KR20190024654A - 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치 - Google Patents

분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치 Download PDF

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Abstract

본 명세서에 개시된 내용은 각각이 독립적으로 제어되는 스캐너 및 석션장치를 통해 정밀하고 신속한 가공이 가능한 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 제공에 관한 것이다.
본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따르면, 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치는 레이저의 조사 방향을 제어하여 가공물을 가공하는 스캐너, 상기 스캐너의 하부에 결합되는 스캔 렌즈, 상기 가공물의 하부에서 상기 가공물과 결합되어 X축 또는 Y축으로 이동이 가능하도록 형성되는 스테이지, 상기 스캔렌즈의 하부에 이격 배치되고, 중공이 형성되는 석션장치, 상기 석션장치에 결합되어 상기 석션장치를 이동시키는 이동부 및 상기 스캐너, 상단 이동부 및 이동부 각각을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 중공을 지나는 상기 레이저 및 상기 석션장치가 서로 일정한 간격을 유지하도록 상기 레이저, 스테이지 및 이동부의 이동경로를 통합 분석하여 상기 레이저의 이동에 따라 상기 이동부를 제어한다.

Description

분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치{LASER MACHINING APPARATUS INCLUDING DUST INHALING FUNCTION}
본 명세서에 개시된 내용은 레이저 가공 장치에 관한 것으로, 분진흡입기능을 통해 정밀한 레이저 가공이 가능한 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
일반적으로 레이저를 활용하여 가공물을 가공하는 기술은 가공물의 표면에 레이저를 집광하여 가공물의 표면에 레이저가 집광된 영역에서 가공물을 제거하는 방법으로 나노물질, 금속 또는 유전체 박막의 증착, 초전도 물질의 제조, 금속 부품의 일반적인 용접 및 접합을 포함하는 다양한 기술에 응용되어 사용되고 있다.
최근의 레이저 가공장치의 스캐너는 갈바노미터를 이용하여 신속하게 레이저의 조사 경로를 제어할 수 있는 갈바노미터 스캐너를 사용하고 있고, 텔레센트릭 렌즈는 다양한 방향에서 입사되는 레이저를 반사시켜 가공물의 표면과 수직한 방향으로 이동하도록 가이드한다.
그러나 레이저가 가공물을 가공하는 과정에서 발생하는 이물질을 석션 및 배출하고 보호가스를 공급하는 장치가 레이저를 따라 이동하는 과정에서 레이저가 조사되는 경로를 차단하여 가공물의 완성품질이 저하되는 단점이 있고, 스캐너와 석션 및 가스공급장치가 일체화 된 경우 정밀하고 신속한 가공이 힘든 단점이 있었다.
이와 관련되어 한국 등록특허공보 제10-1552562호는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치 및 이를 포함한 레이저 가공 시스템을 개시하고 있고, 한국 등록특허공보 제10-1485062호는 레이저 가공장치의 착탈식 석션 노즐 장치를 개시하고 있다.
그러나 기존 발명들은 레이저 스캐너와 일체형으로 형성되어 부피가 크고 신속하고 정밀한 이동이 힘든 단점이 있었다.
각각이 독립적으로 제어되는 스캐너 및 석션장치를 통해 정밀하고 신속한 가공이 가능한 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치를 제공함에 있다.
또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.
개시된 내용의 일 실시예에 의하면, 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치는 레이저의 조사 방향을 제어하여 가공물을 가공하는 스캐너, 상기 스캐너의 하부에 결합되는 스캔 렌즈, 상기 가공물의 하부에서 상기 가공물과 결합되어 X축 또는 Y축으로 이동이 가능하도록 형성되는 스테이지, 상기 스캔렌즈의 하부에 이격 배치되고, 중공이 형성되는 석션장치, 상기 석션장치에 결합되어 상기 석션장치를 이동시키는 이동부 및 상기 스캐너, 상단 이동부 및 이동부 각각을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 중공을 지나는 상기 레이저 및 상기 석션장치가 서로 일정한 간격을 유지하도록 상기 레이저, 스테이지 및 이동부의 이동경로를 통합 분석하여 상기 레이저의 이동에 따라 상기 이동부를 제어한다.
