KR20170101017A - 레이저 피닝 장치 - Google Patents

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KR20170101017A
KR20170101017A KR1020160023659A KR20160023659A KR20170101017A KR 20170101017 A KR20170101017 A KR 20170101017A KR 1020160023659 A KR1020160023659 A KR 1020160023659A KR 20160023659 A KR20160023659 A KR 20160023659A KR 20170101017 A KR20170101017 A KR 20170101017A
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laser beam
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manipulator
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KR1020160023659A
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박광수
한원진
이원근
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두산중공업 주식회사
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Abstract

레이저 피닝 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 레이저 피닝 장치(100)는, 레이저빔을 생성시키는 레이저 발진기(110); 상기 레이저 발진기(110)의 일측부에 소정길이만큼 연장되어 장착되는 매니퓰레이터(120); 상기 매니퓰레이터(120)의 일단부에 장착되고, 상기 매니퓰레이터(120)로부터 전달받은 레이저빔을 작업부위에 조사하는 작업헤드(130); 상기 작업헤드(130)에 장착되고, 용접부 및 용접부의 주위를 3차원 스캔하여 상기 작업헤드(130)의 작업경로 데이터 및 작업패턴 데이터를 산출하는 3차원 스캐닝 장치(140); 및 상기 3차원 스캐닝 장치(140)로부터 작업경로 데이터 및 작업 패턴 데이터를 수신하여, 상기 작업헤드(130)의 구동을 제어하는 제어부(150);를 포함하고, 상기 레이저 발진기(110)는, 상기 매니퓰레이터(120)를 통해 레이저빔을 상기 작업헤드(130)로 전달하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명의 레이저 피닝 장치에 따르면, 관 형상 노즐의 내면뿐만 아니라 불균일한 용접부 및 용접부의 주변에 대한 피닝 작업을 정확하고 안정적으로 수행할 수 있다.

Description

레이저 피닝 장치{Laser Peening Apparatus}
본 발명은 레이저 피닝 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 관 형상의 노즐 내면뿐만 아니라 불균일한 용접부 및 용접부의 주변에 대한 피닝 작업을 정확하고 안정적으로 수행할 수 있는 레이저 피닝 장치에 관한 것이다.
레이저 빔은 높은 에너지 밀도와 코히어런스(coherence) 특성이 있어 많은 분야에서 다양하게 이용되고 있다. 원자력 발전소의 원자로에서도 검사, 예방 보전, 보수 등의 수단으로서 레이저 응용 기술이 적용되고 있다.
일 예로, 구조물 등의 균열을 보수하는 레이저 덧살올림 용접이나, 원자로 내 구조물 등의 응력 부식 균열을 방지하는 레이저 피닝(laser peening) 등이 있다.
레이저 피닝은 Nd , YAG(네오디뮴 , 야그) 레이저를 이용하는 예방 보전 기술이다. 레이저 피닝은 레이저 광을 렌즈 등에 의해 집광하여 재료의 표면에 조사함으로써 플라즈마를 발생시켜, 플라즈마의 충격파로 재료에 압축 잔류 응력을 부여하는 방법이다. 응력 부식 균열은 재료 조건, 환경 조건, 응력 조건의 3가지가 갖춰지면 발생하지만, 레이저 피닝에 의해 인장 응력 상태나 낮은 압축 응력을 높은 압축 응력 상태로 만들어, 모재나 용접부에 응력 부식 균열을 방지할 수 있다.
레이저 피닝 장치는 레이저 광을 전송하는 수단에 따라 중공의 도광관 내부에 미러를 배치하여 광을 전송하는 것, 광파이버를 이용하여 광을 전송하는 것으로 나눌 수 있다. 원자로의 레이저 피닝 장치의 일 예가 한국특허공개 2012-0048692호에 개시되어 있다.
통상적인 레이저 피닝 장치는 레이저 빔이 조사되는 부분이 가공면과 수직을 이루므로 가공면과 수직으로 레이저 빔이 조사된다. 가공면에서 발생하는 플라즈마가 레이저 피닝 장치에 손상을 일으키거나, 플라즈마에 의해 레이저 빔이 차단될 가능성이 있다.
