단부, 즉 레이저 빔(30)이 외부로 방출되는 측에 가깝도록 배치되어 평형화 된 레이저 빔(20)의 초점을 모은다. 레이저 빔(30)의 초점은 각인 대상의 표면에서 가장 높은 에너지를 가지도록 조절될 수 있다.
제2 렌즈(133)에 의해 초점이 모아진 레이저 빔(30)은 각인 대상의 표면에 전달되어 각인 대상의 표면 일부를 용융시키면서 기 설정된 각인 내용을 각인할 수 있다. 각인 표면의 일부가 용융되어 발생되는 용융물은 각인이 진행되는 동안 원활하게 제거되어야 한다. 용융물이 제거되지 않고 각인 대상의 표면에 잔류하게 되면 각인이 원활하게 진행되지 못하여 각인된 내용을 식별할 수 없거나, 각인된 깊이가 고르지 못한 것과 같은 제품 불량이 발생될 수 있다.
용융물의 잔류로 인해 각인 불량이 발생되지 않도록 본 실시예의 레이저 빔 조사장치(130)는 에어 블로워(134)를 포함한다. 에어 블로워(134)는 외부로부터 공급되는 공기를 레이저 빔(30)과 함께 각인 대상의 표면에 제공함으로써 각인 대상의 표면에 잔류하는 용융물을 제거한다. 또한 본 실시예의 에어 블로워(134)가 작동하면 레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도를 감소시켜, 레이저 빔 조사장치(130)가 보다 안정적으로 작동할 수 있게 한다.
레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도는 온도 센서(135)에 의해 측정된다. 온도 센서(135)는 챔버(131) 내의 온도를 측정한다. 도 2에는 도 1의 A 영역 중 제1 렌즈(132) 및 온도 센서(135)만을 확대하여 도시한 도면이 도시되어 있다. 본 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 것과 같이 본 실시예의 제1 렌즈(132)에 의해 평행화된 레이저 빔(20)의 일부가 온도 센서(135)에 제공될 수 있다.
이때 본 실시예의 제1 렌즈(132)는 온도 센서(135)의 감지부에 평행화 된 레이저 빔(20)을 유도시키기 위한 굴절률을 가질 수 있다. 일 예로, 본 실시예의 제1 렌즈(132)는 입사되는 레이저 빔(10)의 0.1 내지 5%를 굴절시키는 굴절률을 가질 수 있다. 제1 렌즈(132)에 의해 레이저 빔(10)이 굴절됨으로써, 도 1에 도시된 것과 같이 평행화가 이루어질 수 있음과 동시에 온도 센서(135)의 감지부에 레이저 빔(20)이 직접 제공될 수 있다. 평행화 된 레이저 빔(20)이 온도 센서(135)의 감지부에 직접 제공되면 보다 정확한 온도를 측정할 수 있게 된다.
도 3에는 본 실시예의 에어 블로워(134)의 작동 여부에 따른 챔버(131) 내의 온도를 비교한 그래프가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 것과 같이 레이저 빔 조사장치(130)의 에어 블로워(134)는 외부로부터 공기를 흡입하여 챔버(131)를 통과시킨 뒤 이후 레이저 빔(30)과 함께 각인 대상의 표면에 제공하게 된다.
이때 외부로부터 제공되는 공기 제공 파이프가 파손되면 에어 블로워(134)를 작동시킨다 하더라도 공기가 챔버(131) 내부로 전달되지 않는다. 따라서 도 3의 "AIR OFF"의 경우와 같이 챔버(131) 내부에 냉각 효과가 발생되지 않아 "AIR ON" 상태인 경우와 비교하여 온도가 증가된다.
따라서 본 실시예의 레이저 빔 각인 시스템(100)은 레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도를 모니터링하면서, 온도가 상승되는 경우 이를 외부에 알려 신속하게 피드백이 가능하도록 한다. 이를 위해, 본 실시예의 레이저 빔 조사장치(130)는 온도 센서(135)와 연결되어 챔버(131) 내의 온도 변화를 외부에 알리는 알람부(136)를 더 포함할 수 있다.
알람부(136)는 온도 센서(135)에 의해 모니터링되는 레이저 빔 조사장치(130) 내의 온도가 상승되는 경우, 에어 블로워(134)의 작동이 원활하게 이루어지지 않음을 외부에 알린다. 이때, 본 실시예의 알람부(136)는 알람을 표시하는 기능 이외에도 온도의 상승이 감지되면, 레이저 빔 조사장치(130)의 작동을 중지시키는 것과 같은 제어 기능까지 수행할 수도 있을 것이다.