또한, 상기 석션장치는 상기 레이저가 지나는 중공이 형성되는 상단프레임, 상기 중공을 향해 가스를 공급하는 가스공급부 및 상기 상단프레임의 하부에 결합되어 상기 가공물에서 발생되는 이물질을 석션 및 배출하는 석션유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가스공급부는 상기 중공 상단에 형성되어 상기 중공을 밀봉하는 보호윈도우, 외부와 상기 중공을 연결하는 파이프형태의 가스공급관 및 상기 상단프레임의 하부에 형성되고 상기 가공물을 향해 내부의 중공이 좁게 연장되도록 형성되는 가스노즐을 포함할 수 있다.
또한, 상기 석션유닛은 상기 가스노즐을 둘러싸고, 상기 중공과 이격된 상태에서 상기 중공을 둘러싸는 저면 일부분이 상부를 향해 함몰되어 석션홀이 형성되는 석션프레임 및 상기 석션프레임의 측면을 관통하여 상기 석션홀과 연결되도록 형성되는 배출관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 외부의 단말기에 의해 전달된 상기 레이저의 이동 경로에 해당하는 가공 도면 데이터, 상기 가공물 상에서 상기 가공 도면 데이터의 위치에 해당하는 가공 위치 데이터 및 상기 스캐너의 중심 위치에 해당하는 중심 좌표 데이터들을 동기화하여 상기 레이저의 이동시점 및 경로를 설정할 수 있다.
본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따르면, 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치는 제어부에 입력되는 완성품 상태를 나타내는 가공물의 가공 도면 데이터, 가공물 상의 가공이 필요한 가공 위치 데이터 및 상기 스캐너의 중심 좌표 데이터들의 동기화를 통해 스테이지, 스캐너 및 이동부들의 이동을 각각 제어하여 레이저와 석션장치간의 간섭을 방지하는 장점이 있다.
또한, 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치는 스캐너 및 이동부가 서로 분리된 상태로 제어되고 이동하므로, 정밀하고 신속한 이동이 가능하고, 이를 통해 정밀한 가공이 가능한 장점이 있다.
또한, 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치는 제어부를 통해 가공물의 가공 순서 및 이동 경로를 분석하여 스캐너 및 석션장치의 이동이 유기적으로 제어되어 레이저와 석션장치의 간섭이 방지된다.
아울러, 이와 같은 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.
또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따른 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 사용상태도.
도 2는 도 1의 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 단면도.
도 3은 도 1의 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 구동을 나타내는 단면도들.
도 4는 도 1의 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 구동을 나타내는 개략구성도.
도 5는 도 1의 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 구동을 나타내는 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다, 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.
도 1은 본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따른 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 사용상태도를 도시한다.
도 2는 도 1의 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 단면도를 도시한다. 도 3은 도 1의 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 구동을 나타내는 단면도들을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공장치(100)는 스캐너(200), 스캔 렌즈(400), 상단 이동부, 석션장치(600), 이동부(800) 및 제어부(900)를 포함한다.
분진흡입기능이 구비된 레이저 가공장치(100)는 하단 양측에 가공물(20)을 가공하면서 발생하는 이물질을 석션하고, 레이저(10)가 가공물(20)을 향해 이동하는 경로에 간섭을 최소화하여 가공물(20)의 품질을 향상시킨다.
스캐너(200)는 갈바노미터를 사용하여 전류를 통해 스캐너(200)에서 조사되는 레이저(10)의 조사방향을 신속하게 제어할 수 있고, 제어부(900)에 입력되는 가공물(20)의 가공 도면 데이터를 분석하여 구동이 제어된다.
스캔 렌즈(400)는 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)를 사용하여 가공물(20)을 향해 조사되는 레이저(10)의 광축을 직선 상태로 변경시키고 다양한 방향에서 스캔 렌즈(400)로 입사되는 레이저(10)는 모두 가공물(20)의 표면에 수직으로 조사시킨다.
도면에 도시되어 있지 않지만, 상단 이동부는 스캐너(200)의 상부에 결합되어 제어부(900)의 제어를 통해 스캐너(200) 및 스캔렌즈(400)의 이동을 제어하여 이동부(800)와 스캐너(200)가 동일 수직선상에 위치하도록 하고, 이동부(800)의 동력과 별도의 동력을 사용하여 구동한다.
석션장치(600)는 스캔렌즈(400) 및 가공물(20) 사이에 형성되고 중앙에 레이저(10)가 관통할 수 있는 중공(30)이 형성되며, 레이저(10)가 가공물(20)을 가공하는 과정에서는 제어부(900)의 제어를 통해 레이저(10)와 일정한 간격을 유지한다.
