KR20190129156A - 레이저 장치 - Google Patents

레이저 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190129156A
KR20190129156A KR1020180053393A KR20180053393A KR20190129156A KR 20190129156 A KR20190129156 A KR 20190129156A KR 1020180053393 A KR1020180053393 A KR 1020180053393A KR 20180053393 A KR20180053393 A KR 20180053393A KR 20190129156 A KR20190129156 A KR 20190129156A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical path
mount
laser beam
laser
mirror
Prior art date
Application number
KR1020180053393A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102106068B1 (ko
Inventor
배성호
Original Assignee
(주)엔피에스
주식회사 패스
배성호
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엔피에스, 주식회사 패스, 배성호 filed Critical (주)엔피에스
Priority to KR1020180053393A priority Critical patent/KR102106068B1/ko
Priority to JP2019089253A priority patent/JP6927502B2/ja
Publication of KR20190129156A publication Critical patent/KR20190129156A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102106068B1 publication Critical patent/KR102106068B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/0014—Monitoring arrangements not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B23K26/707—Auxiliary equipment for monitoring laser beam transmission optics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/0007—Applications not otherwise provided for

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Abstract

본 발명은, 레이저 장치에 관한 것으로서, 레이저빔을 발진하는 레이저 발진기; 미러 마운트와, 상기 레이저 발진기로부터 발진된 상기 레이저빔을 전송하는 마운트측 광학 부재와, 상기 레이저빔의 광로가 전환되도록 상기 마운트측 광학 부재의 정렬 상태를 조절하는 정렬기를 구비하는 미러 마운트 어셈블리; 상기 마운트측 광학 부재로부터 전송된 상기 레이저빔을 가공 대상물에 조사하는 레이저 노즐과, 상기 레이저빔을 센싱하여, 상기 광로의 양상에 대응하는 노즐측 광로 신호를 출력하는 노즐측 센싱 부재를 구비하는 레이저 노즐 어셈블리; 및 상기 노즐측 광로 신호를 기초로, 상기 레이저빔이 상기 가공 대상물의 미리 정해진 기준 위치에 조사되는지를 진단하는 진단부와, 상기 레이저빔이 조사되는 실제 위치와 상기 기준 위치가 서로 불일치된다고 진단되는 경우에, 상기 정렬기를 구동하여, 상기 레이저빔이 상기 기준 위치에 조사되도록 상기 레이저빔의 광로 왜곡을 보정하는 보정부를 구비하는 제어기를 포함한다.

Description

레이저 장치{LASER APPARATUS}
본 발명은 레이저 장치에 관한 것이다.
최근에는, 절단 장치, 마킹 장치 등과 같은 가공 장치 분야에 있어서, 우수한 물리적인 특성을 갖는 레이저빔을 이용한 레이저 장치의 사용량이 증가되고 있다.
일반적으로 레이저 장치는, 레이저빔을 생성하여 발진하는 레이저 발진기와, 레이저 발진기에서 발진된 레이저빔을 미리 정해진 전송 방식에 따라 전송하는 광학계와, 광학계를 통해 전송된 레이저빔을 집광하여 가공 대상물에 조사하는 레이저 노즐 등을 포함한다.
한편, 외부로부터 인가된 외력, 진동 등으로 인해 레이저 발진기, 광학계의 정렬 상태가 변경되어 레이저빔의 광로가 왜곡되면, 레이저빔이 미리 정해진 기준 광로로부터 이탈된 상태로 레이저 노즐에 전송된다. 그러면, 레이저 노즐로부터 방출된 레이저빔이 미리 정해진 가공 위치로부터 이탈된 상태로 가공 대상물에 조사됨으로써, 가공 대상물의 가공 품질에 악 영향을 미치게 된다.
그런데, 종래의 레이저 장치는, 레이저빔의 광로를 진단 및 보정 가능한 구성을 포함하고 있지 않아, 레이저빔의 광로 왜곡에 신속하게 대처할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이저빔의 광로 왜곡 및 에너지 손실을 자동으로 진단 가능하도록 구조를 개선한 레이저 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가, 본 발명은, 레이저빔의 광로 왜곡 및 에너지 손실을 자동으로 보정 가능하도록 구조를 개선한 레이저 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 장치는, 레이저빔을 발진하는 레이저 발진기; 미러 마운트와, 상기 레이저 발진기로부터 발진된 상기 레이저빔을 전송하는 마운트측 광학 부재와, 상기 레이저빔의 광로가 전환되도록 상기 마운트측 광학 부재의 정렬 상태를 조절하는 정렬기를 구비하는 미러 마운트 어셈블리; 상기 마운트측 광학 부재로부터 전송된 상기 레이저빔을 가공 대상물에 조사하는 레이저 노즐과, 상기 레이저빔을 센싱하여, 상기 광로의 양상에 대응하는 노즐측 광로 신호를 출력하는 노즐측 센싱 부재를 구비하는 레이저 노즐 어셈블리; 및 상기 노즐측 광로 신호를 기초로, 상기 레이저빔이 상기 가공 대상물의 미리 정해진 기준 위치에 조사되는지를 진단하는 진단부와, 상기 레이저빔이 조사되는 실제 위치와 상기 기준 위치가 서로 불일치된다고 진단되는 경우에, 상기 정렬기를 구동하여, 상기 레이저빔이 상기 기준 위치에 조사되도록 상기 레이저빔의 광로 왜곡을 보정하는 보정부를 구비하는 제어기를 포함한다.
바람직하게, 상기 진단부는, 상기 노즐측 광로 신호를 기초로, 상기 레이저빔이 상기 레이저 노즐 어셈블리까지 전송되는 과정에서 발생한 상기 광로 왜곡의 벡터 값을 산출하고, 상기 보정부는, 상기 광로가 상기 광로 왜곡의 벡터 값에 대응하는 전환 값만큼 전환되도록 상기 정렬기를 구동하여, 상기 광로 왜곡을 보정한다.
바람직하게, 상기 미러 마운트 어셈블리는, 상기 레이저빔을 상기 마운트측 광학 부재를 이용해 미리 정해진 기준 전송 순서에 따라 순차적으로 전송 가능하도록, 복수개가 설치된다.
바람직하게, 상기 보정부는, 상기 광로가 상기 광로 왜곡의 벡터 값에 대응하는 상기 전환 값만큼 전환되도록 상기 미러 마운트 어셈블리들 중 적어도 하나에 구비된 상기 정렬기를 선택적으로 구동한다.
바람직하게, 상기 미러 마운트는, 상기 마운트측 광학 부재가 장착되는 미러 플레이트를 갖고, 상기 정렬기는, 회전 방향 및 회전 각도에 따라 상기 미러 플레이트 및 상기 마운트측 광학 부재의 정렬 양상을 조절 가능하도록 상기 미러 플레이트에 장착되어, 상기 광로를 전환하는 조절 다이얼과, 상기 조절 다이얼을 회전 구동하고, 상기 보정부에 의해 제어되는 엑츄에이터를 갖는다.
바람직하게, 상기 제어기는, 상기 회전 방향 및 상기 회전 각도와 상기 전환 값의 상호 관계를 나타내는 광로 전환 함수가 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각마다 개별적으로 미리 저장된 저장부를 더 구비하고, 상기 보정부는, 상기 광로 전환 함수를 기초로, 상기 미러 마운트 어셈블리들 중 적어도 하나에 구비된 상기 엑츄에이터를 선택적으로 구동하여, 상기 광로 왜곡을 보정한다.
바람직하게, 상기 보정부는, 미리 정해진 학습 조건이 만족되면, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 구비된 상기 엑츄에이터를 미리 정해진 학습 모드에 따라 개별적으로 구동함과 함께, 상기 레이저빔을 발진하도록 상기 레이저 발진기를 구동하고, 상기 저장부는, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 구비된 상기 엑츄에이터가 상기 학습 모드로 개별적으로 구동되면, 상기 상호 관계를 분석하여, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 대한 상기 광로 전환 함수를 개별적으로 갱신한다.
바람직하게, 상기 학습 조건은, 상기 광로 전환 함수를 갱신한 후 미리 정해진 기준 시간이 경과되었는지 여부와, 상기 가공 대상물의 레이저 가공이 정지된 상태인지 여부 중 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게, 상기 학습 모드는, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 구비된 상기 조절 다이얼이 미리 정해진 기준 방향으로 미리 정해진 기준 각도만큼 씩 단계적으로 회전 구동되도록 정해진다.
바람직하게, 상기 보정부는, 상기 학습 조건이 만족된 경우에, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 구비된 상기 엑츄에이터를 상기 기준 전송 순서를 따라 단계적으로 구동한다.
바람직하게, 상기 미러 마운트 어셈블리들은 각각, 상기 레이저빔을 센싱하여, 상기 광로의 양상에 대응하는 마운트측 광로 신호를 출력하는 마운트측 센싱 부재를 더 구비한다.
바람직하게, 상기 진단부는, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 구비된 상기 마운트측 센싱 부재로부터 출력된 상기 마운트측 광로 신호를 기초로, 상기 레이저빔이 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각까지 전송되는 과정에서 발생한 상기 광로 왜곡의 벡터 값을 산출한다.
바람직하게, 상기 진단부는, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 대해, 상기 광로 왜곡의 벡터 값을 상기 기준 전송 순서를 따라 단계적으로 산출한다.
바람직하게, 상기 진단부는, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 대해 산출한 상기 광로 왜곡의 벡터 값을 기초로, 상기 미러 마운트 어셈블리들 중 상기 마운트측 광학 부재의 정렬 이상으로 인해 상기 광로 왜곡을 발생시키는 미러 마운트 어셈블리를 검출한다.
바람직하게, 상기 보정부는, 상기 광로 왜곡을 발생시키는 미러 마운트 어셈블리에 구비된 상기 엑츄에이터를 구동하여, 상기 광로 왜곡을 발생시키는 미러 마운트 어셈블리에 구비된 상기 마운트측 광학 부재를 미리 정해진 정상 상태로 정렬한다.
바람직하게, 상기 마운트측 광학 부재는, 상기 레이저빔의 적어도 일부를 상기 마운트측 센싱 부재로 선택적으로 안내하고, 상기 레이저 노즐 어셈블리는, 상기 레이저빔의 적어도 일부를 상기 노즐측 센싱 부재로 선택적으로 안내하는 노즐측 광학 부재를 더 구비한다.
바람직하게, 상기 마운트측 광학 부재는, 상기 레이저빔을 반사 및 투과시켜 분기하여 상기 레이저빔의 적어도 일부를 상기 마운트 센싱 부재로 선택적으로 안내하는 마운트측 빔 스플리터를 갖고, 상기 노즐측 광학 부재는, 상기 레이저빔을 반사 및 투과시켜 분기하여 상기 레이저빔의 적어도 일부를 상기 노즐측 센싱 부재로 선택적으로 안내하는 노즐측 빔 스플리터를 갖는다.
바람직하게, 상기 레이저 발진기는, 서로 다른 파장 대역 및 서로 동일한 광축을 각각 갖는 가공광과 지시광 중 어느 하나를 선택적으로 발진하고, 상기 마운트측 빔 스플리터는, 상기 지시광의 적어도 일부를 상기 마운트측 센싱 부재로 선택적으로 안내하는 마운트측 이색성 미러로 구성되며, 상기 노즐측 빔 스플리터는, 상기 지시광의 적어도 일부를 상기 노즐측 센싱 부재로 선택적으로 안내하는 노즐측 이색성 미러로 구성된다.
본 발명은, 레이저 장치에 관한 것으로서, 레이저빔의 광로 왜곡 및 에너지 손실을 자동으로 진단 및 보정 가능하므로, 가공 대상물의 가공 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 2는 마운트측 빔 스플리터가 장착된 미러 마운트 어셈블리의 부분 단면도.
도 3은 마운트측 반사 미러가 장착된 미러 마운트 어셈블리의 부분 단면도.
도 4는 미러 마운트 어셈블리의 평면도.
도 5는 가공광이 고정 블록에 흡수되는 양상을 나타내는 미러 마운트 어셈블리의 부분 단면도.
도 6은 마운트측 센싱 부재를 이용해 마운트측 센싱 광로를 도출하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 광로 왜곡 없이 레이저빔이 마운트측 빔 스플리터에 전송된 경우에 가공 광로와 마운트측 센싱 광로의 양상을 나타내는 도면.
도 8은 광로가 왜곡된 상태로 레이저빔이 마운트측 빔 스플리터에 전송된 경우에 가공 광로와 마운트측 센싱 광로의 양상을 나타내는 도면.
도 9는 에너지 손실 없이 마운트측 빔 스플리터에 전송된 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 도면.
도 10은 에너지가 손실된 상태로 마운트측 빔 스플리터에 전송된 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 도면.
도 11은 레이저 노즐 어셈블리의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 12는 노즐측 센싱 부재를 이용해 노즐측 센싱 광로를 도출하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 13은 광로 왜곡 없이 레이저빔이 노즐측 빔 스플리터에 전송된 경우에 가공 광로와 노즐측 센싱 광로의 양상을 나타내는 도면.
도 14는 광로가 왜곡된 상태로 레이저빔이 노즐측 빔 스플리터에 전송된 경우에 가공 광로와 노즐측 센싱 광로의 양상을 나타내는 도면.
도 15는 에너지 손실 없이 노즐측 빔 스플리터에 전송된 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 도면.
도 16은 에너지가 손실된 상태로 노즐측 빔 스플리터에 전송된 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 도면.
도 17은 광로가 단위 정렬기에 의해 전환되는 일 양상을 나타내는 도면.
도 18은 광로가 단위 정렬기에 의해 전환되는 다른 양상을 나타내는 도면.
도 19는 광로가 복수의 정렬기의 조합에 의해 전환되는 양상을 나타내는 도면.
