KR20190005313A - Laser cleaning device having a function of checking cleaning quality and method thereof - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a laser cleaning device having a function of checking cleaning quality and a method thereof. The laser cleaning device comprises: a body moving with a wheel mounted in a lower portion thereof; a first laser processing unit mounted at one side of the body to irradiate a first laser beam to a target surface for work; a second laser processing unit mounted at one side of the body to irradiate a second laser beam to a pre-processed section in which the first laser beam is irradiated; a second camera unit generating a second image by photographing an area in which the second laser beam is irradiated; an image analysis unit generating analysis information with respect to a flame in the second image; and a controller determining working quality by the first laser beam with the analysis information and flame information for each level of pre-stored surface quality.

Description

작업 품질 검사 기능을 구비한 레이저 클리닝 장치 및 그 방법{Laser cleaning device having a function of checking cleaning quality and method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser cleaning apparatus,

본 발명은 작업 품질 검사 기능을 구비한 레이저 클리닝 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a laser cleaning apparatus having a work quality inspection function and a method thereof.

레이저 가공 장치는 레이저 빔을 이용하여 작업 대상물을 미리 지정된 크기로 절단하거나, 복수의 모재를 용접하거나, 모재의 일 부분을 식각하거나, 금속 표면이 부식되어 생성된 녹(rust, patina)을 제거하는 등 다양한 용도로 이용되고 있다. The laser machining apparatus cuts a workpiece to a predetermined size by using a laser beam, welds a plurality of workpieces, etches a part of the workpiece, or removes rust (patina) generated by corrosion of a metal surface And so on.

레이저 가공 장치의 일종으로서 레이저 클리닝 장치는 레이저 빔을 작업 대상물의 표면(작업 대상면)에 조사하여 오염 물질, 예를 들어 금속 표면이 부식되어 생성된 녹을 제거하는 장치이다. As a kind of laser machining apparatus, a laser cleaning apparatus irradiates a laser beam onto a surface (work surface) of a workpiece to remove contaminants, for example, rust generated by corrosion of a metal surface.

레이저 클리닝 장치는 작업 대상물의 손상없이 선택적으로 오염층만을 제거할 수 있고, 짧은 레이저 펄스를 사용하여 정밀한 오염층 제거가 가능하며, 비접촉식이므로 접촉 마모를 발생시키지 않는 동시에 레이저의 고온으로 인해 표면에 존재하는 유기물을 박멸하는 표면 살균 효과까지 제공하고 있다. The laser cleaning device can selectively remove only the contaminated layer without damaging the workpiece, and can precisely remove the contamination layer by using a short laser pulse. Since it is a non-contact type, it does not cause contact wear, It also provides a surface disinfection effect to eradicate organic matter.

도 1에 예시된 바와 같이, 레이저 클리닝 장치(100)는 몸체(110), 몸체(100)의 하부에 구비되어 몸체(100)를 지정된 방향으로 이동시키는 휠(115), 작업 대상면의 녹 제거(즉, 레이저 클리닝)를 위해 조사구를 통해 레이저 빔(LB)을 조사하도록 몸체(110)의 일측에 장착되는 레이저 처리부(120)를 포함할 수 있다. 1, the laser cleaning apparatus 100 includes a body 110 and a wheel 115 disposed below the body 100 to move the body 100 in a designated direction. And a laser processing unit 120 mounted on one side of the body 110 to irradiate the laser beam LB through an irradiation aperture for laser irradiation (i.e., laser cleaning).

레이저 처리부(120)는 녹 제거를 위해 미리 지정된 빔 특성(예를 들어, 출력값, 펄스 주파수, 파장, 펄스 간격 등)으로 레이저 발진기에서 발생된 레이저 빔(LB)을 작업 대상면에 조사하도록 동작된다. The laser processing unit 120 is operated to irradiate the laser beam LB generated by the laser oscillator on the work surface with a predetermined beam characteristic (e.g., output value, pulse frequency, wavelength, pulse interval, etc.) .

레이저 발진기는 몸체(110)의 내부에 구비되거나 독립적으로 구비될 수 있고, 레이저 빔을 이송하는 전송 수단을 통해 레이저 처리부(120)와 연결된다. 전송 수단은 예를 들어 레이저 빔의 전송 정밀도가 높고, 레이저 클리닝 장치(100)의 정밀한 움직임이 가능하도록 하기 위해 광 파이버가 포함될 수 있다.The laser oscillator may be provided inside the body 110 or independently, and may be connected to the laser processing unit 120 through transmission means for transferring the laser beam. The transmission means may include an optical fiber, for example, so that the transmission precision of the laser beam is high, and the precise movement of the laser cleaning apparatus 100 is possible.

레이저 클리닝 장치(100)는 휠(115)의 구동에 의해 이동하면서 레이저 처리부(120)가 작업 대상면에 레이저 빔을 조사함으로써 작업 대상면에 형성되어 있는 녹을 제거한다. The laser cleaning apparatus 100 removes the rust formed on the work surface by irradiating a laser beam on the work surface while the laser processing unit 120 is moved by the driving of the wheel 115.