일반적으로, 외부로부터 레이저 빔 조사장치(130)의 에어 블로워(134)에 공기를 제공하는 공기 제공 파이프를 별도로 모니터링할 수 있는 장비가 존재하지 않기 때문에, 공기 제공 파이프에 파손이 발생되어도 이를 감지하거나 발견할 수 있는 방법이 극히 드물다. 에어 블로워(134)에 공기가 원활하게 공급되지 않는 경우에는, 레이저 빔(30)을 이용하여 각인 대상의 표면을 각인할 때 각인 대상의 표면이 용융된 용융믈을 원활하게 제거하지 못하게 되므로 각인 불량이 발생될 수 있다.
따라서 본 실시예에서는 챔버(131) 내부와 연결되는 온도 센서(135)를 포함하는 레이저 빔 조사장치(130)를 구비한 레이저 빔 각인 시스템(100)을 제공함으로써 에어 블로워(134)에 공기가 원활하게 공급되어 각인 대상의 표면에 공기가 전달되고 있는지 여부를 보다 간편하게 모니터링 할 수 있다. 또한 이를 신속하게 외부에 알림으로써 신속한 피드백 역시 가능해진다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 전술한 것과 같은 레이저 빔 각인 시스템(100)을 제어하는 방법이 제공된다. 도 4에는 본 실시예에 따른 레이저 빔 각인 시스템(100)의 제어 방법의 일 예를 순서대로 도시한 순서도가 도시되어 있으며, 도 5에는 이상에서 설명한 레이저 빔 각인 시스템(100)의 제어 방법의 일 예에 따른 작동 단계를 개략적인 알고리즘으로 표현한 도면이 도시되어 있다. 이하에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 레이저 빔 각인 시스템(100)을 제어하는 방법에 대하여 도 4 및 도 5를 참고하여 추가로 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 레이저 빔 각인 시스템(100)의 제어 방법은 레이저 빔 조사장치(130)를 각인 대상의 각인 위치에 배치하는 단계(S100), 레이저 빔 조사장치(130) 내에 공기를 공급하는 단계(S400), 레이저 빔(10)을 발생시키는 단계(S500), 발생된 레이저 빔(10)을 전송하는 단계(S600), 레이저 빔(30)으로 각인 대상을 각인하는 단계(S700), 레이저 빔 조사장치(130) 내의 온도를 측정하는 단계(S800) 및 레이저 빔 조사장치(130) 내의 온도가 상승되면 알람을 표시하는 단계(S900)를 포함한다.
레이저 빔 조사장치(130)를 각인 대상의 각인 위치에 배치하는 단계(S100)는 레이저 빔 조사장치(130)로부터 레이저 빔(30)이 외부로 방출되는 레이저 빔 조사장치(130)의 단부를 각인 대상의 각인 위치에 배치하는 단계이다. 이때 레이저 빔 조사장치(130)의 단부와 각인 대상의 거리와 레이저 빔(30)의 초점 사이의 관계에 따라, 각인 대상의 표면이 원활하게 각인될 수 있는 적합한 위치에 레이저 빔 조사장치(130)를 배치할 수 있다.
본 실시예에 따른 레이저 빔 각인 시스템(100)의 제어 방법은 레이저 빔 조사장치(130)를 배치한 뒤 차량의 종류를 확인하는 단계(S200) 및 차량의 종류가 확인되지 않으면 알람을 표시하는 단계(S300)를 더 포함할 수 있다.
차량의 종류를 확인하는 단계(S200)는 각인 대상의 표면에 각인되어야 하는 내용에 해당하는 차량의 종류를 확인하는 단계이다. 차량마다 고유의 차량 종류에 대한 정보를 포함하는 차대 번호가 차량 부속품의 표면에 각인될 수 있다. 이는 각각의 차량마다 지니는 고유한 번호이므로 위조 및 변조되거나, 오랜 기간이 지나도 지워지지 않도록 표면의 일부를 레이저 빔(30)을 이용하여 제거함으로써 각인될 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 각인될 내용인 차량의 종류 및 그 외의 추가 정보를 확인하는 단계(S200)를 더 포함할 수 있다.
각인되어야 하는 차량의 종류 및 그 외의 추가 정보가 확인되지 않는 경우에는 각인되어야 하는 내용에 오류가 있는 것이다. 따라서 차량의 정보 및 그 외의 추가 정보가 확인되지 않는 경우에는 이를 외부에 알리기 위해 알람을 표시하는 단계(S300)가 더 포함될 수 있다.
차량의 종류 및 추가 정보가 확인되고 나면 에어 블로워(134)를 작동시켜 레이저 빔 조사장치(130) 내에 공기를 공급하는 단계(S400)가 진행된다. 레이저 빔 조사장치(130)에 포함되는 에어 블로워(134)는 외부로부터 공기를 전달받아 레이저 빔 조사장치(130)를 관통한 뒤, 이후 레이저 빔 조사장치(130)로부터 방출되는 레이저 빔(30)과 함께 각인 대상의 표면에 공기를 제공한다. 따라서 본 실시예의 에어 블로워(134)에 의해 레이저 빔 조사장치(130)로부터 방출되는 공기에 의해, 레이저 빔(30)에 의해 각인 대상의 표면 일부가 용융되어 생성되는 용융물을 원활하게 제거할 수 있다. 그러므로 본 실시예에 의하면 레이저 빔(30)에 의해 각인이 진행되는 동안 발생될 수 있는 각인 불량을 최소화할 수 있다.