도 20는 레이저빔이 조사되는 가공 대상물 상의 실제 위치가 정렬기에 의해 조절되는 양상을 나타내는 도면.
도 21은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 장치를 진단 및 보정하는 방법을 설명하기 위한 순서도.
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 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 장치(1)는, 레이저빔(LB)을 발진하는 레이저 발진기(10)와, 레이저 발진기(10)로부터 전송된 레이저빔(LB)을 미리 정해진 기준 전송 순서(S)를 따라 순차적으로 전송함과 함께, 레이저빔(LB)의 광로 정보를 제공 가능하게 마련되는 광학계(20)와, 광학계(20)로부터 전송된 레이저빔(LB)을 집광하여 가공 대상물(P)에 조사함과 함께, 레이저빔(LB)의 광로 정보를 제공 가능하게 마련되는 레이저 노즐 어셈블리(30)와, 레이저 장치(1)의 전반적인 구동을 제어하고, 광학계(20) 및 레이저 노즐 어셈블리(30)로부터 제공된 레이저빔(LB)의 광로에 대한 정보를 기초로, 레이저빔(LB)의 광로 왜곡을 진단 및 보정하는 제어기(40) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 레이저 발진기(10)는, 서로 상이한 파장 대역을 갖는 가공광(LBp)과 지시광(LBm) 중 어느 하나의 레이저빔(LB)을 가공 광로(OPp)를 따라 선택적으로 발진 가능하도록 마련된다. 가공 광로(OPp)는, 레이저 발진기(10)로부터 발진된 레이저빔(LB)이 광학계(20)와 레이저 노즐 어셈블리(30)를 순차적으로 경유한 후 가공 대상물(P)에 조사되도록 진행되는 실제 광로를 말한다. 이러한 가공 광로(OPp)는, 후술할 마운트측 광학 부재(220), 기타 가공 광로(OPp)에 영향을 주는 부재들의 정렬 상태에 따라 가변될 수 있다.
또한, 레이저 발진기(10)는, 가공광(LBp)과 지시광(LBm)이 서로 동일한 광축을 갖도록 마련될 수 있다. 그러면, 레이저 발진기(10)로부터 발진된 가공광(LBp)과 지시광(LBm)은, 서로 동일한 광로를 따라 전송될 수 있다.
가공광(LBp)은, 가공 대상물(P)의 레이저 가공에 사용되는 레이저빔(LB)으로서, 가공 대상물(P)에 미리 정해진 기준 흡수율 이상만큼 흡수되는 파장 대역을 갖는다. 가공광(LBp)으로서 사용 가능한 레이저빔(LB)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 가공 대상물(P)의 종류에 따라 다양한 종류의 레이저빔들 중 적어도 하나를 가공광(LBp)으로서 사용할 수 있다.
지시광(LBm)은, 레이저빔(LB)의 광로를 진단하기 위한 레이저빔으로서, 레이저빔(LB)의 빔 스팟을 육안으로 관찰하거나 카메라로 촬영 가능한 가시광 파장 대역을 갖는다. 특히, 지시광(LBm)은, 지시광(LBm)에 의해 후술할 센싱 부재들(250, 350)이 손상되지 않도록, 가공광(LBp)에 비해 낮은 출력을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 지시광(LBm)으로서 사용 가능한 레이저빔(LB)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 후술할 센싱 부재들(250, 350)의 종류에 따라 다양한 종류의 레이저빔들 중 적어도 하나를 지시광(LBm)으로서 사용할 수 있다.
제어기(40)는, 미리 정해진 공정 조건에 따라 가공광(LBp)과 지시광(LBm) 중 어느 하나의 레이저빔(LB)을 선택적으로 발진하도록 레이저 발진기(10)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(40)는, 가공 대상물(P)을 레이저 가공하는 경우에는, 가공광(LBp)을 발진하도록 레이저 발진기(10)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(40)는, 레이저빔(LB)의 광로를 진단하는 경우에는, 지시광(LBm)을 발진하도록 레이저 발진기(10)를 제어할 수 있다.
한편, 제어기(40)는, 가공광(LBp)과 지시광(LBm) 중 어느 하나의 레이저빔(LB)을 선택적으로 발진하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제어기(40)는, 가공광(LBp)과 지시광(LBm) 외에 다른 종류의 레이저빔도 선택적으로 발진 가능하게 마련될 수도 있다.
다음으로, 광학계(20)는, 레이저 발진기(10)로부터 발진된 레이저빔(LB)을 가공 광로(OPp)를 따라 레이저 노즐 어셈블리(30)로 전송 가능하도록, 레이저 발진기(10)와 레이저 노즐 어셈블리(30) 사이에 설치된다. 이를 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 광학계(20)는, 후술할 마운트측 광학 부재(220)를 갖는 미러 마운트 어셈블리(200)를 구비할 수 있다.
미러 마운트 어셈블리(200)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 광학계(20)는, 복수의 마운트측 광학 부재들(220)을 이용해 레이저빔(LB)을 기준 전송 순서(S)를 따라 순차적으로 전송 가능하도록, 복수의 미러 마운트 어셈블리들(200)을 구비할 수 있다. 이러한 미러 마운트 어셈블리들(200)의 구체적인 구조는 후술하기로 한다.
다음으로, 레이저 노즐 어셈블리(30)는, 광학계(20)로부터 가공 광로(OPp)를 따라 전송된 레이저빔(LB)을 가공 대상물(P)에 조사 가능하도록 설치된다. 이러한 레이저 노즐 어셈블리(30)의 구체적인 구조는 후술하기로 한다.
도 2는 마운트측 빔 스플리터가 장착된 미러 마운트 어셈블리의 부분 단면도이고, 도 3은 마운트측 반사 미러가 장착된 미러 마운트 어셈블리의 부분 단면도이다.
또한, 도 4는 미러 마운트 어셈블리의 평면도이고, 도 5는 가공광이 고정 블록에 흡수되는 양상을 나타내는 미러 마운트 어셈블리의 부분 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 미러 마운트 어셈블리들(200)은 각각, 미러 마운트(210)와, 가공 광로(OPp)를 따라 전송된 레이저빔(LB)의 적어도 일부를 가공 광로(OPp)와 미리 정해진 제1 연관 관계를 갖는 마운트측 센싱 광로(OPs1)로 선택적으로 안내하는 마운트측 광학 부재(220)와, 마운트측 광학 부재(220)의 정렬 상태를 조절하는 정렬기(230)와, 마운트측 센싱 광로(OPs1)를 따라 진행되는 레이저빔(LB)에 포함된 노이즈를 제거하는 노이즈 필터(240)와, 노이즈 필터(240)에 의해 노이즈가 제거된 레이저빔(LB)을 집광하는 집광 렌즈(250)와, 집광 렌즈(250)에 의해 집광된 레이저빔(LB)을 센싱하여, 마운트측 센싱 광로(OPs1)의 양상에 대응하는 마운트측 광로 신호를 출력하는 마운트측 센싱 부재(260) 등을 가질 수 있다.
미러 마운트(210)는, 가공 광로(OPp)를 따라 전송된 레이저빔(LB)이 마운트측 광학 부재(220)에 입사되도록, 마운트측 광학 부재(220)를 지지 가능하게 마련된다. 즉, 미러 마운트(210)는, 레이저 발진기(10) 또는 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 기준 전송 순서(S)의 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)로부터 가공 광로(OPp)를 따라 전송된 레이저빔(LB)이 마운트측 광학 부재(220)에 입사되도록, 마운트측 광학 부재(220)를 지지 가능하게 마련된다.
이러한 미러 마운트(210)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 미러 마운트(210)는, 레이저빔(LB)의 진행 통로를 제공하는 베이스 블록(211)과, 마운트측 광학 부재(220)가 설치되며, 베이스 블록(211)을 통과하는 레이저빔(LB)이 마운트측 광학 부재(220)에 입사되도록 배치되는 미러 플레이트(212)와, 마운트측 광학 부재(220)를 고정 가능하도록 미러 플레이트(212)에 장착되는 고정 블록(213)과, 베이스 블록(211)과 미러 플레이트(212)를 체결하는 체결 부재(214)와, 마운트측 센싱 부재(260)가 설치되는 센서 블록(215) 등을 가질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 블록(211)은, 레이저빔(LB)이 진행될 수 있도록 내부에 형성된 레이저 통로(211a)를 가질 수 있다. 베이스 블록(211)은, 볼트, 기타 고정 부재에 의해 미리 정해진 위치에 고정 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
레이저 통로(211a)의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 레이저빔(LB)의 가공 광로(OPp)와 대응하는 형상을 갖는다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 통로(211a)는, 가공 광로(OPp)의 연장 방향을 수직으로 전환하도록 마운트측 광학 부재(220)가 설치된 경우에, 'L' 자형을 가질 수 있다. 그러면, 레이저 발진기(10) 또는 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)로부터 가공 광로(OPp)를 따라 전송된 레이저빔(LB)은, 레이저 통로(211a)의 일측 개구부(211a)를 통해 레이저 통로(211a)로 진입되어, 마운트측 광학 부재(220)에 입사된다. 또한, 마운트측 광학 부재(220)에 의해 반사된 레이저빔(LB)은, 연장 방향이 수직으로 전환된 가공 광로(OPp)를 따라 진행하면서, 레이저 통로(211a)의 타측 개구부(211c)를 통해 방출된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 미러 플레이트(212)는, 마운트측 광학 부재(220)를 삽입 가능하도록 개방 형성된 개방구(212a)와, 개방구(212a)에 삽입된 마운트측 광학 부재(220)를 지지 가능하도록 개방구(212a)의 내주면으로부터 돌출 형성된 플렌지(212b) 등을 가질 수 있다. 이러한 미러 플레이트(212)는, 후술할 체결 부재(214)에 의해 베이스 블록(211)의 일면에 체결될 수 있다.
개방구(212a)는, 마운트측 광학 부재(220)를 삽입 가능하도록 마운트측 광학 부재(220)와 대응하는 형상을 갖는다. 플렌지(212b)는, 개방구(212a)에 삽입된 마운트측 광학 부재(220)의 외주부를 지지 가능하도록 개방구(212a)의 내측면으로부터 미리 정해진 길이만큼 돌출 형성된다. 이에, 마운트측 광학 부재(220)는, 외주부가 플렌지(212b)에 의해 지지되도록 개방구(212a)에 삽입됨으로써, 미러 플레이트(212)에 분리 가능하게 장착될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 고정 블록(213)은, 개방구(212a)에 삽입되도록 일측면으로부터 돌출 형성되는 가압부(213a)를 가질 수 있다. 이러한 고정 블록(213)은, 볼트(미도시)에 의해 미러 플레이트(212)의 일면에 나사 결합되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
가압부(213a)는, 개방구(212a)에 삽입된 마운트측 광학 부재(220)와 접촉되도록 미리 정해진 높이만큼 고정 블록(213)의 일면으로부터 돌출 형성될 수 있다. 가압부(213a)는, 개방구(212a)에 삽입된 마운트측 광학 부재(220)를 가압하여 플렌지(212b)에 밀착된 상태로 고정할 수 있다. 따라서, 가압부(213a)는, 외부로부터 인가된 외력, 진동 등으로 인해 마운트측 광학 부재(220)가 개방구(212a)의 내부에서 유동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 가압부(213a)는, 마운트측 광학 부재(220)와 접촉된 접촉면을 통해, 레이저빔(LB)에 의해 마운트측 광학 부재(220)에 인가된 열을 전달 받을 수 있다. 이를 통해, 고정 블록(213)은, 마운트측 광학 부재(220)로부터 전달된 열을 외부로 방출하여, 고열에 의해 마운트측 광학 부재(220)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 고정 블록(213)은, 지시광(LBm1)은 투과시키되 가공광(LBp1)은 흡수하도록 마련될 수 있다. 이를 위하여, 고정 블록(213)은, 유리, 기타 지시광(LBm1)을 선택적으로 투과시키는 재질로 형성될 수 있다. 특히, 마운트측 광학 부재(220)와 대면하는 고정 블록(213)의 입사면 및 후술할 노이즈 필터(240)와 대면하는 고정 블록(213)의 출사면은 각각, 지시광(LBm1)을 선택적으로 투과시키도록 무반사 코팅될 수 있다. 그러면, 도 2에 도시된 바와 같이, 지시광(LBm1)은 고정 블록(213)을 투과하여 마운트측 센싱 광로(OPs1)를 따라 마운트측 센싱 부재(260)를 향해 진행될 수 있다. 이에 반해, 도 5에 도시된 바와 같이, 가공광(LBp1)은 고정 블록(213)에 흡수될 수 있다. 따라서, 고정 블록(213)은, 가공 대상물(P)의 레이저 가공 시, 고정 블록(213)을 투과한 가공광(LBp1)에 의해 마운트측 센싱 부재(260), 기타 레이저 장치(1)의 구성 요소들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
체결 부재(214)는, 미러 플레이트(212)를 베이스 블록(211)에 체결 가능하게 마련된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 체결 부재(214)는, 나사부가 미러 플레이트(212)를 관통하여 베이스 블록(211)의 일면에 나사 결합되는 체결 볼트(214a)와, 체결 볼트(214a)의 헤드와 미러 플레이트(212) 사이에 개재되는 스프링(214b) 등을 가질 수 있다. 스프링(214b)은 압축 코일 스프링인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
체결 부재(214)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 체결 부재들(214)이 미리 정해진 간격을 두고 설치될 수 있다.
이러한 체결 부재(214)에 의하면, 미러 플레이트(212)는 스프링(214b)으로부터 제공되는 탄성력에 의해 베이스 블록(211)의 일면 쪽으로 탄성 가압된다. 이를 통해, 체결 부재(214)는, 미러 플레이트(212)와 베이스 블록(211)을 탄성적으로 체결할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 센서 블록(215)은, 고정 블록(213)을 투과한 지시광(LBm1)이 내부로 진입될 수 있도록, 고정 블록(213)의 일면에 장착된다. 센서 블록(215)은, 볼트(미도시)에 의해 고정 블록(213)의 일면에 나사 결합되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 센서 블록(215)의 내부에는, 후술할 노이즈 필터(240), 집광 렌즈(250), 마운트측 센싱 부재(260) 등이 미리 정해진 간격을 두고 설치될 수 있다.