그러나 종래기술에 따른 레이저 클리닝 장치(100)는 레이저 클리닝을 위한 작업 속도 조절이 불가능하고, 또한 레이저 클리닝이 실시되는 동안에는 작업 대상면의 레이저 클리닝 처리에 대한 작업 품질을 확인할 수 없는 한계가 있다.However, the laser cleaning apparatus 100 according to the related art has a limitation in that it is impossible to adjust the working speed for laser cleaning and the quality of work for the laser cleaning process on the work surface can not be confirmed while the laser cleaning is being performed.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-described background technology is technical information that the inventor holds for the derivation of the present invention or acquired in the process of deriving the present invention, and can not necessarily be a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.

한국등록특허 제10-0455059호Korean Patent No. 10-0455059 한국등록특허 제10-1089188호Korean Patent No. 10-1089188

본 발명은 표면 품질 수준에 따라 적절한 레이저 클리닝 작업 속성이 조절될 수 있고, 레이저 클리닝이 실시되는 동안 작업 품질을 실시간 검사할 수 있어 양질의 작업 결과물이 확보되는 작업 품질 검사 기능을 구비한 레이저 클리닝 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention relates to a laser cleaning apparatus capable of adjusting an appropriate laser cleaning operation property according to a surface quality level and capable of real-time inspection of a work quality during laser cleaning, And a method thereof.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 하부에 장착된 휠을 이용하여 이동하는 몸체; 작업 대상면에 제1 레이저 빔을 조사하도록 상기 몸체의 일측에 장착된 제1 레이저 처리부; 제1 레이저 빔의 조사된 기작업 구역에 제2 레이저 빔을 조사하도록 상기 몸체의 일측에 장착된 제2 레이저 처리부; 상기 제2 레이저 빔이 조사되는 영역을 촬영하여 제2 영상 이미지를 생성하는 제2 카메라부; 상기 제2 영상 이미지에서 불꽃에 관한 해석 정보를 생성하는 영상 해석부; 및 상기 해석 정보와 미리 저장된 표면 품질 수준별 불꽃 정보를 이용하여 제1 레이저 빔에 의한 작업 품질을 판단하는 컨트롤러를 포함하는 레이저 클리닝 장치가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a driving apparatus comprising: a body that moves using a wheel mounted on a lower portion; A first laser processing unit mounted on one side of the body to irradiate a first laser beam on a work surface; A second laser processing unit mounted on one side of the body to irradiate a second laser beam onto the irradiated base work zone of the first laser beam; A second camera unit for photographing an area irradiated with the second laser beam to generate a second image; An image analyzer for generating analysis information on the flame in the second image; And a controller for determining the quality of work by the first laser beam using the analysis information and the flame information for each of the surface quality levels previously stored.

레이저 클리닝 장치는 상기 제1 레이저 빔이 조사될 작업 예정 구역을 촬영하여 제1 영상 이미지를 생성하는 제1 카메라부를 더 포함할 수 있다. 상기 영상 해석부는 상기 제1 영상 이미지를 해석하여 상기 작업 예정 구역의 색상값을 산출하고, 상기 컨트롤러는 상기 작업 예정 구역의 색상값과 미리 저장된 레퍼런스 영상 정보의 색상값을 참조하여, 상기 작업 예정 구역에 대한 제1 레이저 빔의 빔 특성 및 상기 몸체의 이동 속도 중 하나 이상을 결정할 수 있다.The laser cleaning apparatus may further include a first camera section for generating a first image by photographing a predetermined area to be irradiated with the first laser beam. The controller interprets the first image and computes a color value of the predetermined area, and the controller refers to the color value of the predetermined area and the color value of the previously stored reference image information, The beam characteristic of the first laser beam to the first laser beam and the moving speed of the body.

상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상이한 빔 특성을 가지도록 미리 설정될 수 있다.The first laser beam and the second laser beam may be preset to have different beam characteristics.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 하부에 장착된 휠을 이용하여 이동하는 몸체; 작업 대상면에 제1 레이저 빔을 조사하도록 상기 몸체의 일측에 장착된 제1 레이저 처리부; 상기 몸체의 일측에 장착되어, 제1 레이저 빔의 조사된 기작업 구역에 광을 조사하고 작업 대상면에서 반사되어 유입되는 광량에 상응하는 센싱 정보를 출력하는 반사광 감지부; 및 상기 센싱 정보와 미리 저장된 표면 품질 수준별 센싱 기준값을 이용하여 제1 레이저 빔에 의한 작업 품질을 판단하는 컨트롤러를 포함하는 레이저 클리닝 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a driving apparatus comprising: a body that moves using a wheel mounted on a lower portion; A first laser processing unit mounted on one side of the body to irradiate a first laser beam on a work surface; A reflected light sensing unit mounted on one side of the body for irradiating light to the irradiated base work area of the first laser beam and outputting sensing information corresponding to the amount of light reflected from the work surface; And a controller for determining the quality of work by the first laser beam using the sensing information and the sensing reference value for each surface quality level stored in advance.

