KR20190017163A

KR20190017163A - 워터젯 특성 측정장치 및 측정방법

Info

Publication number: KR20190017163A
Application number: KR1020170101558A
Authority: KR
Inventors: 한수욱; 장형식
Original assignee: 한국광기술원
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2017-08-10
Publication date: 2019-02-20
Also published as: KR102003488B1

Abstract

본 발명은 워터젯의 특성을 측정하는 장치에 관한 것으로, 펄스 변조된 레이저를 포함하는 적어도 하나의 광원부, 적어도 하나의 수광부, 상기 펄스 변조된 레이저는 워터젯을 통과되고, 대응되는 상기 수광부에 수광되어, 워터젯이 있을 때, 펄스 도착시간과 워터젯이 있을 경우 펄스 도착시간을 차이를 기초로 워터젯의 특성을 분석하는 제어부를 포함하고, 상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

Description

워터젯 특성 측정장치 및 측정방법 {Apparatus And Method For Characteristic Mesurement Of Waterjet}

본 발명은 워터젯의 특성을 측정하기 위한 장치 및 측정 방법에 관한 발명으로, 특히 직경이 가는 워터젯의 특성을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 발명이다..

워터젯은 물을 노즐을 이용하여 가느다란 형태로 뽑은 물줄기를 의미하고, 정수기, 분수, 수도꼭지, 가공장치 등에서 많이 사용된다.

한편, 레이저 가공 장치를 이용한 가공은 절삭, 용접 또는 마킹 등과 같이 그 활용 범위가 넓으며, 금속이나 세라믹 소재부터 플라스틱에 이르기까지 가공할 수 있는 소재의 범위 또한 넓다.

하지만 이러한 레이저 가공 장치를 이용하여 피가공물을 가공함에 있어서 예를 들어, 절삭 또는 드릴링 등의 가공 과정에서 알갱이와 같은 부산물이 생기고 이러한 부산물들은 다시 가공 소재에 붙을 가능성이 높다. 피가공물이 접착성이 강한 특성을 지녔다면 후기 공정 과정에서 문제가 생기거나 최종 생산품의 불량을 초래할 수 있다. 이러한 경우, 부산물을 제거하기 위해서 부가적인 공정이 필요하고 이에 따라 공정 비용이 증가되는 문제점이 생긴다.

이외에도 레이저를 조사하여 피가공물을 가공하게 되면 레이저의 열에너지에 의해서 가공 소재가 변성 및 변질될 가능성이 농후하다. 가공물의 특성이 중요한 제품이라면 이러한 점은 커다란 문제점으로 자리 잡을 수 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위해서 워터젯을 겸비한 레이저 가공 장치가 제안되어 있는바, 도 1은 종래의 워터젯을 겸비한 레이저 가공 장치의 측단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 워터젯을 겸비한 레이저 가공 장치에 있어서 워터젯은 노즐(4)을 통해서 물(3)을 분사하여 피가공물(5)을 가공하는 기능과 더불어 레이저 가공 장치에서 방출하는 레이저를 가이드 하는 기능을 수행한다. 이외에도 워터젯을 겸비한 레이저 가공 장치를 사용하게 되면 가공 공정에서 생기게 되는 부산물들이 다시 피가공 소재에 붙기 전에 워터젯에서 분사되는 물과 함께 배출되기 때문에 부산물들을 제거하기 위한 부가적인 공정이 필요하지 않다. 또한 워터젯이 분사하는 물이 레이저 조사에 의해 가열되어 있는 가공 소재를 냉각함으로써 전술한 바와 같은 소재의 변성 및 변질을 방지할 수 있다.

이 같은 워터젯의 특성은 가공하는 면적 및 모양 등을 결정하기 때문에, 그 특성을 알아야 한다. 특히, 특성 중에서도 워터젯의 직경을 정확하게 알아야지만, 피가공물에 가공되는 면적을 정확하게 알 수 있다. 종래에는 워터젯의 직경은 카메라로 비젼측정하여, 직경을 예측하였다. 하지만, 물의 빛투과성 때문에 카메라가 초점을 맞추기 어려워서, 비젼으로 직경의 정확한 측정이 어려운 단점이 있다.