이러한 센서 블록(215)은, 고정 블록(213)의 일면에 선택적으로 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 센서 블록(215)은, 레이저빔(LB)의 광로를 진단하는 경우에, 고정 블록(213)의 일면에 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 센서 블록(215)은, 가공 대상물(P)을 레이저 가공하는 경우에, 고정 블록(213)의 일면으로부터 분리될 수 있다. 이를 통해, 가공 대상물(P)을 레이저 가공하는 경우에, 센서 블록(215)이 가공광(LBp)의 진행을 간섭하는 것을 방지할 수 있고, 센서 블록(215) 및 이에 설치된 부재들의 하중으로 인해 미러 마운트 어셈블리(200)의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
마운트측 광학 부재(220)는, 레이저 발진기(10) 또는 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)로부터 가공 광로(OPp)를 따라 전송된 레이저빔(LB)의 광로를 조절 가능하도록 마련된다. 이러한 마운트측 광학 부재(220)로서 사용 가능한 광학 부재의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 마운트측 광학 부재(220)는, 레이저빔(LB)을 복수의 광로들로 분기하는 마운트측 빔 스플리터(222)와, 레이저빔(LB)을 전반사하는 마운트측 반사 미러(224) 등일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 마운트측 빔 스플리터(222)는, 미러 플레이트(212)의 개방구(212a)에 삽입 가능하도록, 미러 플레이트(212)의 개방구(212a)와 대응하는 형상을 갖는다. 마운트측 빔 스플리터(222)는, 가공 광로(OPp)를 따라 입사된 레이저빔(LB)을 미리 정해진 제1 연관 관계를 갖는 복수의 광로들로 분기할 수 있도록 마련된다.
예를 들어, 마운트측 빔 스플리터(222)는, 가공 광로(OPp)를 따라 마운트측 빔 스플리터(222)에 입사된 레이저빔(LB)을 미리 정해진 분기 비율에 따라 투과 및 반사시키도록 마련될 수 있다. 그러면, 마운트측 빔 스플리터(222)에 입사된 레이저빔(LB) 중 어느 일부는 마운트측 빔 스플리터(222)를 투과하고, 마운트측 빔 스플리터(222)에 입사된 레이저빔(LB) 중 다른 일부는 마운트측 빔 스플리터(222)에 의해 반사된다. 이를 통해, 마운트측 빔 스플리터(222)는, 마운트측 빔 스플리터(222)에 입사된 레이저빔(LB) 중 어느 일부를 제1 투과 광로로 안내할 수 있고, 마운트측 빔 스플리터(222)에 입사된 레이저빔(LB) 중 다른 일부를 제1 반사 광로로 안내할 수 있다. 제1 투과 광로는 마운트측 빔 스플리터(222)를 투과한 레이저빔(LB)이 진행되는 광로를 말하고, 제1 반사 광로는 마운트측 빔 스플리터(222)에 의해 반사된 레이저빔(LB)이 진행되는 광로를 말한다.
제1 투과 광로와 제1 반사 광로 중 어느 하나는 레이저빔(LB)의 광로 진단에 필요한 레이저빔(LB)을 이송하는 마운트측 센싱 광로(OPs1)로서 활용될 수 있고, 제1 투과 광로와 제1 반사 광로 중 다른 하나는 가공 대상물(P)의 레이저 가공에 필요한 레이저빔(LB)을 이송하는 가공 광로(OPp)로서 활용될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 투과 광로가 마운트측 센싱 광로(OPs1)로서 활용될 수 있고, 제1 반사 광로가 가공 광로(OPp)로서 활용될 수 있다. 이를 통해, 마운트측 빔 스플리터(222)는, 레이저빔(LB)의 어느 일부를 가공 광로(OPp)로부터 추출하여 마운트측 센싱 광로(OPs1)를 따라 진행하도록 안내할 수 있고, 레이저빔(LB)의 나머지 일부를 가공 광로(OPp)를 따라 그대로 진행하도록 안내할 수 있다.
또한, 마운트측 빔 스플리터(222)는, 가공 광로(OPp)와 마운트측 센싱 광로(OPs1)가 미리 정해진 제1 연관 관계를 갖도록 레이저빔(LB)을 분기할 수 있다. 이를 위하여, 마운트측 빔 스플리터(222)는, 가공 광로(OPp)의 연장 방향이 미리 정해진 각도만큼 전환되도록 레이저빔(LB)을 반사할 수 있다. 예를 들어, 마운트측 빔 스플리터(222)는, 가공 광로(OPp)의 연장 방향이 수직으로 전환되도록 레이저빔(LB)을 반사할 수 있다. 그러면, 도 2에 도시된 바와 같이, 마운트측 센싱 광로(OPs1)는, 마운트측 빔 스플리터(222)에 의해 연장 방향이 전환되기 이전 구간의 가공 광로(OPp)와 일직선을 이루게 되고, 마운트측 빔 스플리터(222)에 의해 연장 방향이 수직으로 전환된 이후 구간의 가공 광로(OPp)와 수직을 이루게 된다.
이러한 마운트측 빔 스플리터(222)로서 사용 가능한 광학 부재의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 마운트측 빔 스플리터(222)는, 레이저 발진기(10) 또는 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)로부터 가공 광로(OPp)를 따라 전송된 지시광(LBm)의 적어도 일부를 마운트측 센싱 광로(OPs1)로 선택적으로 안내 가능한 제1 이색성 미러일 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 투과 광로가 마운트측 센싱 광로(OPs1)인 경우에, 마운트측 빔 스플리터(222)는, 지시광(LBm)의 적어도 일부를 선택적으로 투과시킬 수 있도록 광학 코팅된 제1 이색성 미러일 수 있다. 그러면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 마운트측 빔 스플리터(222)는, 마운트측 빔 스플리터(222)로 입사된 가공광(LBp)을 마운트측 센싱 광로(OPs1)로 진입될 수 없도록 선택적으로 전반사하고, 마운트측 빔 스플리터(222)로 입사된 지시광(LBm)의 적어도 일부를 마운트측 센싱 광로(OPs1)로 진입되도록 선택적으로 투과시킬 수 있다.
이러한 마운트측 빔 스플리터(222)에 의하면, 레이저 발진기(10)로부터 발진된 가공광(LBp)은, 미러 마운트 어셈블리들(200)의 마운트측 빔 스플리터들(222)에 의해 기준 전송 순서(S)를 따라 순차적으로 반사되어, 레이저 노즐 어셈블리(30)에 전달될 수 있다. 또한, 마운트측 빔 스플리터(222)에 의하면, 레이저 발진기(10)로부터 발진된 지시광(LBm)은, 미러 마운트 어셈블리들(200)의 마운트측 빔 스플리터들(222)을 투과하여 미러 마운트 어셈블리들(200)의 마운트측 센싱 부재들(260)에 분배될 수 있다.
그런데, 미러 마운트 어셈블리들(200)의 마운트측 빔 스플리터들(222)이 서로 동일한 지시광(LBm)의 투과율을 가지면, 지시광(LBm)의 대부분은 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 기준 전송 순서(S)의 전반부에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 빔 스플리터(222)에 의해 가공 광로(OPp)로부터 추출될 수밖에 없다. 그러면, 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 기준 전송 순서(S)의 후반부에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 빔 스플리터(222)에는 작은 광량의 지시광(LBm)만이 도달하게 된다. 그러면, 상기 후반부에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 센싱 부재(260)는 작은 광량의 지시광(LBm1)을 이용해 레이저빔(LB)의 광로를 진단해야 하므로, 레이저빔(LB)의 광로 진단 결과에 오류가 발생할 우려가 있다.
이를 해결하기 위해, 마운트측 빔 스플리터들(222) 중 상기 선순위에 위치한 마운트측 빔 스플리터(222)일수록, 낮은 지시광(LBm1)의 투과율을 갖도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 마운트측 센싱 부재들(260)에 균등한 광량의 지시광(LBm)을 분배 시킴으로써, 레이저빔(LB)의 광로 진단 결과의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 마운트측 반사 미러(224)는, 마운트측 빔 스플리터(222) 대신 미러 플레이트(212)의 개방구(212a)에 장착 가능하도록, 미러 플레이트(212)의 개방부와 대응하는 형상을 갖는다. 마운트측 반사 미러(224)는, 레이저 발진기(10) 또는 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)로부터 가공 광로(OPp)를 따라 전송된 레이저빔(LB)을 전반사하여, 가공 광로(OPp)의 연장 반향을 미리 정해진 각도만큼 전환 가능하도록 설치된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 마운트측 반사 미러(224)는, 레이저빔(LB)을 전반사하여 가공 광로(OPp)의 연장 방향을 수직으로 전환 가능하도록 설치될 수 있다. 그러면, 가공 대상물(P)의 레이저 가공 시, 레이저 발진기(10)로부터 발진된 가공광(LBp)은 미러 마운트 어셈블리들(200)의 마운트측 반사 미러들(224)에 의해 기준 전송 순서(S)를 따라 순차적으로 전송되어 레이저 노즐 어셈블리(30)에 전달될 수 있다.
정렬기(230)는 미러 마운트(212) 및 미러 마운트(212)에 장착된 마운트측 광학 부재(230)의 정렬 양상을 조절 가능하게 마련된다. 이러한 정렬기(230)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 정렬기(230)는, 회전 방향 및 회전 각도에 따라 미러 플레이트(212) 및 미러 플레이트(212)에 장착된 마운트측 광학 부재(230)의 정렬 양상을 조절 가능하도록 미러 플레이트(212)에 장착되는 조절 다이얼(232)와, 조절 다이얼(232)을 회전 구동하는 엑츄에이터(234) 등을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 조절 다이얼(232)은, 외주면에 나사산이 형성된 볼트 형상을 가질 수 있다. 이러한 조절 다이얼(232은, 단부가 베이스 블록(211)의 일면에 가압 접촉되도록, 미러 플레이트(212)에 나사 결합될 수 있다.
엑츄에이터(234)는, 조절 다이얼(232)을 회전 구동할 수 있도록 조절 다이얼(232)과 축 결합될 수 있다. 엑츄에이터(234)는, 구동력을 제공하는 모터(미도시)와, 모터로부터 제공된 구동력을 조절 다이얼(232)에 전달하는 감속기(미도시) 등을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제어기(40)는, 이러한 엑츄에이터의 구동을 제어하는 보정부(42)를 구비할 수 있다.
이러한 엑츄에이터(234)에 의해 조절 다이얼(232)이 회전 구동되면, 미러 플레이트(212)는, 조절 다이얼(232)의 회전 방향 및 회전 각도에 따라, 소정의 거리만큼 베이스 블록(211)에 근접되거나 베이스 블록(211)으로부터 이격되도록 점진적으로 이동될 수 있다. 이를 통해, 정렬기(230)는, 베이스 블록(211)과 미러 플레이트(212)의 사이 각도를 체결 부재(214)를 중심으로 변경시킴으로써, 미러 플레이트(212) 및 이에 장착된 마운트측 광학 부재(220)의 정렬 상태를 조절할 수 있다. 그러면, 가공 광로(OPp) 및 마운트측 센싱 광로(OPs1)를 포함한 레이저빔(LB)의 광로는, 정렬기(230)의 구동 양상에 따라 전환될 수 있다.
이러한 정렬기(230)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, X축 및 Y축 각각을 중심으로 베이스 블록(211)과 미러 플레이트(212) 사이 각도를 변경 가능하도록, 한 쌍의 정렬기들(230)이 미리 정해진 위치에 각각 설치될 수 있다. 그러면, 레이저빔(LB)의 광로는, 정렬기들(230)의 구동 양상에 따라 X축 및 Y축 각각을 중심으로 전환될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 노이즈 필터(240)는, 고정 블록(213)을 투과한 지시광(LBm1)이 입사되도록, 고정 블록(213)과 집광 렌즈(250) 사이에 설치된다. 노이즈 필터(240)는, 지시광(LBm1)을 레이저빔(LB)의 광로 진단에 적합한 형태로 정형 가능하도록, 지시광(LBm1)에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다. 이러한 노이즈 필터(240)는, 마운트측 센싱 광로(OPs1)로 안내된 지시광(LBm1)을 노이즈가 제거된 상태로 집광 렌즈(250)에 전달함으로써, 노이즈로 인해 레이저빔(LB)의 광로 진단 결과에 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 집광 렌즈(250)는, 노이즈가 제거된 지시광(LBm1)이 입사되도록, 노이즈 필터(240)와 마운트측 센싱 부재(260) 사이에 설치된다. 이러한 집광 렌즈(250)는, 초점이 마운트측 센싱 부재(260)의 미리 정해진 센싱면(260a)에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 집광 렌즈(250)는, 노이즈가 제거된 지시광(LBm1)을 집광하여 마운트측 센싱 부재(260)의 센싱면(260a)에 조사할 수 있다.
도 6은 마운트측 센싱 부재(260)를 이용해 마운트측 센싱 광로를 도출하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 레이저빔이 광로 왜곡 없이 마운트측 빔 스플리터에 전송된 경우에 가공 광로와 마운트측 센싱 광로의 양상을 나타내는 도면이며, 도 8은 레이저빔이 광로가 왜곡된 상태로 마운트측 빔 스플리터에 전송된 경우에 가공 광로와 노즐측 센싱 광로의 양상을 나타내는 도면이다.