이동부(800)는 석션장치(600)의 측면에 결합하여 레이저(10)가 조사되는 Z축 방향과 수직한 방향인 X축 또는 Y축으로 석션장치(600)를 이동시키며, 레이저(10)가 석션장치(600)에 의해 차단되는 것을 방지하도록 스캐너(200)가 가공물(20)의 가공을 위해 레이저(10)를 조사하는 경로를 따라 이동한다.
제어부(900)는 스캐너(200), 석션장치(600), 상기 상단 이동부 및 이동부(800)와 전기적으로 연결되고, 가공물(20)의 상기 가공 도면 데이터를 입력받아 스캐너(200)에서 조사되는 레이저(10)의 이동 경로를 산출하며, 산출된 이동경로를 따라 레이저(10)의 위치를 변경한다.
또한, 제어부(900)는 입력된 상기 가공 도면 데이터를 통해 이동부(800) 및 가공물(20)의 하부에 형성되는 스테이지들 각각 이동을 제어하여 석션장치(600) 및 가공물(20)들 각각의 이동경로를 제어하고, 이동부(800)를 레이저(10)가 이동하는 경로에 따라 이동하도록 제어하여 석션장치(600)에 의해 레이저(10)가 차단되는 것을 방지한다.
구체적으로, 석션장치(600)는 상단프레임(620), 가스공급부(640) 및 석션유닛(660)을 포함하고, 이동부(800)는 제1 이동유닛(820) 및 제2 이동유닛(840)을 포함한다.
상단프레임(620)은 직육면체 형태로 중앙에 Z축을 따라 형성되는 중공(30)이 형성되고, 일측 및 일측과 인접한 타측에는 이동부(800)가 결합되어 제어부(900)의 제어를 통해 레이저(10)의 이동경로를 따라 이동한다.
가스공급부(640)는 상단프레임(620)을 통해 외부의 보호가스 공급펌프와 연결되어 중공(20)을 향해 보호가스를 공급하여, 레이저(10)를 통해 가공되는 가공물(20)이 공기와 반응하여 가공품질이 저하되는 것을 방지한다.
가스공급부(640)는 보호윈도우(642), 가스노즐(646) 및 가스공급관(644)을 포함한다.
보호윈도우(642)는 중공(20)의 상단에 형성되어 중공(20)을 밀봉하여 중공(20)으로 공급되는 보호가스가 스캔렌즈(400) 및 외부를 향해 이동하는 것을 방지하고, 레이저(10)가 투과되도록 투명한 고분자 또는 세라믹 소재로 형성된다.
가스공급관(644)은 외부의 보호가스 공급펌프와 연결되어 보호가스를 중공(20)을 향해 이동하도록 통로를 형성하고, 보호윈도우(642)의 하부에서 중공(20)과 연결된다.
가스노즐(646)은 가공물(20)을 향해 내부의 중공이 좁게 연장되도록 형성되고, 상단프레임(620)의 하부에 결합되며, 가공물(20)에서 가스공급관(644)에서 공급되는 보호가스를 가공물(20)을 향해 분출시킨다.
석션유닛(660)은 가공물(20)에서 발생한 이물질 및 보호가스를 석션하여 외부로 배출하여, 이물질에 의해 가공물(20)의 가공품질이 저하되는 것을 방지하고, 이물질이 외부로 비산하는 것을 방지하여 작업환경이 개선된다.
석션유닛(660)은 석션프레임(662) 및 배출관(664)을 포함한다.
석션프레임(662)은 가스노즐(646)의 측면을 둘러싸도록 형성되고, 가스노즐(646) 저면에 개방되는 중공(20)과 이격된 상태로 중공(20)을 둘러싸는 환 형태의 저면 일부분이 상부를 향해 소정의 거리만큼 함몰되어 석션홀(40)이 형성된다.
배출관(664)은 석션홀(40)의 상단에 위치한 석션프레임(662)을 관통하고 석션홀(40)을 향해 파이프 형태로 연장되어 외부의 석션펌프 및 탱크와 석션홀(40)을 연결한다.