또한, 워터젯은 레일리·테일러 불안정성이라는 고유의 성질을 보유하고 있다. 레일리·테일러 불안정성이란 가속도계(加速度系)에서 가속도에 의한 중력이 질량 밀도가 큰 쪽에서 작은 방향으로 작용하고 있는 경우, 그 경계면에서 생기는 표면파의 불안정성을 의미한다. 레일리·테일러 불안정성에 의한 워터젯은 도 2에 개시된 것과 같이 워터젯의 일부분(6)이 Z축으로 흐르는 과정에서 표면에 굴곡이 져서, 직경이 변하게 된다. 이러한 현상때문에 워터젯의 A지점과 B지점의 직경차이가 존재하고, 이러한 직경차이에 의해서 피가공물(5)의 가공되는 위치에 따라서 가공면적이 정확하지 않은 문제점이 있다.

한편, 워터젯의 모양은 노즐의 모양에 영향을 받기 때문에 노즐이 정확히 안만들어지면, 워터젯의 모양이 변하게 되는 문제가 있다. 노즐의 모양은 확인이 가능하지만, 노즐에 의해서 만들어진 워터젯의 단면 모양은 종전에는 확인이 불가능하였다.

나아가, 워터젯의 특성 중, 물의 압력에 따른 워터젯을 이용한 레이저 가공장치의 특성을 분석할 수 있는 방법이 종전에는 존재하지 않았다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 상기 문제점 등을 해결하기 위함으로, 워터젯의 특성을 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

나아가, 워터젯 가이드된 레이저를 이용한 가공장치의 워터젯 특성을 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 과제를 해결하는 수단으로, 일 실시예인 워터젯의 특성을 측정하는 장치는 펄스 변조된 레이저를 포함하는 적어도 하나의 광원부; 적어도 하나의 수광부; 상기 펄스 변조된 레이저는 워터젯을 통과되고, 대응되는 상기 수광부에 수광되어, 워터젯이 있을 때, 펄스 도착시간과 워터젯이 있을 경우 펄스 도착시간을 차이를 기초로 워터젯의 특성을 분석하는 제어부를 포함하고, 상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 워터젯이 통과하는 경로에, 상기 수광부와 상기 광원부 사이에 홀 형상의 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 측정부의 외측에 형성되어, 상기 수광부와 상기 광원부를 보호하는 보호부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 보호부는 레이저가 통과하는 통공부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 보호부는 레이저가 투과할 수 있고, 방수기능을 포함하는 튜브인 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 광원부와 상기 수광부는 복수 개로 형성되며, 각각의 광원부와 수광부는 동일한 각도를 갖고 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 과제를 해결하는 수단으로, 다른 일 실시예인 워터젯의 특성을 측정하는 장치는 적어도 하나의 광원부; 적어도 하나의 수광부; 상기 광원부는 레이저를 포함하고, 상기 수광부는 CCD를 포함하며, 상기 레이저는 워터젯을 통과하여, 상기 CCD에 수광되어, 회절 패턴을 이용하여 워터젯의 특성을 분석하는 제어부; 상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 과제를 해결하는 수단으로, 다른 일 실시예인 워터젯으로 가이드된 가공용 레이저를 이용하여 피가공물을 가공하는 가공장치는 소정의 파장을 갖는 가공용 레이저; 물을 공급하는 수공급부; 상기 가공용 레이저와 상기 수공급부의 물을 커플링 시키는 결합부; 상기 결합부의 일측에 결합되어 있는 노즐; 상기 노즐에 일측에서 나오는 상기 가공용 레이저가 가이드된 워터젯; 상기 노즐의 일측과 상기 피가공물 사이에 위치하며, 상기 워터젯의 특성을 측정하는 워터젯 측정장치를 포함하고; 상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 워터젯 측정장치는 적어도 하나의 광원부, 적어도 하나의 수광부, 상기 광원부는 펄스 변조된 레이저, 상기 펄스 변조된 레이저는 워터젯을 통과되고, 대응되는 상기 수광부에 수광되어, 워터젯이 있을 때, 펄스 도착시간과 워터젯이 있을 경우 펄스 도착시간을 차이를 기초로 워터젯의 특성을 분석하는 제어부를 포함하고, 상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 워터젯 측정장치는 레이저를 포함하는 적어도 하나의 광원부, CCD를 포함하는 적어도 하나의 수광부, 상기 레이저는 워터젯을 통과하여, 상기 CCD에 수광되어, 회절 패턴을 이용하여 워터젯의 특성을 분석하는 제어부, 상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 워터젯 측정장치는 이송장치를 포함하여, 상기 이송장치에 의해서, 상기 워터젯 측정장치가 이동이 가능한 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 워터젯 측정장치의 상측 또는 하측에 설치되고, 워터젯의 위치를 측정하는 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 과제를 해결하는 수단으로, 다른 일 실시예인 펄스 변조된 레이저를 포함하는 적어도 하나의 광원부, 적어도 하나의 수광부를 이용하여 워터젯의 특성을 측정하는 방법은 상기 펄스 변조된 레이저를 워터젯을 통과하도록 송출하는 단계; 상기 송출된 레이저가 워터젯을 통과 후, 상기 수광부를 이용하여 수광하는 단계; 상기 수광부에 의해서 수광된 펄스 변조된 레이저의 펄스의 시간지연을 획득하는 단계; 상기 획득된 시간지연을 기초로 워터젯의 특성을 분석하는 단계를 포함하고, 상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 과제를 해결하는 수단으로, 다른 일 실시예인 레이저를 포함하는 적어도 하나의 광원부, CCD를 포함하는 적어도 하나의 수광부를 이용하여 워터젯의 특성을 측정하는 방법은 상기 레이저가 워터젯을 통과하도록 송출하는 단계; 상기 송출된 레이저가 워터젯을 통과 후, 상기 수광부의 CCD를 이용하여 수광하는 단계; 상기 CCD에서 수광된 회절 패턴을 이용하여 워터젯의 특성을 분석하는 단계를 포함하고, 상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래에 측정이 불가능했던, 워터젯의 직경을 비접촉식으로 정확히 측정할 수 있는 기능을 제공하고, 동시에 워터젝의 모양을 측정할 수 있다.