마운트측 센싱 부재(260)는, 집광 렌즈(250)에 의해 집광된 지시광(LBm1)을 센싱하여, 마운트측 센싱 광로(OPs1)의 양상에 대응하는 마운트측 광로 신호를 출력할 수 있다. 마운트측 센싱 광로(OPs1)의 양상은, 마운트측 센싱 광로(OPs1)의 좌표, 마운트측 센싱 광로(OPs1)의 연장 방향, 기타 마운트측 센싱 광로(OPs1)에 대한 각종 정보를 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 마운트측 센싱 부재(260)는, 마운트측 센싱 부재(260)의 센싱면(260a)에 조사된 지시광(LBm1)의 제1 빔 스팟(BSm1)의 위치를 센싱 가능하게 마련될 수 있다. 이를 위하여, 마운트측 센싱 부재(260)는, 지시광(LBm1)의 제1 빔 스팟(BSm1)의 화상을 촬영하는 카메라, 지시광(LBm1)의 제1 빔 스팟(BSm1)의 위치에 대응하는 위치 감지 신호를 출력하는 PSD 센서, 기타 지시광(LB1m)의 제1 빔 스팟(BSm1)의 위치에 대한 정보를 제공 가능한 다양한 센서들 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 특히, 마운트측 센싱 부재(260)가 카메라를 가지는 경우에, 카메라로서 CCD 카메라가 채용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어기(40)는, 마운트측 센싱 부재(260)로부터 출력된 마운트측 광로 신호를 기초로, 레이저빔(LB)의 광로 진단을 실시할 수 있다. 이를 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어기(40)는, 레이저빔(LB)의 광로 진단을 실시하는 진단부(44)를 더 구비할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 진단부(44)는, 마운트측 센싱 부재(260)에 의해 센싱된 지시광(LBm1)의 제1 빔 스팟(BSm1)의 위치를 기초로 마운트측 센싱 광로(OPs1)의 양상을 도출한 후, 마운트측 센싱 광로(OPs1)와 미리 정해진 제1 기준 센싱 광로(OPrs1)의 광로차(D1)를 산출할 수 있다. 특히, 진단부(242)는, 마운트측 센싱 광로(OPs1)를 따라 센싱면(260a)에 조사된 제1 빔 스팟(BSm1)의 위치와 제1 기준 센싱 광로(OPrs1)를 따라 센싱면(260a)에 조사된 제1 빔 스팟(BSr1)의 위치의 차이를 이용해, 마운트측 센싱 광로(OPs1)와 제1 기준 센싱 광로(OPrs1)의 광로차(D1)를 산출할 수 있다.
여기서, 제1 기준 센싱 광로(OPrs1)는, 레이저빔(LB)이 레이저 발진기(10) 또는 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)로부터 미리 정해진 제1 기준 가공 광로(OPrp1)를 따라 마운트측 빔 스플리터(222)에 전송되는 경우의 마운트측 센싱 광로(OPs1)를 말한다. 또한, 제1 기준 가공 광로(OPrp1)는, 광로 왜곡이 발생하지 않은 경우에, 레이저 발진기(10) 또는 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)로부터 전송된 레이저빔(LB)이 진행되는 가공 광로(OPp)를 말한다. 전술한 바와 같이, 마운트측 센싱 광로(OPs1)는, 가공 광로(OPp)와 제1 연관 관계를 갖는다. 이에, 제1 기준 센싱 광로(OPrs1) 역시, 제1 기준 가공 광로(OPrp1)와 제1 연관 관계를 갖도록 설정될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 지시광(LBm)이 제1 기준 가공 광로(OPrp1)와 일치되는 가공 광로(OPp)를 따라 마운트측 빔 스플리터(222)에 전송되는 경우에, 마운트측 센싱 광로(OPs1)는 제1 기준 센싱 광로(OPrs1)와 서로 일치하게 된다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 지시광(LBm)이 제1 기준 가공 광로(OPrp1)로부터 소정의 광로차(D2)만큼 이탈된 가공 광로(OPp)를 따라 마운트측 빔 스플리터(222)에 전송되는 경우에, 마운트측 센싱 광로(OPs1)와 제1 기준 센싱 광로(OPrs1)는, 가공 광로(OPp)와 제1 기준 가공 광로(OPrp1)의 광로차(D2)에 비례하는 광로차(D1)만큼 서로 불일치하게 된다.
진단부(44)는, 제1 연관 관계를 이용해, 가공 광로(OPp)의 양상을 마운트측 센싱 광로(OPs1)의 양상을 기초로 도출하고, 가공 광로(OPp)와 제1 기준 가공 광로(OPrp1)의 광로차(D2)를 마운트측 센싱 광로(OPs1)와 제1 기준 센싱 광로(OPrs1)의 광로차(D1)를 기초로 산출할 수 있다. 가공 광로(OPp)의 양상은, 가공 광로(OPp)의 좌표, 가공 광로(OPp)의 연장 방향, 기타 가공 광로(OPp)에 대한 각종 정보를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 미러 마운트 어셈블리들(200)은, 레이저 발진기(10)로부터 발진된 레이저빔(LB)을 마운트측 빔 스플리터들(222)을 이용해 기준 전송 순서(S)를 따라 순차적으로 전송 가능하도록 설치된다. 따라서, 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 기준 전송 순서(S)의 1순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 빔 스플리터(222)에는, 레이저 발진기(10)로부터 발진된 레이저빔(LB)이 가공 광로(OPp)를 따라 전송된다. 또한, 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 기준 전송 순서(S)의 2순위 이상의 특정 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 빔 스플리터(222)에는, 상기 특정 순위의 직전 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 빔 스플리터(222)에 의해 반사된 레이저빔(LB)이 가공 광로(OPp)를 따라 전송된다.
이러한 지시광(LBm)의 전송 양상을 고려하여, 진단부(44)는, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 대해, 지시광(LBm)이 제1 기준 가공 광로(OPrp1)를 따라 마운트측 빔 스플리터(222)에 전송되는지를 가공 광로(OPp)의 양상, 광로차(D2) 등을 기초로 개별적으로 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이, 레이저 발진기(10)는 가공광(LBp), 지시광(LBm) 등의 레이저빔들(LB)을 서로 동일한 광축을 갖도록 발진하므로, 레이저 발진기(10)로부터 발진된 레이저빔들(LB)은 서로 동일한 가공 광로(OPp)를 따라 전송된다. 또한, 마운트측 빔 스플리터(222)와 마운트측 반사 미러(224)는, 레이저빔(LB)을 동일한 가공 광로(OPp)를 따라 전송할 수 있도록, 미러 플레이트(212)에 선택적으로 장착된다. 이에, 진단부(44)는, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 대해, 레이저빔(LB)이 레이저 발진기(10) 또는 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)로부터 제1 기준 가공 광로(OPrp1)를 따라 마운트측 광학 부재(220)에 전송되는지를 가공 광로(OPp)의 양상, 광로차(D2) 등을 기초로 개별적으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 진단부(44)는, 상기 1순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)에 대해 레이저빔(LB)의 광로 진단을 실시하는 경우에, 가공 광로(OPp)와 제1 기준 가공 광로(OPrp1)가 불일치하면, 레이저빔(LB)이 상기 1순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)까지 전송되는 과정에서 이상 현상으로 인해 가공 광로(OPp)의 왜곡이 발생한다고 판단할 수 있다. 이상 현상이란, 레이저 발진기(10)의 정렬 상태의 불량, 기타 레이저빔(LB)이 상기 1순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)까지 전송되는 과정에서 가공 광로(OPp)의 왜곡을 발생시키는 현상을 말한다.
예를 들어, 진단부(44)는, 상기 2순위 이상의 후순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)에 대해 레이저빔(LB)의 광로 진단을 실시하는 경우에, 가공 광로(OPp)와 제1 기준 가공 광로(OPrp1)가 불일치하면, 레이저빔(LB)이 상기 후순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)까지 전송되는 과정에서 가공 광로(OPp)의 왜곡이 발생한다고 판단할 수 있다. 이상 현상이란, 레이저 발진기(10)의 정렬 상태의 불량, 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리들(200)의 마운트측 광학 부재들(220)의 정렬 상태의 불량, 기타 레이저빔(LB)이 상기 후순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)까지 전송되는 과정에서 가공 광로(OPp)의 왜곡을 발생시킬 수 있는 현상을 말한다.
레이저빔(LB)이 상기 후순위에 위치하는 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)까지 전송되는 과정에서 발생하는 가공 광로(OPp)의 왜곡은, 레이저 발진기(10), 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220) 등 여러 부재들로 인해 발생할 수 있다. 이로 인해, 레이저빔(LB)이 상기 후순위에 위치하는 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)까지 전송되는 과정에서 가공 광로(OPp)의 왜곡이 발생한 경우에는, 어떤 부재로 인해 가공 광로(OPp)가 왜곡되는지를 검출하는데 어려움이 따를 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 진단부(44)는, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 대해, 레이저빔(LB)의 광로 진단을 기준 전송 순서(S)를 따라 순차적으로 진행할 수 있다.
이를 위하여, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 제1 기준 가공 광로(OPrp1)를 따라 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저빔(LB)이 제1 기준 가공 광로(OPrp1)를 따라 상기 후순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송되는지를 판단할 수 있다.
예를 들어, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 제1 기준 가공 광로(OPrp1)를 따라 상기 1순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저빔(LB)이 제1 기준 가공 광로(OPrp1)를 따라 상기 2순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송되는지를 판단할 수 있다.
또한, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 제1 기준 가공 광로(OPrp1)와 불일치되는 가공 광로(OPp)를 따라 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저빔(LB)을 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 직접 전송하는 부재에서 가공 광로(OPp)의 왜곡이 발생한다고 판단할 수 있다.
예를 들어, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 제1 기준 가공 광로(OPrp1)와 불일치되는 가공 광로(OPp)를 따라 상기 1순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저 발진기(10)에서 가공 광로(OPp)의 왜곡이 발생한다고 판단할 수 있다. 그러면, 레이저 발진기(10)를 정상 상태로 정렬하는 작업, 기타 보정 작업을 통해 가공 광로(OPp)의 왜곡을 보정할 수 있다.
또한, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 제1 기준 가공 광로(OPrp1)와 불일치되는 가공 광로(OPp)를 따라 상기 후순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저빔(LB)을 상기 후순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 직접 전송하는 부재에서 가공 광로(OPp)의 왜곡이 발생한다고 판단할 수 있다.
예를 들어, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 제1 기준 가공 광로(OPrp1)와 불일치되는 가공 광로(OPp)를 따라 상기 2순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 상기 1순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)로 인해 가공 광로(OPp)의 왜곡이 발생한다고 판단할 수 있다. 그러면, 정렬기(230)를 이용해 상기 1순위에 위치하는 미러 마운트 어셈블리(200)의 미러 플레이트(212) 및 이에 설치된 마운트측 광학 부재(220)를 정상 상태로 정렬하는 작업, 기타 보정 작업을 통해 광로 왜곡을 보정할 수 있다.
이처럼 진단부(44)는, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 대해, 레이저빔(LB)의 광로 진단을 기준 전송 순서(S)를 따라 순차적으로 진행함으로써, 어떠한 부재에서 가공 광로(OPp)의 왜곡이 발행하는지를 정확하게 검출할 수 있다. 다만, 위와 같은 탐지 방법에 의하면, 기준 전송 순서(S)의 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에서 발생하는 가공 광로(OPp)의 왜곡은 검출할 수 없다. 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트(210)의 어셈블리의 마운트측 광학 부재(220)에서 발생하는 가공 광로(OPp)의 왜곡을 검출하는 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
도 9는 에너지 손실 없이 마운트측 광학 부재에 전송되는 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 도면이고, 도 10은 에너지가 손실된 상태로 마운트측 광학 부재에 전송되는 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 도면이다.
전술한 마운트측 센싱 부재(260)는, 마운트측 센싱 부재(260)의 센싱면(260a)에 조사된 지시광(LBm1)의 제1 빔 스팟(BSm1)의 위치 및 지시광(LBm1)의 에너지를 함께 센싱 가능하게 마련될 수도 있다. 이를 위하여, 마운트측 센싱 부재(260)는, 마운트측 센싱 부재(260)의 센싱면(260a)에 조사된 지시광(LBm1)의 열을 탐지하여 제1 빔 스팟(BSm1)의 위치 및 지시광(LBm1)의 에너지를 센싱하는 적외선 센서와, 마운트측 센싱 부재(260)의 센싱면(260a)에 조사된 지시광(LBm1)의 열화상을 촬영하는 열화상 카메라, 기타 지시광(LBm1)의 제1 빔 스팟(BSm1)의 위치 및 지시광(LBm1)의 에너지에 대한 정보를 함께 제공 가능한 센서들 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 에너지의 손실 없이 가공 광로(OPp)를 따라 마운트측 광학 부재(220)에 전송된 레이저빔(LB)은, 동심원을 이루는 에너지 분포 양상을 갖는다. 이에 반해, 도 10에 도시된 바와 같이, 이상 현상으로 인해, 에너지가 손실된 상태로 가공 광로(OPp)를 따라 마운트측 광학 부재(220)에 전송된 레이저빔(LB)은 편심원이나 타원을 이루는 에너지 분포 양상을 갖는다. 이상 현상은, 레이저 발진기(10)의 정렬 상태의 불량, 마운트측 광학 부재(220)의 정렬 상태의 불량과 같이, 가공 광로(OPp)를 따라 진행되는 레이저빔(LB)의 에너지 손실을 발생시킬 수 있는 현상을 말한다.