레이저 빔 발생 단계(S500)는 레이저 빔 조사장치(130)와는 별도의 구성인 레이저 빔 발생장치(110)를 이용하여 레이저 빔(10)을 발생시키는 단계이다. 레이저 빔 발생장치(110)에 관한 설명은 앞서 설명한 것과 중복되므로 생략하기로 한다. 또한 레이저 빔 발생장치(110)에 관한 많은 내용이 이미 개시되어 있기 때문에 자세한 언급은 생략하기로 한다.
레이저 빔 전송 단계(S600)는 레이저 빔 발생장치(110)에 의해 발생된 레이저 빔(10)을 레이저 빔 전송장치(120)를 이용하여 레이저 빔 조사장치(130)로 전송하는 단계이다.
레이저 빔(10)이 레이저 빔 조사장치(130)로 전송되고 나면, 레이저 빔 조사장치(130)에 전송된 레이저 빔(10)의 초점을 조정하여, 초점이 조정된 레이저 빔(30)을 각인 대상의 표면에 전달하여 각인 대상의 표면을 각인시키는 단계(S700)가 진행된다.
각인 대상의 표면에는 앞서 확인하였던 차량의 종류 및 그 외의 추가 정보가 각인될 수 있다. 레이저 빔이 각인 대상의 표면 일부를 용융시켜 각인시키는 내용은 앞서 서술한 것과 중복되므로 생략하기로 한다. 레이저 빔(30)에 의해 각인 대상의 표면이 각인되는 동안, 레이저 빔 조사장치(130)의 에어 블로워(134)에 의해 각인 대상의 표면에 공기가 제공될 수 있다. 각인 대상의 표면에 제공되는 공기는 레이저 빔(30)에 의해 각인 대상의 표면 일부가 용융되어 형성되는 용융물을 제거함으로써 각인이 원활하게 진행되는 것을 보조하며, 각인 불량의 발생을 방지할 수 있다.
이때, 외부로부터 레이저 빔 조사장치(130) 내부로 공기를 제공하는 공기 제공 파이프에 파손이 발생되어 레이저 빔 조사장치(130) 내부에 공기가 원활히 제공되지 못한 경우에는 레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도가 증가될 수 있다. 따라서 레이저 빔에 의해 각인이 진행되는 동안, 레이저 빔 조사장치(130) 내부와 연결되어 레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도를 감지할 수 있는 온도 센서(135)를 작동시켜 레이저 빔 조사장치(130) 내의 온도를 측정하는 단계(S800)가 진행될 수 있다.
온도 센서(135)를 이용하여 레이저 빔 조사장치(130) 내의 온도를 모니터링 하다가, 레이저 빔 조사장치(130) 내의 온도가 증가되는 경우에는 에어 블로워(134)에 공기를 제공하는 공기 제공 파이프에 파손이 발생된 것으로 볼 수 있으므로, 이를 외부에 알리는 알람을 표시하는 단계(S900)가 진행될 수 있다.
도 5에는 이상에서 설명한 레이저 빔 각인 시스템(100)의 제어 방법의 일 예에 따른 작동 단계를 개략적인 알고리즘으로 표현한 도면이 도시되어 있다. 도 5에 도시된 것과 같이 레이저 빔 조사장치(130)를 각인 위치에 배치시키고 나면, 각인 대상의 표면에 각인될 내용인 차종을 확인한다. 차종이 확인되지 않으면 이를 외부에 알리는 알람을 표시한다. 차종이 원활하게 확인되면 에어 블로워(134)를 작동시킨다. 이후 레이저 빔 발생장치(110)를 이용하여 레이저 빔(10)을 발생시킨 뒤, 레이저 빔 조사장치(130)를 이용하여 각인 대상의 표면에 레이저 빔(30)을 조사하여 각인을 시작한다. 레이저 빔(10)이 발생되고 나면 온도 센서(135)를 이용하여 레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도를 측정하여 온도 변화를 모니터링한다. 레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도를 모니터링하고 있다가, 레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도가 상승되면 이를 외부에 알리는 알람을 표시한다. 레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도가 상승된 것은 도 3에 도시된 것과 같이, 레이저 빔 조사장치(130)의 에어 블로워(134)의 작동이 원활하지 않음을 뜻하는 것이다. 에어 블로워(134)의 작동이 원활하지 않게 되면 각인 대상의 표면 일부가 용융되어 형성되는 용융물의 제거가 원활하게 이루어지지 않아 각인 불량이 발생할 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위하여, 모니터링이 어려운 에어 블로워(134)의 작동 여부를 감지하기 보다는 간단히 온도 센서(135)만을 이용하여 레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도 변화를 모니터링하여 온도의 상승을 외부에 알릴 수 있다.