나아가, 높이 방향으로 변화하는 워터젯의 모양도 측정이 가능하다는 장점이 있다.

도 1 종래 워터젯 가이드된 레이저 가공장치의 구성도
도 2 레일리·테일러 불안정성에 의한 워터젯 직경변화의 예시도
도 3 워터젯 측정장치를 포함한 레이저 가공장치 일 실시예 예시도
도 4 본 발명의 워터젯 측정장치의 제1 실시예
도 5 본 발명의 워터젯 측정을 위한 펄스의 시간 지연 예시도
도 6 본 발명의 워터젯 측정장치의 제2 실시예
도 7 본 발명의 워터젯 측정장치의 제3 실시예
도 8 본 발명의 워터젯 측정장치에 의한 측정결과

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 워터젯 특성 측정장치 및 측정방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예인 워터젯 레이저(water guided laser) 가공장치의 워터젯의 직경, 모양, 수압을 포함하는 특성을 측정하는 워터젯 측정장치(10), 상기 워터젯 측정장치(10)의 보조적인 수단으로 비젼측정을 위한 카메라(20), 상기 카메라의 측정을 위한 광원(30), 카메라(20)의 측정효율을 높이기 위한 미러(40)를 포함하는 구조에 대한 도면이다.

레이저(1)는 결합부(50)의 일측에서 조사되고, 결합부(50)는 타측에 결합되어 있는 물을 공급하는 수공급부(3)로부터 물을 공급받는다. 결합부(50)의 출력에 형성되어 있는 노즐(4)을 통해서 수공급부(3)로부터 공급받은 물이 워터젯(6) 형태로 변형되어 분사되고, 레이저(1)는 노즐(4) 부위에 포커싱되어, 워터젯을 통해서 가이드 된다. 통상 공기는 굴절률이 1이고, 물은 1.33이므로, 굴절률 차에 의해서 레이저는 물 안에서 전반사가 이루어져서 가이드 되는 것이다.