한편, 종래 기술에 따른 레이저 피닝 장치는 불균일한 용접부 및 용접부의 주변에 대해 작업자가 직접 레이저 작업 헤드의 작업 경로를 지정해야 한다. 또한, 인력에 의해 용접부의 형상과 크기를 가늠하여 작업 헤드의 작업 경로를 지정하므로, 피닝 작업에 많은 시간이 소요되며 작업의 정확성이 떨어져 효과적인 피닝 작업을 수행할 없다.
따라서, 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
한국등록허 제10-1401902호 (2014년 05월 25일 등록)
본 발명의 목적은, 관 형상 노즐의 내면뿐만 아니라 불균일한 용접부 및 용접부의 주변에 대한 피닝 작업을 정확하고 안정적으로 수행할 수 있는 레이저 피닝 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 레이저 피닝 장치는, 레이저빔을 생성시키는 레이저 발진기; 상기 레이저 발진기의 일측부에 소정길이만큼 연장되어 장착되는 매니퓰레이터; 상기 매니퓰레이터의 일단부에 장착되고, 상기 매니퓰레이터로부터 전달받은 레이저빔을 작업부위에 조사하는 작업헤드; 상기 작업헤드에 장착되고, 용접부 및 용접부의 주위를 3차원 스캔하여 상기 작업헤드의 작업경로 데이터 및 작업패턴 데이터를 산출하는 3차원 스캐닝 장치; 및 상기 3차원 스캐닝 장치로부터 작업경로 데이터 및 작업 패턴 데이터를 수신하여, 상기 작업헤드의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 레이저 발진기는, 상기 매니퓰레이터를 통해 레이저빔을 상기 작업헤드로 전달하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레이저 발진기로부터 생성되는 레이저빔은 고출력의 펄스레이저일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 매니퓰레이터는 상기 레이저 발진기로부터 생성된 레이저빔을 상기 작업헤드에 전달하는 광학계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레이저 피닝 장치는, 상기 레이저 발진기 내부에 장착되고, 상기 레이저 발진기에 증류수 및 압축공기를 제공하는 공급라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레이저 피닝 장치는, 상기 작업헤드의 일측부에 장착되고, 작업부위를 촬영하여 레이저 피닝 장치 운용자에게 영상 신호를 전달하는 모니터링 장치를 더 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 매니퓰레이터의 일단부에는 상하길이 변경부가 장착되고, 상기 상하길이 변경부는 상기 매니퓰레이터로부터 상기 작업헤드의 상하 위치를 변경시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 작업헤드는 상기 매니퓰레이터의 일단부에 둘 이상의 회전구조에 의해 소정 각도만큼 회전 가능하도록 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 작업헤드는, 가상의 상하 수직축을 기준으로 회전 가능하도록 상기 매니퓰레이터의 일단부에 장착된 제 1 몸체부; 상기 제 1 몸체부로부터 일측방향으로 소정 거리만큼 이동 가능하도록 상기 제 1 몸체부의 일측부에 장착되는 제 2 몸체부; 상기 제 1 몸체부와 상기 제 2 몸체부를 연결하고, 상기 제 2 몸체부를 상기 제 1 몸체부로부터 소정 거리만큼 이격시키는 수평이동부; 가상의 상하 수직축을 기준으로 회전 가능하도록 상기 제 2 몸체부의 일측면에 장착된 제 3 몸체부; 및 가상의 수평축을 기준으로 회전 가능하도록 상기 제 3 몸체부의 일측면에 장착된 레이저빔 조사노즐;을 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 3차원 스캐닝 장치는 상기 작업헤드의 제 1 몸체부의 하단부에 장착될 수 있다.