레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도가 상승되지 않는 경우에는 정상적인 진행으로 판단한 뒤 각인 대상의 표면에 각인될 내용이 완전히 각인되고 나면 레이저 빔(10), 에어 블로워(134) 및 온도 센서(135)의 작동을 중단하고 전체 공정을 종료한다.
이상에서는 레이저 빔 각인 시스템(100)과 이를 제어하는 방법에 대하여 설명하였다. 본 기재에 따르면, 모니터링이 어려운 에어 블로워(134)의 작동 여부 대신 레이저 빔 조사장치(130) 내부의 온도를 모니터링하고 그 결과를 피드백함으로써 각인 불량의 발생을 방지할 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 레이저 빔
20: 평행화 된 레이저 빔
30: 초점이 맞춰진 레이저 빔
100: 레이저 빔 각인 시스템
110: 레이저 빔 발생장치
120: 레이저 빔 전송장치
130: 레이저 빔 조사장치
131: 챔버
132: 제1 렌즈
133: 제2 렌즈
134: 에어 블로워
135: 온도 센서
136: 알람부

Claims (9)

  1. 레이저 빔을 이용하여 각인 대상에 각인시키는 레이저 빔 각인 시스템으로,
    상기 각인 대상의 표면에 상기 레이저 빔이 조사되는 동안 상기 표면에 공기를 제공하는 에어 블로워; 및
    상기 레이저 빔 각인 시스템 내부의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는, 레이저 빔 각인 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 빔 각인 시스템은,
    레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생장치;
    상기 레이저 빔 발생장치와 연결되어 상기 레이저 빔 발생장치로부터 발생된 상기 레이저 빔을 전달하는 레이저 빔 전송장치; 및
    상기 레이저 빔 전송장치와 연결되어 상기 레이저 빔 발생장치로부터 전달된 상기 레이저 빔을 각인 대상에 조사하는 레이저 빔 조사장치를 포함하는, 레이저 빔 각인 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 레이저 빔 조사장치는,
    챔버;
    상기 챔버 내에 배치되며, 상기 레이저 빔 전송장치로부터 절단된 상기 레이저 빔을 평형화시키는 제1 렌즈;
    상기 챔버 내에서 상기 제1 렌즈와 대향 배치되며, 상기 제1 렌즈에 의해 평형화된 상기 레이저 빔의 초점을 모으는 제2 렌즈;
    상기 챔버 내에 공기를 주입하여 상기 레이저 빔과 함께 상기 공기를 외부로 방출하는 상기 에어 블로워; 및
    상기 챔버 내의 온도를 측정하는 상기 온도 센서를 포함하는, 레이저 빔 각인 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 입사되는 상기 레이저 빔의 0.1% 내지 5%를 굴절시키는 굴절률을 가지는, 레이저 빔 각인 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 챔버는 단부로 갈수록 폭이 점차 감소하는 호퍼 형상으로 형성되며,
    상기 챔버의 폭이 가장 작은 최단부에서 상기 레이저 빔 및 상기 공기를 외부로 배출하는, 레이저 빔 각인 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 빔 조사장치는,
    상기 온도 센서와 연결되어 상기 챔버 내의 온도 변화를 외부에 알리는 알람부를 더 포함하는, 레이저 빔 각인 시스템.
  7. 레이저 빔 조사장치를 각인 대상의 각인 위치에 배치하는 단계;
    에어 블로워를 작동시켜 상기 레이저 빔 조사장치 내에 공기를 공급하는 단계;
    레이저 빔 발생장치로 상기 레이저 빔을 발생시키는 단계;
    레이저 빔 전송장치를 이용하여 상기 레이저 빔 발생장치로부터 상기 레이저 빔 조사장치로 상기 레이저 빔을 전송하는 단계;
    상기 레이저 빔 조사장치에 전송된 상기 레이저 빔을 방출하여 상기 각인 대상을 각인하는 단계;
    온도 센서를 작동시켜 상기 레이저 빔 조사장치 내의 온도를 측정하는 단계; 및
    상기 레이저 빔 조사장치 내의 온도가 상승되면 알람을 표시하는 단계를 포함하는, 레이저 빔 각인 시스템의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 각인 대상을 포함하는 차량의 종류를 확인하는 단계를 더 포함하는, 레이저 빔 각인 시스템의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차량의 종류가 확인되지 않으면 알람을 표시하는 단계를 더 포함하는, 레이저 빔 각인 시스템의 제어 방법.
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