레이저 클리닝 장치는 상기 제1 레이저 빔이 조사될 작업 예정 구역을 촬영하여 제1 영상 이미지를 생성하는 제1 카메라부를 더 포함할 수 있다. 상기 영상 해석부는 상기 제1 영상 이미지를 해석하여 상기 작업 예정 구역의 색상값을 산출하고, 상기 컨트롤러는 상기 작업 예정 구역의 색상값과 미리 저장된 레퍼런스 영상 정보의 색상값을 참조하여, 상기 작업 예정 구역에 대한 제1 레이저 빔의 빔 특성 및 상기 몸체의 이동 속도 중 하나 이상을 결정할 수 있다.The laser cleaning apparatus may further include a first camera section for generating a first image by photographing a predetermined area to be irradiated with the first laser beam. The controller interprets the first image and computes a color value of the predetermined area, and the controller refers to the color value of the predetermined area and the color value of the previously stored reference image information, The beam characteristic of the first laser beam to the first laser beam and the moving speed of the body.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 표면 품질 수준에 따라 적절한 레이저 클리닝 작업 속성이 조절될 수 있고, 레이저 클리닝이 실시되는 동안 작업 품질을 실시간 검사할 수 있어 양질의 작업 결과물이 확보되는 효과가 있다. According to the embodiment of the present invention, an appropriate laser cleaning operation property can be adjusted according to the surface quality level, and the quality of the work can be inspected in real time while the laser cleaning is performed, thereby ensuring high quality work products.

도 1은 종래기술에 따른 레이저 클리닝 장치를 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 클리닝 장치를 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 클리닝 장치의 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 클리닝 장치의 진행 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러의 레이저 클리닝 작업 속성 결정 및 작업 품질 확인 과정을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 클리닝 장치를 예시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 클리닝 장치의 블록 구성도.1 illustrates a conventional laser cleaning apparatus;
FIG. 2 illustrates a laser cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a block diagram of a laser cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a process of a laser cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention;
5 is a view for explaining a laser cleaning operation attribute determination and a work quality verification process of a controller according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a laser cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a laser cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the terms "part," "unit," "module," "device," and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, Lt; / RTI >

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 선택적으로 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.It is to be understood that the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the embodiments and may be embodied in other embodiments without departing from the spirit of the invention. It is to be understood that although the description is omitted, multiple embodiments may be implemented again as an alternative embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 클리닝 장치를 예시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 클리닝 장치의 블록 구성도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 클리닝 장치의 진행 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러의 레이저 클리닝 작업 속성 결정 및 작업 품질 확인 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view illustrating a laser cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a laser cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view for explaining the progress of a laser cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of determining a laser cleaning operation attribute and a work quality of a controller according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 레이저 클리닝 장치(100)는 몸체(110), 휠(115), 제1 레이저 처리부(210), 제2 레이저 처리부(220), 제1 카메라부(230), 제2 카메라부(235) 및 가림판(240)을 포함할 수 있다. 또한 몸체(110)에는 휠 구동부(310), 영상 해석부(320), 저장부(330) 및 컨트롤러(340)가 포함될 수 있다.2 and 3, the laser cleaning apparatus 100 includes a body 110, a wheel 115, a first laser processing unit 210, a second laser processing unit 220, a first camera unit 230, A second camera unit 235 and a shielding plate 240. [ The body 110 may include a wheel drive unit 310, an image analysis unit 320, a storage unit 330, and a controller 340.

몸체(110)는 하부에 구비된 휠(115)의 회전에 의해 상응하는 방향으로 이동된다.The body 110 is moved in the corresponding direction by the rotation of the wheel 115 provided at the lower part.

휠(115)은 컨트롤러(340)의 제어에 의한 휠 구동부(310)의 동작에 따른 방향 및 속도로 회전된다. 휠(115)은 직선 방향의 회전 구동뿐 아니라 수직 축을 중심으로 소정 각도 만큼 회전될 수 있도록 구성될 수 있다. The wheel 115 is rotated in the direction and at the speed corresponding to the operation of the wheel driving unit 310 under the control of the controller 340. The wheel 115 may be configured to be rotated by a predetermined angle about a vertical axis as well as a linear direction of rotation driving.

몸체(110)는 휠(115) 및 휠 구동부(310)의 동작에 의해, 도 4에 예시된 바와 같이 직선 방향이나 소정 각도 방향으로 이동되고, 제1 레이저 처리부(210) 및/또는 제2 레이저 처리부(220)에서 조사되는 레이저 빔에 의해 작업 대상면에 형성된 녹이 제거된다.The body 110 is moved in a linear direction or a predetermined angle direction as illustrated in FIG. 4 by the operation of the wheel 115 and the wheel driving unit 310, and the first laser processing unit 210 and / The rust formed on the work surface is removed by the laser beam irradiated by the processing unit 220.

제1 레이저 처리부(210)와 제2 레이저 처리부(220)는 미리 지정된 빔 특성(예를 들어, 출력값, 펄스 주파수, 파장, 펄스 간격 등)으로 레이저 발진기에서 각각 발생된 레이저 빔(LB)을 작업 대상면에 조사하도록 동작된다.The first laser processing unit 210 and the second laser processing unit 220 can perform the operation of the laser beam LB generated in the laser oscillator by a predetermined beam characteristic (for example, output value, pulse frequency, wavelength, pulse interval, And is irradiated to the target surface.

후술되는 바와 같이, 진행 방향에서 선행하는 위치에 장착된 제1 레이저 처리부(210)가 녹 제거용의 제1 레이저 빔을 조사하고, 후행하는 제2 레이저 처리부(220)가 작업 품질 검사용의 제2 레이저 빔을 조사하도록 미리 지정된 경우, 예를 들어 제1 레이저 빔이 상대적으로 고출력값, 큰 주파수, 짧은 펄스 간격 등을 가지도록 설정되는 등과 같이 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔의 빔 특성은 상이하게 미리 설정될 수 있다. As will be described later, the first laser processing unit 210 mounted at a preceding position in the traveling direction irradiates the first laser beam for rust removal, and the second laser processing unit 220 following the second laser processing unit 220 The beam characteristics of the first laser beam and the second laser beam, for example, when the first laser beam is set to have a relatively high output value, a large frequency, a short pulse interval, etc., Can be set differently.