또한, 상기 작업헤드의 상기 제 1 몸체부의 하단부에는, 작업부위를 촬영하여 레이저 피닝 장치 운용자에게 영상 신호를 전달하는 모니터링 장치가 더 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 작업헤드는, 상기 매니퓰레이터의 일단부에 형성되어 레이저빔을 전달받고, 작업부위의 내경보다 작은 길이의 외경을 갖는 관 형상의 길이연장부; 및 상기 길이연장부의 일단부에 회전 가능하도록 장착되고, 상기 길이연장부로부터 전달받은 레이저빔을 작업부위에 조사하는 레이저빔 조사부;를 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 레이저빔 조사부는, 작업부위와 레이저빔의 조사 각도가 미리 설정된 각도를 이루면서 레이저빔을 조사할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 레이저 피닝 장치에 따르면, 특정 구조의 작업헤드, 3차원 스캐닝 장치 및 제어부를 포함하고 있어, 관 형상 노즐의 내면뿐만 아니라 불균일한 용접부 및 용접부의 주변에 대한 피닝 작업을 정확하고 안정적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 피닝 장치에 따르면, 용접부 및 용접부의 주위를 3차원 스캔하여 작업헤드의 작업경로 데이터 및 작업패턴 데이터를 산출하는 3차원 스캐닝 장치; 및 3차원 스캐닝 장치로부터 작업경로 데이터 및 작업 패턴 데이터를 수신하여, 작업헤드의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하고 있어, 불균일한 작업부위에 대해 정확한 작업 경로를 산출한 후 이에 따라 안정적으로 작업헤드의 위치를 변경시켜 피닝 작업을 수행할 수 있어, 작업의 효율성을 극대화 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 피닝 장치에 따르면, 작업부위를 촬영하여 레이저 피닝 장치 운용자에게 영상 신호를 전달하는 모니터링 장치를 구비함으로써, 작업부위에 대한 피닝작업을 손쉽게 모니터링 할 수 있고, 작업의 효율성을 극대화 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 피닝 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 작업헤드를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명이 또 다른 실시예에 따른 레이저 피닝 장치의 작업헤드를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 작업헤드가 노즐의 내부에 삽입되어 운용되는 모습을 나타내는 정면 투시도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 피닝 장치를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 2는 도 1에 도시된 작업헤드를 나타내는 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 피닝장치(100)는, 용접부 및 용접부의 주위에 형성된 인장잔류응력을 레이저를 이용하여 압축잔류응력으로 변환하는 레이저 피닝 장치로서, 레이저 발진기(110), 매니퓰레이터(120), 작업헤드(130), 3차원 스캐닝 장치(140) 및 제어부(150)를 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 레이저 발진기(110)는 레이저빔을 생성시켜 매니퓰레이터(120)를 통해 작업헤드로 전송할 수 있다.
이때, 레이저 발진기로(110)부터 생성되는 레이저빔은, 용접부에 조사되어 용접부 및 용접부의 주위에 형성된 인장잔류응력을 압축잔류응력으로 변환할 수 있는 레이저빔이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 고출력의 펄스레이저일 수 있다.
또한, 상기 언급한 레이저 피닝 장치(100)는, 상기 레이저 발진기 내부에 장착되고, 레이저 발진기에 증류수 및 압축공기를 제공하는 공급라인(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 이때, 레이저 발진기의 종류 및 특성에 따라 공급라인의 구성을 달리할 수 있음은 물론이다.
레이저 발진기(110)는 겐트리 크레인(Gantry Crane) 형태로 상공에 움직인 가능하도록 장착될 수 있다. 경우에 따라서 다양한 형태의 크레인에 장착되어 레이저 피닝 대상물에 대한 피닝 작업을 수행할 수 있다.
매니퓰레이터(120)는 레이저 발진기(110)의 일측부에 소정길이만큼 연장되어 장착되어 있고, 일단부에 작업헤드(130)를 장착하며, 레이저 발진기(110)로부터 전달받은 레이저빔을 작업헤드(130)에 전달할 수 있다.
이때, 매니퓰레이터(120)는 레이저 발진기(110)로부터 생성된 레이저빔을 작업헤드(130)에 전달할 수 있도록 하나 이상의 광학계를 포함할 수 있다. 상기 언급한 광학계는 생성된 레이저빔을 집속시킬 수 있는 렌즈 및 레어저빔을 전달할 수 있는 반사경을 포함하는 것으로서, 용접부 및 용접부의 주위에 레이저빔을 조사시킬 수 있는 광학적 부재를 모두 포함한다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 매니퓰레이터(120)의 일단부에는 상하길이 변경부(121)가 장착될 수 있다. 이때, 상하길이 변경부(121)는 매니퓰레이터(120)로부터 작업헤드(130)의 상하 위치를 변경시킬 수 있다.
