KR20190001991A - Laser in-focus detection apparatus - Google Patents

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KR20190001991A
KR20190001991A KR1020170082231A KR20170082231A KR20190001991A KR 20190001991 A KR20190001991 A KR 20190001991A KR 1020170082231 A KR1020170082231 A KR 1020170082231A KR 20170082231 A KR20170082231 A KR 20170082231A KR 20190001991 A KR20190001991 A KR 20190001991A
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김명진
김종식
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주식회사휴비스
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Abstract

The present invention relates to a laser in-focus detecting apparatus which can accurately detect an in-focus by shape-analyzing a laser beam trace obtained by continuously varying an irradiation distance of a laser beam, can conveniently adjust a focal distance of a laser by calculating a correction value of the focal length, and can be carried or moved to be conveniently used in a place where the laser is used. The present invention comprises: an inclination block (20) for supporting a replaceable board (21) to be inclined downward; a camera (30) for performing photographing on a normal surface of the board (21); and a controller (50) for photographing, with the camera (30), a laser beam trace formed to be downwardly inclined as a laser (1) moves horizontally along the downward inclination direction of the board (21), and detecting the position of the minimum width as an in-focus position on the basis of a pattern of the laser beam trace obtained from the photographed image.

Description

레이저 정초점 검출장치{LASER IN-FOCUS DETECTION APPARATUS}LASER IN-FOCUS DETECTION APPARATUS [0001]

본 발명은 레이저빔의 조사 거리를 연속적으로 가변시켜 얻는 레이저빔 흔적을 형상 분석하여 정초점(in-focus)을 정확하게 검출하고, 초점 거리의 보정값을 산정함으로써 레이저의 초검 거리를 간편하게 조절할 수 있게 하며, 휴대 또는 이동하며 레이저 사용 장소에서 편리하게 사용할 수 있게 한 레이저 정초점 검출장치에 관한 것이다.The present invention allows a laser beam trajectory obtained by continuously varying the irradiation distance of a laser beam to be shaped and analyzed to accurately detect the in-focus and to calculate a focal distance correction value, The present invention relates to a laser beam spot detection apparatus which can be conveniently used in a laser use place.

레이저 장치는 용접, 절단, 천공, 열처리(또는 annealing), 마킹(marking) 등의 다양한 산업 용도로 사용되며, 특히, 자동화 가공 공정이나 정밀 가공 공정 등에서 많이 활용되는 추세에 있다.Laser apparatuses are used in various industrial applications such as welding, cutting, drilling, annealing (or annealing), and marking. Particularly, the laser apparatuses are used in automation processing and precision processing.

이러한 레이저 장치로 레이저빔을 조사할 시에, 레이저빔의 초점을 피가공물에 정확하게 맺히게 하여야만 가공 정밀도를 보장할 수 있으며, 이러한 이유로 산업 현장에서 사용함에 있어 정초점(in-focus)을 맺히게 할 초점 거리를 주기적으로 정밀하게 조절하며 사용하여야 한다.When irradiating the laser beam with such a laser device, the focal point of the laser beam must be precisely focussed on the workpiece so that the processing accuracy can be assured. For this reason, the focal distance Should be periodically and precisely controlled.

예를 들어, 레이저 용접기는 고밀도로 집속된 레이저빔을 열원으로 피가공물을 용융시켜 용접하는 장치로서, 정초점을 피가공물에 맺히게 하는 초점 거리에 맞춰 레이저빔을 조사하도록 조정하더라도, 사용 중에 조금씩 초점 거리의 변동이 발생할 수 있다. 이에 따라, 레이저빔 조사 거리를 변경시키며 정초점을 검출하고 해당 정초점을 조사할 시의 조사 거리를 초점 거리로 사용하여 왔다.For example, a laser welder is an apparatus for welding a workpiece with a heat source by welding a laser beam focused at a high density. Even if the laser beam is adjusted to irradiate a laser beam in accordance with the focal distance at which the workpiece is fired, May occur. Accordingly, the irradiation distance when changing the laser beam irradiation distance and detecting the background point has been used as the focal distance.

과거, 작업자의 육안 검사 및 경험에 의존하던 방식의 부정확성을 해결하기 위해 사용되어 왔던 기술로서, 레이저빔의 반사광이나 레이저빔 조사에 따라 발생하는 플라즈마를 검출하여 초점 조절하는 기술이 있었으나, 이를 위해서는 레이저 장치를 개조해야하고 고가의 구입 비용이 드는 어려움이 있었다.As a technique that has been used to solve the inaccuracies of a method which has been depended on the visual inspection and experience of the operator in the past, there has been a technique of detecting the plasma generated by the reflected light of the laser beam or the laser beam, The apparatus had to be remodeled and the expensive purchase cost was difficult.

이러한 어려움을 해소하기 위한 종래기술로서, 공개특허 제10-2005-0072495호에 개시된 기술에 따르면, 레이저와 기판 간의 거리를 단계적으로 수정하며 각 거리마다 선형의 레이저빔 패턴을 기판에 생성하고, 최소 너비의 패턴에 대응되는 거리를 초점 거리로 결정한다. 또한, 결정한 초점 거리를 중심으로 소정 구간을 세분화하여 레이저빔 패턴을 재차 생성하고, 이를 이용하여 정밀한 초점 거리를 선정하기도 한다.As a conventional technique for solving such difficulties, according to the technique disclosed in Japanese Laid-Open Patent Application No. 10-2005-0072495, a distance between a laser and a substrate is corrected stepwise, and a linear laser beam pattern is generated on a substrate for each distance, The distance corresponding to the pattern of the width is determined as the focal distance. In addition, a laser beam pattern is generated again by subdividing a predetermined section around the determined focal distance, and a precise focal distance is selected using the generated laser beam pattern.

다른 종래기술로서, 등록특허 제10-1449851호에 개시된 기술에 따르면, 하향 경사면을 갖는 측정지그를 준비한 후 경사면에 레이저빔 흔적을 남겨 흔적의 크기로 초점인지를 판단하고, 초점이 아니면 흔적을 남길 지점을 이동시킨 후 다시 하는 방식을 사용한다.As another conventional technique, according to the technique disclosed in Japanese Patent No. 10-1449851, after preparing a measuring jig having a downward inclined surface, a laser beam trail is left on an inclined surface to judge whether the focus is in the size of a trail, Move the point and use it again.

하지만, 상기한 종래기술들은 불연속적인 거리마다 얻은 불연속적 흔적의 절대적 크기, 즉 레이저빔 스팟(spot)의 지름으로 초점을 추적하는 방식을 사용함에 따라, 초점을 정확하게 얻기란 매우 어렵고, 흔적 크기가 정확한 스팟 지름을 보증하는 것은 아니어서 범위를 좁혀가며 추적하더라도 정확한 초점을 얻기 어렵다. However, since the above-mentioned conventional techniques use a method of tracking the focus with the absolute size of the discontinuous traces obtained at discontinuous distances, that is, the diameter of the laser beam spot, it is very difficult to accurately obtain the focus, It does not guarantee exact spot diameter, so it is difficult to get accurate focus even if you narrow down the range.

이러한 부정확성은 레이저빔 흔적을 실제 생성하여 보면 알 수 있고, 공개특허 제10-2005-0072495호에서처럼 선형 패턴의 평균치를 적용하더라도 레이저빔의 흔적은 질화층 및 산화 알루미늄층으로 구분되어서, 레이저빔 스팟의 지름을 레이저빔 흔적으로부터 절대적 값으로 측정하며 초점을 검출하는 방식은 정초점을 정확하게 찾기 어렵다.This inaccuracy can be seen by actually creating a laser beam trail. Even if the average value of the linear pattern is applied, as in Patent Document 10-2005-0072495, traces of the laser beam are divided into a nitride layer and an aluminum oxide layer, Is measured from the laser beam traces to an absolute value, and the method of detecting the focus is difficult to accurately determine the background point.

또한, 단계적으로 레이저와의 거리를 가변하며 얻는 레이저빔 흔적으로부터 초점을 검출하게 되므로, 그 거리의 부정확성이 반영되어 초점 거리의 보정값도 부정확해질 수 있다.Further, since the focus is detected from the obtained laser beam traces by changing the distance to the laser step by step, the inaccuracy of the distance is reflected, and the correction value of the focal distance can also become inaccurate.

KR 10-2005-0072495 A 2005.07.11.KR 10-2005-0072495 A 2005.07.11. KR 10-1449851 B1 2014.10.02.KR 10-1449851 B1 2014.10.02.