가공광(LBp), 지시광(LBm) 등 레이저 발진기(10)로부터 발진된 레이저빔들(LB)은, 서로 동일한 가공 광로(OPp)를 따라 전송되므로, 서로 동일한 에너지 분포 양상을 가질 수 있다. 또한, 마운트측 센싱 광로(OPs1)에는 마운트측 빔 스플리터(222)에 의해 가공 광로(OPp)로부터 추출된 레이저빔(LB)이 안내되므로, 가공 광로(OPp)를 따라 진행되는 레이저빔(LB)과 마운트측 센싱 광로(OPs1)를 따라 진행되는 지시광((LBm1)은 서로 동일한 형태의 에너지 분포 양상을 갖는다. 또한, 마운트측 빔 스플리터(222)와 마운트측 반사 미러(224)는 가공 광로(OPp)의 연장 방향을 서로 동일한 각도만큼 전환하므로, 마운트측 빔 스플리터(222)에 의해 가공 광로(OPp)로 안내된 레이저빔(LB)과 마운트측 반사 미러(224)에 의해 가공 광로(OPp)로 안내된 레이저빔(LB)은, 서로 동일한 형태의 에너지 분포 양상을 갖는다.
이러한 에너지 분포 양상을 고려해, 진단부(44)는, 마운트측 센싱 부재(260)에 의해 센싱된 지시광(LBm1)의 에너지를 이용해 마운트측 센싱 광로(OPs1)를 따라 진행되는 지시광(LBm1)의 에너지 분포 양상을 도출한 후, 가공 광로(OPp)를 따라 진행되는 레이저빔(LB)의 에너지 분포 양상을 지시광(LBm1)의 에너지 분포 양상을 기초로 도출할 수 있다.
또한, 진단부(44)는, 가공 광로(OPp)를 따라 진행되는 레이저빔(LB)의 에너지 분포 양상이 미리 정해진 기준 에너지 분포 양상과 상이하면, 레이저빔(LB)이 가공 광로(OPp)를 따라 마운트측 광학 부재(220)까지 전송되는 과정에서 레이저빔(LB)의 에너지 손실이 발생한다고 판단할 수 있다. 기준 에너지 분포 양상은, 레이저빔(LB)이 에너지 손실 없이 가공 광로(OPp)를 따라 마운트측 광학 부재(220)로 전송된 경우에, 레이저빔(LB)의 에너지 분포 양상을 말한다. 이러한 기준 에너지 분포 양상은, 동심원을 이루는 에너지 분포 양상을 갖는 것을 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 진단부(44)는, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 대해, 레이저빔(LB)이 에너지 손실 없이 마운트측 광학 부재(220)에 전송되는지를, 가공 광로(OPp)를 따라 진행되는 레이저빔(LB)의 에너지 분포 양상을 기초로, 개별적으로 판단할 수 있다. 특히, 진단부(44)는, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 대해, 레이저빔(LB)이 에너지 손실 없이 가공 광로(OPp)를 따라 마운트측 광학 부재(220)에 전송되는지를, 기준 전송 순서(S)를 따라 단계적으로 판단할 수 있다.
이를 위하여, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 에너지 손실 없이 가공 광로(OPp)를 따라 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저빔(LB)이 에너지 손실 없이 가공 광로(OPp)를 따라 상기 후순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송되는지를 판단할 수 있다.
예를 들어, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 에너지 손실 없이 가공 광로(OPp)를 따라 상기 1순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저빔(LB)이 에너지 손실 없이 가공 광로(OPp)를 따라 상기 2순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송되는지를 판단할 수 있다.
또한, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 에너지가 손실된 상태로 가공 광로(OPp)를 따라 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저빔(LB)을 상기 선순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 직접 전송하는 부재에서 레이저빔(LB)의 에너지 손실이 발생한다고 판단할 수 있다.
예를 들어, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 에너지가 손실된 상태로 상기 1순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저 발진기(10)에서 레이저빔(LB)의 에너지 손실이 발생한다고 판단할 수 있다. 그러면, 레이저 발진기(10)를 정상 상태로 정렬하는 작업, 기타 보정 작업을 통해, 레이저빔(LB)의 에너지 손실을 보정할 수 있다.
또한, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 에너지가 손실된 상태로 가공 광로(OPp)를 따라 상기 후순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저빔(LB)을 상기 후순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 직접 전송하는 부재에서 레이저빔(LB)의 에너지 손실이 발생한다고 판단할 수 있다.
예를 들어, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 에너지가 손실된 상태로 상기 2순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 빔 스플리터(222)에 전송된다고 판단되면, 상기 제1 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에서 레이저빔(LB)의 에너지 손실이 발생한다고 판단할 수 있다. 그러면, 정렬기(230)를 이용해 상기 제1 순위에 위치하는 미러 마운트 어셈블리(200)의 미러 플레이트(212) 및 이에 설치된 마운트측 광학 부재(220)를 정상 상태로 정렬하는 작업, 기타 보정 작업을 통해 레이저빔(LB)의 에너지 손실을 보정할 수 있다.
이처럼 진단부(44)는, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 대해, 레이저빔(LB)의 에너지 진단을 기준 전송 순서(S)를 따라 순차적으로 진행함으로써, 어떠한 부재에서 레이저빔(LB)의 에너지 손실이 발생하는지를 정확하게 검출할 수 있다. 다만, 위와 같은 에너지 손실 검출 방법에 의하면, 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 기준 전송 순서(S)의 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에서 발생하는 레이저빔(LB)의 에너지 손실은 검출할 수 없다. 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트(210)의 어셈블리의 마운트측 광학 부재(220)에서 발생하는 에너지 손실을 검출하는 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
도 11은 레이저 노즐 어셈블리의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 레이저 노즐 어셈블리(30)는, 레이저 노즐(310)과, 가공 광로(OPp)를 따라 전송된 레이저빔(LB)의 적어도 일부를 가공 광로(OPp)와 미리 정해진 제2 연관 관계를 갖는 노즐측 센싱 광로(OPs2)로 선택적으로 안내하는 노즐측 광학 부재(320)와, 노즐측 센싱 광로(OPs2)를 따라 진행되는 레이저빔(LB)에 포함된 노이즈를 제거하는 노이즈 필터(330)와, 노이즈 필터(330)에 의해 노이즈가 제거된 레이저빔(LB)을 집광하는 집광 렌즈(340)와, 집광 렌즈(340)에 의해 집광된 레이저빔(LB)을 센싱하여, 노즐측 센싱 광로(OPs2)의 양상에 대응하는 노즐측 광로 신호를 출력하는 노즐측 센싱 부재(350) 등을 가질 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 레이저 노즐(310)은, 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)로부터 가공 광로(OPp)를 따라 전송된 레이저빔(LB)이 내부로 진입 가능한 중공 형상을 갖는다. 레이저 노즐(310)은, 내부로 진입된 레이저빔(LB)을 집광 가능한 집광 렌즈(312)를 가질 수 있다. 집광 렌즈(312)는, 노즐측 광학 부재(320)에 의해 가공 광로(OPp)로 분기된 레이저빔(LB)을 집광 가능하도록, 노즐측 빔 스플리터(322)와 가공 대상물(P) 사이에 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
레이저 노즐(310)은, 레이저 노즐(310)의 내부로 진입된 레이저빔(LB)의 직경을 미리 정해진 비율로 확대하여 집광 렌즈(312)에 전달 가능하도록 설치되는 빔 익스펜더(미도시), 기타 레이저빔(LB)을 가공 대상물(P)의 가공 목적에 맞게 정형 가능한 다양한 광학 부재(미도시)를 더 구비할 수 있다.
레이저 노즐(310)은, 미리 정해진 제2 기준 가공 광로(OPrp2)와 레이저 노즐(310)의 중심축이 일치되게 마련되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 기준 가공 광로(OPrp2)는, 광로 왜곡이 발생하지 않은 경우에, 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)로부터 전송된 레이저빔(LB)이 진행되는 가공 광로(OPp)를 말한다.
이러한 레이저 노즐(310)은, 집광 렌즈(312)에 의해 집광된 레이저빔(LB)을 가공 광로(OPp)를 따라 가공 대상물(P)에 조사하여, 가공 대상물(P)을 레이저 가공할 수 있다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 노즐측 광학 부재(320)는, 가공 광로(OPp)를 따라 레이저 노즐(310)의 내부로 진입된 레이저빔(LB)이 입사될 수 있도록 레이저 노즐(310)의 내부에 설치될 수 있다. 노즐측 광학 부재(320)는, 집광 렌즈(312)에 도달되지 않은 레이저빔(LB)이 입사되도록 집광 렌즈(312)에 비해 광학계(20) 쪽에 가깝게 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
노즐측 빔 스플리터(322)는 가공 광로(OPp)를 따라 입사된 레이저빔(LB)을 미리 정해진 제2 연관 관계를 갖는 복수의 광로들로 분기할 수 있도록 마련된다.
예를 들어, 노즐측 빔 스플리터(322)는, 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 빔 스플리터(322)에 입사된 레이저빔(LB)을 미리 정해진 분기 비율에 따라 투과 및 반사시키도록 마련될 수 있다. 그러면, 노즐측 빔 스플리터(322)에 입사된 레이저빔(LB) 중 어느 일부는 노즐측 빔 스플리터(322)를 투과하고, 노즐측 빔 스플리터(322)에 입사된 레이저빔(LB) 중 다른 일부는 노즐측 빔 스플리터(322)에 의해 반사된다. 이를 통해, 노즐측 빔 스플리터(322)는, 노즐측 빔 스플리터(322)에 입사된 레이저빔(LB) 중 어느 일부를 제2 투과 광로로 안내할 수 있고, 노즐측 빔 스플리터(322)에 입사된 레이저빔(LB) 중 나머지 일부를 제2 반사 광로로 안내할 수 있다. 제2 투과 광로는 노즐측 빔 스플리터(322)를 투과한 레이저빔(LB)이 진행되는 광로를 말하고, 제2 반사 광로는 노즐측 빔 스플리터(322)에 의해 반사된 레이저빔(LB)이 진행되는 광로를 말한다.
제2 투과 광로와 제2 반사 광로 중 어느 하나는 레이저빔(LB)의 광로 진단에 필요한 레이저빔(LB)을 이송하는 노즐측 센싱 광로(OPs2)로서 활용될 수 있고, 제2 투과 광로와 제2 반사 광로 중 다른 하나는 가공 대상물(P)의 레이저 가공에 필요한 레이저빔(LB)을 이송하는 가공 광로(OPp)로서 활용될 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 투과 광로가 가공 광로(OPp)로서 활용될 수 있고, 제2 반사 광로가 노즐측 센싱 광로(OPs2)로서 활용될 수 있다. 이를 통해, 노즐측 빔 스플리터(322)는, 레이저빔(LB)의 어느 일부를 가공 광로(OPp)로부터 추출하여 노즐측 센싱 광로(OPs2)를 따라 진행하도록 안내할 수 있고, 레이저빔(LB)의 나머지 일부를 가공 광로(OPp)를 따라 그대로 진행하도록 안내할 수 있다.
또한, 노즐측 빔 스플리터(322)는, 가공 광로(OPp)와 노즐측 센싱 광로(OPs2)가 미리 정해진 제2 연관 관계를 갖도록 레이저빔(LB)을 분기할 수 있다. 이를 위하여, 노즐측 빔 스플리터(322)는, 가공 광로(OPp)와 노즐측 센싱 광로(OPs2)가 미리 정해진 사이 각도를 갖도록 노즐측 빔 스플리터(322)에 입사된 레이저빔(LB)을 반사할 수 있다. 예를 들어, 노즐측 빔 스플리터(322)는, 가공 광로(OPp)와 노즐측 센싱 광로(OPs2)가 수직을 이루도록 노즐측 빔 스플리터(322)에 입사된 레이저빔(LB)을 반사할 수 있다.
이러한 노즐측 빔 스플리터(322)로서 사용 가능한 광학 부재의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 노즐측 빔 스플리터(322)는, 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)로부터 전송된 지시광(LBm)의 적어도 일부를 노즐측 센싱 광로(OPs2)로 선택적으로 안내 가능한 제2 이색성 미러 일 수 있다. 전술한 바와 같이, 노즐측 빔 스플리터(322)에 의해 반사된 레이저빔(LB)이 진행되는 제2 반사 광로가 노즐측 센싱 광로(OPs2)로서 활용되는 경우에, 노즐측 빔 스플리터(322)는, 지시광(LBm)의 적어도 일부를 선택적으로 반사하여 노즐측 센싱 광로(OPs2)로 안내할 수 있도록 광학 코팅된 제2 이색성 미러일 수 있다. 그러면, 노즐측 빔 스플리터(322)는, 노즐측 빔 스플리터(322)를 입사된 가공광(LBp)을 노즐측 센싱 광로(OPs2)로 진입되지 않도록 선택적으로 투과시키고, 노즐측 빔 스플리터(322)로 입사된 지시광(LBm)의 적어도 일부를 노즐측 센싱 광로(OPs2)로 진입되도록 선택적으로 반사할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 노이즈 필터(330)는, 노즐측 센싱 광로(OPs2)로 안내된 지시광(LBm2)이 입사되도록, 노즐측 빔 스플리터(322)와 집광 렌즈(340) 사이에 설치된다. 노이즈 필터(330)는, 지시광(LBm2)을 레이저빔(LB)의 광로 진단에 적합한 형태로 정형 가능하도록, 지시광(LBm2)에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다. 이러한 노이즈 필터(330)는, 노즐측 센싱 광로(OPs2)로 안내된 지시광(LBm2)을 노이즈가 제거된 상태로 집광 렌즈(340)에 전달함으로써, 노이즈로 인해 레이저빔(LB)의 광로 진단 결과에 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 집광 렌즈(340)는 노이즈가 제거된 지시광(LBm2)이 입사되도록, 노이즈 필터(330)와 노즐측 센싱 부재(350) 사이에 설치된다. 집광 렌즈(340)는, 초점 위치가 노즐측 센싱 부재(350)의 미리 정해진 센싱면(350a)에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 집광 렌즈(340)는, 노이즈가 제거된 지시광(LBm2)을 집광하여 노즐측 센싱 부재(350)의 센싱면(350a)에 조사할 수 있다.