작업헤드(130)는, 매니퓰레이터(120)의 일단부에 둘 이상의 회전구조에 의해 소정 각도만큼 회전 가능하도록 장착되고, 매니퓰레이터(120)로부터 전달받은 레이저빔을 작업부위에 조사할 수 있다.
3차원 스캐닝 장치(140)는, 작업헤드(130)에 장착되고, 용접부 및 용접부의 주위를 3차원 스캔하여 작업헤드(130)의 작업경로 데이터 및 작업패턴 데이터를 산출할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 레이저 피닝 장치(100) 내부에 장착되고, 3차원 스캐닝 장치(140)로부터 작업경로 데이터 및 작업 패턴 데이터를 수신하여, 작업헤드(130)의 구동을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 언급한 구성을 포함하는 본 실시예에 따른 레이저 피닝 장치(100)는, 불균일한 작업부위에 대해 정확한 작업 경로를 산출한 후 이에 따라 안정적으로 작업헤드의 위치를 변경시켜 피닝 작업을 수행할 수 있어, 작업의 효율성을 극대화 시킬 수 있다.
경우에 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 작업헤드(130)의 일측부에 모니터링 장치(160)가 장착될 수 있다. 이때, 모니터링 장치(160)는, 작업부위를 촬영하여 레이저 피닝 장치 운용자에게 영상 신호를 전달할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 레이저 피닝 장치(100)는, 3차원 스캐닝 장치(140)와 제어부(150)를 이용하여 최적화된 작업경로 및 작업 패턴에 따라 자동적으로 작업헤드(130)를 구동시킬 수 있으며, 이와 동시에 모니터링 장치(160)를 이용하여 손쉽게 작업 진행 상황을 모니터링 할 수 있다. 작업자는 본 실시예에 따른 구성을 이용하여 손쉽게 레이저 피닝 작업을 수행할 수 있으며, 레이저 피닝 작업 중 오류 발생시 모니터링 장치(160)를 이용하여 손쉽게 이를 발견하여 조치를 취할 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 작업헤드(130)의 구성을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 작업헤드(130)는, 제 1 몸체부(131), 제 2 몸체부(132), 수평이동부(134), 제 3 몸체부(133) 및 레이저빔 조사노즐(135)를 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 제 1 몸체부(131)는 가상의 상하 수직축을 기준으로 회전 가능하도록 매니퓰레이터(120)의 일단부에 장착될 수 있다. 이때, 제 1 몸체부(131)의 하단부에는, 작업부위를 촬영하여 레이저 피닝 장치 운용자에게 영상 신호를 전달하는 모니터링 장치(160)가 더 장착될 수 있다. 또한, 제 1 몸체부(131)의 하단부에는, 용접부 및 용접부의 주위를 3차원 스캔하여 작업헤드(130)의 작업경로 데이터 및 작업패턴 데이터를 산출하는 3차원 스캐닝 장치(140)가 장착될 수 있다. 모니터링 장치(160) 및 3차원 스캐닝 장치(140)에 대한 구체적인 설명은 앞서 이미 설명하였으므로 생략하기로 한다.
제 2 몸체부(132)는 제 1 몸체부(131)로부터 일측방향으로 소정 거리만큼 이동 가능하도록 제 1 몸체부(131)의 일측부에 장착될 수 있다.
수평이동부(134)는 제 1 몸체부(131)와 제 2 몸체부(132)를 연결하고, 제 2 몸체부(132)를 제 1 몸체부(131)로부터 소정 거리만큼 이격시킬 수 있다.
제 3 몸체부(133)는 가상의 상하 수직축을 기준으로 회전 가능하도록 제 2 몸체부(132)의 일측면에 장착될 수 있다.
레이저빔 조사노즐(135)은 가상의 수평축을 기준으로 회전 가능하도록 제 3 몸체부(133)의 일측면에 장착될 수 있다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 작업헤드(130)는 다양한 방향으로 레이저 빔 조사 방향을 설정할 수 있으며, 3차원 스캐닝 장치로부터 산출된 다양한 작업경로 및 작업패턴에 따라 손쉽게 구동될 수 있다. 결과적으로, 본 실시예에 따른 작업헤드(130)는 다양한 방향으로 레이점 빔 조사 방향을 설정할 수 있어, 불균일한 용접부 및 용접부의 주변에 대한 피닝 작업을 정확하고 안정적으로 수행할 수 있다.