제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 각각 생성하는 레이저 발진기는 몸체(110)의 내부에 구비되거나 독립적으로 구비될 수 있고, 레이저 빔을 이송하는 전송 수단을 통해 제1 레이저 처리부(210) 및 제2 레이저 처리부(220)에 각각 연결될 수 있다. 전송 수단은 예를 들어 레이저 빔의 전송 정밀도가 높고, 레이저 클리닝 장치(100)의 정밀한 움직임이 가능하도록 하기 위해 광 파이버가 포함될 수 있다.The laser oscillator for generating the first laser beam and the second laser beam may be provided inside the body 110 or may be independently provided. The laser oscillator may include a first laser processing unit 210 and a second laser processing unit 210, 2 laser processing unit 220, respectively. The transmission means may include an optical fiber, for example, so that the transmission precision of the laser beam is high, and the precise movement of the laser cleaning apparatus 100 is possible.

제1 레이저 빔 또는 제2 레이저 빔이 작업 대상면에 조사되는 경우, 작업 대상면에 녹이 존재하면, 레이저 빔이 작업 대상면에 도달하여 발생되는 강렬한 빛 뿐 아니라 녹이 제거되면서 다량의 불꽃(영역 260 참조)이 함께 발생된다(도 2의 (b) 참조). 이때, 작업 대상면에 녹이 심하게 존재할수록 상대적으로 많은 불꽃이 발생되는 경향이 있다.When the first laser beam or the second laser beam is irradiated on the surface to be worked, if there is rust on the surface to be worked, the intense light generated as the laser beam reaches the surface to be worked, as well as the rust, (See Fig. 2 (b)). At this time, the more the rust is present on the work surface, the more the flame is generated relatively.

이에 비해, 녹이 형성되기 이전의 모재 표면 또는 레이저 클리닝이 우수한 품질로 완료된 작업 대상면에 레이저 빔이 조사되는 경우에는 일정한 형태로 강렬한 빛은 발생할지라도 불꽃은 발생되지 않는다. In contrast, when the laser beam is irradiated on the surface of the base material before the rust is formed or the surface of the workpiece that has been laser-cleaned with excellent quality, intense light is generated in a certain form, but no flame is generated.

따라서, 후술되는 바와 같이 불꽃의 존재 여부와 발생되는 불꽃의 양을 이용하여 작업 대상면의 상태를 쉽게 파악할 수 있다.Therefore, as described later, the state of the work surface can be easily grasped by using the presence of the flame and the amount of the generated flame.

제1 레이저 처리부(210)와 제2 레이저 처리부(220) 각각은 레이저 빔 유입부와 레이저 빔 전달부를 포함할 수 있다. Each of the first laser processing unit 210 and the second laser processing unit 220 may include a laser beam inlet and a laser beam transmitting unit.

레이저 빔 유입부는 연결된 전송 수단을 통해 이송되는 레이저 빔을 컨트롤러(340)의 제어에 의해 레이저 처리부 내부로 유입시키거나 유입 차단시키도록 동작한다. The laser beam inflow section is operated to introduce or interrupt the laser beam transmitted through the connected transmission means into the laser processing section under the control of the controller 340.

레이저 빔 전달부는 레이저 처리부의 내부로 유입된 레이저 빔을 굴절시켜 조사구를 통해 외부로 조사되도록 하는 반사 거울, 조사구를 통해 작업 대상면에 조사되는 레이저 빔의 스폿 위치를 변경시키기 위해 반사 거울을 X축과 Y축 각각에 대해 회전시키는 액츄에이터 등을 포함할 수 있다. 액츄에이터는 예를 들어 컨트롤러(340)에 의해 동작 제어될 수 있을 것이다. The laser beam transmission unit includes a reflection mirror for refracting the laser beam introduced into the laser processing unit and irradiating the laser beam to the outside through the irradiation hole, a reflection mirror for changing the spot position of the laser beam irradiated on the work surface through the irradiation hole And an actuator that rotates about the X axis and the Y axis, respectively. The actuator may be operatively controlled by the controller 340, for example.

도 2에는 설명의 편의상 제1 레이저 처리부(210)와 제2 레이저 처리부(220)가 몸체(110)를 중심으로 대향하는 위치에 각각 장착된 경우가 예시되었으나, 제1 레이저 빔이 제2 레이저 빔에 비해 작업 방향에서 선행하는 스폿 위치를 가질 수 있다면 제1 레이저 처리부(210)와 제2 레이저 처리부(220) 각각의 장착 위치는 아무런 제한을 가지지 않는다.2, the first laser processing unit 210 and the second laser processing unit 220 are mounted at positions opposite to each other with respect to the body 110 for the sake of convenience. However, The mounting positions of the first laser processing unit 210 and the second laser processing unit 220 do not have any limitation as long as they can have a preceding spot position in the working direction.

제1 카메라부(230)는 녹 제거용인 제1 레이저 빔이 조사되는 영역에 선행하는 작업 예정 구역을 촬영한 제1 영상 이미지를 생성한다. The first camera unit 230 generates a first image image of a predetermined area to be worked ahead of the area irradiated with the first laser beam for rust removal.