따라서, 본 발명의 목적은 레이저빔 조사 거리의 연속 변화에 따른 레이저빔 흔적으로부터 정확한 정초점 위치를 얻고, 레이저와 정초점 위치의 레이저빔 흔적 간의 거리를 반영하지 아니하여도 초점 거리를 조정할 수 있게 하는 레이저 정초점 검출장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a laser which can obtain the exact spot position from a laser beam trace in accordance with a continuous change of the laser beam irradiation distance and adjust the focal distance without reflecting the distance between the laser spot and the laser beam spot at the spot, And to provide an apparatus for detecting a full point.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 레이저 정초점 검출장치에 있어서, 교체 가능한 판재(21)를 하향 경사지게 지지하는 경사 블록(20); 판재(21)의 법선 상에서 촬영하게 한 카메라(30); 및 레이저(1)가 판재(21)의 하향 경사진 방향을 따라 수평 이동하며 레이저빔을 판재(21)에 조사함에 따라 하향 경사지게 형성된 레이저빔 흔적을 카메라(30)로 촬영하게 하고, 촬영 영상으로 얻는 레이저빔 흔적의 패턴에 근거하여 최소 폭의 위치를 정초점 위치로 검출하는 컨트롤러(50); 를 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a laser spot, comprising: a slope block (20) for slidably supporting a replaceable plate material (21); A camera 30 for photographing on the normal line of the plate material 21; And the laser 1 horizontally moves along the downward inclined direction of the plate material 21 and irradiates the plate material 21 with the laser beam so as to photograph the laser beam traces formed by the downward inclination with the camera 30, A controller (50) for detecting the position of the minimum width based on a pattern of the obtained laser beam traces at the initial point position; .

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러(50)는 보정 전 초점거리로 조사된 특정 위치를 레이저빔 흔적에서 미리 정한 규칙에 따라 지정한 후, 특정 위치로부터 정초점까지의 거리와 판재(21)의 경사각에 근거하여, 특정 위치에 레이저빔을 조사할 시의 조사 거리와 정초점 위치에 레이저빔을 조사할 시의 조사 거리의 차이를 초점 거리의 보정값으로 산정한다.According to the embodiment of the present invention, the controller 50 specifies a specific position irradiated with the pre-correction focal length according to a predetermined rule in the laser beam trail, and then determines the distance from the specific position to the initial point and the inclination angle of the plate material 21 , The difference between the irradiation distance at the time of irradiating the laser beam at the specific position and the irradiation distance at the time of irradiating the laser beam at the full-spot position is calculated as the correction value of the focal distance.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러(50)는 레이저빔 흔적의 위치에 따른 폭의 추세를 분석하여 최소 폭의 위치를 추정한다.According to the embodiment of the present invention, the controller 50 estimates the position of the minimum width by analyzing the trend of the width according to the position of the laser beam traces.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러(50)는 레이저빔 흔적에서 최대 폭의 위치를 정초점 위치로 검출하게 설정될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the controller 50 can be set to detect the position of the maximum width in the laser beam traces at the initial spot position.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 카메라(30)는 판재(21)의 법선 상에 놓일 때로 정해지는 판재(21) 촬영 위치에서 비켜나 있게 할 수 있는 이동 수단(40)에 의해 위치 이동 가능하고, 컨트롤러(50)는 카메라(30)를 판재(21) 촬영 위치에서 비켜나 있게 한 상태에서, 레이저빔을 판재(21)에 조사하게 하고, 촬영할 시에는 카메라(30)를 판재(21) 촬영 위치로 원위치시켜 촬영하게 한다.According to the embodiment of the present invention, the camera 30 is movable by the moving means 40 which can be moved away from the photographing position of the plate material 21 determined when the plate material 21 is placed on the normal line of the plate material 21, The controller 50 causes the laser beam to be irradiated to the plate material 21 while keeping the camera 30 away from the plate material 21 photographing position and moves the camera 30 to the plate material 21 photographing position Let them shoot in the original position.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 경사 블록(20), 카메라(30) 및 이동 수단(40)은 휴대 또는 이동 가능한 케이스(10)에 수용하되, 판재(21)의 상방에 구멍형태의 투광창(11)이 조성되어 있게 하여서, 투광창(11)을 통해 레이저빔을 조사하게 하며, 상기 카메라(30)는 레이저빔 흔적에 평행한 선조명을 레이저빔 흔적을 향해 제공하는 조명기구(31)를 양측에 각각 장착 구비한다.According to the embodiment of the present invention, the inclined block 20, the camera 30 and the moving means 40 are accommodated in a portable or movable case 10, (11) is made so as to irradiate the laser beam through the light transmitting window (11), and the camera (30) comprises a lighting device (31) for providing a line illumination parallel to the laser beam trace toward the laser beam trace, Respectively.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러(50)는 카메라(30)의 판재(21) 촬영 위치 및 조명기구(31)의 광량을 조절할 수 있게 한다.According to the embodiment of the present invention, the controller 50 can adjust the photographing position of the plate material 21 of the camera 30 and the light quantity of the lighting device 31. [

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러(50)는 사용자의 컴퓨터(53)와 연결되어, 컴퓨터(53)를 통한 지시에 따라 카메라(30)의 판재(21) 촬영 위치 및 조명기구(31)의 광량을 조절하고, 촬영 동작을 제어하며, 촬영 영상을 컴퓨터(53)에 전송하여 컴퓨터(53)에서 영상에 따라 정초점을 검출하게 한다.The controller 50 is connected to the user's computer 53 and controls the photographing position of the plate material 21 of the camera 30 and the photographing position of the lighting device 31 according to an instruction through the computer 53. [ Controls the photographing operation, transmits the photographed image to the computer 53, and causes the computer 53 to detect the photographed point according to the image.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 경사 블록(20)은 투광창(11)을 통해서거나 또는 케이스(10) 중에 투광창(11)이 있는 상면의 개폐에 의해서 탈착 가능하고, 케이스(10) 외부에서 레이저빔 흔적을 남긴 판재(21)를 장착한 경사 블록(20)을 케이스(10) 내에 수용하여 카메라(30) 촬영에 의해 정초점을 획득할 수 있게 한다.According to the embodiment of the present invention, the inclined block 20 can be detached by opening or closing the upper surface of the case 10 through the light transmitting window 11 or the case 10, A slope block 20 on which a plate material 21 with a laser beam trace is placed is accommodated in the case 10 so that a photographed point can be obtained by photographing the camera 30.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 1회의 레이저빔 조사로 정초점 위치를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 레이저빔 조사 거리의 연속적 변경에 따라 얻는 레이저빔 흔적으로부터 정초점 위치를 검출하게 되므로, 레이저 스팟 크기의 절대적 크기에 의존하던 종래기술에 비해 레이저빔 흔적 폭의 연속적 변화에 근거하여 더욱 정확한 검출이 가능하다.According to the present invention configured as described above, it is possible to detect the position of a photographed spot by one laser beam irradiation, and also to detect the position of a photographed spot from a laser beam trace obtained by continuously changing the laser beam irradiation distance. It is possible to detect more accurately based on the continuous change of the laser beam trace width as compared with the conventional technology which depends on the size.

본 발명은 레이저빔 흔적에서 사전 약속된 특정 위치를 기준으로 초점 거리를 가감하는 보정값을 산정 제공함으로써, 정초점 위치의 레이저 조사 거리를 반영하지 아니하여도 되며, 이에, 초점 거리를 정확하고 간편하게 조정할 수 있게 한다.The present invention may not reflect the laser irradiation distance at the initial point position by providing a correction value for adding or subtracting the focal distance based on the predetermined position preliminarily predetermined in the laser beam traces and thus the focal distance can be accurately and easily adjusted I will.