도 3에는 본 발명이 또 다른 실시예에 따른 레이저 피닝 장치의 작업헤드를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3에 도시된 작업헤드가 노즐의 내부에 삽입되어 운용되는 모습을 나타내는 정면 투시도가 도시되어 있다.
관상형 노즐에 대한 레이저 피닝 작업을 수행할 경우, 도 3 및 도 4에 도시된 관 형상의 작업헤드(130)를 이용할 수 있다. 이때, 도 3 및 도 4에 도시된 관 형상의 작업헤드(130)는 도 2에 도시된 레이저빔 조사노즐(135)과 교체되어 활용될 수 있다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 작업헤드(130)가 관상형 노즐의 내부에 삽입되어 운용될 수 있다.
관상형 노즐에 대한 레이저 피닝 작업을 수행할 경우, 본 실시예에 따른 레이저 피닝 장치의 작업헤드(130)는, 길이 연장부(136) 및 레이저빔 조사부(137)를 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 길이연장부(136)는, 매니퓰레이터(120)의 일단부에 소정길이만큼 연장되어 형성된 구조일 수 있다. 이때, 길이연장부(136)는 작업부위의 내경보다 작은 길이의 외경을 갖는 관 형상임이 바람직하다. 또한, 길이연장부(136)는 매니퓰레이터(120)로부터 전달된 레이저빔을 레이저빔 조사부(137)에 전달할 수 있다.
레이저빔 조사부(137)는 길이연장부(136)의 일단부에 회전 가능하도록 장착될 수 잇다. 또한, 레이저빔 조사부(137)는 길이연장부(136)로부터 전달받은 레이저빔을 작업부위에 조사할 수 있다. 이때, 레이저빔 조사부(137)는, 작업부위와 레이저빔의 조사 각도가 미리 설정된 각도를 이루면서 레이저빔을 조사할 수 있다.
따라서 상기 언급한 구성을 포함하는 본 실시예에 따른 작업헤드(130)는, 관상형 노즐의 내면에 인입되어 레이저 피닝 작업을 효과적으로 수행할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 레이저 피닝 장치에 따르면, 특정 구조의 작업헤드, 3차원 스캐닝 장치 및 제어부를 포함하고 있어, 관 형상 노즐의 내면뿐만 아니라 불균일한 용접부 및 용접부의 주변에 대한 피닝 작업을 정확하고 안정적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 피닝 장치에 따르면, 용접부 및 용접부의 주위를 3차원 스캔하여 작업헤드의 작업경로 데이터 및 작업패턴 데이터를 산출하는 3차원 스캐닝 장치; 및 3차원 스캐닝 장치로부터 작업경로 데이터 및 작업 패턴 데이터를 수신하여, 작업헤드의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하고 있어, 불균일한 작업부위에 대해 정확한 작업 경로를 산출한 후 이에 따라 안정적으로 작업헤드의 위치를 변경시켜 피닝 작업을 수행할 수 있어, 작업의 효율성을 극대화 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 피닝 장치에 따르면, 작업부위를 촬영하여 레이저 피닝 장치 운용자에게 영상 신호를 전달하는 모니터링 장치를 구비함으로써, 작업부위에 대한 피닝작업을 손쉽게 모니터링 할 수 있고, 작업의 효율성을 극대화 시킬 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
100, 레이저 피닝 장치
110, 레이저 발진기
120, 매니퓰레이터
121, 상하길이 변경부
130, 작업헤드
131, 제 1 몸체부
132, 제 2 몸체부
133, 제 3 몸체부
134, 수평이동부
135, 레이저빔 조사노즐
136, 길이연장부
137, 레이저빔 조사부
140, 3차원 스캐닝 장치
150, 제어부
160, 모니터링 장치

Claims (12)

  1. 레이저빔을 생성시키는 레이저 발진기(110);
    상기 레이저 발진기(110)의 일측부에 소정길이만큼 연장되어 장착되는 매니퓰레이터(120);
    상기 매니퓰레이터(120)의 일단부에 장착되고, 상기 매니퓰레이터(120)로부터 전달받은 레이저빔을 작업부위에 조사하는 작업헤드(130);
    상기 작업헤드(130)에 장착되고, 용접부 및 용접부의 주위를 3차원 스캔하여 상기 작업헤드(130)의 작업경로 데이터 및 작업패턴 데이터를 산출하는 3차원 스캐닝 장치(140); 및
    상기 상기 3차원 스캐닝 장치(140)로부터 작업경로 데이터 및 작업 패턴 데이터를 수신하여, 상기 작업헤드(130)의 구동을 제어하는 제어부(150);