작업 대상면은 도 4에 예시된 바와 같이, 제1 레이저 빔이 이미 조사되었거나 조사되고 있어 레이저 클리닝이 실시된 기작업 구역(410), 아직 제1 레이저 빔이 조사되지 않은 영역인 미작업 구역(420)으로 구분할 수 있다. As shown in FIG. 4, the work surface includes a work area 410 where the laser beam is already irradiated or irradiated so that the laser is cleaned, an unworked area 420).

미작업 구역(420) 중 직후에 제1 레이저 빔이 조사될 예정인 구역은 작업 예정 구역(430)으로 지칭될 수 있으며, 제1 카메라부(230)는 작업 예정 구역(430)을 포함하는 영역을 촬영한 제1 영상 이미지를 생성한다. The area where the first laser beam is to be irradiated immediately after the unworking area 420 may be referred to as a work area 430 and the first camera part 230 may include an area including the work area 430 And generates a first captured image.

생성된 제1 영상 이미지는 영상 해석부(320)에 의해 예를 들어 단위 영역별로 색상값(예를 들어, 단위 영역별 색상값의 평균값 등)이 산출되는 등 해석 처리된다. The generated first image is analyzed by the image analyzing unit 320, for example, by calculating a color value (for example, an average value of color values for each unit area) for each unit area.

영상 해석부(440)에 의해 해석된 정보를 참조하여, 컨트롤러(340)는 작업 예정 구역(430)의 색상값을 저장부(450)에 미리 저장된 레퍼런스 영상 정보(도 5 참조)의 색상값과 대비하여 작업 예정 구역(430)의 표면 품질 수준을 특정한다. The controller 340 refers to the information interpreted by the image analyzing unit 440 and stores the color value of the work area 430 in the storage unit 450 with the color value of the reference image information The surface quality level of the work area 430 is specified.

또한, 컨트롤러(340)는 저장부(330)에 미리 저장된 표면 품질 수준별 빔 특성 정보 및/또는 제어 조건 정보 중 특정된 표면 품질 수준에 상응하는 빔 특성 정보 및/또는 제어 조건(예를 들어 액츄에이터 회전 속도, 휠(115) 회전 속도 등) 정보를 이용하여 레이저 클리닝 장치(100)의 동작을 제어한다. Further, the controller 340 may control the beam characteristic information and / or the control condition (for example, the rotation angle of the actuator rotation) corresponding to the specified surface quality level among the beam characteristic information and / Speed of the wheel 115, rotation speed of the wheel 115, and the like) information to control the operation of the laser cleaning apparatus 100.

만일 제1 레이저 빔을 생성하는 레이저 발진기가 독립적으로 존재하는 경우라면, 컨트롤러(340)는 유무선 통신방식으로 독출한 빔 특성 정보를 레이저 발진기로 제공할 수 있을 것이다. If the laser oscillator generating the first laser beam exists independently, the controller 340 may provide the beam characteristic information read by the wired / wireless communication method to the laser oscillator.

예를 들어, 도 5에 예시된 바와 같이, 작업 예정 구역(430)의 색상값이 레퍼런스 영상 정보 중 Heavy Flush Rust에 해당되는 경우에는, Light Flush Rust에 해당되는 경우에 비하여 상대적으로 큰 출력값을 가지는 레이저 빔으로 조사하고, 또한 상대적으로 느린 속도로 휠(115)이 회전되도록 제어할 수 있을 것이다. For example, as illustrated in FIG. 5, when the color value of the work planned area 430 corresponds to Heavy Flush Rust in the reference image information, It is possible to irradiate with the laser beam and to control the rotation of the wheel 115 at a relatively slow speed.

전술한 방식에 의해 작업 예정 구역(430)에 최적화된 제1 레이저 빔의 조사 및 레이저 클리닝 장치(100)의 운용이 가능해지며, 이로 인해 작업 효율이 향상되고 또한 불필요한 전력 소모가 억제되는 장점이 있다. The irradiation of the first laser beam optimized in the work area 430 and the operation of the laser cleaning apparatus 100 can be performed by the above-described method, thereby improving the working efficiency and suppressing unnecessary power consumption .

물론 녹 제거용인 제1 레이저 빔을 조사하는 제1 레이저 처리부(210)가 작업 대상면이 녹슨 정도(즉, 표면 품질 수준)에 관계없이 동일한 빔 특성을 가지는 제1 레이저 빔을 조사하도록 설정될 수도 있음은 당연하다. 이 경우, 제1 카메라부(230)는 생략될 수도 있다.Of course, the first laser processing unit 210 for irradiating the first laser beam for rust removal may be set to irradiate the first laser beam having the same beam characteristic irrespective of the degree of rusting (i.e., the surface quality level) Of course. In this case, the first camera unit 230 may be omitted.

제2 카메라부(235)는 품질 검사용인 제2 레이저 빔이 조사되는 영역을 촬영하여 제2 영상 이미지를 생성한다. The second camera unit 235 photographs a region irradiated with the second laser beam for quality inspection to generate a second video image.

생성된 제2 영상 이미지는 영상 해석부(320)에 의해 불꽃 정보(예를 들어 불꽃의 존재 여부와 발생량 등)가 해석 처리된다. The generated second image is analyzed and processed by the image analyzing unit 320 with the flame information (for example, whether or not the flame exists and the amount of the generated flame).