본 발명은 레이저빔의 영향 및 판재(21) 교체시 걸림이 카메라(30)에 미치지 아니하도록 하면서, 법선 상에서 정확하게 촬영할 수 있게 하여, 협소한 공간을 갖는 케이스(10) 내에 수용하여 휴대용 또는 이동용 장치로 간편하게 사용할 수 있고, 준암실 기능을 하는 케이스(10)와, 반사되어 카메라(30)에 입사되는 광을 최소화하도록 배치하는 조명기구(31)에 의해서, 선명한 레이저빔 흔적 영상으로부터 정초점을 정확하게 검출할 수 있다.The present invention is capable of accurately photographing on a normal line while preventing the influence of a laser beam and a jam when the plate material 21 is replaced from being caught by the camera 30 and accommodated in a case 10 having a narrow space, And the illuminating device 31 that reflects and minimizes the light incident on the camera 30 is used to accurately detect the background point from the clear laser beam tracing image can do.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 정초점 검출장치의 사시도.
도 2는 레이저(1)로 레이저빔을 조사할 시의 레이저 정초점 검출장치의 투시 사시도.
도 3은 카메라(30)로 촬영할 시의 레이저 정초점 검출장치의 투시 사시도.
도 4는 레이저 정초점 검출장치에 의해 이루어지는 레이저 정초점 검출방법의 순서도.
도 5는 컴퓨터의 컨트롤 화면.
도 6은 초점 거리 보정값의 산정 근거를 보여주는 도면.1 is a perspective view of a laser pony point detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of the laser pony point detecting device when irradiating a laser beam with the laser 1. Fig.
3 is a perspective view of the laser pony point detecting device when photographing with the camera 30. Fig.
4 is a flowchart of a laser pony point detection method performed by the laser pony spot detecting apparatus.
5 is a control screen of the computer.
6 is a diagram showing a basis for calculating a focal length correction value;

본 발명은 경사 블록(20)의 하향 경사면에 판재(21)를 교체하며 고정할 수 있게 하고, 상부에서 레이저(1)를 판재(21)의 하향 경사진 방향을 따라 수평 이동시키며 하부를 향해 연직방향으로 레이저빔을 조사하게 하여 판재(21)에 하향 경사진 소정 길이의 레이저빔 흔적(22)을 남기게 하며, 이후, 판재(21)의 법선 상에서 카메라(30)로 촬영하여 레이저빔 흔적(22) 영상을 획득하게 구성된다. The present invention can replace and fix the plate material 21 on the downward sloping face of the inclined block 20 and move the laser 1 horizontally along the downward inclined direction of the plate material 21, The laser beam is irradiated in the direction perpendicular to the plane of the plate material 21 so as to leave a laser beam trail 22 of a predetermined length inclined downward on the plate material 21 and then photographed by the camera 30 on the normal line of the plate material 21, ) Image.

이에 따라, 레이저(1)와 판재(21) 사이의 연직방향 거리(높이, 레이저빔 조사 거리)가 레이저(1)의 수평 이동에 따라 연속적으로 바뀌게 되고, 판재(21)에 생성되는 레이저빔 흔적(22)의 폭도 연속적으로 변하게 된다. Thus, the vertical distance (height, laser beam irradiation distance) between the laser 1 and the plate material 21 is continuously changed in accordance with the horizontal movement of the laser 1, and the laser beam traces So that the width of the base 22 also changes continuously.

그리고, 본 발명은 레이저빔 흔적 영상을 패턴 분석하여 레이저빔 흔적(22)에서 최소 폭의 위치를 검출하여 정초점 위치로 선정한다.In the present invention, the pattern of the laser beam tracing image is analyzed, and the position of the minimum width is detected in the laser beam trail 22, and the position of the trailing edge is selected.

실시 예에 따르면, 정초점 위치는 레이저빔 흔적(22)에서 최소 폭을 갖는 위치로 선정하게 하거나 또는 최대 폭을 갖는 위치로 선정할 수 있도록 사전 설정할 수 있다.According to the embodiment, the initial spot position can be preset to a position having a minimum width in the laser beam trace 22 or a position having a maximum width.

실시 예에 따르면, 정초점 위치를 더욱 정확하게 얻기 위해서, 레이저빔 흔적(22)의 위치에 따른 폭의 추세를 분석하여 추정한다.According to the embodiment, in order to obtain the exact spot position more precisely, the trend of the width according to the position of the laser beam trace 22 is analyzed and estimated.

실시 예에 따르면, 보정 전 레이저(1)의 초점 거리에 가감할 보정값을 제공하기 위해서, 레이저(1)와의 사전 약속에 따라 레이저빔 흔적(22) 상의 특정 위치를 보정 전 레이저(1)의 초점 거리로 조사한 위치로 지정하게 하고, 그 특정 위치로부터 정초점까지의 거리 및 판재(21)의 경사각에 근거하여, 특정 위치에 조사할 시의 레이저 높이에 대한 보정 크기를 초점 거리의 보정값으로 산정하고, 산정한 보정값만큼 초점 거리를 가감 조정하게 한다.According to the embodiment, in order to provide a correction value to be added to or subtracted from the focal length of the pre-correction laser 1, a specific position on the laser beam trail 22 according to a pre- The correction size for the laser height at the time of irradiation at a specific position is calculated as the correction value of the focal distance based on the distance from the specific position to the initial point and the inclination angle of the plate material 21 And adjusts the focal distance by the correction value calculated and adjusted.

실시 예에 따르면, 카메라(30)를 이동 수단(40)으로 이동시키게 하고, 경사 블록(20), 카메라(30), 이동 수단(40) 및 컨트롤러(50)를 하나의 케이스(10)에 장작하여 휴대 또는 이동 사용할 수 있게 한다. 또한, 판재(21)를 장착한 상태의 경사 블록(20)도 탈착 가능하게 하여, 케이스 외부에서 경사 블록(20)을 이용하여 판재(21)에 레이저빔 흔적(22)을 남기게 하고, 그 경사 블록(20)을 케이스 내에 수용하여 정초점을 얻게 하기도 한다.According to the embodiment, the camera 30 is moved to the moving means 40 and the inclination block 20, the camera 30, the moving means 40 and the controller 50 are fired in one case 10 To be portable or mobile. It is also possible to detach the inclined block 20 with the plate member 21 mounted thereon so that the laser beam trace 22 is left on the plate member 21 using the inclined block 20 outside the case, The block 20 may be housed in the case to obtain a shedding point.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하며 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art.

실시 예 설명의 편의를 위해, 경사 블록(20)이 놓이는 수평면 상에서 경사 블록(20)의 하향 경사진 방향, 즉, 경사면을 내려가는 방향의 수평면 상 성분 방향을 x축 방향이라 하고, x축 방향에 직교하면서 경사 블록(20)으로부터 멀어지는 방향을 y축 방향이라 한다. 상부를 향하는 연직 방향은 z축 방향이 된다.For convenience of description of the embodiment, the component direction on the horizontal plane in the downward inclination direction of the inclined block 20, that is, the downward inclination direction on the horizontal plane on which the inclination block 20 is placed is referred to as x axis direction, The direction orthogonal to the inclined block 20 and away from the inclined block 20 is referred to as a y-axis direction. The vertical direction toward the upper side becomes the z-axis direction.

도 1의 사시도 및 도 2,3의 투시 사시도를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 정초점 검출장치는 상면 커버에 투광창(11)을 조성한 케이스(10) 내에 경사 블록(20), 카메라(30), 이동 수단(40) 및 컨트롤러(50)를 장착하게 구성된다.2 and 3, a laser pony point detecting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a case 10 having a light transmitting window 11 formed on a top cover, a slope block 20, (30), the moving means (40), and the controller (50).

본 발명의 실시 예에서는 컨트롤러(50)와 컴퓨터(53)의 협동 하에 정초점을 검출하게 구성되는 것으로 하였다.In the embodiment of the present invention, it is configured to detect the background point in cooperation with the controller 50 and the computer 53. [

상기 경사 블록(20)은 x축 방향을 따라 하향 경사진 면을 갖는 블록으로서, 판재(21)를 하향 경사면에 교체 가능하게 고정하게 되어 있다. 이에, 판재(21)도 하향 경사면의 기울기 각으로 기울어져 있게 된다.The inclined block 20 is a block having a downward sloped surface along the x-axis direction, and the plate material 21 is replaceably fixed to the downward inclined surface. Thus, the plate member 21 is inclined at an inclination angle of the downward inclined plane.

여기서, 판재(21)는 레이저(1)의 레이저빔이 조사될 시에 레이저빔 흔적(22)을 남길 수 있는 재질로 구성하면 되며, 선명한 레이저빔 흔적(22)을 남기기 위해서, 예를 들어 알루미늄 판으로 제작할 수 있다.Here, the plate member 21 may be made of a material that can leave a laser beam trace 22 when the laser beam of the laser 1 is irradiated. In order to leave a clear laser beam trace 22, for example, aluminum Plate.

상기 이동 수단(40)은 상기 경사 블록(20)의 하향 경사면 끝단, 즉, x축 방향 끝단의 앞에서 시작하여 y축 방향으로 놓이게 배치되며, 구체적인 실시 예에 따르면, LM가이드(41)를 y축 방향을 따라 놓이게 하고, 그 LM가이드(41)를 따라 이동 가능하게 한 LM블록(42)을 이송실린더(43)로 이동시키게 되어 있다.The moving means 40 is disposed in the y-axis direction starting from the end of the downward slope of the inclined block 20, that is, in front of the x-axis direction end. According to a specific embodiment, And moves the LM block 42, which is made movable along the LM guide 41, to the transfer cylinder 43.