워터젯(6)은 노즐(4)을 통해서 나오게 되고, 워터젯(6)은 워터젯 측정장치(10)의 측정부(11)를 지나서, 피가공물(5)을 향하게 된다.

워터젯 측정장치(10)는 워터젯 레이저 가공장치에 상시 결합하여 사용할 수 있고, 측정이 필요할 때만 결합하여 사용할 수 있다. 또한, 워터젯 측정장치(10)는 워터젯의 정확한 위치 및 높이 방향의 변화도 함께 측정을 하기 위해서 X-Y-Z축으로 이동이 가능한 이송장치(미도시)에 결합되어질 수 있다.

워터젯 측정장치(10)의 보조적 수단으로 비젼측정을 위한 카메라(20)가 사용되어 질 수 있다. 카메라는 LED광원(30)을 이용하여 미러(40)에 빛을 반사시켜서 워터젯(6)을 측정할 수 있다. 이 같은 보조적 수단은 워터젯 측정장치(10)을 초기에 설치하거나, 위치 설정을 위해서 보조적으로 사용되어 질 수 있다. LED광원(30)만을 사용하여 워터젯(6)을 비젼 측정하면, 워터젯이 워낙 얇아서 LED광원(30)이 반사되는 것을 정확히 인식을 못할 수 있다. 인식률을 높이기 위해서 광량을 높이는 것도 한계가 있어서, LED광원(30)과 카메라(20)의 조합만으로는 비젼측정이 어렵다. 따라서, 본 발명은 미러(40)을 반대측에 두고, 동시에 측정을 하는 구조를 갖는다.

도 4는 워터젯 측정장치(10)의 제1 실시예에 대한 도면이다.

상기 워터젯 측정장치(10)은 워터젯(6)이 통과할 수 있는 홀형상의 측정부(11)를 포함하고, 측정부(11)는 워터젯(6)의 운영중에 워터젯 측정장치(10)를 투입할 수 있도록 통로부(12)를 적어도 일측에 형성할 수 있다.

또한 워터젯 측정장치(10)은 하나 이상의 광원부(110, 120)와 상기 광원부(110, 120)와 대응하는 하나 이상의 수광부(210, 220)를 포함하고, 보호부(300)를 포함할 수 있다.

하나 이상의 광원부(110, 120)는 다양한 종류의 레이저를 이용하여 구성할 수 있으며, 바람직하게는 물에 흡수도가 낮은 그린 또는 블루레이저를 이용하여 구성할 수 있다.

상기 광원부(110, 120)은 상기 레이저를 펄스 변조하여 워터젯(6)에 쏘면, 워터젯(6)은 공기와 굴절률(index, n)이 다르기 때문에, 펄스 변조된 레이저가 워터젯을 통과할 때 일정한 시간지연을 겪는다. 따라서, 펄스의 시간지연을 측정하여 그 두께를 정확하게 알 수 있다. 또한, 상기 광원부(110, 120)가 복수의 경우에는 각각의 시간지연을 확인하여 워터젯(6)의 단면의 모양을 확인할 수 있다. 이 경우 수광부는 포토다이오드로 구성하는 것이 바람직할 것이다.

상기 광원부(110, 120) 및/또는 수광부(210, 220)는 정확히 워터젯에 포커싱이 되기 위해서는 미세조정이 가능한 조절부(미도시)에 결합될 수 있다.

또한, 상기 수광부(110, 120)를 CCD((Charge-Coupled Device)로 구성하면, 상기 광원부(110, 120)의 레이저가 워터젯에 의해서 회절 패턴(difraction pattern)을 상기 수광부가 수광하고, 이를 신호처리하면, 워터젯(6)의 직경을 측정할 수 있다. 이 같은 직경을 측정한 결과는 도 8과 같은 형태로 나타낼 수 있다.