도 12는 노즐측 센싱 부재를 이용해 노즐측 센싱 광로를 도출하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 광로 왜곡 없이 레이저빔이 노즐측 광학 부재에 전송되는 경우에 가공 광로와 노즐측 센싱 광로의 양상을 나타내는 도면이고, 도 14는 광로가 왜곡된 상태로 레이저빔이 노즐측 광학 부재에 전송되는 경우에 가공 광로와 노즐측 센싱 광로의 양상을 나타내는 도면이다.
노즐측 센싱 부재(350)는, 집광 렌즈(340)에 의해 집광된 지시광(LBm2)을 센싱하여, 노즐측 센싱 광로(OPs2)의 양상에 대응하는 노즐측 광로 신호를 출력할 수 있다. 노즐측 센싱 광로(OPs2)의 양상은, 노즐측 센싱 광로(OPs2)의 좌표, 노즐측 센싱 광로(OPs2)의 연장 방향, 기타 노즐측 센싱 광로(OPs2)에 대한 각종 정보를 포함할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 노즐측 센싱 부재(350)는, 노즐측 센싱 부재(350)의 센싱면(350a)에 조사된 지시광(LBm2)의 제2 빔 스팟(BSm2)의 위치를 센싱 가능하게 마련될 수 있다. 이를 위하여, 노즐측 센싱 부재(350)는, 지시광(LBm2)의 제2 빔 스팟(BSm2)의 화상을 촬영하는 카메라, 지시광(LBm2)의 제2 빔 스팟(BSm2)의 위치에 대응하는 위치 감지 신호를 출력하는 PSD 센서, 기타 지시광(LBm2)의 제2 빔 스팟(BSm2)의 위치에 대한 정보를 제공 가능한 다양한 센서들 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 특히, 노즐측 센싱 부재(350)가 카메라를 가지는 경우에, 카메라로서 CCD 카메라가 채용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
진단부(44)는, 이처럼 노즐측 센싱 부재(350)로부터 출력된 노즐측 광로 신호를 기초로, 레이저빔(LB)의 광로 진단을 실시할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 진단부(44)는, 노즐측 센싱 부재(350)에 의해 센싱된 지시광(LBm2)의 제2 빔 스팟(BSm2)의 위치를 기초로 노즐측 센싱 광로(OPs2)의 양상을 도출한 후, 노즐측 센싱 광로(OPs2)와 미리 정해진 제2 기준 센싱 광로(OPrs2)의 광로차(D3)를 산출할 수 있다. 특히, 진단부(44)는, 노즐측 센싱 광로(OPs2)를 따라 센싱면(350a)에 조사된 지시광(LBm2)의 제2 빔 스팟(BSm2)의 위치와 제2 기준 센싱 광로(OPrs2)를 따라 센싱면(350a)에 조사된 지시광(LBm2)의 제2 빔 스팟(BSr2)의 위치 차이를 이용해, 노즐측 센싱 광로(OPs2)와 제2 기준 센싱 광로(OPrs2)의 광로차(D3)를 산출할 수 있다.
여기서, 제2 기준 센싱 광로(OPrs2)는, 레이저빔(LB)이 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)로부터 제2 기준 가공 광로(OPrp2)를 따라 노즐측 빔 스플리터(322)에 전송되는 경우의 노즐측 센싱 광로(OPs2)를 말한다. 전술한 바와 같이, 노즐측 센싱 광로(OPs2)는, 가공 광로(OPp)와 제2 연관 관계를 갖는다. 이에, 제2 기준 센싱 광로(OPrs2) 역시, 제2 기준 가공 광로(OPrp2)와 제2 연관 관계를 갖도록 설정될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 지시광(LBm)이 제2 기준 가공 광로(OPrp2)와 서로 일치되는 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 빔 스플리터(322)에 전송되는 경우에, 노즐측 센싱 광로(OPs2)는 제2 기준 센싱 광로(OPrs2)와 서로 일치하게 된다. 또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 지시광(LBm)이 제2 기준 가공 광로(OPrp2)로부터 소정의 광로차(D4)만큼 이탈된 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 빔 스플리터(322)에 전송되는 경우에, 노즐측 센싱 광로(OPs2)와 제2 기준 센싱 광로(OPrs2)는, 가공 광로(OPp)와 제2 기준 가공 광로(OPrp2)의 광로차(D4)에 비례하는 광로차(D3)만큼 서로 불일치하게 된다.
진단부(44)는, 제2 연관 관계를 이용해, 가공 광로(OPp)의 양상을 노즐측 센싱 광로(OPs2)의 양상을 기초로 도출하고, 가공 광로(OPp)와 제2 기준 가공 광로(OPrp2)의 광로차(D4)를 노즐측 센싱 광로(OPs2)와 제2 기준 센싱 광로(OPrs2)의 광로차(D3)를 기초로 산출할 수 있다.
진단부(44)는, 지시광(LBm)이 제2 기준 가공 광로(OPrp2)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송되는지를 노즐측 센싱 부재(350)를 이용해 도출한 가공 광로(OPp)의 양상, 광로차(D4) 등을 기초로 판단할 수 있다. 가공광(LBp)은 지시광(LBm)과 동일하게 가공 광로(OPp)를 따라 가공 대상물(P)에 조사된다. 이에, 진단부(44)는, 지시광(LBm)이 제2 기준 가공 광로(OPrp2)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송된다고 판단되면, 가공광(LBp)이 가공 대상물(P)의 미리 정해진 기준 위치에 조사된다고 판단할 수 있다. 이에 반해, 진단부(44)는, 지시광(LBm)이 제2 기준 가공 광로(OPrp2)와 소정의 광로차(D4)만큼 불일치되는 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송된다고 판단되면, 가공광(LBp)이 가공 대상물(P)의 기준 위치로부터 소정의 광로차(D4)만큼 이격된 위치에 조사된다고 판단할 수 있다.
전술한 바와 같이, 레이저 발진기(10)에서 발진된 레이저빔(LB)은, 미러 마운트 어셈블리들(200)의 마운트측 광학 부재들(220)에 의해 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송된다. 따라서, 가공 광로(OPp)와 제2 기준 가공 광로(OPrp2)와 서로 불일치하면, 레이저 발진기(10)와 마운트측 광학 부재들(220) 중 적어도 하나의 부재에서 광로 왜곡이 발생한다고 볼 수 있다.
그런데, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 대해, 레이저빔(LB)의 광로 진단을 기준 전송 순서(S)를 따라 단계적으로 진행하면, 레이저 발진기(10)와, 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)를 제외한 나머지 미러 마운트 어셈블리들(200)의 마운트측 광학 부재들(220) 중 어떠한 부재에서 광로 왜곡이 발생하는지를 검출할 수 있다. 이에, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 제1 기준 가공 경로를 따라 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저빔(LB)이 제2 기준 가공 광로(OPrp2)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송되는지를 판단할 수 있다.
또한, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 제2 기준 가공 광로(OPrp2)와 불일치되는 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송된다고 판단되면, 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에서 광로 왜곡이 발생한다고 판단할 수 있다. 그러면, 정렬기(230)를 이용해 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 미러 플레이트(212) 및 이에 설치된 마운트측 광학 부재(220)를 정상 상태로 정렬하는 작업, 기타 보정 작업을 통해 광로 왜곡을 보정할 수 있다.
도 15는 에너지 손실 없이 노즐측 광학 부재에 전송된 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 도면이고, 도 16은 에너지가 손실된 상태로 노즐측 광학 부재에 전송된 레이저빔의 에너지 분포 양상을 나타내는 도면이다.
전술한 노즐측 센싱 부재(350)는, 노즐측 센싱 부재(350)의 센싱면(350a)에 조사된 지시광(LBm2)의 제2 빔 스팟(BSm2)의 위치 및 지시광(LBm2)의 에너지를 함께 센싱 가능하게 마련될 수도 있다. 이를 위하여, 노즐측 센싱 부재(350)는, 노즐측 센싱 부재(350)의 센싱면(350a)에 조사된 지시광(LBm2)의 열을 탐지하여 제2 빔 스팟(BSm2)의 위치 및 지시광(LBm2)의 에너지를 센싱하는 적외선 센서와, 노즐측 센싱 부재(350)의 센싱면(350a)에 조사된 지시광(LBm2)의 열화상을 촬영하는 열화상 카메라, 기타 지시광(LBm2)의 제2 빔 스팟(BSm2)의 위치 및 지시광(LBm2)의 에너지에 대한 정보를 함께 제공 가능한 센서들 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 에너지의 손실 없이 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송된 레이저빔(LB)은, 동심원을 이루는 에너지 분포 양상을 갖는다. 이에 반해, 도 15에 도시된 바와 같이, 이상 현상으로 인해, 에너지가 손실된 상태로 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송된 레이저빔(LB)은 편심원이나 타원을 이루는 에너지 분포 양상을 갖는다. 이상 현상은, 레이저 발진기(10)의 정렬 상태의 불량, 마운트측 광학 부재(220)의 정렬 상태의 불량, 기타 가공 광로(OPp)를 따라 진행되는 레이저빔(LB)의 에너지 손실을 발생시킬 수 있는 현상을 말한다.
이러한 에너지 분포 양상을 이용해, 진단부(44)는, 노즐측 센싱 부재(350)에 의해 센싱된 지시광(LBm2)의 에너지를 이용해 노즐측 센싱 광로(OPs2)를 따라 진행되는 지시광(LBm2)의 에너지 분포 양상을 도출한 후, 가공 광로(OPp)를 따라 진행되는 레이저빔(LB)의 에너지 분포 양상을 노즐측 센싱 광로(OPs2)를 따라 진행되는 지시광(LBm2)의 에너지 분포 양상을 기초로 도출할 수 있다.
또한, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 에너지 손실 없이 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송되는지를 가공 광로(OPp)를 따라 진행되는 레이저빔(LB)의 에너지 분포 양상을 기초로 판단할 수 있다. 특히, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 에너지 손실 없이 가공 광로(OPp)를 따라 상기 마지막 순서에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에 전송된다고 판단되면, 레이저빔(LB)이 에너지 손실 없이 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송되는지를 판단할 수 있다.
또한, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 에너지 손실 없이 가공 광로(OPrp2)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송된다고 판단되면, 가공광(LBp)이 에너지가 손실되지 않은 정상 상태로 가공 대상물(P)에 조사된다고 판단할 수 있다. 이에 반해, 진단부(44)는, 레이저빔(LBm)이 에너지가 손실된 상태로 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송된다고 판단되면, 가공광(LBp)이 에너지가 손실된 비정상 상태로 가공 대상물(P)에 조사된다고 판단할 수 있다.
또한, 진단부(44)는, 레이저빔(LB)이 에너지가 손실된 상태로 가공 광로(OPp)를 따라 노즐측 광학 부재(320)에 전송된다고 판단되면, 레이저빔(LB)을 노즐측 광학 부재(320)에 직접 전송하는 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 마운트측 광학 부재(220)에서 레이저빔(LB)의 에너지 손실이 발생한다고 판단할 수 있다. 그러면, 정렬기(230)를 이용해 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)의 미러 플레이트(212) 및 이에 설치된 마운트측 광학 부재(220)를 정상 상태로 정렬하는 작업, 기타 보정 작업을 통해 레이저빔(LB)의 에너지 손실을 해소할 수 있다.
위와 같이 레이저 장치(1)에 의하면, 미러 마운트 어셈블리들(200) 및 레이저 노즐 어셈블리(30) 각각에 대한 레이저빔(LB)의 광로 진단의 결과를 기초로, 가공 광로(OPp)의 전체 구간 중 광로 왜곡이 발생하는 지점과, 광로 왜곡이 어떠한 부재에서 발생하는지 등을 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 레이저 장치(1)에 의하면, 미러 마운트 어셈블리들(200) 및 레이저 노즐 어셈블리(30) 각각에 대한 레이저빔(LB)의 에너지 진단의 결과를 기초로, 가공 광로(OPp)의 전체 구간 중 레이저빔(LB)의 에너지 손실이 발생하는 지점과, 레이저빔(LB)의 에너지 손실이 어떠한 발생하는지 등을 용이하게 탐지할 수 있다.
도 17은 광로가 단위 정렬기에 의해 전환되는 일 양상을 나타내는 도면이고, 도 18은 광로가 단위 정렬기에 의해 전환되는 다른 양상을 나타내는 도면이다.
또한, 도 19는 광로가 복수의 정렬기의 조합에 의해 전환되는 양상을 나타내는 도면이고, 도 20는 레이저빔이 조사되는 가공 대상물 상의 실제 위치가 정렬기에 의해 조절되는 양상을 나타내는 도면이다.
가공 광로(OPp), 마운트측 센싱 광로(OPs1), 노즐측 센싱 광로(OPs2) 등을 포함한 레이저빔(LB)의 광로는, 미러 마운트 어셈블리들(200)에 각각 구비된 정렬기(230)의 조절 다이얼(232)을 회전 구동하여 미러 플레이트(212) 및 미러 플레이트(212)에 장착된 마운트측 광학 부재(220)를 이동시킴으로써 전환할 수 있다.
그런데, 조절 다이얼(232)의 설치 방향은, 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 당해 조절 다이얼(232)이 장착된 미러 마운트 어셈블리(200)의 설치 방향에 따라 결정된다. 이로 인해, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 조절 다이얼(232)에 의해 광로가 전환되는 방향은, 조절 다이얼(232) 별로 서로 상이할 수 있다.
또한, 제조 공정 상의 공차로 인해, 조절 다이얼(232)의 외주면에 형성된 나사산의 피치 간격 및 형상이 불균일한 경우가 있다. 레이저 장치(1)를 장시간 동안 사용하면, 조절 다이얼(232)과 미러 플레이트(212)의 접촉 부위, 조절 다이얼(232)과 베이스 블록(211)의 접촉 부위 등에 이물질이 유입되거나 마모가 발생할 수 있다.