상기 카메라(30)는 LM블록(42)에 고정하여서 상기 이동 수단(40)에 의해 y축을 따라 이동하게 하며, 이에, 이송실린더(43)를 가동시켜 y축 선상의 위치 조절이 가능하게 된다.The camera 30 is fixed to the LM block 42 and is moved along the y axis by the moving means 40 so that the position of the y axis can be adjusted by moving the transfer cylinder 43. [

상기 카메라(30)는 상기 경사 블록(20)의 앞에 놓인 상태에서, 판재(21)에 수직인 법선 상에 광축이 놓이도록, 브라켓(32)에 의해 기울인 각도로 고정되고, 이때의 브라켓(32)을 이동 수단(40)의 LM블록(42)에 고정하여서, 기울인 각도를 유지하며 이동된다.The camera 30 is fixed at an inclined angle by the bracket 32 so that the optical axis is placed on a normal line perpendicular to the plate member 21 in a state of being in front of the inclined block 20, Is fixed to the LM block 42 of the moving means 40 and is moved while maintaining the tilted angle.

즉, 상기 카메라(30)는 판재(21)의 법선 상에서 판재(21)를 촬영한다. 바람직하게는 판재(21)의 중심점을 지나가게 레이저빔 흔적(22)을 남기고, 카메라(30)의 광축은 판재(21)의 중심점을 지나는 법선과 일치시키는 것이다. That is, the camera 30 photographs the plate material 21 on the normal line of the plate material 21. The optical axis of the camera 30 coincides with the normal line passing the center point of the plate material 21 while leaving the laser beam trace 22 preferably passing the center point of the plate material 21. [

이와 같이 상기 카메라(30)를 판재(21)의 법선 상에 있게 할 때의 위치를 판재(21) 촬영 위치로 정한다. Thus, the position of the camera 30 on the normal line of the plate material 21 is defined as the photographing position of the plate material 21.

그리고, 이동 수단(40)을 이용하여 상기 카메라(30)를 y축 방향으로 이동시킴으로써, 판재(21) 촬영 위치에서 비켜나 있게 할 수 있다.By moving the camera 30 in the y-axis direction using the moving means 40, the camera 30 can be moved away from the photographing position.

이와 같이 상기 카메라(30)를 판재(21) 촬영 위치에서 비켜나 있게 할 수 있음으로써, 판재(21)를 교체할 경우는 물론이고 판재(21)에 레이저빔 흔적(22)을 남길 경우에, 방해되지 않게 한다. 또한, 상기 카메라(30)를 판재(21) 촬영 위치에 놓이게 할 시에 상기 카메라(30)의 촬영 특성에 따른 촬영 조건의 제한 범위 내에서 판재(21)에 근접하게 카메라(30)를 놓을 수 있고, 이를 기반으로 케이스(10)의 부피를 최대한 작게 할 수 있어, 케이스(10)를 휴대 또는 이동하기에 편리한 사이즈로 제작 가능하게 된다.Since the camera 30 can be moved away from the photographing position of the plate material 21 as described above, when the plate material 21 is to be replaced, as well as when the laser beam trace 22 is left on the plate material 21, . When the camera 30 is placed at the photographing position of the plate material 21, the camera 30 can be placed close to the plate material 21 within the limit of the photographing conditions according to the photographing characteristics of the camera 30. [ The volume of the case 10 can be minimized and the size of the case 10 can be made convenient to carry or move.

한편, 상기 카메라(30)는 케이스(10) 내에서 판재(21)를 촬영하기 위해, 조명기구(31)의 도움을 받게 한다.On the other hand, the camera 30 is provided with the aid of a lighting device 31 for photographing the plate material 21 in the case 10.

상기 조명 기구(31)는 상기 카메라(30)의 y축 방향 양측에 각각 하나씩 장착되어 이동 수단(40)에 의해 상기 카메라(30)와 한 몸체로 이동하고, 판재(21)에 형성되는 레이저빔 흔적(22)에 평행한 선조명을 레이저빔 흔적(22)을 향해 제공하도록 비스듬히 기울어져 있다. 즉, 상기 조명 기구(31)는 판재(21)에 하향 경사진 방향으로 길게 형성하는 레이저빔 흔적(22)을 포커스로 하여 조명하되, 레이저빔 흔적(22) 전체를 고르게 조명하도록 레이저빔 흔적(22)과 평행한 긴 형태를 갖추며, 예를 들어 긴 관 형태의 CCFL로 구성할 수 있다.The lighting devices 31 are mounted on the both sides in the y axis direction of the camera 30 and are moved by the moving means 40 into the body with the camera 30, And is inclined at an angle to provide a line illumination parallel to the trace 22 toward the laser beam trace 22. That is, the illuminating device 31 illuminates the laser beam traces 22 formed in the downward inclined direction on the plate material 21 as a focus, and irradiates the laser beam traces 22 22), for example, a long tube-shaped CCFL.

이와 같이 카메라(30)를 중심으로 양측에서 레이저빔 흔적(22)을 향해 비스듬히 기울인 각도로 조명하므로, 판재(21)에 직접 반사되어 카메라(30)로 입사되는 광을 최대한 방지하며, 이에, 레이저빔 흔적(22)을 선명하게 촬영할 수 있다.As described above, since both sides of the camera 30 are illuminated at an angle inclined at an angle to the laser beam traces 22, the light reflected directly to the plate material 21 prevents the light incident on the camera 30 to the utmost, The beam trace 22 can be clearly photographed.

상기 컨트롤러(50)는 이동 수단(40)을 제어하여 카메라(30)를 위치 이동시키고, 조명기구(31)의 조명 하에 카메라(30)를 제어하여 촬영 영상을 얻으며, 컴퓨터(53) 연결, 전기 수급, 데이터 통신 등을 위한 커넥터 단자(52)에 연결되어 있고, 모니터(51)에도 연결되어 있다.The controller 50 controls the moving means 40 to move the camera 30 and controls the camera 30 under the illumination of the lighting device 31 to obtain a photographed image and connect the computer 53, And is also connected to a connector terminal 52 for supply and demand, data communication, and the like, and is also connected to a monitor 51.

이러한 컨트롤러(50)는 경사 블록(20)의 측면 중에 y축 방향의 측면 옆에 배치되게 하여서, 케이스(10) 내에서 차지하는 공간을 최소화한다. Such a controller 50 is disposed next to the side surface in the y-axis direction on the side surface of the inclined block 20, thereby minimizing the space occupied in the case 10.

컨트롤러(50)와 컴퓨터(53)의 협동하에 이루어지는 정초점 검출 동작에 대해서는 하기에서 도 4를 참조하며 상세하게 설명한다.The background point detecting operation performed in cooperation with the controller 50 and the computer 53 will be described in detail with reference to FIG.

상기 케이스(10)는 상부 커버 측에 조성한 구멍 형태의 투광창(11) 및 보조창(12)을 제외하고 외부 빛을 차단하는 구조로 되어 있어, 실질적으로 암실에 준하는 내부 공간을 제공한다. The case 10 has a structure that cuts off external light except for the light transmitting window 11 and the assisting window 12 formed in the upper cover side and provides an internal space substantially corresponding to the dark room.

이러한 케이스(10)의 내부 공간에 상기한 경사 블록(20), 카메라(30), 이동 수단(40) 및 컨트롤러(50)을 수용하되, 경사 블록(20)의 연직방향 위에 상기 투광창(11)이 있게 하여서, 케이스(10) 위에서 레이저빔을 투광창(11)을 통해 조사하여 경사 블록(20)의 판재(21)에 레이저빔 흔적(22)을 남길 수 있게 한다.The inclined block 20, the camera 30, the moving means 40 and the controller 50 are accommodated in the inner space of the case 10 so that the light transmitting window 11 So that the laser beam can be irradiated on the case 10 through the light transmitting window 11 to leave the laser beam traces 22 on the plate 21 of the inclined block 20.

상기 보조창(12)은 케이스(10) 중에 상기 경사 블록(20) 경사면의 법선 방향 면에 조성한 구멍으로서, 상기 경사 블록(20) 경사면에 교체 가능하게 장착하는 판재(21), 및 판재(21)의 법선 상에서 촬영하는 카메라(30)의 상태를 점검할 수 있게 한다.The auxiliary window 12 is a hole formed in the case 10 in a direction normal to the inclined surface of the inclined block 20. The auxiliary window 12 includes a plate member 21 that is replaceably mounted on the inclined surface of the inclined block 20, To check the state of the camera 30 which is photographed on the normal line of the camera 30.

다른 실시 예로서, 상기 투광창(11) 및 보조창(12)은 도어로 개폐가능하게 하여서, 레이저빔 흔적(22)을 생성할 시 투광창(11)을 열고, 내부를 점검 또는 관찰할 시에만 보조창(12)을 열고, 촬영할 시에는 양측 창(11, 12)을 닫아놓는 방식으로 운용하여도 좋다.In another embodiment, the light transmitting window 11 and the assisting window 12 can be opened and closed by a door so that when the laser beam traces 22 are generated, the light transmitting window 11 is opened, The auxiliary window 12 may be opened and the two side windows 11 and 12 may be closed when taken.