상기 수광부 및 상기 광원부는 한 쌍으로, 구성을 할 수 있지만, 정확한 직경을 확인하기에는 오차가 존재한다. 적어도 두쌍 또는 세쌍을 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 워터젯(6)의 수압이 강해지면, 워터젯(6)의 물의 밀도가 높아져서, 굴절률이 상승하는 효과가 있다. 특히, 워터젯(6)의 중심부가 외곽부보다 굴절률이 높다. 이러한 굴절률의 변화는 워터젯(6) 가이드된 레이저를 이용한 가공장치의 경우, 가공 패턴의 변화를 야기시킨다. 따라서, 워터젯(6)의 수압을 측정할 필요성이 있지만, 현재 기술로는 정확한 측정이 어렵다.

본 발명의 펄스 변조된 레이저를 워터젯(6)에 조사를 하면, 워터젯(6)의 수압이 높아지면, 굴절률이 높아져서 펄스의 시간지연이 더 늘어나게 된다. 따라서, 시간지연을 분석을 하게 되면, 워터젯(6)의 수압의 변화를 측정할 수 있다. 그 굴절률의 차이는 워터젯(6)의 단면에 대해서, 소정의 분포를 갖고 있을 수 있고, 펄스 변조된 레이저를 워터젯(6)의 일측면을 스캔하면, 워터젯(6)의 엣지에서부터 중심부의 굴절률 분포를 확인할 수 있다. 그 과정에서 워터젯(6)은 단일 종류의 물이 될 수도 있고, 복수의 액체 성분을 갖는 경우 및 워터젯(6)의 외각에 가스 성분등으로 둘러싸져 있어도 워터젯의 굴절률 분포를 확인할 수 있다.

워터젯(6)의 특성을 측정하는 법으로 본 발명은 펄스 변조된 레이저를 이용하는 것과, CCD를 이용한 회절패턴을 측정하는 두가지 법을 제안하고, 각각의 방법은 독자적으로 사용할 수도 있고, 복합적으로 사용되어질 수도 있다. 복합적으로 사용하기 위해서 CCD는 포토다이오드의 집합체이므로, CCD를 구성하고 그 중 적어도 하나의 포토다이오드로 펄스의 시간지연을 검출하도록 구성할 수 있다.

보호부(300)는 수광부 및 광원부를 포함한 내부 구성요소를 보호하기 위해서 구성되며, 레이저를 원활하게 통과하기 위해서 통공부(310)을 구성할 수 있다.

또한, 보호부(300)을 투과성이 좋고, 방수가 가능한, 튜브형태로 구성할 수 있다. (도 6)

도 7은 3개의 광원부(110, 120, 130)와 3개의 수광부(210, 220, 230)을 구성하여 워터젯 측정장치(10)를 구성한 일 실시예이다. 각각의 광원부와 수광부는 60도 간격으로 구성할 수 있다.

본 발명은 워터젯, 즉 물줄기에 대한 직경, 모양, 수압을 측정하는 실시예 위주로 작성이 되었지만, 본 발명은 높이방향으로 떨어지는 액체줄기 직경, 모양, 수압을 모두 측정이 가능하다. 즉, 물 이외의 모든 액체가 균등범위라 할 것이다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1 레이저
2 렌즈
3 수공급부
4 노즐
5 피가공물
6 워터젯
10 워터젯 측정장치
20 카메라
30 광원
40 미러
50 결합부
11 측정부
12 통로부
110, 120, 130 광원부
210, 220, 230 수광부
300 보호부
310 통공부