제2 영상 이미지는 기작업 영역(410)을 촬영한 영상 이미지로서, 제2 레이저 빔이 조사되었을 때 작업 품질이 우수한 경우라면 도 2의 (c)에 예시된 이미지에 상응하도록 촬영될 것이고, 작업 품질이 불량하여 작업 대상면에 녹이 존재하는 경우라면 도 2의 (b)에 예시된 이미지에 상응하도록 촬영될 것이다. The second video image will be taken to correspond to the image illustrated in FIG. 2 (c) if the work quality is good when the second laser beam is irradiated, If the quality is poor and rust is present on the work surface, it will be photographed corresponding to the image illustrated in FIG. 2 (b).

영상 해석부(320)가 제2 영상 이미지에 대해 예를 들어 외곽선 검출 등의 방식으로 불꽃 정보를 해석 처리하는 방법은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 설명은 생략한다. A method for the image analyzing unit 320 to analyze and process the flame information in a manner such as, for example, detection of the outline of the second image, will be obvious to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

품질 검사를 위해 제2 영상 이미지가 생성되는 동안에도 제1 레이저 처리부(210)는 레이저 클리닝 처리를 지속할 수 있을 것이다. 이 경우, 제1 레이저 빔의 조사에 의해 발생된 불꽃이 제2 영상 이미지에 포함되어 촬영되지 않도록 하기 위해 몸체(110)의 일측에 가림판(240)이 장착될 수도 있다. The first laser processing unit 210 may continue the laser cleaning process while the second image is being generated for quality inspection. In this case, the cover plate 240 may be mounted on one side of the body 110 to prevent the flame generated by the irradiation of the first laser beam from being included in the second image.

저장부(330)에는 표면 품질 수준별 불꽃 정보(예를 들어, 불꽃의 발생량)가 미리 저장될 수 있다. In the storage unit 330, flame information (for example, the amount of generated flame) for each surface quality level may be stored in advance.

컨트롤러(340)는 미리 저장된 표면 품질 수준별 불꽃 정보와 영상 해석부(320)에서 제공되는 제2 영상 이미지에 대한 해석 정보를 참조하여 레이저 클리닝 처리된 작업 대상면의 작업 품질을 인식할 수 있다. The controller 340 can recognize the quality of the laser-cleaned work surface by referring to the previously stored spark information of the surface quality level and the analysis information on the second image image provided by the image analyzer 320. [

만일 작업 불량으로 인식된 경우라면, 컨트롤러(340)는 제1 및 제2 레이저 처리부(210, 220)의 처리를 중지하고, 휠(115)을 역방향으로 회전시켜 작업 불량으로 인식된 영역에 대해 제1 레이저 처리부(210)가 다시 레이저 클리닝 처리하도록 한 후 중지된 작업을 재개하도록 할 수도 있을 것이다. 이 경우, 제1 카메라부(230)가 재처리될 영역에 대해 제1 영상 이미지를 생성하고, 이에 상응하는 빔 특성 등이 결정되도록 할 수도 있음은 당연하다. 물론, 컨트롤러(340)는 제2 레이저 빔의 빔 특성을 변경하여 제2 레이저 빔을 이용하여 레이저 클리닝 처리가 실시되도록 할 수도 있음은 당연하다.The controller 340 stops the processing of the first and second laser processing units 210 and 220 and rotates the wheel 115 in the opposite direction to rotate the wheel 115 in the opposite direction 1 laser processing unit 210 again to perform the laser cleaning processing, and then resume the suspended operation. In this case, it is natural that the first camera unit 230 may generate the first image image for the region to be reprocessed, and determine the beam characteristic corresponding thereto. It goes without saying that the controller 340 may change the beam characteristic of the second laser beam so that the laser cleaning process is performed using the second laser beam.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 클리닝 장치를 예시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 클리닝 장치의 블록 구성도이다.FIG. 6 is a view illustrating a laser cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a block diagram of a laser cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 레이저 클리닝 장치(100)는 몸체(110), 휠(115), 제1 레이저 처리부(210), 제1 카메라부(230), 가림판(240) 및 반사광 감지부(510)를 포함할 수 있다. 또한 몸체(110)에는 휠 구동부(310), 영상 해석부(320), 저장부(330) 및 컨트롤러(340)가 포함될 수 있다.6 and 7, the laser cleaning apparatus 100 includes a body 110, a wheel 115, a first laser processing unit 210, a first camera unit 230, a shield plate 240, 510 < / RTI > The body 110 may include a wheel drive unit 310, an image analysis unit 320, a storage unit 330, and a controller 340.

앞서 도 2 내지 도 5를 참조하여, 제2 레이저 처리부(220), 제2 카메라부(235) 및 영상 해석부(320)를 이용하여 기작업 구역(410)의 작업 품질을 검사하는 레이저 클리닝 장치(100)를 설명한 바 있다.2 to 5, a laser cleaning apparatus for inspecting a work quality of a base work zone 410 using a second laser processing unit 220, a second camera unit 235, and an image analysis unit 320, (100) has been described.

이에 비해, 본 실시예에 따른 레이저 클리닝 장치(100)는 반사광 감지부(510)를 이용하여 기작업 구역(410)의 작업 품질을 검사하는 차이점을 가지며, 이하 이를 중심으로 설명한다. In contrast, the laser cleaning apparatus 100 according to the present embodiment has a difference in that the work quality of the base work area 410 is inspected using the reflected light detection unit 510, and will be described below.