한편, 판재(21)의 교체 또는 경사 블록(20)의 탈착은 투광창(11)을 통해서 할 수 있도록 투광창(11)을 적절한 크기로 조성하거나 또는 케이스(10) 중에 투광창(11)이 있는 상면 커버를 개폐하게 한다. It is preferable that the translucent window 11 be formed to have a proper size so that the plate member 21 can be replaced or the inclined block 20 can be removed through the translucent window 11, To open and close the top cover.

경사 블록(20)의 탈착은 판재(21)를 장착한 상태의 경사 블록(20)을 레이저(1) 공정처리 장소에 놓고, 레이저빔 흔적(22)을 남기게 하고, 이후 경사 블록(20)을 케이스(10) 내에 넣어서, 레이저빔 흔적(22)을 촬영하게 하기 위함이다. The slope block 20 is detached by placing the slope block 20 in a state where the plate member 21 is mounted on the laser 1 processing site so as to leave a laser beam trail 22, So that the laser beam traces 22 can be photographed.

즉, 경사 블록(20)을 케이스(10) 내부에 장착한 상태로 투광창(11)을 통해 판재(21)에 레이저빔 흔적(22)을 남기게 하는 방식, 및 케이스(10) 외부에서 레이저빔 흔적(22)을 남긴 판재(21)를 장착한 경사 블록(20)을 케이스(10) 내에 수용하는 방식 모두를 가능하게 한다. 경사 블록(20)의 탈착을 위해서, 경사 블록(20)을 배치할 위치에 자석을 놓고 자석에 붙는 구성을 경사 블록(20)에 구비하게 하는 방식, 경사 블록(20)을 배치할 위치에 경사 블록(20)을 빼냄 가능하게 끼워넣게 하는 방식 등 다양한 방식 중에 적절한 방식을 채용할 수 있다. 물로, 이러한 방식은 판재(21)의 탈착 방식으로 사용되어도 좋다.That is, the laser beam traces 22 are left on the plate material 21 through the translucent window 11 while the inclined block 20 is mounted inside the case 10, It is possible to accommodate both the inclined block 20 in which the plate material 21 with the traces 22 is placed, In order to attach and detach the inclined block 20, the inclined block 20 is provided with a structure in which a magnet is placed at a position where the inclined block 20 is to be placed and attached to the magnet. And a method of pulling the block 20 in a withdrawable manner. With water, this method may be used as a detachment method of the plate material 21. [

바람직하게, 경사 블록(20)의 둘레에 소정 높이의 벽(13)을 세워서, 판재(21)에 반사된 레이저빔 또는 레이저빔에 의한 플라즈마 등의 영향이 판재(21) 촬영 위치로부터 비켜나 있게 할 카메라(30)는 물론이고 컨트롤러(50), 모니터(51) 및 커넥터 단자(52)에 미치지 아니하게 하였다. 그리고, 벽(13)으로 둘러싸인 공간, 즉, 경사 블록(20)을 배치한 공간은 환풍기(14)로 환기시킬 수 있게 하였다. 여기서, 환풍기(140)는 레이저빔을 판재(21)에 조사할 시에, 또는 촬영을 위해 카메라(30)를 판재(21) 촬영 위치로 이동시키기 직전에 가동되도록 컨트롤러(50)로 제어할 수 있다.Preferably, a wall 13 of a predetermined height is placed around the inclined block 20 so that the influence of plasma or the like caused by the laser beam or the laser beam reflected on the plate 21 is displaced from the photographing position of the plate material 21 The controller 50, the monitor 51, and the connector terminal 52, as well as the camera 30. The space enclosed by the wall 13, that is, the space in which the inclined block 20 is arranged, can be ventilated by the ventilator 14. The ventilator 140 can be controlled by the controller 50 so that the ventilator 140 is operated immediately before the laser beam is irradiated to the plate material 21 or just before the camera 30 is moved to the photographing position have.

본 발명의 구체적인 실시 예에서는 사용자의 컴퓨터(53)에서 지시하는 바에 따라 컨트롤러(50)가 카메라(30), 이동 수단(40) 및 조명기구(31)를 제어하고, 카메라(30)로 촬영되는 영상을 컴퓨터(53)에 전달하여 모니터링하게 하며, 컴퓨터(53)에 설치한 프로그램에 의해 영상 분석하여 정초점 및 초점 거리 보정값을 획득하게 하였다.In a specific embodiment of the present invention, the controller 50 controls the camera 30, the moving means 40 and the lighting device 31 as instructed by the user's computer 53, The image is transmitted to the computer 53 for monitoring and the image is analyzed by the program installed in the computer 53 to obtain the background point and the focal length correction value.

컴퓨터(53)는 도 5에 도시한 바와 같이 판재(21) 촬영 영상을 보여주는 영상 창(100), 카메라 위치와 조명기구의 광량을 수동 제어 및 설정하기 위한 메뉴얼 창(102), 촬영 동작 지시를 위한 비젼 창(103), 영상 판독한 결과를 보여주는 측정결과 창(104)으로 구획된 컨트롤 화면을 출력하여 사용자가 정초점을 얻을 수 있게 한다.5, the computer 53 includes an image window 100 for displaying a photographed image of the plate material 21, a manual window 102 for manually controlling and setting the light amount of the camera position and the lighting device, And a measurement result window 104 showing a result of reading the image, so that the user can obtain a summation point.

여기서, 메뉴얼 창(102)은 카메라(30)를 판재(21)로부터 비켜나 있게 한 초기 위치로 수동 이동시키는 키, 카메라(30)를 판재(21) 촬영 위치로 수동 이동시키는 키 등이 마련되어 있고, 판재(21) 촬영 위치의 정밀 조정값 입력란, 조명기구(31) 광량의 정밀 조정값 입력란 등도 마련되어 있다. Here, the manual window 102 is provided with a key for manually moving the camera 30 to an initial position in which the camera 30 is moved away from the plate material 21, a key for manually moving the camera 30 to the photographing position of the plate material 21, A fine adjustment value input field of the photographing position of the plate material 21, and a fine adjustment value input field of the light amount of the lighting device 31 are also provided.

영상 창(100)에는 카메라(30)의 광축을 지나가는 기준선(101)이 마련되어 있어서, 카메라(30)의 위치 이동에 따라 영상 창 내에서 이동하는 기준선(101)을 레이저빔 흔적(22)에 일치시키는 방식으로, 판재(21) 촬영 위치를 정밀 조정할 수 있다.The reference line 101 passing through the optical axis of the camera 30 is provided in the image window 100 and the reference line 101 moving in the image window according to the movement of the camera 30 is aligned with the laser beam trace 22 The photographing position of the plate material 21 can be precisely adjusted.

측정결과 창(104)은 영상 창(100)의 영상으로부터 얻는 레이저빔 흔적(22)의 분석결과를 보여주는 창으로서, 레이저빔 흔적(22)으로부터 최대 폭, 최대 폭 위치, 최소 폭, 최소 폭 위치 및 평균 폭을 검출하여 보여주고, 아울러, 레이저 초점 거리 보정값의 산정 결과도 보여준다.The measurement result window 104 is a window showing the analysis result of the laser beam trace 22 obtained from the image of the image window 100. The measurement result window 104 includes a maximum width, a maximum width position, a minimum width, And an average width are detected and shown, and the calculation result of the laser focal length correction value is also shown.

그리고, 이러한 컨트롤 화면을 이용한 제어 동작의 수행과, 정초점 및 레이저 초점 거리 보정값의 산정을 위한 프로그램을 컴퓨터(53)에 설치 운용한다.A program for performing a control operation using such a control screen and calculating a sine point and a laser focal length correction value is installed in the computer 53 and operated.

이하, 상호 연결된 상기 컨트롤러(50)와 컴퓨터(53)의 협동 하에 이루어지는 레이저 정초점 검출방법에 대해서, 도 4, 5, 6을 참조하며 설명한다.Hereinafter, a laser pony point detection method in cooperation with the controller 50 and the computer 53 connected to each other will be described with reference to Figs. 4, 5 and 6. Fig.

먼저, 카메라(30)는 판재(21) 촬영 위치에서 비켜나 있는 위치를 초기 위치로 하며, 컨트롤러(50)는 파워 온(ON) 되고 컴퓨터(53)와의 통신로가 형성될 시에, 카메라(30)를 초기 위치에 놓이도록 이동 수단(40)을 제어한다(S10). 이때는 레이저 정초점을 검출하기 위해서 파워 온(ON) 한 때이므로, 사용자에 의해 레이저빔 흔적(22)이 없는 새로운 판재로 교체된 상태에 있게 된다. 물론, 메뉴얼 창(102)에 구비된 키를 통해 이루어지는 컴퓨터(53)의 지시에 따라 초기 위치로 이동하게 하여도 좋다.First, the camera 30 assumes a position away from the photographing position of the plate material 21 as an initial position. When the controller 50 is turned on and a communication path with the computer 53 is formed, the camera 30 ) To the initial position (S10). At this time, since the laser power is turned on to detect the laser spot, the user is in a state of being replaced by a new plate member free of the laser beam traces 22. Of course, it may be moved to the initial position in accordance with an instruction from the computer 53 through the key provided in the manual window 102. [

다음으로, 레이저(1)가 투광창(11)을 통해 판재(21)에 레이저빔을 조사하여 레이저빔 흔적(22)을 생성 완료할 때까지 대기한다(S11).Next, the laser 1 waits until the laser beam trail 22 is generated by irradiating the plate material 21 with the laser beam through the light transmitting window 11 (S11).

여기서, 레이저(1)는 판재(21)의 하향 경사진 방향을 따라 소정의 수평 이동 범위(L) 이내로 수평 이동하며 레이저빔을 하향으로 조사하게 제어하는 것으로 한다. 이에, x축 방향을 따라 수평 이동 범위(L)만큼 이동하며 조사되는 레이저빔에 의해서, 판재(21)에는 수평 이동 범위(L)에 대응되는 길이의 레이저빔 흔적(22)이 생성된다. Here, it is assumed that the laser 1 horizontally moves within a predetermined horizontal movement range L along the downward inclined direction of the plate material 21, and controls to irradiate the laser beam downward. A laser beam trace 22 having a length corresponding to the horizontal movement range L is generated in the plate member 21 by the laser beam irradiated while moving in the horizontal movement range L along the x-axis direction.

이때, 수평 이동 범위(L)는 임의로 정할 수 있으나, 판재(21)를 벗어나지 아니하게 한다. 물론, 투광창(11) 크기도 레이저빔 조사에 방해되지 아니하도록 충분한 크기를 갖게 한다.At this time, the horizontal movement range L can be determined arbitrarily, but it does not allow the sheet material 21 to come off. Of course, the size of the light transmitting window 11 also has a sufficient size so as not to be disturbed by the laser beam irradiation.

그리고, 레이저(1)는 보정 전 현재의 초점 거리에 맞춰 레이지빔이 조사된 특정 위치를 레이저빔 흔적(22) 상에서 지정할 수 있도록 사전 약속되어 있다.The laser 1 is preliminarily given a predetermined position on the laser beam trace 22 to which the laser beam is irradiated in accordance with the focal distance before correction.

예를 들어, 레이저(1)는 레이저빔 조사 대상(여기서는 판재)까지의 높이를 측정할 수 있게 되어 있고, 아니면 사용자가 그 높이에 맞게 조절할 수도 있다. 이에 따라, 보정 전 현재의 초점 거리의 높이에 있게 되는 레이저(1)의 위치를 레이저 이동 범위(L) 내에서 특정할 수 있고, 그 레이저(1) 위치에 대응되는 판재(21) 상의 위치도 특정할 수 있다. For example, the laser 1 is capable of measuring the height up to the object to be irradiated with the laser beam (in this case, the plate material), or the user can adjust it to the height. The position of the laser 1 at the height of the focal distance before correction can be specified in the laser movement range L and the position of the laser 1 corresponding to the laser 1 position Can be specified.

도 6을 참조하며 부연 설명하면, 레이저(1)의 수평 이동 범위(L)에 대응되는 길이의 레이저빔 흔적(22)이 판재(21) 상에 형성되게 할 시에, 보정 전 초점 거리(H)로 레이저빔이 조사되는 특정 위치(a)를 지정할 수 있다.6, when laser beam traces 22 having a length corresponding to the horizontal movement range L of the laser 1 are formed on the plate material 21, the pre-correction focal length H (A) to which the laser beam is irradiated.

이러한 특정 위치(a)의 지정 규칙은 본 발명에 따른 레이저 정초점 검출장치를 사용하기 위해 사전 약속하여 두고, 그 약속된 지정 규칙에 따라 레이저(1)로 판재(21)에 레이저빔 흔적(22)을 남기게 하면 된다.The designation rule of this specific position (a) is preliminarily reserved for use of the laser pod detection device according to the present invention, and laser beam traces 22 are formed on the plate material 21 with the laser 1 according to the appointed designation rule. .

간편한 방식으로는 수평 이동시킬 레이저(1)의 보정 전 초점 거리(H)에 대응되는 특정 위치(a)를 판재(21) 상에서 찾은 후, 그 특정 위치(a)를 중심으로 하는 수평 이동 범위를 선정하여, 레이저(1)를 이동시키게 하는 것이다. 이에 따라, 레이저빔 흔적(22)의 중간점이 보정 전 초점 거리(H)로 조사되는 특정 위치(a)로 된다.In a simple method, a specific position (a) corresponding to the pre-correction focal length H of the laser 1 to be horizontally moved is found on the plate material 21 and a horizontal movement range around the specific position And the laser 1 is moved. Thereby, the intermediate point of the laser beam trace 22 becomes the specific position (a) irradiated with the pre-correction focal length H.

다른 방식으로서, 특정 위치(a)는 레이저 이동 범위(L)에 특정 비율을 곱하여 얻는 거리만큼 어느 한쪽 범위 끝으로부터 이격된 위치를 보정 전 초점 거리(H)로 조사할 위치로 사전 약속하고, 그 약속에 맞게 레이저빔을 조사하게 한다. 그리고, 레이저빔 흔적(22) 상에서는 레이저빔 흔적(22)의 전체 길이에 그 특정 비율을 곱하여 얻는 거리값을 얻고, 상기한 어느 한쪽 범위 끝에 대응되는 일측 단부로부터 해당 거리값만큼 이격된 위치를 특정 위치로 지정한다.Alternatively, the specific position (a) is pre-assigned to a position to be irradiated with the correction focal length H by a distance apart from the end of one range by a distance obtained by multiplying the laser movement range L by a specific ratio, Allow the laser beam to be irradiated at the appointed time. On the laser beam traces 22, a distance value obtained by multiplying the total length of the laser beam traces 22 by the specific ratio is obtained, and a position spaced from the one end portion corresponding to the end of one of the ranges is determined Position.

이와 같이 특정 위치(a)를 레이저빔 흔적(22)에서 지정할 수 있도록 사전 약속 하에 레이저빔 흔적(22)을 남긴 이후, 사용자의 조작에 의해 컴퓨터(53)는 촬영 시작을 지시한다.After leaving the laser beam trail 22 under the pre-determined so that the specific position (a) can be specified in the laser beam trace 22, the computer 53 instructs the start of photographing by the user's operation.

이에, 컨트롤러(50)는 이동 수단(40)을 제어하여 카메라(30)를 판재(21) 촬영 위치로 이동시키고(S12), 조명 기구(31) 및 카메라(30)를 가동시켜 조명을 받은 판재(21) 표면을 촬영하고 컴퓨터(53)에 영상 전송한다(S13).The controller 50 controls the moving means 40 to move the camera 30 to the photographing position of the plate material 21 (S12), to operate the lighting device 31 and the camera 30, Captures the surface of the screen 21 and transmits the image to the computer 53 (S13).

그러면, 도 5에 도시한 바와 같이 컨트롤 화면의 영상 창(100)에는 판재(21)에 생성된 레이저빔 흔적(22)의 영상이 출력되고, 이때, 레이저빔 흔적(22)이 카메라(30)의 기준선(101)과 겹치는지를 확인할 수 있다.5, the image of the laser beam traces 22 generated on the plate material 21 is output to the image window 100 of the control screen. At this time, the laser beam traces 22 are transmitted to the camera 30, The reference line 101 of FIG.

그리고, 광량이 충분한지도 확인할 수 있다. 도 5의 영상 창(100)을 살펴보면, 카메라(30)의 양측에 장착한 조명기구(31)로 레이저빔 흔적(22)을 비스듬히 조명하게 됨에 따라 레이저빔 흔적(22)이 있는 위치에서 반사되는 빛은 적게 되고, 레이저빔 흔적(22)의 양측 이격 위치에서 반사되는 빛은 상대적으로 강하다. 이에, 레이저빔 흔적(22)이 선명하게 보일 정도로 적절하게 조명기구(31)의 광량을 조절하면 된다.Then, it can be confirmed that the light amount is sufficient. 5, when the laser beam traces 22 are obliquely illuminated by the lighting device 31 mounted on both sides of the camera 30, the laser beam traces 22 are reflected at a position where the laser beam traces 22 are present The light is reduced, and the light reflected at the positions apart from both sides of the laser beam trace 22 is relatively strong. Thus, the light amount of the lighting device 31 may be appropriately adjusted so that the laser beam traces 22 are clearly visible.

즉, 사용자는 카메라(30)의 판재(21) 촬영 위치 및 광량을 확인한 후 적절하게 되도록 메뉴얼 창(102)의 각종 키 또는 입력란을 이용하여 조정한다(S14, S15)That is, the user checks the photographing position and the light amount of the plate material 21 of the camera 30 and adjusts them using various keys or input boxes of the manual window 102 (S14, S15)

다음으로, 사용자가 비젼 창(103)의 촬영 키를 태그하면, 현재의 위치 조정값 및 광량의 조정값으로 얻는 영상을 캡쳐하고, 캡쳐한 영상에서 레이저빔 흔적(22)의 영상을 획득한다(S20).Next, when the user tags the shooting key of the vision window 103, the image obtained by the current position adjustment value and the adjustment value of the light amount is captured, and the image of the laser beam trail 22 is acquired from the captured image ( S20).

그리고, 레이저빔 흔적(22)의 영상으로부터 레이저빔 흔적(22)에 대한 최소 폭, 최소 폭 위치, 최대 폭, 최대 폭 위치 및 평균 폭의 값을 획득하고, 이때의 최소 폭 위치를 정초점 위치로 선정한다(S22). The minimum width, the minimum width position, the maximum width, the maximum width position, and the average width of the laser beam traces 22 are obtained from the image of the laser beam traces 22, (S22).

최소 폭 위치 및 최소 폭의 값을 얻을 시에는 레이저빔 흔적의 길이 방향을 따라 검출되는 폭의 추세를 분석하여 최소 폭의 위치를 추정함으로써, 위치별 폭의 절대값에 의존하여 측정하는 방식에 비해 최소 폭 위치를 더욱 정확하게 얻는다. 이때 얻은 최소 폭 위치에서의 최소 폭은 폭의 추세선에 근거하여 정하는 것이 좋다.When obtaining the values of the minimum width position and the minimum width, the position of the minimum width is estimated by analyzing the trend of the width detected along the length direction of the laser beam traces, Get the minimum width position more accurately. The minimum width at the minimum width position obtained at this time is preferably determined based on the trend line of the width.

이때의 추세선은 레이저빔 흔적의 위치별 폭을 검출하되, 전반적 추세에 따라 폭을 가감하여 보정함으로써 얻는 선으로서, 위치별 검출한 폭의 부정확성을 보완한다. 특히, 정초점을 기준으로 거의 대칭적인 추세선을 얻게 되므로, 정초점 위치를 더욱 정확하게 얻을 수 있다.At this time, the trend line detects the width of the laser beam traces by the position, which is obtained by adding and correcting the width according to the overall trend, which compensates for the inaccuracy of the detected width for each position. In particular, since a symmetrical trend line is obtained on the basis of the shedding point, the shedding point position can be obtained more accurately.

한편, 예를 들어 코드, 문자 등의 패턴을 마킹하기 위해 사용하는 레이저의 경우, 용접이나 천공 용도의 레이저보다 레이저빔의 세기를 약하게 하며, 이러한 마킹 용도 레이저로 레이저빔을 조사하여 판재(21)에 흔적을 남기면, 정초점 위치에서 가장 강한 흔적을 남기면서 폭이 최대로 된다. On the other hand, in the case of a laser used for marking a pattern such as a code or a character, for example, the laser beam is weaker than the laser for welding or punching, Leaving a strong trail at the location of the ridge, the width becomes maximum.

이에, 최소 폭 대신에 최대 폭 위치를 정초점 위치로 선정할 수 있도록 프로그램적으로 설정할 수 있게 한다.Thus, it is possible to set the maximum width position programmatically so that the maximum width position can be selected as the initial point position instead of the minimum width.

이와 같이 정초점을 검출한 이후에는 도 6에 도시한 바와 같이 사전 정해 둔 규칙, 즉, 초점 거리를 보정하지 아니한 레이저(1)로 생성한 레이저빔 흔적(22)에서 보정 이전 초점 거리(H)로 레이저빔을 조사한 특정 위치(a)를 선정하는 규칙에 따라, 특정 위치(a)를 선정하고, 특정 위치(a)로부터 정초점 위치(b)까지의 거리 및 판재(21)의 경사각(θ)에 근거하여 초점 거리(H)의 보정값(Δh)을 산정한다(S22).6, the laser beam traces 22 generated by the laser 1 without the correction of the focal length are changed to the focal distance H before correction The specific position a is selected in accordance with the rule for selecting the specific position a irradiated with the laser beam and the distance from the specific position a to the original point position b and the inclination angle? The correction value? H of the focal distance H is calculated (S22).

즉, 특정 위치(a)에 레이저빔을 조사할 시의 조사 거리와 정초점 위치(b)에 레이저빔을 조사할 시의 조사 거리의 차이를 레이저 초점 거리의 보정값(Δh)으로 한다. 물론, 정초점 위치가 특정 위치보다 아래에 있으면 초점 거리를 증가시키는 보정이고, 특정 위치보다 위에 있으면 초점 거리를 감소시키는 보정이다.That is, the difference between the irradiation distance at the time of irradiating the laser beam at the specific position (a) and the irradiation distance at the time of irradiating the laser beam at the initial position (b) is defined as a correction value? H of the laser focal distance. Of course, the correction is to increase the focal distance if the original spot position is below a specific position, and to reduce the focal distance if it is above a specific position.

여기서, 얻은 초점 거리 보정값은 도 5에 도시한 바와 같이 측정결과 창(104)를 통해서 최소 폭, 최대 폭, 최소 폭 위치, 최대 폭 위치 및 평균 폭과 함께 정리하여 보여준다.Here, the obtained focal length correction value is shown together with the minimum width, maximum width, minimum width position, maximum width position and average width through the measurement result window 104 as shown in FIG.

이와 같은 결과를 얻은 이후에는 카메라(30)를 초기 위치로 이동시켜, 판재(21) 촬영 위치로부터 비켜나 있게 한다(S30).After obtaining the above results, the camera 30 is moved to the initial position so as to move away from the photographing position of the plate material 21 (S30).

한편, 본 발명의 구체적인 실시 예 설명에서는, 사용자의 컴퓨터(53)와 연결되어, 도 5의 컨트롤 화면을 통해 지시하는 바에 따라 카메라(30)의 판재(21) 촬영 위치 및 조명기구(31)의 광량을 조절하고, 촬영 동작을 제어하며, 촬영 영상을 컴퓨터(53)에 전송하여 컴퓨터(53)에서 영상에 따라 정초점 및 초점 거리 보정값을 검출하게 하는 것으로 설명하였다. 이 경우, 모니터(51)는 컨트롤러(50)에 의한 동작 상황 또는 컴퓨터(53)에서 얻는 결과를 출력하는 수단으로 활용할 수 있다.5, the photographing position of the plate material 21 of the camera 30 and the photographing position of the illumination device 31 are displayed on the control screen of the camera 30, The light amount is controlled, the photographing operation is controlled, the photographed image is transmitted to the computer 53, and the computer 53 detects the photographed point and the focal length correction value according to the image. In this case, the monitor 51 can be used as a means for outputting the operation status by the controller 50 or the result obtained from the computer 53. [

그렇지만, 컴퓨터(53)의 기능을 컨트롤러(50)에 구현하고, 도 5의 컨트롤 화면을 모니터(51)로 출력하고, 사용자 조작을 위해 별도의 입력키를 설치하거나 또는 모니터(51)에 터치스크린 기능을 부가하게 하여도 좋다. 즉, 컴퓨터의 도움을 받게 하는 것은 컴퓨터가 갖고 있는 성능을 활용하는 것으로 컨트롤러(50)로 기능 구현하는 것과 실질적으로 동일한 것이라 하겠다.However, it is also possible to implement the function of the computer 53 in the controller 50, to output the control screen of FIG. 5 to the monitor 51, to install a separate input key for the user's operation, Function may be added. In other words, getting the help of the computer is substantially the same as implementing the function of the controller 50 by utilizing the performance of the computer.

변형된 실시 예로서, 레이저빔 흔적(22)을 판재(21)에 남기는 과정(S11)은 판재(21)를 장착한 경사 블록(20)을 레이저(1)로 공정 처리하는 작업대에 놓고 수행하고, 이후, 레이저빔 흔적(22)이 남긴 판재(21)를 포함한 경사 블록(20)을 케이스(10) 내에 놓는 방식으로 하여도 좋다. As a modified embodiment, the process (S11) of leaving the laser beam traces 22 on the plate material 21 is performed by placing the inclined block 20 on which the plate material 21 is mounted on a work table for processing with the laser 1 And then the inclined block 20 including the plate material 21 from which the laser beam traces 22 are left may be placed in the case 10. [

변형된 실시 예로서, 도 5의 컨트롤 화면에 구현된 각종 키 또는 입력란을 이용하는 수동 제어 방식에 한정할 필요는 없으며, 예를 들어, 카메라는 초기 위치로 두게 하고, 촬영 키를 누를 시에 판재(21) 촬영 위치로의 카메라 이동, 촬영, 영상 판독에 의한 위치/광량 조정, 캡쳐, 정초점 검출, 초점 거리 보정값 산정, 및 카메라 초기 위치 이동으로 이루어지는 일련의 동작을 자동으로 수행하게 프로그램화하여도 좋다.As a modified embodiment, the present invention is not limited to the manual control method using various keys or input boxes implemented in the control screen of FIG. 5, and for example, the camera may be set to the initial position, 21) Even if the camera is programmed to automatically perform a series of operations including camera movement to a photographing position, photographing, position / light adjustment by capturing an image, capturing, full-scale point detection, focal length correction value calculation, good.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, . ≪ / RTI > Accordingly, such modifications are deemed to be within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

1 : 레이저
10 : 케이스 11 : 투광창 12 : 보조창 13 : 벽 14 : 환풍기
20 : 경사 블록 21 : 판재 22 : 레이저빔 흔적
30 : 카메라 31 : 조명기구 32 : 브라켓
40 : 이동 수단 41 : LM가이드 42 : LM블록 43 : 이송실린더
50 : 컨트롤러 51 : 모니터 52 : 커넥터 단자 53 : 컴퓨터1: Laser
10: Case 11: Light projecting window 12: Supporting window 13: Wall 14: Ventilator
20: slope block 21: plate material 22: laser beam traces
30: camera 31: illuminator 32: bracket
40: Moving means 41: LM guide 42: LM block 43: Feed cylinder
50: controller 51: monitor 52: connector terminal 53: computer

Claims (9)

교체 가능한 판재(21)를 하향 경사지게 지지하는 경사 블록(20);
판재(21)의 법선 상에서 촬영하게 한 카메라(30); 및
레이저(1)가 판재(21)의 하향 경사진 방향을 따라 수평 이동하며 레이저빔을 판재(21)에 조사함에 따라 하향 경사지게 형성된 레이저빔 흔적을 카메라(30)로 촬영하게 하고, 촬영 영상으로 얻는 레이저빔 흔적의 패턴에 근거하여 최소 폭의 위치를 정초점 위치로 검출하는 컨트롤러(50);
를 포함하는 레이저 정초점 검출장치.An inclination block 20 for supporting the replaceable plate material 21 in a downward sloping manner;
A camera 30 for photographing on the normal line of the plate material 21; And
The laser beam 1 horizontally moves along the downward inclination direction of the plate material 21 and irradiates the plate material 21 with the laser beam to cause the camera 30 to photograph the laser beam trail formed in a downward sloping manner, A controller (50) for detecting the position of the minimum width based on the pattern of the laser beam traces at the initial point position;
The laser beam spot detection apparatus comprising: 제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러(50)는 보정 전 초점거리로 조사된 특정 위치를 레이저빔 흔적에서 미리 정한 규칙에 따라 지정한 후, 특정 위치로부터 정초점까지의 거리와 판재(21)의 경사각에 근거하여, 특정 위치에 레이저빔을 조사할 시의 조사 거리와 정초점 위치에 레이저빔을 조사할 시의 조사 거리의 차이를 초점 거리의 보정값으로 산정하는 레이저 정초점 검출장치.The method according to claim 1,
The controller 50 specifies a specific position irradiated with the pre-correction focal length according to a predetermined rule in the laser beam trail, and then, based on the distance from the specific position to the initial point and the inclination angle of the plate material 21, And the difference between the irradiation distance at the time of irradiating the beam and the irradiation distance at the time of irradiating the laser beam at the initial position is calculated as a correction value of the focal distance. 제 1항에 잇어서,
상기 컨트롤러(50)는 레이저빔 흔적의 위치에 따른 폭의 추세를 분석하여 최소 폭의 위치를 추정하는 레이저 정초점 검출장치.The method of claim 1,
The controller (50) analyzes the trend of the width according to the position of the laser beam traces to estimate the position of the minimum width. 제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러(50)는 레이저빔 흔적에서 최대 폭의 위치를 정초점 위치로 검출하게 설정될 수 있는 레이저 정초점 검출장치.The method according to claim 1,
Wherein the controller (50) can be set to detect the position of the maximum width in the laser beam trace at the initial spot position. 제 1항 내지 제 4항 중에 어느 하나의 항에 있어서,
상기 카메라(30)는 판재(21)의 법선 상에 놓일 때로 정해지는 판재(21) 촬영 위치에서 비켜나 있게 할 수 있는 이동 수단(40)에 의해 위치 이동 가능하고,
컨트롤러(50)는 카메라(30)를 판재(21) 촬영 위치에서 비켜나 있게 한 상태에서, 레이저빔을 판재(21)에 조사하게 하고, 촬영할 시에는 카메라(30)를 판재(21) 촬영 위치로 원위치시켜 촬영하게 하는 레이저 정초점 검출장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
The camera 30 is movable by the moving means 40 which can be moved away from the photographing position of the plate material 21 determined when the plate material 21 is placed on the normal line of the plate material 21,
The controller 50 causes the laser beam to be irradiated to the plate material 21 while keeping the camera 30 away from the plate material 21 photographing position and moves the camera 30 to the plate material 21 photographing position And a laser beam spot detection device for causing the laser beam spot to be photographed in situ. 제 5항에 있어서,
상기 경사 블록(20), 카메라(30) 및 이동 수단(40)은 휴대 또는 이동 가능한 케이스(10)에 수용하되, 판재(21)의 상방에 구멍형태의 투광창(11)이 조성되어 있게 하여서, 투광창(11)을 통해 레이저빔을 조사하게 하며,
상기 카메라(30)는 레이저빔 흔적에 평행한 선조명을 레이저빔 흔적을 향해 제공하는 조명기구(31)를 양측에 각각 장착 구비하는 레이저 정초점 검출장치.6. The method of claim 5,
The inclined block 20, the camera 30 and the moving means 40 are accommodated in a portable or movable case 10, and a light transmitting window 11 in the form of a hole is formed above the plate member 21, , The laser beam is irradiated through the light transmitting window (11)
Wherein the camera (30) comprises a lighting device (31) mounted on both sides for providing line illumination parallel to the laser beam traces toward the traces of the laser beam. 제 6항에 있어서,
상기 컨트롤러(50)는 카메라(30)의 판재(21) 촬영 위치 및 조명기구(31)의 광량을 조절할 수 있게 한 레이저 정초점 검출장치.The method according to claim 6,
The controller (50) makes it possible to adjust the photographing position of the plate material (21) of the camera (30) and the light quantity of the lighting device (31). 제 7항에 있어서,
상기 컨트롤러(50)는 사용자의 컴퓨터(53)와 연결되어, 컴퓨터(53)를 통한 지시에 따라 카메라(30)의 판재(21) 촬영 위치 및 조명기구(31)의 광량을 조절하고, 촬영 동작을 제어하며, 촬영 영상을 컴퓨터(53)에 전송하여 컴퓨터(53)에서 영상에 따라 정초점을 검출하게 하는 레이저 정초점 검출장치.8. The method of claim 7,
The controller 50 is connected to the user's computer 53 and adjusts the photographing position of the plate material 21 of the camera 30 and the light quantity of the lighting device 31 in accordance with an instruction through the computer 53, And transmits the photographed image to the computer (53) and causes the computer (53) to detect the photographed point according to the image. 제 5항에 있어서,
상기 경사 블록(20)은 투광창(11)을 통해서거나 또는 케이스(10) 중에 투광창(11)이 있는 상면의 개폐에 의해서 탈착 가능하고,
케이스(10) 외부에서 레이저빔 흔적을 남긴 판재(21)를 장착한 경사 블록(20)을 케이스(10) 내에 수용하여 카메라(30) 촬영에 의해 정초점을 획득할 수 있게 한 레이저 정초점 검출장치.6. The method of claim 5,
The inclined block 20 is detachable through the light transmitting window 11 or by opening and closing an upper surface of the case 10 with the light transmitting window 11,
A laser pillar point detection apparatus comprising a case (10) in which a slope block (20) equipped with a plate material (21) with a laser beam trace left outside the case (10)
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CN113977071A (en) * 2021-11-12 2022-01-28 武汉威士登自动化控制技术有限公司 Method for automatically searching laser focus

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