Claims

워터젯의 특성을 측정하는 장치에 있어서,
펄스 변조된 레이저를 포함하는 적어도 하나의 광원부;
적어도 하나의 수광부;
상기 펄스 변조된 레이저는 워터젯을 통과되고, 대응되는 상기 수광부에 수광되어, 워터젯이 있을 때, 펄스 도착시간과 워터젯이 있을 경우 펄스 도착시간을 차이를 기초로 워터젯의 특성을 분석하는 제어부를 포함하고,
상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 워터젯의 특성을 측정하는 장치.
제1항에 있어서,
워터젯이 통과하는 경로에, 상기 수광부와 상기 광원부 사이에 홀 형상의 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯의 특성을 측정하는 장치.
제2항에 있어서,
상기 측정부의 외측에 형성되어, 상기 수광부와 상기 광원부를 보호하는 보호부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯의 특성을 측정하는 장치.
제3항에 있어서,
상기 보호부는 레이저가 통과하는 통공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터젯의 특성을 측정하는 장치.
제3항에 있어서,
상기 보호부는 레이저가 투과할 수 있고, 방수기능을 포함하는 튜브인 것을 특징으로 하는 워터젯의 특성을 측정하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 광원부와 상기 수광부는 복수 개로 형성되며, 각각의 광원부와 수광부는 동일한 각도를 갖고 배치되는 것을 특징으로 하는 워터젯의 특성을 측정하는 장치.
워터젯의 특성을 측정하는 장치에 있어서,
적어도 하나의 광원부;
적어도 하나의 수광부;
상기 광원부는 레이저를 포함하고, 상기 수광부는 CCD를 포함하며,
상기 레이저는 워터젯을 통과하여, 상기 CCD에 수광되어, 회절 패턴을 이용하여 워터젯의 특성을 분석하는 제어부;
상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 워터젯의 특성을 측정하는 장치.
워터젯으로 가이드된 가공용 레이저를 이용하여 피가공물을 가공하는 가공장치에 있어서,
소정의 파장을 갖는 가공용 레이저;
물을 공급하는 수공급부;
상기 가공용 레이저와 상기 수공급부의 물을 커플링 시키는 결합부;
상기 결합부의 일측에 결합되어 있는 노즐;
상기 노즐에 일측에서 나오는 상기 가공용 레이저가 가이드된 워터젯;
상기 노즐의 일측과 상기 피가공물 사이에 위치하며, 상기 워터젯의 특성을 측정하는 워터젯 측정장치를 포함하고;
상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 가공장치.
제8항에 있어서,
상기 워터젯 측정장치는 적어도 하나의 광원부, 적어도 하나의 수광부, 상기 광원부는 펄스 변조된 레이저, 상기 펄스 변조된 레이저는 워터젯을 통과되고, 대응되는 상기 수광부에 수광되어, 워터젯이 있을 때, 펄스 도착시간과 워터젯이 있을 경우 펄스 도착시간을 차이를 기초로 워터젯의 특성을 분석하는 제어부를 포함하고, 상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 가공장치.
제8항에 있어서,
상기 워터젯 측정장치는 레이저를 포함하는 적어도 하나의 광원부, CCD를 포함하는 적어도 하나의 수광부, 상기 레이저는 워터젯을 통과하여, 상기 CCD에 수광되어, 회절 패턴을 이용하여 워터젯의 특성을 분석하는 제어부, 상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 가공장치.
제8항에 있어서,
상기 워터젯 측정장치는 이송장치를 포함하여, 상기 이송장치에 의해서, 상기 워터젯 측정장치가 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 가공장치.
제8항에 있어서,
상기 워터젯 측정장치의 상측 또는 하측에 설치되고, 워터젯의 위치를 측정하는 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공장치.
펄스 변조된 레이저를 포함하는 적어도 하나의 광원부, 적어도 하나의 수광부를 이용하여 워터젯의 특성을 측정하는 방법에 있어서,
상기 펄스 변조된 레이저를 워터젯을 통과하도록 송출하는 단계;
상기 송출된 레이저가 워터젯을 통과 후, 상기 수광부를 이용하여 수광하는 단계;
상기 수광부에 의해서 수광된 펄스 변조된 레이저의 펄스의 시간지연을 획득하는 단계;
상기 획득된 시간지연을 기초로 워터젯의 특성을 분석하는 단계를 포함하고,
상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 워터젯의 특성을 측정하는 방법.
레이저를 포함하는 적어도 하나의 광원부, CCD를 포함하는 적어도 하나의 수광부를 이용하여 워터젯의 특성을 측정하는 방법에 있어서,
상기 레이저가 워터젯을 통과하도록 송출하는 단계;
상기 송출된 레이저가 워터젯을 통과 후, 상기 수광부의 CCD를 이용하여 수광하는 단계;
상기 CCD에서 수광된 회절 패턴을 이용하여 워터젯의 특성을 분석하는 단계를 포함하고,
상기 특성은 워터젯의 직경, 모양, 수압중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 워터젯의 특성을 측정하는 방법.