따라서, 레이저(10)가 가공물(20)을 가공하는 동안 발생하는 이물질은 석션홀(40) 및 배출관(664)을 통해 외부로 배출되고, 이물질이 지속적으로 외부로 배출되는 상태에서 레이저(10)를 통해 가공되는 가공물(20)의 가공품질은 향상된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스캐너(200)에서 조사되는 레이저(10)는 제어부(900)에 입력되는 가공물(20)의 완성된 형태를 나타내는 상기 가공 도면 데이터를 통해 조사방향이 제어되고, 순차적으로 가공완료구간(50)들을 가공한 후, 상기 스테이지의 이동으로 가공진행구간(54)의 직상방에 위치한 상태에서 스캔렌즈(400), 보호윈도우(642) 및 가스노즐(646)을 지나 가공물(20)의 표면에 도달하여 가공진행구간(54)에서 가공물(20)을 가공한다.
레이저(10)가 가공물(20)을 가공하는 과정에서 발생하는 이물질들은 가스공급관(644)에서 가스노즐(646)을 지나 가공물(20)을 향해 이동하는 보호가스와 함께 석션홀(40)로 석션된다.
석션홀(40)에 석션된 보호가스 및 이물질들은 배출관(664)을 통해 외부로 배출되고, 이물질이 제거된 상태에서 레이저(10)를 통한 가공물(20)의 가공 품질은 개선된다.
레이저(10)가 가공진행구간(54)을 가공하면, 제어부(900)는 스캐너(200) 및 스캔렌즈(400)를 가공예정구간(58)으로 이동시키거나 상기 스테이지를 이동하기 위한 신호를 스캐너(200) 및 상기 스테이지에 전송하고, 스캐너(200)는 갈바노미터를 통해 스캔렌즈(400)로 조사되는 레이저(10)의 방향을 제어하여 가공예정구간(58)을 향해 레이저(10)를 조사한다.
기존의 레이저 가공장치와 달리 스캐너(200) 및 스캔렌즈(400)들과 석션장치(600)는 서로 분리되도록 형성되어 각각의 이동을 제어하는 모터 및 이동부(800)의 신속한 제어가 가능하다.
또한, 석션장치(600)가 스캐너(200) 및 스캔렌즈(400)와 분리되어 기존의 석션장치와 달리 중량이 현저히 감소하므로 이동부(800)를 통해 레이저(10)가 가스노즐(646)에 간섭되지 않는 범위 내에서 이동하며 효과적인 이물질들의 석션이 가능하고, 정밀하고 미세한 가공 과정에서 가공물(20)과 인접한 상태에서 스캐너(200) 및 스캔렌즈(400)의 정밀한 이동이 가능한 장점이 있다.
또한, 스캐너(200) 및 스캔렌즈(400)의 이동 제어가 수월해지므로, 정밀하고 신속하게 스캐너(200) 및 스캔렌즈(400)의 이동이 가능하여 세밀한 가공에 효과적이고, 스캐너(200)의 구동에 의한 진동이 가공물(20)과 인접한 석션장치(600)에 전달되는 것이 방지되어 석션장치(600)와 가공물(20) 간의 간섭이 방지되는 장점이 있다.
도 4는 도 1의 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 구동을 나타내는 개략구성도를 도시한다. 도 5는 도 1의 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치의 구동을 나타내는 순서도를 도시한다.
도 4 및 5들에 도시된 바와 같이, 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치(100)는 단말기(120)와 연결되고, 단말기(120)는 CAD를 포함하는 다양한 도면 프로그램 파일이자 가공물(20) 상에 가공하고자 하는 가공예정구간(58)의 구조를 나타내는 가공 도면 데이터, 가공물(20) 상에 상기 가공 도면 데이터를 통해 가공되는 가공예정구간(58)들의 구역을 나타내는 가공 위치 데이터 및 스캐너(200)의 중심 위치를 나타내는 중심 좌표 데이터들을 제어부(900)로 전송한다.
제어부(900)에 전송된 상기 가공 도면 데이터, 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터들은 제어부(900)를 통해 서로 동기화되고, 제어부(900)는 동기화된 데이터를 통해 스캐너(200), 가공물(20)을 지지하고 이동시키는 스테이지(700) 및 이동부(800)들 각각을 제어하여 레이저(10)가 가공물(20) 상에 형성된 가공예정구간(58)들을 순차적으로 가공하도록 제어한다.
구체적으로, 제어부(900)는 스캐너 제어부(920), 스테이지 제어부(940) 및 이동부 제어부(960)들을 포함한다.
기본적으로 단말기(120)는 CAM(Computer Aided Manufacturing) 작업을 통해 레이저(10)가 가공할 가공 도면 데이터를 추출하고, 상기 가공 도면 데이터를 통해 대상 가공물(20)의 가공 위치 데이터 및 이동부(800)가 이동할 좌표(스캐너(200)가 이동할 경로를 나타내는 중심 좌표)를 나타내는 중심 좌표 데이터를 추출한다.
상기 가공 도면 데이터, 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터들 각각은 제어부(900)에서 스캐너 제어부(920), 스테이지 제어부(940) 및 이동부 제어부(960)들 각각으로 전송되고 CAM 시스템의 실행에 따라 동기화 되어 제어부(900)를 통해 유기적으로 스캐너(200), 스테이지(700) 및 이동부(800)를 제어한다.
구체적으로, 스캐너 제어부(920)는 상기 상단 이동부 및 스캐너(200)와 연결되고, 단말기(120)를 통해 상기 가공 도면 데이터를 수신하면 상기 가공 도면 데이터를 저장 및 실행하고 상기 상단 이동부 및 스캐너(200)를 제어하여 레이저(10)의 조사 방향을 제어하며, 스캐너(200)는 레이저(10)를 통해 가공물(20) 상에 상기 가공 도면 데이터에 해당하는 구조 또는 형태를 고속으로 가공한다.
스테이지 제어부(940)는 스테이지(700)와 연결되고, 단말기(120)를 통해 상기 가공 위치 데이터를 수신하면, 상기 가공 위치 데이터를 저장 및 실행하고 스테이지(700)의 이동을 제어하여 가공물(20)의 위치를 변경할 수 있다.
이동부 제어부(960)는 이동부(800)와 연결되고, 단말기(120)를 통해 상기 중심 좌표 데이터를 수신하면, 상기 중심 좌표 데이터를 저장 및 실행하고 이동부(700)의 이동을 제어하여 효과적으로 분진을 흡입하며, 가공물(20)의 가공품질을 개선한다.
제어부(900)는 상기 CAM 시스템 또는 개별적인 시스템을 통해 상기 가공 도면 데이터, 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터들을 동기화하고 스테이지 제어부(940)에 의해 스테이지(700)가 이동하여 스캐너(200)에 의해 조사될 예정인 레이저(10)의 직하방에 해당하는 구역에 가공예정구간(58)이 위치하면, 스캐너(200)를 작동시켜 상기 가공 도면 데이터에 해당하는 형태로 가공예정구간(58)을 가공한다.
또한, 제어부(900)는 상기 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터들을 통해 가공물(20)에서 가공 예정 구간(58)들 각각의 좌표들과 석션장치(600) 중앙의 중공(30)이 서로 동일 수직 선상에 위치하도록 이동부(800)의 이동경로를 설정하고, 가공진행구간(54)을 따라 이동하는 레이저(10)의 이동경로를 따라 이동부(800)를 이동시켜 레이저(10)가 가스노즐(646)과 접촉하는 것을 방지한다.
구체적으로, 제어부(900)는 동기화된 상기 가공 도면 데이터, 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터들을 통해 레이저(10)가 이동하는 좌표를 추적하여 레이저(10)가 가스노즐(646) 안쪽의 중공(30)을 벗어나는 이동이 필요한 경우, 이동부(800)를 제어하여 레이저(10)와 가스노즐(646)이 접촉되는 것을 방지한다.
즉 상기 중심 좌표 데이터는 레이저(10)가 가공을 위해 한정된 구역에서 이동하는 경우 레이저(10)와 가스노즐(646)이 충돌하는 것을 방지하기 위해 이동부(800)가 스캐너(200)와 일정한 간격을 두고 이동해야 할 좌표들을 설정한 데이터이고, 레이저(10)의 이동에 따라 이동부(800)가 이동해야 할 시점은 상기 가공 도면 데이터, 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터들의 동기화를 통해 제어부(900)에 저장되어 실행된다.
제어부(900)는 동기화된 상기 가공 도면 데이터, 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터들을 통해 레이저(10) 및 스테이지(700)가 가공물(20) 상의 모든 가공예정구간(58)들을 가공하기 위해 이동하는 경로를 설정하고, 스테이지(700)의 이동으로 가공하기 어려운 정밀한 가공작업에서 레이저(10)가 상기 갈바노미터에 의해 이동하며 가공물(20)을 가공하는 시점 및 경로들을 미리 설정하여 레이저(10)와 가스노즐(646)이 접촉하지 않도록 이동부(800)를 정밀하게 제어할 수 있다.