    를 포함하고,
    상기 레이저 발진기(110)는, 상기 매니퓰레이터(120)를 통해 레이저빔을 상기 작업헤드(130)로 전달하는 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 발진기(110)로부터 생성되는 레이저빔은 고출력의 펄스레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 매니퓰레이터(120)는 상기 레이저 발진기(110)로부터 생성된 레이저빔을 상기 작업헤드(130)에 전달하는 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 피닝 장치(100)는,
    상기 레이저 발진기(110) 내부에 장착되고, 상기 레이저 발진기(110)에 증류수 및 압축공기를 제공하는 공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 피닝 장치(100)는,
    상기 작업헤드(130)의 일측부에 장착되고, 작업부위를 촬영하여 상기 레이저 피닝 장치 운용자에게 영상 신호를 전달하는 모니터링 장치(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 매니퓰레이터(120)의 일단부에는 상하길이 변경부(121)가 장착되고,
    상기 상하길이 변경부(121)는 상기 매니퓰레이터(120)로부터 상기 작업헤드(130)의 상하 위치를 변경시키는 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업헤드(130)는 상기 매니퓰레이터(120)의 일단부에 둘 이상의 회전구조에 의해 소정 각도만큼 회전 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업헤드(130)는,
    가상의 상하 수직축을 기준으로 회전 가능하도록 상기 매니퓰레이터(120)의 일단부에 장착된 제 1 몸체부(131);
    상기 제 1 몸체부(131)로부터 일측방향으로 소정 거리만큼 이동 가능하도록 상기 제 1 몸체부(131)의 일측부에 장착되는 제 2 몸체부(132);
    상기 제 1 몸체부(131)와 상기 제 2 몸체부(132)를 연결하고, 상기 제 2 몸체부(132)를 상기 제 1 몸체부(131)로부터 소정 거리만큼 이격시키는 수평이동부(134);
    가상의 상하 수직축을 기준으로 회전 가능하도록 상기 제 2 몸체부(132)의 일측면에 장착된 제 3 몸체부(133); 및
    가상의 수평축을 기준으로 회전 가능하도록 상기 제 3 몸체부(133)의 일측면에 장착된 레이저빔 조사노즐(135);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 3차원 스캐닝 장치(140)는 상기 작업헤드(130)의 상기 제 1 몸체부(131)의 하단부에 장착되는 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 작업헤드(130)의 상기 제 1 몸체부(131)의 하단부에는, 작업부위를 촬영하여 레이저 피닝 장치 운용자에게 영상 신호를 전달하는 모니터링 장치(160)가 더 장착되는 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업헤드(130)는,
    상기 매니퓰레이터(120)의 일단부에 형성되어 레이저빔을 전달받고, 작업부위의 내경보다 작은 길이의 외경을 갖는 관 형상의 길이연장부(136); 및
    상기 길이연장부(136)의 일단부에 회전 가능하도록 장착되고, 상기 길이연장부(136)로부터 전달받은 레이저빔을 작업부위에 조사하는 레이저빔 조사부(137);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 레이저빔 조사부(137)는, 작업부위와 레이저빔의 조사 각도가 미리 설정된 각도를 이루면서 레이저빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 피닝 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114248004A (zh) * 2022-01-05 2022-03-29 中国航空制造技术研究院 一种旋扫式激光冲击强化加工装置及加工方法
KR20230038036A (ko) * 2021-09-10 2023-03-17 공주대학교 산학협력단 레이저를 이용한 용접 슬래그 제거 시스템

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