KR20190090326A

KR20190090326A - 레이저 절단 시스템

Info

Publication number: KR20190090326A
Application number: KR1020180074290A
Authority: KR
Inventors: 배성호
Original assignee: (주)엔피에스
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2019-08-01
Also published as: KR102269052B1

Abstract

본 발명은, 레이저 절단 시스템에 관한 것으로서, 피가공물을 미리 정해진 이송 경로를 따라 왕복 이송하는 왕복 이송 부재와, 상기 이송 경로 상에 위치한 상기 피가공물을 회전시키는 회전 부재를 구비하는 이송 장치; 상기 이송 경로 상의 미리 정해진 절단 영역을 향해 가공물용 레이저빔을 방출 가능하도록 각각 설치되는 적어도 하나의 가공물용 레이저 헤드들을 구비하는 가공물 절단 장치; 및 상기 피가공물이 상기 절단 영역을 왕복 통과할 때, 상기 피가공물이 상기 가공물용 레이저빔에 의해 미리 정해진 절단 방향으로 절단되어 복수의 제품들로 분할되도록, 상기 이송 장치를 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

레이저 절단 시스템{LASER CUTTING SYSTEM}

본 발명은 레이저 절단 시스템에 관한 것이다.

도 1은 종래의 레이저 절단 시스템을 이용해 원재료로부터 복수의 제품들을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 레이저 절단 시스템(100)은, 레이저빔(LV)을 각각 방출하는 복수의 레이저 헤드들(110)과, 레이저 헤드들(110)을 각각 이송하는 헤드 드라이버(미도시) 등을 포함한다. 이러한 종래의 레이저 절단 시스템(100)은, 레이저 헤드들(100)로부터 각각 방출된 레이저빔들(LV)이 제품(P)의 미리 정해진 아웃 라인과 대응하는 경로를 따라 원재료(F)에 조사되도록 구동된다. 이를 통해, 종래의 레이저 절단 시스템(100)은, 레이저 헤드들(110)로부터 각각 방출된 레이저빔들(LV)을 이용해, 원재료(F)로부터 복수의 제품들(P)을 동시에 분할 형성할 수 있다.

그런데, 종래의 레이저 절단 시스템(100)은, 제품(P)의 절단면의 품질 관리, 기타 공정 상의 문제점으로 인해, 레이저빔들(LV)이 서로 독립적인 폐경로를 따라 원재료(F)에 개별적으로 조사되도록 구동된다. 그러면, 도 1에 도시된 바와 같이, 원재료(F)로부터 분할 형성된 제품들(P) 사이에는 제품들(P)을 형성하고 남은 잔여물인 스크랩(S)이 발생할 수밖에 없다. 따라서, 종래의 레이저 절단 시스템(100)은, 스크랩(S)으로 인해 제품(P)의 제조 단가가 증가된다는 문제점과, 레이저 헤드들(110)의 이송 경로가 복잡하여 생산성이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스크랩이 발생하지 않도록 구조를 개선한 레이저 절단 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

나아가, 본 발명은, 피가공물 및 레이저 헤드의 이송 경로를 단순화시킬 수 있도록 구조를 개선한 레이저 절단 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 절단 시스템은, 피가공물을 미리 정해진 이송 경로를 따라 왕복 이송하는 왕복 이송 부재와, 상기 이송 경로 상에 위치한 상기 피가공물을 회전시키는 회전 부재를 구비하는 이송 장치; 상기 이송 경로 상의 미리 정해진 절단 영역을 향해 가공물용 레이저빔을 방출 가능하도록 각각 설치되는 적어도 하나의 가공물용 레이저 헤드들을 구비하는 가공물 절단 장치; 및 상기 피가공물이 상기 절단 영역을 왕복 통과할 때, 상기 피가공물이 상기 가공물용 레이저빔에 의해 미리 정해진 절단 방향으로 절단되어 복수의 제품들로 분할되도록, 상기 이송 장치를 제어하는 제어기를 포함한다.

바람직하게, 상기 제어기는, 상기 피가공물이 상기 이송 경로 상의 미리 정해진 시작 여역에서 반환 영역을 향해 이송되는 과정에서 상기 절단 영역을 통과할 때, 상기 피가공물이 상기 가공물용 레이저빔에 의해 미리 정해진 제1 방향으로 절단되어 복수의 제2 피가공물들로 분할되도록, 상기 회전 부재를 이용해 상기 피가공물을 미리 정해진 제1 배치 양상으로 배치한다.

바람직하게, 상기 제어기는, 상기 제2 피가공물들이 상기 반환 영역에서 상기 시작 영역을 향해 이송되는 과정에서 상기 절단 영역을 통과할 때, 상기 제2 피가공물들이 각각 상기 가공물용 레이저빔에 의해 미리 정해진 제2 방향으로 절단되어 상기 제품들로 분할되도록, 상기 회전 부재를 이용해 상기 제2 피가공물들을 각각 미리 정해진 제2 배치 양상으로 배치한다.

바람직하게, 상기 제어기는, 상기 절단 영역에서 분할 형성된 상기 제2 피가공물들이 상기 반환 영역에 도달하면, 상기 왕복 이송 부재를 정지함과 함께, 상기 회전 부재를 이용해 상기 제2 피가공물들을 상기 제2 배치 양상으로 배치한다.

바람직하게, 상기 제1 방향은 상기 피가공물의 길이 방향이고, 상기 제2 방향은 상기 제2 피가공물들의 폭 방향이다.

바람직하게, 상기 제1 배치 양상은, 상기 피가공물의 길이 방향과 상기 피가공물의 이송 방향이 평행을 이루도록 정해지고, 상기 제2 배치 양상은, 상기 제2 피가공물들의 폭 방향과 상기 제2 피가공물들의 이송 방향이 평행을 이루도록 정해진다.

바람직하게, 원재료를 원재료용 레이저빔으로 절단하여, 상기 원재료로부터 상기 피가공물을 분할 형성하는 원재료용 레이저 헤드를 구비하는 원재료 절단 장치를 더 포함한다.

바람직하게, 미리 권취된 상기 원재료를 권출하여 상기 원재료 절단 장치에 공급하는 원재료 공급 장치를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 왕복 이송 부재는, 상기 이송 경로를 따라 배치되는 레일과, 상기 피가공물을 상기 레일을 따라 왕복 이송하는 이송 모터를 갖는다.

바람직하게, 상기 회전 부재는, 상기 이송 모터에 고정 설치되며 상기 피가공물을 회전시키는 회전 모터를 갖는다.

바람직하게, 상기 이송 장치는, 상기 피가공물이 안착되는 베이스 플레이트를 더 구비하고, 상기 회전 모터는, 상기 베이스 플레이트 및 상기 베이스 플레이트에 안착된 상기 피가공물을 회전시킨다.

본 발명은, 레이저 절단 시스템에 관한 것으로서, 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명은, 가공물용 레이저빔들이 조사되는 절단 영역에 피가공물을 왕복으로 통과시켜, 피가공물을 격자 형태로 레이저 절단함으로써, 피가공물로부터 복수의 제품들을 분할 형성할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은, 스크랩의 형성 없이도 피가공물로부터 복수의 제품들을 분할 형성할 수 있으므로, 제품의 제조 단가를 줄일 수 있다.

둘째, 본 발명은, 가공물용 레이저 헤드들이 미리 정해진 위치에 배치된 상태에서, 피가공물을 직선 왕복 이송하는 심플한 이송 과정을 통해 제품들을 형성할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은, 제품의 제조에 소요되는 시간을 줄여 제품의 생산성을 향상시킬 수 있고, 가공물용 레이저 헤드들, 기타 부재들 간의 충돌 가능성을 줄여 레이저 절단 시스템의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 레이저 절단 시스템을 이용해 원재료로부터 복수의 제품들을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 절단 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 3은 원재료 절단 장치와 전달 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 4는 이송 장치와 가공물 절단 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 5 내지 도 7은 이송 장치와 가공물 절단 장치를 이용해 피가공물을 복수의 제2 피가공물들로 분할하는 양상을 나타내는 도면.
도 8 내지 도 10은 이송 장치와 가공물 절단 장치를 이용해 제2 피가공물들을 각각 복수의 제품들로 분할하는 양상을 나타내는 도면.
도 11은 회수 장치를 이용해 제품들을 이송 장치에서 적재 장치로 전달하는 양상을 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 절단 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 절단 시스템(1)은, 원재료(F)를 공급하는 원재료 공급 장치(10)와, 원재료 공급 장치(10)에 의해 공급된 원재료(F)를 레이저 절단하여, 원재료(F)로부터 피가공물(F1)을 분할 형성하는 원재료 절단 장치(20)와, 피가공물(F1)을 미리 정해진 이송 경로(T)를 따라 왕복 이송함과 함께 회전시키는 이송 장치(30)와, 이송 장치(30)에 의해 왕복 이송되는 피가공물(F1)을 레이저 절단하여, 피가공물(F1)로부터 복수의 제품들(P)을 분할 형성하는 가공물 절단 장치(40)와, 제품들(P)이 적재되는 적재 장치(50)와, 레이저 절단 시스템(1)의 전반적인 구동을 제어하는 제어기(60) 등을 포함할 수 있다.

먼저, 원재료 공급 장치(10)는 제품들(P)을 제조하기 위한 원재료(F)를 원재료 절단 장치(20)에 공급 가능하도록 마련된다. 원재료(F)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 레이저 절단 시스템(1)을 이용해 디스플레이용 편광 필름 시트들을 제조하고자 하는 경우에, 원재료(F)는 편광 필름 원단일 수 있다.

원재료 공급 장치(10)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 원재료 공급 장치(10)는, 롤 상태로 미리 권취된 원재료(F)를 권출하여 공급하는 공급롤(12)을 구비할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 공급롤(12)은 원재료(F)를 원재료 절단 장치(20)를 향해 권출하여 제1 절단 영역(C1)으로 공급할 수 있다.

도 3은 원재료 절단 장치와 전달 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

다음으로, 원재료 절단 장치(20)는, 공급롤(12)에 의해 제1 절단 영역(C1)으로 공급된 원재료(F)를 레이저 절단 가능하도록 마련된다.

원재료 절단 장치(20)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 원재료 절단 장치(20)는, 원재료용 레이저빔(LV1)을 발진하는 원재료용 레이저 발진기(22)와, 원재료용 레이저 발진기(22)로부터 발진된 레이저빔을 제1 절단 영역(C1)으로 공급된 원재료(F)에 조사하는 원재료용 레이저 헤드(24)와, 원재료용 레이저 헤드(24)를 왕복 이송하는 원재료용 헤드 드라이버(26) 등을 구비할 수 있다.

원재료용 레이저 발진기(22)는 원재료(F)를 레이저 절단 가능한 파장 및 출력을 갖는 원재료용 레이저빔(LV1)을 생성하여 발진한다. 이처럼 발진된 원재료용 레이저빔(LV1)은, 원재료용 레이저 발진기(22)와 원재료용 레이저 헤드(24) 사이에 설치되는 반사 미러(28), 기타 광학 부재에 의해 원재료용 레이저 헤드(24)에 전달될 수 있다.

원재료용 레이저 헤드(24)는, 원재료용 헤드 드라이버(26)에 의해 이송됨과 함께, 원재료용 레이저 발진기(22)로부터 전달된 원재료용 레이저빔(LV1)을 제1 절단 영역(C1)으로 공급된 피가공물(F1)에 조사할 수 있도록, 원재료용 헤드 드라이버(26)에 결합된다.

원재료용 헤드 드라이버(26)는, 원재료용 레이저 헤드(24)를 원재료(F)의 폭 방향으로 왕복 이송 가능하도록 마련된다. 그러면, 도 3에 도시된 바와 같이, 원재료용 레이저 헤드(24)로부터 방출된 원재료용 레이저빔(LV1)은, 원재료(F)의 폭 방향을 따라 원재료(F)에 조사되어, 원재료(F)를 폭 방향으로 레이저 절단한다. 이를 통해, 원재료 절단 장치(20)는, 원재료(F)로부터 시트 형상을 갖는 피가공물(F1)을 분할 형성할 수 있다.

한편, 원재료 절단 장치(20)에 의해 분할 형성된 피가공물(F1)은, 가공물 절단 장치(40)에 의해 절단 가공될 수 있도록, 이송 장치(30)에 전달된다. 이를 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 절단 시스템(1)은, 원재료 절단 장치(20)에 의해 형성된 피가공물(F1)을 이송 장치(30)에 전달하는 전달 장치(70)를 더 포함할 수 있다.

전달 장치(70)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 전달 장치(70)는, 피가공물(F1)을 파지 및 파지 해제 가능한 파지 부재(71)와, 파지 부재(71) 및 이에 파지된 피가공물(F1)을 제1 절단 영역(C1)과 후술할 이송 경로(T)의 시작 영역(I) 사이 구간을 따라 왕복 이송 가능한 왕복 이송 부재(73) 등을 구비할 수 있다.

파지 부재(71)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 파지 부재(71)는 피가공물(F1)을 진공 흡착 및 흡착 해제 가능한 적어도 하나의 진공 흡착 패드들(75)을 구비할 수 있다.

왕복 이송 부재(73)는, 제1 절단 영역(C1)과 시작 영역(I) 사이 구간을 따라 길게 연장되도록 배치되는 레일(77)과, 이러한 레일(77)을 따라 파지 부재(71)를 왕복 이송 가능한 이송 모터(79) 등을 가질 수 있다.

레일(77)과 이송 모터(79)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 레일(77)과 이송 모터(79)는 각각, 리니어 레일과 리니어 모터로 구성될 수 있다. 그러면, 이송 모터(79)는, 레일(77)과 이송 모터(79) 사이에 작용하는 자력에 의해 레일(77)을 따라 왕복 이동할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 전달 장치(70)는, 제1 절단 영역(C1)에서 파지한 피가공물(F1)을 시작 영역(I)에 위치한 후술할 이송 장치(30)의 베이스 플레이트(31)까지 이송한 후, 피가공물(F1)을 파지 해제하여 베이스 플레이트(31)에 안착시킬 수 있다.

도 4는 이송 장치와 가공물 절단 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

다음으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 이송 장치(30)는, 피가공물(F1)이 안착되는 베이스 플레이트(31)와, 전달 장치(70)로부터 전달된 피가공물(F1)을 미리 정해진 이송 경로(T)를 따라 왕복 이송하는 왕복 이송 부재(32)와, 이송 경로(T) 상에 위치한 피가공물(F1)을 회전시키는 회전 부재(33) 등을 구비할 수 있다.

베이스 플레이트(31)는, 피가공물(F1)이 안착될 수 있도록, 피가공물(F1)의 형상과 대응하는 평판 형상을 갖는다. 특히, 베이스 플레이트(31)는, 피가공물(F1)이 비해 소정의 비율만큼 넓은 면적을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

왕복 이송 부재(32)는, 이송 경로(T)를 따라 길게 연장되도록 설치되는 레일(34)과, 피가공물(F1)을 레일(34)을 따라 왕복 이송하는 이송 모터(35) 등을 가질 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이송 경로(T)는, 피가공물(F1)이 미리 정해진 시작 영역(I)과 반환 영역(R) 사이 구간을 따라 왕복 이송될 수 있도록 정해진다.

레일(34)과 이송 모터(35)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 레일(34)과 이송 모터(35)는 각각, 리니어 레일과 리니어 모터로 구성될 수 있다. 그러면, 이송 모터(35)는, 레일(34)과 이송 모터(35) 사이에 작용하는 자력에 의해 레일(34)을 따라 왕복 이동할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 이송 모터(35)는, 회전 부재(33)를 매개로 베이스 플레이트(31)와 결합된다. 그러면, 이송 모터(35)는, 레일(34)을 따라 이동하면서, 회전 부재(33), 베이스 플레이트(31) 및 피가공물(F1)을 함께 왕복 이송할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 회전 부재(33)는, 이송 모터(35)에 고정 설치되는 회전 모터(36)를 가질 수 있다. 또한, 회전 모터(36)에는, 베이스 플레이트(31)가 결합될 수 있다. 따라서, 이러한 회전 모터(36)는, 회전 모터(36)의 회전축을 중심으로 베이스 플레이트(31) 및 베이스 플레이트(31)에 안착된 피가공물(F1)을 회전시킬 수 있다.

다음으로, 가공물 절단 장치(40)는, 이송 경로(T) 상의 미리 정해진 제2 절단 영역(C2)을 왕복 통과하는 피가공물(F1)을 레이저 절단할 수 있도록 마련된다. 또한, 제2 절단 영역(C2)은, 이송 경로(T)의 시작 영역(I)과 반환 영역(R)의 사이에 위치하도록 정해질 수 있다.

가공물 절단 장치(40)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가공물 절단 장치(40)는, 가공물용 레이저빔(LV2)을 발진하는 가공물용 레이저 발진기(42)와, 가공물용 레이저 발진기(42)로부터 발진된 가공물용 레이저빔(LV2)을 제2 절단 영역(C2)을 향해 방출하는 적어도 하나의 가공물용 레이저 헤드들(44) 등을 구비할 수 있다.

가공물용 레이저 발진기(42)는 피가공물(F1)을 레이저 절단 가능한 파장 및 출력을 갖는 가공물용 레이저빔(LV2)을 생성하여 발진한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이처럼 발진된 가공물용 레이저빔(LV2)은, 가공물용 레이저 발진기(42)와 가공물용 레이저 헤드들(44) 사이에 설치되는 빔 스플리터(46), 반사 미러(48), 기타 광학 부재에 의해 가공물용 레이저 헤드들(44)에 각각 전달될 수 있다.

가공물용 레이저 헤드들(44)은, 가공물용 레이저 발진기(42)로부터 전달된 가공물용 레이저빔(LV2)을 제2 절단 영역(C2)을 왕복 통과하는 피가공물(F1)에 조사할 수 있도록 설치된다. 이를 위하여, 가공물 절단 장치(40)는, 각각의 가공물용 레이저 헤드들(44)을 미리 정해진 위치로 이송하는 가공물용 헤드 드라이버(미도시)를 더 구비할 수 있다.

이러한 가공물용 레이저 헤드(44)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않으며, 적어도 하나의 가공물용 레이저 헤드들(44)이 미리 정해진 설치 간격(D)을 두고 설치될 수 있다. 가공물용 레이저 헤드들(44)의 설치 간격(D)은, 특별히 한정되지 않으며, 레이저 절단 시스템(1)을 이용해 제조하고자 하는 제품(P)의 사이즈에 따라 결정될 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 가공물용 레이저 헤드들(44) 중 좌우 양측 끝에 위치한 가공물용 레이저 헤드들(44)은 각각, 가공물용 레이저 헤드들(44)의 설치 간격(D)만큼 피가공물(F1)의 좌우 단부로부터 피가공물(F1)의 중심부 쪽으로 이격된 위치에 가공물용 레이저빔(LV2)을 조사할 수 있도록 설치된다. 그러면, 가공물용 레이저빔들(LV2)에 의해 피가공물(F1)로부터 분할 형성된 제품들(P)은 각각, 가공물용 레이저 헤드들(44)의 설치 간격(D)과 동일한 폭(W) 및 길이(L)를 가질 수 있다. 이러한 제품들(P)에 대한 더욱 자세한 내용은 후술하기로 한다.

도 5 내지 도 7은 이송 장치와 가공물 절단 장치를 이용해 피가공물을 복수의 제2 피가공물들로 분할하는 양상을 나타내는 도면이고, 도 8 내지 도 10은 이송 장치와 가공물 절단 장치를 이용해 제2 피가공물들을 각각 복수의 제품들로 분할하는 양상을 나타내는 도면이다.

이하에서는, 도면을 참고하여, 이송 장치(30)와 가공물 절단 장치(40)를 이용해, 피가공물(F1)로부터 복수의 제품들(P)을 분할 형성하는 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어기(60)는, 이송 경로(T)의 시작 영역(I)에 배치된 베이스 플레이트(31) 및 이에 안착된 피가공물(F1)을 회전 모터(36)를 이용해 미리 정해진 제1 배치 양상으로 배치한다. 제1 배치 양상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 배치 양상은 피가공물(F1)의 길이 방향과 피가공물(F1)의 이송 방향이 서로 평행을 이루도록 정해질 수 있다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어기(60)는, 베이스 플레이트(31) 및 이에 안착된 피가공물(F1)을 왕복 이송 부재(32)를 이용해 이송 경로(T)의 시작 영역(I)에서 반환 영역(R)을 향해 이송함과 함께, 가공물 절단 장치(40)를 이용해 제2 절단 영역(C2)을 통과하는 피가공물(F1)에 가공물용 레이저빔들(LV2)을 조사시킨다. 그러면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 절단 영역(C2)을 통과하는 피가공물(F1)은, 가공물용 레이저빔들(LV2)에 의해 피가공물(F1)의 길이 방향을 따라 레이저 절단됨으로써, 스트립 형상을 갖는 복수의 제2 피가공물들(F2)로 분할될 수 있다.

이러한 제2 피가공물들(F2)은 각각의 가공물용 레이저빔(LV2)에 의해 피가공물(F1)이 양분되어 형성된다. 따라서, 가공물용 레이저 헤드(44)의 설치 개수에 비해 한 개 더 많은 개수의 제2 피가공물들(F2)이 피가공물(F1)로부터 분할 형성되고, 제2 피가공물들(F2)은 각각 가공물용 레이저 헤드(44)의 설치 간격(D)과 동일한 폭(W)을 갖게 된다.

이후에, 제어기(60)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 피가공물들(F2)이 안착된 베이스 플레이트(31)가 반환 영역(R)에 도달하면, 왕복 이송 부재(32)를 정지하여, 베이스 플레이트(31) 및 제2 피가공물들(F2)을 반환 영역(R)에 배치한다.

다음으로, 제어기(60)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 반환 영역(R)에 배치된 베이스 플레이트(31) 및 이에 안착된 제2 피가공물들(F2)을 회전 모터(36)를 이용해 미리 정해진 제2 배치 양상으로 배치한다. 제2 배치 양상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 배치 양상은 제2 피가공물들(F2)의 폭 방향과 제2 피가공물들(F2)의 이송 방향이 서로 평행을 이루도록 정해질 수 있다.

이후에, 제어기(60)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(31) 및 이에 안착된 제2 피가공물들(F2)을 왕복 이송 부재(32)를 이용해 이송 경로(T)의 반환 영역(R)에서 시작 영역(I)을 향해 이송함과 함께, 가공물 절단 장치(40)를 이용해 제2 절단 영역(C2)을 재통과하는 제2 피가공물들(F2)에 가공물용 레이저빔들(LV2)을 조사시킨다. 그러면, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 절단 영역(C2)을 재통과하는 제2 피공물들(F2)은 각각, 가공물용 레이저빔들(LV2)에 의해 제2 피가공물들(F2)의 폭 방향을 따라 레이저 절단됨으로써, 시트 형상을 갖는 복수의 제품들(P)로 분할될 수 있다.

이러한 제품들(P)은 각각의 가공물용 레이저빔(LV2)에 의해 제2 피가공물(F2)이 양분되어 형성된다. 따라서, 가공물용 레이저 헤드(44)의 설치 개수에 비해 한 개 더 많은 개수의 제품들(P)이 각각의 제2 피가공물(F2)로부터 분할 형성되고, 제품들(P)은 각각 가공물용 레이저 헤드(44)의 설치 간격(D)과 동일한 폭(W) 및 길이(L)를 갖게 된다.

다음으로, 제어기(60)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제품들(P)이 안착된 베이스 플레이트(31)가 미리 정해진 회수 영역(G)에 도달하면, 왕복 이송 부재(32)를 정지하여, 베이스 플레이트(31) 및 제품들(P)을 회수 영역(G)에 배치한다. 회수 영역(G)의 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 회수 영역(G)은, 제2 절단 영역(C2)과 시작 영역(I) 사이에 위치하도록 정해질 수 있다.

도 11은 회수 장치를 이용해 제품들을 이송 장치에서 적재 장치로 전달하는 양상을 나타내는 도면이다.

가공물 절단 장치(40)에 의해 분할 형성된 제품들(P)은, 적재 장치(50)에 적재되어 저장된다. 이를 위하여, 도 11에 도시된 바와 같이, 레이저 절단 시스템(1)은, 가공물 절단 장치(40)에 의해 형성된 제품들(P)을 회수하여 적재 장치(50)에 적재하는 회수 장치(80)를 더 포함할 수 있다.

회수 장치(80)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 회수 장치(80)는, 제품들(P)을 파지 및 파지 해제 가능한 파지 부재(81)와, 파지 부재(81) 및 이에 파지된 제품들(P)을 회수 영역(G)과 적재 장치(50) 사이 구간을 따라 왕복 이송 가능한 왕복 이송 부재(83) 등을 구비할 수 있다.

파지 부재(81)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 파지 부재(81)는, 제품들(P) 중 어느 하나를 각각 진공 흡착 및 흡착 해제 가능한 복수의 진공 흡착 패드들(85)을 가질 수 있다.

왕복 이송 부재(83)는, 회수 영역(G)과 적재 장치(50) 사이 구간을 따라 길게 연장되도록 배치되는 레일(87)과, 이러한 레일(87)을 따라 파지 부재(81)를 왕복 이송 가능한 이송 모터(89) 등을 가질 수 있다.

레일(87)과 이송 모터(89)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 레일(87)과 이송 모터(89)는 각각, 리니어 레일과 리니어 모터로 구성될 수 있다. 그러면, 이송 모터(89)는, 레일(87)과 이송 모터(89) 사이에 작용하는 자력에 의해 레일(87)을 따라 왕복 이동할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 이러한 회수 장치(80)는, 회수 영역(G)에서 파지한 제품들(P)을 적재 장치(50)까지 이송한 후, 제품들(P)을 파지 해제하여 적재 장치(50)에 적재할 수 있다.

위와 같이, 레이저 절단 시스템(1)은, 가공물용 레이저빔들(LV2)이 조사되는 제2 절단 영역(C2)에 피가공물(F1)을 왕복으로 통과시켜, 피가공물(F1)을 격자 형태로 레이저 절단함으로써, 피가공물(F1)로부터 복수의 제품들(P)을 분할 형성할 수 있다. 이러한 레이저 절단 시스템(1)은, 스크랩의 형성 없이도 피가공물(F1)로부터 복수의 제품들(P)을 분할 형성할 수 있으므로, 제품(P)의 제조 단가를 줄일 수 있다.

또한, 레이저 절단 시스템(1)은, 가공물용 레이저 헤드들(44)이 미리 정해진 위치에 배치된 상태에서, 피가공물(F1)을 직선 왕복 이송하는 심플한 이송 과정을 통해 제품들(P)을 형성할 수 있다. 따라서, 레이저 절단 시스템(1)은, 제품(P)의 제조에 소요되는 시간을 줄여 제품(P)의 생산성을 향상시킬 수 있고, 가공물용 레이저 헤드들(44), 기타 부재들 간의 충돌 가능성을 줄여 레이저 절단 시스템(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 레이저 절단 시스템
10 : 원재료 공급 장치
20 : 원재료 절단 장치
30 : 이송 장치
40 : 가공물 절단 장치
50 : 적재 장치
60 : 제어기
70 : 전달 장치
80 : 회수 장치
F : 원재료
F1 : 피가공물
F2 : 제2 피가공물
P : 제품

Claims

피가공물을 미리 정해진 이송 경로를 따라 왕복 이송하는 왕복 이송 부재와, 상기 이송 경로 상에 위치한 상기 피가공물을 회전시키는 회전 부재를 구비하는 이송 장치;
상기 이송 경로 상의 미리 정해진 절단 영역을 향해 가공물용 레이저빔을 방출 가능하도록 각각 설치되는 적어도 하나의 가공물용 레이저 헤드들을 구비하는 가공물 절단 장치; 및
상기 피가공물이 상기 절단 영역을 왕복 통과할 때, 상기 피가공물이 상기 가공물용 레이저빔에 의해 미리 정해진 절단 방향으로 절단되어 복수의 제품들로 분할되도록, 상기 이송 장치를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 피가공물이 상기 이송 경로 상의 미리 정해진 시작 여역에서 반환 영역을 향해 이송되는 과정에서 상기 절단 영역을 통과할 때, 상기 피가공물이 상기 가공물용 레이저빔에 의해 미리 정해진 제1 방향으로 절단되어 복수의 제2 피가공물들로 분할되도록, 상기 회전 부재를 이용해 상기 피가공물을 미리 정해진 제1 배치 양상으로 배치하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 제2 피가공물들이 상기 반환 영역에서 상기 시작 영역을 향해 이송되는 과정에서 상기 절단 영역을 통과할 때, 상기 제2 피가공물들이 각각 상기 가공물용 레이저빔에 의해 미리 정해진 제2 방향으로 절단되어 상기 제품들로 분할되도록, 상기 회전 부재를 이용해 상기 제2 피가공물들을 각각 미리 정해진 제2 배치 양상으로 배치하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 절단 영역에서 분할 형성된 상기 제2 피가공물들이 상기 반환 영역에 도달하면, 상기 왕복 이송 부재를 정지함과 함께, 상기 회전 부재를 이용해 상기 제2 피가공물들을 상기 제2 배치 양상으로 배치하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 방향은 상기 피가공물의 길이 방향이고,
상기 제2 방향은 상기 제2 피가공물들의 폭 방향인 것을 특징으로 하는 레이저 절단 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제1 배치 양상은, 상기 피가공물의 길이 방향과 상기 피가공물의 이송 방향이 평행을 이루도록 정해지고,
상기 제2 배치 양상은, 상기 제2 피가공물들의 폭 방향과 상기 제2 피가공물들의 이송 방향이 평행을 이루도록 정해지는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 시스템.
제1항에 있어서,
원재료를 원재료용 레이저빔으로 절단하여, 상기 원재료로부터 상기 피가공물을 분할 형성하는 원재료용 레이저 헤드를 구비하는 원재료 절단 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 시스템.
제7항에 있어서,
미리 권취된 상기 원재료를 권출하여 상기 원재료 절단 장치에 공급하는 원재료 공급 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 시스템.
제1항에 있어서,
상기 왕복 이송 부재는, 상기 이송 경로를 따라 배치되는 레일과, 상기 피가공물을 상기 레일을 따라 왕복 이송하는 이송 모터를 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 시스템.
제9항에 있어서,
상기 회전 부재는, 상기 이송 모터에 고정 설치되며 상기 피가공물을 회전시키는 회전 모터를 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 시스템.
제10항에 있어서,
상기 이송 장치는, 상기 피가공물이 안착되는 베이스 플레이트를 더 구비하고,
상기 회전 모터는, 상기 베이스 플레이트 및 상기 베이스 플레이트에 안착된 상기 피가공물을 회전시키는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 시스템.