따라서, 제어부(900)는 상기 가공 도면 데이터, 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터들의 동기화를 통해, 레이저(10)가 석션장치(600)와 접촉하는 것을 방지하고, 가공물(20)의 크기 또는 가공 예정 구간(58)들의 형태에 따라 이동부(800), 스테이지(700) 및 레이저(10)의 조사 방향을 유기적으로 제어하여 가공물(20)을 단시간에 효과적으로 가공할 수 있다.
도 5를 참조하면, 해당 사용자는 가공물(20) 상에 가공하고자 하는 가공 예정 구간(58)들 각각에 해당하는 상기 가공 도면 데이터들을 통해 상기 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터를 추출한다(단계 S100).
추출된 상기 가공 도면 데이터, 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터들 각각은 스캐너 제어부(920), 스테이지 제어부(940) 및 이동부 제어부(960)들 각각으로 전송된다(단계 S120).
상기 가공 도면 데이터, 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터들 각각은 제어부(900)를 통해 동기화되고, 스캐너(200), 스테이지(700) 및 이동부(800)들 각각을 제어하여 가공물(20)이 대면적이면서 가공예정구간(58)의 형태가 단순한 경우 스테이지(700)의 이동을 주로 활용하여 가공물(20)을 가공하고, 가공물(20)의 면적에 상관없이 소정의 공간 안에서 가공예정구간(58)의 형태가 세밀하여 레이저(10)의 이동이 필요한 경우이면, 스캐너(200)의 이동경로를 설정하여 다양한 가공물(20)의 형태 및 환경에 따른 효과적인 가공을 수행한다(단계 S140).
또한, 제어부(900)는 상기 가공 도면 데이터, 가공 위치 데이터 및 중심 좌표 데이터들의 동기화를 통해 가공물(20) 상의 가공예정구간(58)을 가공하기 위해 레이저(10)의 이동이 필요한 시점 및 경로들을 미리 설정하고, 레이저(10)의 이동이 필요한 시점에 이동부(800)를 이동시켜 레이저(10) 및 가스노즐(646)의 접촉을 방지한다(단계 S140).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치 200: 스캐너
400: 스캔렌즈 600: 석션장치
700: 스테이지 800: 이동부
900: 제어부

Claims (5)

  1. 레이저의 조사 방향을 제어하여 가공물을 가공하는 스캐너;
    상기 스캐너의 하부에 결합되는 스캔 렌즈;
    상기 가공물의 하부에서 상기 가공물과 결합되어 X축 또는 Y축으로 이동이 가능하도록 형성되는 스테이지;
    상기 스캔렌즈의 하부에 이격 배치되고, 중공이 형성되는 석션장치;
    상기 석션장치에 결합되어 상기 석션장치를 이동시키는 이동부; 및
    상기 스캐너, 상단 이동부 및 이동부 각각을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 중공을 지나는 상기 레이저 및 상기 석션장치가 서로 일정한 간격을 유지하도록 상기 레이저, 스테이지 및 이동부의 이동경로를 통합 분석하여 상기 레이저의 이동에 따라 상기 이동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 석션장치는,
    상기 레이저가 지나는 중공이 형성되는 상단프레임;
    상기 중공을 향해 가스를 공급하는 가스공급부; 및
    상기 상단프레임의 하부에 결합되어 상기 가공물에서 발생되는 이물질을 석션 및 배출하는 석션유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가스공급부는,
    상기 중공 상단에 형성되어 상기 중공을 밀봉하는 보호윈도우;
    외부와 상기 중공을 연결하는 파이프형태의 가스공급관; 및
    상기 상단프레임의 하부에 형성되고 상기 가공물을 향해 내부의 중공이 좁게 연장되도록 형성되는 가스노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 석션유닛은,
    상기 가스노즐을 둘러싸고, 상기 중공과 이격된 상태로 상기 중공을 둘러싸는 저면 일부분이 상부를 향해 함몰되어 석션홀이 형성되는 석션프레임; 및
    상기 석션프레임의 측면을 관통하여 상기 석션홀과 연결되도록 형성되는 배출관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    외부의 단말기에 의해 전달된 상기 레이저의 이동 경로에 해당하는 가공 도면 데이터, 상기 가공물 상에서 상기 가공 도면 데이터의 위치에 해당하는 가공 위치 데이터 및 상기 스캐너의 중심 위치에 해당하는 중심 좌표 데이터들을 동기화하여 상기 레이저의 이동시점 및 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 분진흡입기능이 구비된 레이저 가공 장치.















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