제1 카메라부(230)는 녹 제거용인 제1 레이저 빔이 조사될 작업 예정 구역에 선행하는 영역을 촬영한 제1 영상 이미지를 생성하고, 생성된 제1 영상 이미지는 영상 해석부(320)에 의해 예를 들어 단위 영역별로 색상값이 산출되는 등 해석 처리된다. The first camera unit 230 generates a first video image of an area preceding the work scheduled area to be irradiated with the first laser beam for rust removal and outputs the generated first video image to the video analyzer 320 For example, color values are calculated for each unit area.

영상 해석부(440)에 의해 해석된 정보를 참조하여, 컨트롤러(340)는 작업 예정 구역(430)의 표면 품질 수준을 특정하고, 이에 상응하는 빔 특성 정보 및/또는 제어 조건(예를 들어 액츄에이터 회전 속도, 휠(115) 회전 속도 등) 정보를 이용하여 레이저 클리닝 장치(100)의 동작을 제어한다. Referring to the information interpreted by the image analyzing unit 440, the controller 340 specifies the surface quality level of the work area 430 and stores corresponding beam characteristic information and / or control conditions (for example, The rotation speed of the wheel 115, and the like) information to control the operation of the laser cleaning apparatus 100.

물론 녹 제거용인 제1 레이저 빔을 조사하는 제1 레이저 처리부(210)는 표면 품질 수준에 관계없이 동일한 빔 특성을 가지는 제1 레이저 빔을 조사하도록 설정될 수도 있음은 당연하다. 이 경우, 제1 카메라부(230)와 영상 해석부(320)는 생략될 수 있다.Of course, it is needless to say that the first laser processing unit 210 for irradiating the first laser beam for rust removal may be set to irradiate the first laser beam having the same beam characteristic irrespective of the surface quality level. In this case, the first camera unit 230 and the image analysis unit 320 may be omitted.

반사광 감지부(510)는 기작업 구역(410)에 해당되는 작업 대상면으로 빛을 조사하는 발광부와, 조사된 빛이 작업 대상면에 반사되어 유입되는 광량을 감지하여 센싱 정보를 출력하는 수신부를 포함할 수 있다. 여기서, 수신부는 예를 들어 빛 감지 센서, 조도 센서 등일 수 있다. The reflected light sensing unit 510 includes a light emitting unit that emits light to the work surface corresponding to the base work area 410 and a receiver that senses the amount of light reflected on the work surface and emits sensing information, . ≪ / RTI > Here, the receiver may be, for example, a light sensor, an illuminance sensor, or the like.

저장부(330)에는 표면 품질 수준별 반사 광량에 따른 센싱 기준값이 미리 저장될 수 있다. 예를 들어 표면 품질 수준으로서 Normal인 경우가 Heavy Flash Rust인 경우에 비해 반사율이 우수하기 때문에 상대적으로 높은 값으로 센싱 기준값이 미리 저장될 수 있을 것이다. In the storage unit 330, a sensing reference value according to the amount of reflected light for each surface quality level may be stored in advance. For example, since the reflectance is superior to the case where the surface quality level is Normal, the sensing reference value can be stored in advance as a relatively high value.

컨트롤러(340)는 미리 저장된 표면 품질 수준별 센싱 기준값과 반사광 감지부(510)에서 제공되는 센싱 정보를 참조하여 레이저 클리닝 처리된 작업 대상면의 작업 품질을 인식할 수 있다. The controller 340 can recognize the quality of the workpiece on the laser-cleaned surface by referring to the previously stored sensing reference value for each surface quality level and the sensing information provided by the reflected light detector 510. [

만일 작업 불량으로 인식된 경우라면, 컨트롤러(340)는 제1 레이저 처리부(210)의 처리를 중지하고, 휠(115)을 역방향으로 회전시켜 작업 불량으로 인식된 영역에 대해 제1 레이저 처리부(210)가 다시 레이저 클리닝 처리하도록 한 후 중지된 작업을 재개하도록 할 수 있을 것이다. 이 경우, 제1 카메라부(230)가 재처리될 영역에 대해 제1 영상 이미지를 생성하고, 이에 상응하는 빔 특성 등이 결정되도록 할 수도 있음은 당연하다. The controller 340 stops the processing of the first laser processing unit 210 and rotates the wheel 115 in the opposite direction to rotate the first laser processing unit 210 ) To perform the laser cleaning process again and resume the paused operation. In this case, it is natural that the first camera unit 230 may generate the first image image for the region to be reprocessed, and determine the beam characteristic corresponding thereto.

전술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 레이저 클리닝 장치는 표면 품질 수준에 따라 적절한 레이저 클리닝 작업 속성이 조절될 수 있고, 레이저 클리닝이 실시되는 동안 작업 품질을 실시간 검사할 수 있어 양질의 작업 결과물을 확보할 수 있는 특징이 있다.As described above, in the laser cleaning apparatus according to the present embodiments, proper laser cleaning operation properties can be adjusted according to the surface quality level, and the quality of the work can be inspected in real time during the laser cleaning, There is a characteristic that can be ensured.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 레이저 클리닝 장치 110 : 몸체
115 : 휠 120, 210, 220 : 레이저 처리부
230, 235 : 카메라부 240 : 가림판
310 : 휠 구동부 320 : 영상 해석부
330 : 저장부 340 : 컨트롤러
410 : 기작업 구역 420 : 미작업 구역
430 : 작업 예정 구역 510 : 반사광 감지부100: laser cleaning device 110: body
115: wheels 120, 210, 220: laser processing unit
230, and 235: camera unit 240:
310: Wheel drive unit 320: Image analysis unit
330: storage unit 340: controller
410: Working area 420: Unworked area
430: scheduled area 510: reflected light detection part

Claims (5)

하부에 장착된 휠을 이용하여 이동하는 몸체;
작업 대상면에 제1 레이저 빔을 조사하도록 상기 몸체의 일측에 장착된 제1 레이저 처리부;
제1 레이저 빔의 조사된 기작업 구역에 제2 레이저 빔을 조사하도록 상기 몸체의 일측에 장착된 제2 레이저 처리부;
상기 제2 레이저 빔이 조사되는 영역을 촬영하여 제2 영상 이미지를 생성하는 제2 카메라부;
상기 제2 영상 이미지에서 불꽃에 관한 해석 정보를 생성하는 영상 해석부; 및
상기 해석 정보와 미리 저장된 표면 품질 수준별 불꽃 정보를 이용하여 제1 레이저 빔에 의한 작업 품질을 판단하는 컨트롤러를 포함하는 레이저 클리닝 장치. A body moving using a wheel mounted on the lower portion;
A first laser processing unit mounted on one side of the body to irradiate a first laser beam on a work surface;
A second laser processing unit mounted on one side of the body to irradiate a second laser beam onto the irradiated base work zone of the first laser beam;
A second camera unit for photographing an area irradiated with the second laser beam to generate a second image;
An image analyzer for generating analysis information on the flame in the second image; And
And a controller for determining the quality of work by the first laser beam using the analysis information and the flame information for each surface quality level stored in advance. 제1항에 있어서,
상기 제1 레이저 빔이 조사될 작업 예정 구역을 촬영하여 제1 영상 이미지를 생성하는 제1 카메라부를 더 포함하되,
상기 영상 해석부는 상기 제1 영상 이미지를 해석하여 상기 작업 예정 구역의 색상값을 산출하고,
상기 컨트롤러는 상기 작업 예정 구역의 색상값과 미리 저장된 레퍼런스 영상 정보의 색상값을 참조하여, 상기 작업 예정 구역에 대한 제1 레이저 빔의 빔 특성 및 상기 몸체의 이동 속도 중 하나 이상을 결정하는, 레이저 클리닝 장치. The method according to claim 1,
Further comprising: a first camera unit for photographing a work area to be irradiated with the first laser beam to generate a first image,
Wherein the image analyzing unit analyzes the first image and calculates a color value of the predetermined area,
Wherein the controller determines at least one of a beam characteristic of the first laser beam and a moving speed of the body with reference to the color value of the scheduled work area and the color value of the previously stored reference image information, Cleaning device. 제1항에 있어서,
상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상이한 빔 특성을 가지도록 미리 설정되는, 레이저 클리닝 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first laser beam and the second laser beam are preset to have different beam characteristics. 하부에 장착된 휠을 이용하여 이동하는 몸체;
작업 대상면에 제1 레이저 빔을 조사하도록 상기 몸체의 일측에 장착된 제1 레이저 처리부;
상기 몸체의 일측에 장착되어, 제1 레이저 빔의 조사된 기작업 구역에 광을 조사하고 작업 대상면에서 반사되어 유입되는 광량에 상응하는 센싱 정보를 출력하는 반사광 감지부; 및
상기 센싱 정보와 미리 저장된 표면 품질 수준별 센싱 기준값을 이용하여 제1 레이저 빔에 의한 작업 품질을 판단하는 컨트롤러를 포함하는 레이저 클리닝 장치. A body moving using a wheel mounted on the lower portion;
A first laser processing unit mounted on one side of the body to irradiate a first laser beam on a work surface;
A reflected light sensing unit mounted on one side of the body for irradiating light to the irradiated base work area of the first laser beam and outputting sensing information corresponding to the amount of light reflected from the work surface; And
And a controller for determining the quality of work by the first laser beam using the sensing information and the sensing reference value for each surface quality level previously stored. 제4항에 있어서,
상기 제1 레이저 빔이 조사될 작업 예정 구역을 촬영하여 제1 영상 이미지를 생성하는 제1 카메라부를 더 포함하되,
상기 영상 해석부는 상기 제1 영상 이미지를 해석하여 상기 작업 예정 구역의 색상값을 산출하고,
상기 컨트롤러는 상기 작업 예정 구역의 색상값과 미리 저장된 레퍼런스 영상 정보의 색상값을 참조하여, 상기 작업 예정 구역에 대한 제1 레이저 빔의 빔 특성 및 상기 몸체의 이동 속도 중 하나 이상을 결정하는, 레이저 클리닝 장치. 5. The method of claim 4,
Further comprising: a first camera unit for photographing a work area to be irradiated with the first laser beam to generate a first image,
Wherein the image analyzing unit analyzes the first image and calculates a color value of the predetermined area,
Wherein the controller determines at least one of a beam characteristic of the first laser beam and a moving speed of the body with reference to the color value of the scheduled work area and the color value of the previously stored reference image information, Cleaning device.
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