이러한 공차, 이물질, 마모 등에 의하면, 조절 다이얼(232)의 회전 구동 시, 조절 다이얼(232)의 회전 각도와 미러 플레이트(212)의 이동 거리의 실제 관계와 미리 정해진 기준 관계가 불일치되는 특이점이 발생할 수 있다. 기준 관계는, 공차, 이물질 및 마모가 없는 조절 다이얼(232)을 대상으로 측정한 조절 다이얼(232)의 회전 각도와 미러 플레이트(212)의 이동 거리의 관계를 말한다. 또한, 공차의 크기, 이물질의 유입량, 이물질의 유입 위치, 마모량 등은 조절 다이얼(232) 별로 서로 상이할 수 있다. 이로 인해, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 특이점의 발생 양상은, 조절 다이얼(232) 별로 서로 상이할 수 있다.
이처럼 조절 다이얼(232) 별로 광로의 전환 방향, 특이점의 발생 양상 등이 서로 상이하므로, 조절 다이얼(232)의 회전 방향 및 회전 각도와 조절 다이얼(232)에 의한 광로의 전환 값의 상호 관계를 나타내는 광로 전환 함수는 조절 다이얼(232) 별로 서로 상이하게 정해지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 어느 일부의 조절 다이얼(232)에 대한 광로 전환 함수는 일차 함수일 수 있고, 다른 일부의 조절 다이얼(232)에 대한 광로 전환 함수는 다차 함수 일 수 있다.
제어기는, 이처럼 조절 다이얼(232) 별로 개별적으로 정해진 광로 전환 함수들이 저장되는 저장부(46)를 더 구비할 수 있다.
그런데, 이물질의 유입량, 이물질의 유입 위치, 마모의 발생 위치, 마모량 등은 레이저 장치(1)의 사용 기간에 따라 불규칙하게 변화될 수 있다. 따라서, 머신 러닝 기법을 이용해, 조절 다이얼(232) 별로 광로 전환 함수를 주기적으로 갱신하는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 보정부(42)는, 미리 정해진 학습 조건이 만족되면, 미러 마운트 어셈블리들(200)에 각각 구비된 엑츄에이터(234)를 미리 정해진 학습 모드에 따라 개별적으로 구동함과 함께, 지시광(LBm)을 발진하도록 레이저 발진기(10)를 구동할 수 있다.
학습 조건은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 학습 조건은, 광로 전환 함수를 갱신한 후 미리 정해진 기준 시간이 경과되었는지 여부와, 가공 대상물(P)의 레이저 가공이 정지된 상태인지 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러면, 보정부(42)는, 광로 전환 함수를 마지막으로 갱신한 후 기준 시간이 경과된 경우, 가공 대상물(P)의 레이저 가공이 정지된 경우 등일 때, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 구비된 엑츄에이터(234)를 학습 모드에 따라 구동할 수 있다.
학습 모드는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 학습 모드는, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 구비된 조절 다이얼(232)이 미리 정해진 기준 방향으로 기준 각도만큼씩 단계적으로 회전 구동되도록 정해질 수 있다. 그러면, 보정부(42)는, 학습 조건이 만족된 경우에, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 구비된 조절 다이얼(232)이 기준 방향으로 기준 각도만큼 씩 단계적으로 회전 구동되도록, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 구비된 엑츄에이터(234)를 구동할 수 있다. 특히, 보정부(42)는, 조절 다이얼(232)이 기준 각도만큼 회전된 후 소정의 대기 시간동안 정지되도록 엑츄에이터(234)를 단속적으로 구동함과 함께, 조절 다이얼(232)이 대기 중일 때 지시광(LBm)을 발진하도록 레이저 발진기(10)를 단속적으로 구동할 수 있다.
또한, 보정부(42)는, 학습 조건이 만족된 경우에, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 구비된 엑츄에이터(234)를 기준 전송 순서(S)에 따라 단계적으로 구동할 수 있다. 즉, 보정부(42)는, 기준 전송 순서(S)의 선순위에서 후순위 쪽으로 진행하면서, 엑츄에이터들(234)을 단계적으로 하나씩만 학습 모드에 따라 선택적으로 구동하는 것이다.
저장부(46)는, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 구비된 엑츄에이터(234)가 학습 모드로 개별적으로 구동되면, 조절 다이얼(232) 별로 회전 방향 및 회전 각도와 광로의 전환 값의 상호 관계를 개별적으로 분석하여, 조절 다이얼(232) 별로 광로 전환 함수를 개별적으로 갱신할 수 있다.
한편, 보정부(42)는, 레이저빔(LB)이 조사되는 가공 대상물(P) 상의 실제 위치와 가공 대상물(P)의 기준 위치가 광로 왜곡에 의해 서로 불일치된다고 진단부(44)에서 진단되는 경우에, 미러 마운트 어셈블리들(200) 각각에 구비된 엑츄에이터(234)를 구동하여, 레이저빔(LB)이 가공 대상물(P)의 기준 위치에 조사되도록 광로 왜곡을 보정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 진단부(44)는, 가공 광로(OPp)와 제1 기준 가공 광로(OPrp1)의 광로차(D2), 가공 광로(OPp)와 제2 기준 가공 광로(OPrp2)의 광로차(D4)를 산출한 후, 광로차들(D2, D4)을 기초로, 어떠한 부재에서 광로 왜곡이 발생하는지와, 레이저빔(LB)이 가공 대상물(P)의 기준 위치에 조사되는지 등을 진단한다. 이때, 광로 왜곡에 의해 광로차들(D2, D4)이 각각 발생하므로, 광로차들(D2, D4)은 각각 광로 왜곡의 크기와 방향을 나타내는 광로 왜곡의 벡터 값에 해당될 수 있다. 즉, 광로차(D2)는 레이저빔(LB)이 마운트측 광학 부재(220)까지 전송되는 과정에서 발생한 광로 왜곡의 벡터 값에 해당될 수 있고, 광로차(D4)는 레이저빔(LB)이 노즐측 광학 부재(320)까지 전송되는 과정에서 발생한 광로 왜곡의 벡터 값에 해당될 수 있다.
이러한 광로차(D2, D4)의 성격을 고려하여, 보정부(42)는, 광로가 광로차(D2, D4)에 대응하는 전환 값만큼 전환되도록 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 적어도 하나에 구비된 엑츄에이터(234)를 선택적으로 구동하여, 광로 왜곡을 보정할 수 있다. 즉, 보정부(42)는, 조절 다이얼(232)을 이용해 광로를 전환하여 광로차(D2, D4)를 제거할 수 있도록, 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 적어도 하나에 구비된 엑츄에이터(234)를 선택적으로 구동할 수 있다.
보정부(42)는, 광로차(D2, D4) 및 저장부(46)에 저장된 광로 전환 함수들을 종합적으로 고려하여, 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 어느 미러 마운트 어셈블리(200)에 구비된 엑츄에이터(234)를 구동할 지와, 엑츄에이터(234)를 어떠한 방식으로 구동할 지 등을 결정할 수 있다.
예를 들어, 보정부(42)는, 레이저 발진기(10)에서 가공 대상물(P)에 이르기까지 가공 광로(OPp)의 전체 구간에서 걸쳐 광로 왜곡이 보정되도록, 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 적어도 하나에 구비된 엑츄에이터(234)를 선택적으로 구동할 수 있다. 즉, 보정부(42)는, 진단부(44)에서 정렬 이상으로 인해 광로 왜곡을 발생시킨다고 검출된 모든 마운트측 광학 부재들(220)이 정상 상태로 정렬되도록, 마운트측 광학 부재(220)에서 광로 왜곡이 발생하는 모든 미러 마운트 어셈블리들(200)에 구비된 엑츄에이터(234)를 선택적으로 구동할 수 있다.
보다 구체적으로, 보정부(42)는, 저장부(46)에 저장된 광로 전환 함수들을 고려하여, 광로 왜곡을 발생시키는 각각의 미러 마운트 어셈블리(200)에 구비된 조절 다이얼(232)이 광로차(D2, D4)에 대응하는 회전 방향 및 회전 각도만큼 회전 구동되도록, 광로 왜곡을 발생시키는 각각의 미러 마운트 어셈블리(200)에 구비된 엑츄에이터(234)를 구동할 수 있다. 그러면, 도 17 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 광로 왜곡을 발생시키는 모든 미러 마운트 어셈블리들(200)에서 광로 왜곡이 함께 보정됨으로써, 레이저빔(LB)이 가공 대상물(P)의 기준 위치에 조사될 수 있다. 도 20에 있어서, 'BSp'는 광로 왜곡으로 인해 기준 위치로부터 광로차(D4)만큼 이격된 가공 대상물(P)의 특정 위치에 조사된 가공광(LBp)의 빔 스팟을 나타내고, BSr3은 가공 대상물(P)의 특정 위치에 조사된 가공광(LBp)의 빔 스팟을 나타낸다.
예를 들어, 보정부(42)는, 가공 광로(OPp)의 전체 구간 중 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)와 가공 대상물(P) 사이 구간에서만 광로 왜곡이 선택적으로 보정되도록, 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 적어도 하나에 구비된 엑츄에이터(234)를 선택적으로 구동할 수 있다. 이는, 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)와 가공 대상물(P) 사이 구간에서만 레이저빔(LB)이 제2 기준 가공 광로(OPrp2)를 따라 진행하도록 광로 왜곡이 보정되면, 가공 광로(OPp)의 나머지 구간에서 광로 왜곡이 잔존하더라도 레이저빔(LB)은 가공 대상물(P)의 가공 위치에 조사될 수 있음을 고려한 것이다.
보다 구체적으로, 보정부(42)는, 광로차(D2, D4) 및 광로 전환 함수들을 고려하여, 상기 마지막 순위에 위치한 미러 마운트 어셈블리(200)와 가공 대상물(P) 사이 구간에서 광로차(D4)가 선택적으로 제거되도록, 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 적어도 하나에 구비된 엑츄에이터(234)를 선택적으로 구동할 수 있다. 예를 들어, 도 19에 도시된 바와 같이, 보정부(42)는, 조절 다이얼들(232) 각각에 의한 노즐 측 센싱 광로(OPs2)의 전환 값을 합산한 총 광로의 전환 값이 광로차(D3)에 대응하도록, 미러 마운트 어셈블리들(200) 중 적어도 하나에 구비된 엑츄에이터(234)를 선택적으로 구동할 수 있다. 이때, 보정부(42)는, 최소 개수의 엑츄에이터들(234)만 제한적으로 구동되도록, 구동 대상인 엑츄에이터(234)를 선택하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
위와 같이 레이저 장치(1)에 의하면, 광로 왜곡을 정렬기(230)를 이용해 자동으로 보정할 수 있으므로, 가공 대상물(P)의 가공 품질을 향상시킬 수 있다.
도 21은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 장치를 진단 및 보정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 21을 참조하면, 레이저 장치(1)를 진단 및 보정하는 방법은, 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실의 발생 여부를 진단하는 단계(S 20); S 10 단계에서 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실이 검출되면, 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실을 각각 보정하는 단계(S 10) 등을 포함할 수 있다.
S 10 단계에서, 진단부(44)는, 지시광(LBm)을 가공 광로(OPp)를 따라 발진하도록 레이저 발진기(10)를 제어한다. 그러면, 레이저 발진기(10)에서 발진된 지시광(LBm)은 기준 전송 순서(S)를 따라 마운트측 빔 스플리터들(222)과 노즐측 빔 스플리터(322)에 의해 마운트측 센싱 광로들(OPs1)과 노즐측 센싱 광로(OPs2)로 분배되어, 마운트측 센싱 부재들(260)과 노즐측 센싱 부재(350)에 전송된다. 마운트측 센싱 부재들(260)은 각각, 마운트측 센싱 광로(OPs1)의 양상 및 마운트측 센싱 광로(OPs1)로 안내된 지시광(LBm1)의 에너지에 대응하는 마운트측 광로 신호를 출력한다. 또한, 노즐측 센싱 부재(350)는, 노즐측 센싱 광로(OPs2)의 양상 및 노즐측 센싱 광로(OPs2)로 안내된 지시광(LBm2)의 에너지에 대응하는 노즐측 광로 신호를 출력한다.
진단부(44)는, 마운트측 광로 신호와 노즐측 광로 신호를 기초로, 가공 광로(OPp)의 전체 구간 중 어느 지점에서 광로 왜곡 및 레이저빔(LB)의 에너지 손실이 발생하는 지와, 어떠한 부재로 인해 광로 왜곡 및 레이저빔(LB)의 에너지 손실이 각각 발생하는지 등을 진단한다. 이 때, 진단부(44)는, 기준 전송 순서(S)에 따라, 미러 마운트 어셈블리들(200) 및 레이저 노즐 어셈블리(30) 각각에 대해, 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실을 순차적으로 진단할 수 있다.
또한, 진단부(44)는, 미러 마운트 어셈블리들(200)과 레이저 노즐 어셈블리(30)를 대상으로 기준 전송 순서(S)에 따라 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실의 진단 작업을 순차적으로 실시하는 도중에, 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실이 검출되면, 진단 작업을 중지한다. 이와 함께, 진단부(44)는 디스플레이 장치, 기타 표시 장치를 이용해, 가공 광로(OPp)의 전체 구간 중 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실이 발생하는 지점과, 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실의 발생 원인이 되는 부재 등을 표시한다.
또한, 진단부(44)는, 미러 마운트 어셈블리들(200)과 레이저 노즐 어셈블리(30) 모두를 대상으로 기준 전송 순서(S)에 따라 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실의 진단 작업을 실시한 결과, 가공 광로(OPp)의 전체 구간에서 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실이 검출되지 않으면, 표시 장치를 이용해 레이저 장치(1)가 정상 상태임을 표시한다.
S 20 단계에서, 보정부(42)는, S 10 단계에서 실시한 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실의 진단 결과를 기초로, 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실의 발생 원인이 되는 부재를 정상 상태로 정렬하는 작업, 기타 보정 작업을 실시한다. 예를 들어, 보정부(42)는, 정렬기(230)를 구동하여 미러 마운트 어셈블리(200)의 미러 마운트(210) 및 이에 설치된 마운트측 광학 부재(220)를 정상 상태로 정렬하는 작업, 기타 보정 작업을 실시할 수 있다.
또한, 진단부(44)는, S 20 단계에서 실시한 보정 작업에 의해 레이저빔(LB)의 광로 왜곡 및 에너지 손실이 정상적으로 보정되었는지 점검함과 함께, 미러 마운트 어셈블리들(200)과 레이저 노즐 어셈블리(30) 중 S 10 단계에서 진단 작업을 실시하는 않은 잔여 부재에 대해서도 진단 작업을 실시할 수 있도록, S 10 단계를 재개할 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 장치
10 : 레이저 발진기
20 : 광학계
30 : 레이저 노즐 어셈블리
200 : 미러 마운트 어셈블리
210 : 미러 마운트
211 : 베이스 블록
212 : 미러 플레이트
213 : 고정 블록
214 : 체결 부재
215 : 센서 블록
220 : 마운트측 광학 부재
222 : 마운트측 빔 스플리터
224 : 마운트측 반사 미러
230 : 정렬기
232 : 조절 다이얼
234 : 엑츄에이터
240 : 노이즈 필터
250 : 집광 렌즈
260 : 마운트측 센싱 부재
310 : 레이저 노즐
312 : 집광 렌즈
320 : 노즐측 광학 부재
322 : 노즐측 빔 스플리터
330 : 노이즈 필터
340 : 집광 렌즈
350 : 노즐측 센싱 부재
LB : 레이저빔
P : 가공 대상물
LBm, LBm1, LBm2 : 지시광
LBp, LBp1 : 가공광
OPp : 가공 광로
OPrp1 : 제1 기준 가공 광로
OPrp2 : 제2 기준 가공 광로
OPs1 : 마운트측 센싱 광로
OPrs1 : 제1 기준 센싱 광로
OPs2 : 노즐측 센싱 광로
OPrs2 : 제2 기준 센싱 광로

Claims (18)

  1. 레이저빔을 발진하는 레이저 발진기;
    미러 마운트와, 상기 레이저 발진기로부터 발진된 상기 레이저빔을 전송하는 마운트측 광학 부재와, 상기 레이저빔의 광로가 전환되도록 상기 마운트측 광학 부재의 정렬 상태를 조절하는 정렬기를 구비하는 미러 마운트 어셈블리;
    상기 마운트측 광학 부재로부터 전송된 상기 레이저빔을 가공 대상물에 조사하는 레이저 노즐과, 상기 레이저빔을 센싱하여, 상기 광로의 양상에 대응하는 노즐측 광로 신호를 출력하는 노즐측 센싱 부재를 구비하는 레이저 노즐 어셈블리; 및
    상기 노즐측 광로 신호를 기초로, 상기 레이저빔이 상기 가공 대상물의 미리 정해진 기준 위치에 조사되는지를 진단하는 진단부와, 상기 레이저빔이 조사되는 실제 위치와 상기 기준 위치가 서로 불일치된다고 진단되는 경우에, 상기 정렬기를 구동하여, 상기 레이저빔이 상기 기준 위치에 조사되도록 상기 레이저빔의 광로 왜곡을 보정하는 보정부를 구비하는 제어기를 포함하는 레이저 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진단부는, 상기 노즐측 광로 신호를 기초로, 상기 레이저빔이 상기 레이저 노즐 어셈블리까지 전송되는 과정에서 발생한 상기 광로 왜곡의 벡터 값을 산출하고,
    상기 보정부는, 상기 광로가 상기 광로 왜곡의 벡터 값에 대응하는 전환 값만큼 전환되도록 상기 정렬기를 구동하여, 상기 광로 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미러 마운트 어셈블리는, 상기 레이저빔을 상기 마운트측 광학 부재를 이용해 미리 정해진 기준 전송 순서에 따라 순차적으로 전송 가능하도록, 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보정부는, 상기 광로가 상기 광로 왜곡의 벡터 값에 대응하는 상기 전환 값만큼 전환되도록 상기 미러 마운트 어셈블리들 중 적어도 하나에 구비된 상기 정렬기를 선택적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 미러 마운트는, 상기 마운트측 광학 부재가 장착되는 미러 플레이트를 갖고,
    상기 정렬기는, 회전 방향 및 회전 각도에 따라 상기 미러 플레이트 및 상기 마운트측 광학 부재의 정렬 양상을 조절 가능하도록 상기 미러 플레이트에 장착되어, 상기 광로를 전환하는 조절 다이얼과, 상기 조절 다이얼을 회전 구동하고, 상기 보정부에 의해 제어되는 엑츄에이터를 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 회전 방향 및 상기 회전 각도와 상기 전환 값의 상호 관계를 나타내는 광로 전환 함수가 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각마다 개별적으로 미리 저장된 저장부를 더 구비하고,
    상기 보정부는, 상기 광로 전환 함수를 기초로, 상기 미러 마운트 어셈블리들 중 적어도 하나에 구비된 상기 엑츄에이터를 선택적으로 구동하여, 상기 광로 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보정부는, 미리 정해진 학습 조건이 만족되면, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 구비된 상기 엑츄에이터를 미리 정해진 학습 모드에 따라 개별적으로 구동함과 함께, 상기 레이저빔을 발진하도록 상기 레이저 발진기를 구동하고,
    상기 저장부는, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 구비된 상기 엑츄에이터가 상기 학습 모드로 개별적으로 구동되면, 상기 상호 관계를 분석하여, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 대한 상기 광로 전환 함수를 개별적으로 갱신하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 학습 조건은, 상기 광로 전환 함수를 갱신한 후 미리 정해진 기준 시간이 경과되었는지 여부와, 상기 가공 대상물의 레이저 가공이 정지된 상태인지 여부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 학습 모드는, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 구비된 상기 조절 다이얼이 미리 정해진 기준 방향으로 미리 정해진 기준 각도만큼 씩 단계적으로 회전 구동되도록 정해지는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 보정부는, 상기 학습 조건이 만족된 경우에, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 구비된 상기 엑츄에이터를 상기 기준 전송 순서를 따라 단계적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 미러 마운트 어셈블리들은 각각, 상기 레이저빔을 센싱하여, 상기 광로의 양상에 대응하는 마운트측 광로 신호를 출력하는 마운트측 센싱 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 진단부는, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 구비된 상기 마운트측 센싱 부재로부터 출력된 상기 마운트측 광로 신호를 기초로, 상기 레이저빔이 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각까지 전송되는 과정에서 발생한 상기 광로 왜곡의 벡터 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 진단부는, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 대해, 상기 광로 왜곡의 벡터 값을 상기 기준 전송 순서를 따라 단계적으로 산출하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 진단부는, 상기 미러 마운트 어셈블리들 각각에 대해 산출한 상기 광로 왜곡의 벡터 값을 기초로, 상기 미러 마운트 어셈블리들 중 상기 마운트측 광학 부재의 정렬 이상으로 인해 상기 광로 왜곡을 발생시키는 미러 마운트 어셈블리를 검출하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 보정부는, 상기 광로 왜곡을 발생시키는 미러 마운트 어셈블리에 구비된 상기 엑츄에이터를 구동하여, 상기 광로 왜곡을 발생시키는 미러 마운트 어셈블리에 구비된 상기 마운트측 광학 부재를 미리 정해진 정상 상태로 정렬하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 마운트측 광학 부재는, 상기 레이저빔의 적어도 일부를 상기 마운트측 센싱 부재로 선택적으로 안내하고,
    상기 레이저 노즐 어셈블리는, 상기 레이저빔의 적어도 일부를 상기 노즐측 센싱 부재로 선택적으로 안내하는 노즐측 광학 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 마운트측 광학 부재는, 상기 레이저빔을 반사 및 투과시켜 분기하여 상기 레이저빔의 적어도 일부를 상기 마운트 센싱 부재로 선택적으로 안내하는 마운트측 빔 스플리터를 갖고,
    상기 노즐측 광학 부재는, 상기 레이저빔을 반사 및 투과시켜 분기하여 상기 레이저빔의 적어도 일부를 상기 노즐측 센싱 부재로 선택적으로 안내하는 노즐측 빔 스플리터를 갖는 것을 특징으로 하는 레이너 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 레이저 발진기는, 서로 다른 파장 대역 및 서로 동일한 광축을 각각 갖는 가공광과 지시광 중 어느 하나를 선택적으로 발진하고,
    상기 마운트측 빔 스플리터는, 상기 지시광의 적어도 일부를 상기 마운트측 센싱 부재로 선택적으로 안내하는 마운트측 이색성 미러로 구성되며,
    상기 노즐측 빔 스플리터는, 상기 지시광의 적어도 일부를 상기 노즐측 센싱 부재로 선택적으로 안내하는 노즐측 이색성 미러로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
KR1020180053393A 2018-05-09 2018-05-09 레이저 장치 KR102106068B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180053393A KR102106068B1 (ko) 2018-05-09 2018-05-09 레이저 장치
JP2019089253A JP6927502B2 (ja) 2018-05-09 2019-05-09 レーザ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180053393A KR102106068B1 (ko) 2018-05-09 2018-05-09 레이저 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190129156A true KR20190129156A (ko) 2019-11-20
KR102106068B1 KR102106068B1 (ko) 2020-05-04

Family

ID=68729158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180053393A KR102106068B1 (ko) 2018-05-09 2018-05-09 레이저 장치

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6927502B2 (ko)
KR (1) KR102106068B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210042239A (ko) * 2019-10-09 2021-04-19 (주)엔피에스 레이저 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7212299B1 (ja) * 2022-03-28 2023-01-25 株式会社東京精密 レーザ光の光軸調整方法及び装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101733031B1 (ko) * 2016-06-17 2017-05-08 엘아이지넥스원 주식회사 다중 파장 레이저의 광축을 정렬하기 위한 장치 및 그 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3406677A1 (de) * 1984-02-24 1985-09-05 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Einrichtung zur kompensation der auswanderung eines laserstrahls
JPS62158592A (ja) * 1986-01-08 1987-07-14 Inoue Japax Res Inc レ−ザ加工装置
JPH0369113U (ko) * 1989-11-13 1991-07-09
JP3198830B2 (ja) * 1994-11-09 2001-08-13 三菱電機株式会社 レーザ加工機
JPH11179579A (ja) * 1997-12-22 1999-07-06 Sony Corp 光軸補正方法、装置及びそれを利用した露光加工装置
GB0118307D0 (en) * 2001-07-26 2001-09-19 Gsi Lumonics Ltd Automated energy beam positioning
US20030197117A1 (en) * 2002-04-22 2003-10-23 Knirck Jeffrey G. Method and apparatus for compensating a vector command to a galvanometer with light beam pointing error information
CA2663314C (en) * 2006-09-06 2013-06-25 Precitec Vision Gmbh & Co. Kg Method and device for the optical assessment of welding quality during welding
DE102015109984A1 (de) * 2015-06-22 2016-12-22 Scanlab Ag Scannerkopf mit integriertem Strahllagesensor sowie Justageanordnung zur Offline-Justage
JP6339603B2 (ja) * 2016-01-28 2018-06-06 ファナック株式会社 レーザ加工開始条件を学習する機械学習装置、レーザ装置および機械学習方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101733031B1 (ko) * 2016-06-17 2017-05-08 엘아이지넥스원 주식회사 다중 파장 레이저의 광축을 정렬하기 위한 장치 및 그 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210042239A (ko) * 2019-10-09 2021-04-19 (주)엔피에스 레이저 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP6927502B2 (ja) 2021-09-01
KR102106068B1 (ko) 2020-05-04
JP2020003779A (ja) 2020-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7537591B2 (en) Method and device for monitoring the energy and/or the position of a pulsed and scanned laser beam
CN111065900B (zh) 确定和修正激光束的射束方位的射束方位测量系统和方法
US8705024B2 (en) Wavefront aberration measuring method and device therefor
US20220234134A1 (en) Alignment device for a bessel beam processing optical assembly and method
KR20220042256A (ko) 패턴 묘화 장치, 패턴 묘화 방법, 및 디바이스 제조 방법
KR20030019142A (ko) 레티클 검사 장치
KR20190129156A (ko) 레이저 장치
US20210109341A1 (en) Laser apparatus
JP2019516136A (ja) フォーカスレベリング測定装置および方法
JP2005175842A (ja) 光検出装置及び光空間伝送装置
JPH05228672A (ja) 自動アライメント調整装置
US8441652B2 (en) Profile measuring apparatus, method for measuring profile, and method for manufacturing product
KR102202898B1 (ko) 레이저 장치
KR20190123826A (ko) 미러 마운트 어셈블리 및 이를 포함하는 레이저 장치
JP4429727B2 (ja) 対物レンズにおいて振動によって誘発される結像誤差を補正する方法
JPS63306626A (ja) 投影露光装置
KR102420621B1 (ko) 레이저 장치
JP7308439B2 (ja) レーザ加工装置および光学調整方法
JP2018036440A (ja) 光学装置、加工装置、および物品製造方法
JP2012103487A (ja) レーザー照射装置
JP3414689B2 (ja) 焦点合わせ方法および焦点検知装置
KR20190123825A (ko) 레이저 노즐 어셈블리 및 이를 포함하는 레이저 장치
US20210121980A1 (en) Laser apparatus
JP2760622B2 (ja) レーザ加工装置
KR100995584B1 (ko) 레이저 스캔유닛 및 이를 포함하는 레이저 리페어시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant