KR20200015063A - Device for shaping groove of surface - Google Patents

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Abstract

Provided is a device for forming a groove of a surface. According to the present invention, the device for forming a groove of a surface comprises: a polygon mirror for totally reflecting a laser beam; a focusing mirror for reflecting the laser beam on a product surface; a beam dumper installed between the polygon mirror and the focusing mirror; and a beam passing unit through which the entirety of the laser beam can pass to the focusing mirror.

Description

표면 그루브 형성 장치{DEVICE FOR SHAPING GROOVE OF SURFACE}Surface Groove Forming Equipment {DEVICE FOR SHAPING GROOVE OF SURFACE}

본 발명은 판상의 제품 표면 그루브 형성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plate-shaped product surface groove forming apparatus.

일반적으로, 판상의 제품으로서 방향성 전기강판은 철손을 감소시키기 위해 강판 표면에 레이저 빔을 조사하여 강판 용융에 의한 그루브를 형성시킴으로써 영구적으로 강판의 자구를 미세화 처리하고 있다. In general, a oriented electrical steel sheet as a plate-like product is to permanently refine the magnetic domain of the steel sheet by irradiating a laser beam on the surface of the steel sheet to form a groove by melting the steel sheet to reduce iron loss.

전기강판 영구자구 기술은, 레이저 빔 발생부에서 생성된 연속파 레이저 빔을 복합 쉐이핑 미러를 통해 레이저 빔의 형태를 잡아주며, 폴리곤 미러를 이용하여 레이저 빔을 전반사시킨다. Electric sheet permanent magnet technology forms the shape of a laser beam through a compound shaping mirror of the continuous wave laser beam generated in the laser beam generator, and total reflection of the laser beam using a polygon mirror.

그리고, 복합 포커싱 미러를 이용하여 이송되는 판상의 제품 표면에 폴리곤 미러로부터 입사되는 레이저 빔을 반사시켜 강판에 수∼수십㎛ 폭과 깊이로 그루브(groove)를 형성시킨다. Then, the laser beam incident from the polygon mirror is reflected on the surface of the plate-shaped product to be transferred using the composite focusing mirror to form grooves on the steel sheet in a width and depth of several tens to several micrometers.

또한, 폴리곤 미러와 포커싱 미러 사이에는 불필요한 영역의 레이저 빔을 제거하기 위하여 빔 덤퍼(beam dumper)가 설치되어 있다. In addition, a beam dumper is provided between the polygon mirror and the focusing mirror to remove the laser beam in an unnecessary area.

그러나, 빔 덤퍼의 내측면이 단순하게 평면으로 형성되어 있으므로, 레이저 빔의 폭 방향 양 끝단부는 빔 덤퍼의 내측면에 겹쳐 빔이 소멸되는 빔 소멸부가 발생된다. However, since the inner surface of the beam dumper is simply formed in a flat surface, a beam extinction portion in which both ends of the width direction of the laser beam overlap the inner surface of the beam dumper is generated.

이러한 빔 소멸부의 영향으로 그루브의 깊이가 열위하게 되며 이로 인해 전기강판의 철손이 증가하게 된다. The depth of the grooves is inferior due to the effect of the beam extinction, which increases the iron loss of the electrical steel sheet.

즉, 폴리곤 미러로부터 전반사된 레이저 빔이 빔 댐퍼를 통과할 때 빔의 폭 방향 양 끝단부에서 빔 형상이 반달 모양으로 잘라지게 되며, 잘라진 빔이 강판에 도달되면 빔 에너지가 절반으로 줄게 되므로 그루브에 강판 폭 방향으로 요철 모양이 형성된다. In other words, when the laser beam totally reflected from the polygon mirror passes through the beam damper, the beam shape is cut in half-moon shape at both ends of the beam in the width direction. The uneven shape is formed in the steel plate width direction.

이와 같이 빔 덤퍼 끝부분의 빔 소멸부 영향으로 강판의 그루브가 균일하게 형성되지 못하게 됨과 아울러 그루브의 깊이를 균일하게 형성할 수 없는 문제점이 있었다. As described above, the grooves of the steel sheet are not uniformly formed and the depth of the grooves cannot be uniformly formed due to the beam extinction portion at the tip of the beam dumper.

이러한 문제점을 극복하기 위해서 빔 덤퍼의 열위 부분 해결과 겹침 부분의 최적화 레이저를 조사하는 기술이 절실히 필요하다. To overcome this problem, there is an urgent need for a technique for solving the inferior portion of the beam dumper and for optimizing the overlapping laser.

본 발명은 폴리곤 미러에 의하여 전반사되는 레이저 빔 전체가 그 형태를 유지하면서 포커싱 미러로 통과될 수 있도록 하여 판상의 제품 표면에 그루브의 깊이를 균일하게 형성할 수 있는 표면 그루브 형성 장치를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a surface groove forming apparatus capable of uniformly forming the depth of the groove on the surface of the plate-like product by allowing the entire laser beam totally reflected by the polygon mirror to pass through the focusing mirror while maintaining its shape.

본 발명의 일 구현예에 따른 표면 그루브 형성 장치는, 판상의 제품 표면에 레이저 빔을 조사하여 그루브를 형성하기 위한 장치이다. The surface groove forming apparatus according to an embodiment of the present invention is a device for forming a groove by irradiating a laser beam on the surface of the plate-shaped product.

표면 그루브 형성 장치는, 레이저 빔 발생부로부터 입사되는 레이저 빔을 타원 또는 원형 단면 형태로 형성하기 위한 한 쌍의 쉐이핑 미러, 쉐이핑 미러로부터 입사되는 레이저 빔을 전반사하기 위한 폴리곤 미러를 포함할 수 있다. The surface groove forming apparatus may include a pair of shaping mirrors for forming the laser beam incident from the laser beam generator into an elliptical or circular cross-sectional shape, and a polygon mirror for total reflection of the laser beams incident from the shaping mirror.

표면 그루브 형성 장치는, 폴리곤 미러로부터 입사되는 레이저 빔을 제품 표면으로 반사시켜 그루브를 가공하기 위한 포커싱 미러, 폴리곤 미러와 포커싱 미러 사이에 설치되어 레이저 빔의 폭을 일정하게 유지하기 위한 빔 덤퍼를 포함할 수 있다. The surface groove forming apparatus includes a focusing mirror for reflecting a laser beam incident from a polygon mirror onto a product surface, and a beam dumper provided between the polygon mirror and the focusing mirror to maintain a constant width of the laser beam. can do.

또한, 표면 그루브 형성 장치는, 빔 덤퍼에 제공되어 폴리곤 미러로부터 전반사되는 레이저 빔 전체를 포커싱 미러로 통과시키기 위한 빔 통과부를 포함할 수 있다. The surface groove forming apparatus may also include a beam passing portion provided to the beam dumper to pass the entire laser beam totally reflected from the polygon mirror to the focusing mirror.

빔 덤퍼는 한 쌍의 단위 덤퍼를 포함하고, 빔 통과부는 단위 덤퍼의 내측면에 오목하게 형성되어 레이저 빔의 폭 방향 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔이 통과되기 위한 통과홈으로 이루어지는 것일 수 있다. The beam dumper may include a pair of unit dumpers, and the beam passing portion may be formed to be concave on the inner surface of the unit dumper, and may be formed of a pass groove for passing the laser beams positioned at both ends in the width direction of the laser beam.

통과홈은 반타원형 또는 반원형으로 형성되는 것일 수 있다.Passing grooves may be formed in a semi-elliptic or semi-circular.

통과홈은 레이저 빔의 단면 크기보다 큰 크기로 형성되는 것일 수 있다. The passing groove may be formed to a size larger than the cross-sectional size of the laser beam.

빔 덤퍼에는 레이저 빔의 위치에 따라 빔 덤퍼의 위치를 조절하기 위한 빔 덤퍼 위치 조절부가 설치되는 것일 수 있다.The beam dumper may be provided with a beam dumper position adjusting unit for adjusting the position of the beam dumper according to the position of the laser beam.

빔 덤퍼 위치 조절부는 빔 덤퍼를 레이저 빔의 폭 방향을 따라 이동시키기 위한 서보모터를 포함하는 것일 수 있다. The beam dumper position adjusting unit may include a servomotor for moving the beam dumper along the width direction of the laser beam.

서보모터의 회전축에는 피니언 기어가 결합되고, 피니언 기어에는 빔 덤퍼 외측면에 연결된 랙 기어가 결합되는 것일 수 있다.The pinion gear is coupled to the rotation shaft of the servomotor, and the rack gear connected to the outer surface of the beam dumper may be coupled to the pinion gear.

서보모터는 회전축의 회전수 또는 회전 각도 조절에 의하여 빔 덤퍼의 이동 거리를 제어하는 것일 수 있다. The servo motor may control the moving distance of the beam dumper by adjusting the rotation speed or the rotation angle of the rotation shaft.

본 발명의 구현예에 따르면, 폴리곤 미러로부터 전반사되는 레이저 빔 전체를 포커싱 미러로 통과시키고, 레이저 빔의 위치에 따라 빔 덤퍼의 위치를 조절함으로써, 제품의 표면에 그루브의 깊이를 균일하게 형성할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, by passing the entire laser beam totally reflected from the polygon mirror to the focusing mirror, and by adjusting the position of the beam dumper according to the position of the laser beam, it is possible to uniformly form the depth of the groove on the surface of the product have.

이에 따라, 제품 표면의 그루브의 품질을 유지하면서 제품 품질을 더욱 향상시킬 수 있다. Accordingly, product quality can be further improved while maintaining the quality of the grooves on the product surface.

도 1은 판상의 제품 표면에 그루브가 형성되는 상태를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 그루브 형성 장치의 레이저 빔 통과 상태를 나타낸 개략적인 일부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 그루브 형성 장치에 따라 레이저 빔의 통과 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 그루브 형성 장치에 따라 제품 표면에 폭 방향 그루브 깊이 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 종래 기술에 따라 제품 표면에 폭 방향 그루브 깊이 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 그루브 형성 장치를 이용한 빔 덤퍼 초점 위치 제어 상태를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a schematic perspective view for explaining a state in which grooves are formed on a plate-like product surface.
2 is a schematic partial perspective view showing a laser beam passing state of the surface groove forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the passage state of the laser beam according to the surface groove forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing the width direction groove depth state on the product surface in accordance with the surface groove forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a width direction groove depth state on the surface of the product according to the prior art.
6 is a view for explaining a beam dumper focus position control state using the surface groove forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art can easily understand, the embodiments described below may be modified in various forms without departing from the spirit and scope of the present invention. Where possible, the same or similar parts are represented using the same reference numerals in the drawings.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는" 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used below is merely to refer to specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” include plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the meaning of “comprising” embodies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element, and / or component, and other specific characteristics, region, integer, step, operation, element, component, and / or group. It does not exclude the presence or addition of.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical terms and scientific terms used below have the same meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in advance are additionally interpreted to have a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed contents, and are not interpreted in an ideal or very formal sense unless defined.

도 1은 판상의 제품 표면에 그루브가 형성되는 상태를 설명하기 위한 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 그루브 형성 장치의 레이저 빔 통과 상태를 나타낸 개략적인 일부 사시도이다. 1 is a schematic perspective view illustrating a state in which grooves are formed on a plate-shaped product surface, and FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a laser beam passing state of the surface groove forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 그루브 형성 장치에 따라 레이저 빔의 통과 상태를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining the passage state of the laser beam according to the surface groove forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 그루브 형성 장치에 따라 제품 표면에 폭 방향 그루브 깊이 상태를 나타낸 도면이다.Figure 4 is a view showing the width direction groove depth state on the product surface in accordance with the surface groove forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 그루브 형성 장치는, 제품(10) 표면에 레이저 빔(21)을 조사하여 그루브(11)를 형성하기 위한 것이다. 1 to 4, the surface groove forming apparatus according to an embodiment of the present invention is for forming the groove 11 by irradiating the laser beam 21 on the surface of the product 10.

여기서, 제품(10)이라 함은 방향성 전기강판과 같은 판상의 제품을 가리킨다. Here, the product 10 refers to a plate-like product, such as a grain-oriented electrical steel sheet.

표면 그루브 형성 장치는, 연속파 레이저 빔(21)을 발생하는 한 쌍의 레이저 빔 발생부(20)와, 레이저 빔 발생부(20)로부터 입사되는 레이저 빔(21)을 타원 또는 원형 등의 단면 형태로 형성하기 위한 한 쌍의 쉐이핑 미러(30)를 포함할 수 있다. The surface groove forming apparatus includes a pair of laser beam generators 20 generating the continuous wave laser beam 21 and a laser beam 21 incident from the laser beam generator 20 in an elliptical or circular shape. It may include a pair of shaping mirror 30 to form a.

레이저 빔 발생부(20)와 쉐이핑 미러(30)는 광섬유 케이블(23)에 의하여 연결되어 레이저 빔 발생부(20)에서 발생된 레이저 빔(21)은 쉐이핑 미러(30)에 입사될 수 있다. The laser beam generator 20 and the shaping mirror 30 may be connected by the optical fiber cable 23 so that the laser beam 21 generated by the laser beam generator 20 may be incident on the shaping mirror 30.

표면 그루브 형성 장치는, 쉐이핑 미러(30)로부터 입사되는 레이저 빔(21)을 전반사하기 위한 폴리곤 미러(40)를 포함할 수 있다. The surface groove forming apparatus may include a polygon mirror 40 for total reflection of the laser beam 21 incident from the shaping mirror 30.

폴리곤 미러(40)는 한 쌍의 쉐이핑 미러(30) 사이에 위치하는 임의의 삼각지점에서 배치되어 설정된 속도로 구동되는 폴리곤 구동모터(41)에 의하여 고속 회전하도록 설치될 수 있다. The polygon mirror 40 may be installed to rotate at a high speed by the polygon driving motor 41 disposed at an arbitrary triangular point positioned between the pair of shaping mirrors 30 and driven at a set speed.

폴리곤 미러(40)는 쉐이핑 미러(30)로부터 입사되는 레이저 빔(21)을 폴리곤 미러(40)의 전방 양측으로 반사하도록 다각 반사면을 포함할 수 있다. The polygon mirror 40 may include a polygonal reflecting surface to reflect the laser beam 21 incident from the shaping mirror 30 to both front sides of the polygon mirror 40.

또한, 표면 그루브 형성 장치는, 폴리곤 미러(40)로부터 입사되는 레이저 빔(21)을 제품(10) 표면으로 반사시켜 그루브(11)를 가공하기 위한 포커싱 미러(50)를 포함할 수 있다. Further, the surface groove forming apparatus may include a focusing mirror 50 for processing the groove 11 by reflecting the laser beam 21 incident from the polygon mirror 40 onto the surface of the product 10.

포커싱 미러(50)는 폴리곤 미러(40)로부터 입사되는 레이저 빔(21)을 제품(10)의 이송 방향과 교차하는 방향(직교하는 방향)으로 입사되도록 한다. The focusing mirror 50 allows the laser beam 21 incident from the polygon mirror 40 to be incident in a direction (orthogonal direction) intersecting with the conveying direction of the product 10.

이에 따라, 레이저 빔(21)은 제품(10) 표면으로부터 반사되고 그 결과 연속하는 1열의 그루브(11)가 임의의 간격을 두고 제품(10) 표면에 형성될 수 있다. Accordingly, the laser beam 21 is reflected from the surface of the product 10 and consequently a continuous row of grooves 11 can be formed on the surface of the product 10 at any interval.

폴리곤 미러(40)와 포커싱 미러(50) 사이에는 불필요한 영역의 레이저 빔(21)을 제거하여 레이저 빔(21)의 폭을 일정하게 유지하기 위한 빔 덤퍼(beam dumper)(60)가 설치될 수 있다. A beam dumper 60 may be installed between the polygon mirror 40 and the focusing mirror 50 to remove the laser beam 21 in an unnecessary area to keep the width of the laser beam 21 constant. have.

빔 덤퍼(60)는 한 쌍의 레이저 빔 발생부(20) 및 쉐이핑 미러(30)에 대응하여 한 쌍으로 구비될 수 있다.The beam dumper 60 may be provided in pairs corresponding to the pair of laser beam generators 20 and the shaping mirror 30.

각 빔 덤퍼(60)는 임의의 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 단위 덤퍼(61)를 포함하며, 한 쌍의 단위 덤퍼(61)에는 폴리곤 미러(40)로부터 전반사되는 레이저 빔(21) 전체를 포커싱 미러(50)로 통과시키기 위한 빔 통과부(100)가 구비될 수 있다. Each beam dumper 60 includes a pair of unit dumpers 61 arranged at random intervals, and the pair of unit dumpers 61 includes the entire laser beam 21 totally reflected from the polygon mirror 40. The beam passing part 100 may be provided to pass the focusing mirror 50.

빔 통과부(100)는 단위 덤퍼(61)의 내측면에 오목하게 형성되어, 폴리곤 미러(40)로부터 전반사되는 레이저 빔(21)의 폭 방향(도 3에서 X방향) 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔(21)이 통과되기 위한 통과홈(110)으로 이루어질 수 있다. The beam passing portion 100 is concave on the inner surface of the unit dumper 61 and positioned at both ends of the width direction (X direction in FIG. 3) of the laser beam 21 totally reflected from the polygon mirror 40. It may be made of a passage groove 110 for the beam 21 to pass through.

통과홈(110)은 폴리곤 미러(40)로부터 전반사되는 레이저 빔(21)의 폭 방향(도 3에서 X방향) 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔(21)이 통과될 수 있도록 반타원형 또는 반원형 등으로 형성될 수 있다. The through groove 110 is a semi-ellipse or semi-circular shape so that the laser beam 21 located at both ends of the width direction (X direction in FIG. 3) of the laser beam 21 totally reflected from the polygon mirror 40 can pass therethrough. Can be formed.

또한, 통과홈(110)은 레이저 빔(21)의 폭 방향(도 3에서 X방향) 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔(21) 전체가 용이하게 통과될 수 있도록 레이저 빔(21)의 단면 크기보다 큰 크기로 형성될 수 있다. In addition, the passage groove 110 is larger than the cross-sectional size of the laser beam 21 so that the entire laser beam 21 located at both ends in the width direction (X direction in FIG. 3) of the laser beam 21 can be easily passed. It can be formed in a large size.

통과홈(110)은 레이저 빔(21) 중 폭 방향(도 3에서 X방향) 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔(21) 전체가 보다 용이하게 통과될 수 있도록 레이저 빔(21)의 길이 방향 중심선 상에 구멍 중심을 가질 수 있다. The passage groove 110 is formed on the longitudinal center line of the laser beam 21 so that the entire laser beam 21 located at both ends of the width direction (X direction in FIG. 3) of the laser beam 21 can be more easily passed. Can have a hole center.

또한, 빔 덤퍼(60)에는 제품(10) 표면에 균일한 그루브 깊이를 형성할 수 있도록 레이저 빔(21)의 위치에 따라 빔 덤퍼(60)의 위치를 조절하기 위한 빔 덤퍼 위치 조절부(200)가 설치될 수 있다. In addition, the beam dumper 60 has a beam dumper position adjusting unit 200 for adjusting the position of the beam dumper 60 according to the position of the laser beam 21 so as to form a uniform groove depth on the surface of the product 10. ) Can be installed.

빔 덤퍼 위치 조절부(200)는 통과홈(110)의 중심(O1)이 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔(21)의 길이 방향 중심선(O2-O2선)에 위치하도록 빔 덤퍼(60)를 레이저 빔(21)의 폭 방향을 따라 좌, 우로 이동시키기 위한 서보모터(210)를 포함할 수 있다. The beam dumper position adjusting unit 200 lasers the beam dumper 60 so that the center O1 of the passage groove 110 is located at the longitudinal center line (O2-O2 line) of the laser beam 21 located at both ends. It may include a servomotor 210 for moving left and right in the width direction of the beam 21.

서보모터(210)의 회전축(211)에는 피니언 기어(213)가 결합되고, 피니언 기어(213)에는 빔 덤퍼(60)의 외측면에 연결된 랙 기어(215)가 결합될 수 있다. The pinion gear 213 may be coupled to the rotation shaft 211 of the servomotor 210, and the rack gear 215 connected to the outer surface of the beam dumper 60 may be coupled to the pinion gear 213.

랙 기어(215)는 빔 덤퍼(60)의 외측면과 설정된 각도를 이루도록 설치되는데, 빔 덤퍼(60)의 외측면과 수직 방향(도 3에서 X 방향)으로 설치될 수 있다. The rack gear 215 is installed to form a set angle with the outer surface of the beam dumper 60, it may be installed in a vertical direction (X direction in Figure 3) with the outer surface of the beam dumper 60.

서보모터(210)는 회전축(211)의 회전수 또는 회전 각도 조절에 의하여 랙 기어(215)의 좌, 우 방향(도 3에서 X 방향) 이동 거리를 정밀하게 제어함으로써, 빔 덤퍼(60)의 이동 거리를 정밀하게 제어할 수 있다. The servomotor 210 precisely controls the movement distance of the rack gear 215 in the left and right directions (X direction in FIG. 3) by adjusting the rotation speed or the rotation angle of the rotation shaft 211, thereby adjusting the beam dumper 60. The travel distance can be precisely controlled.

이하에서, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 그루브 형성 장치의 작동에 대해서 설명한다.1 to 5, the operation of the surface groove forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 레이저 빔 발생부(20)에서 발생된 레이저 빔(21)은 광섬유 케이블(23)을 통하여 쉐이핑 미러(30)에 입사된다. First, the laser beam 21 generated by the laser beam generator 20 is incident on the shaping mirror 30 through the optical fiber cable 23.

쉐이핑 미러(30)는 광섬유 케이블(23)을 통하여 레이저 빔 발생부(20)로부터 입사되는 레이저 빔(21)을 타원 또는 원형 등의 단면 형태로 형성한다. The shaping mirror 30 forms the laser beam 21 incident from the laser beam generator 20 through the optical fiber cable 23 in an elliptical or circular cross section.

또한, 폴리곤 미러(40)는 쉐이핑 미러(30)로부터 입사되는 레이저 빔(21)을 그 전방 양측으로 전반사하고, 포커싱 미러(50)는 폴리곤 미러(40)로부터 입사되는 레이저 빔(21)을 제품(10) 표면에 반사시켜 연속하는 1열의 그루브(11)를 가공한다. Further, the polygon mirror 40 totally reflects the laser beam 21 incident from the shaping mirror 30 to both sides thereof, and the focusing mirror 50 produces the laser beam 21 incident from the polygon mirror 40. (10) The continuous groove 11 is processed by reflecting on the surface.

즉, 포커싱 미러(50)는 폴리곤 미러(40)로부터 입사되는 레이저 빔(21)을 제품(10)의 이송 방향과 교차하는 방향(수직 방향)으로 반사시켜 제품(10) 표면에 반사시켜 제품(10) 표면에 일정한 간격으로 그루브(11)를 형성한다. That is, the focusing mirror 50 reflects the laser beam 21 incident from the polygon mirror 40 in a direction (vertical direction) intersecting with the conveying direction of the product 10 and reflects the surface of the product 10 to reflect the product ( 10) The grooves 11 are formed on the surface at regular intervals.

그리고, 폴리곤 미러(40)와 포커싱 미러(50) 사이에는 빔 덤퍼(60)가 레이저 빔(21)의 폭 방향 양쪽 끝부분에 설치되어 불필요한 영역의 레이저 빔(21)을 제거하여 레이저 빔(21)의 폭을 일정하게 유지하고 있다. The beam dumper 60 is installed at both ends of the laser beam 21 in the width direction between the polygon mirror 40 and the focusing mirror 50 to remove the laser beam 21 in an unnecessary area, thereby removing the laser beam 21. ) Width is kept constant.

또한, 빔 덤퍼(60)에는 빔 통과부(100)가 구비되어 있어 폴리곤 미러(40)로부터 전반사되는 레이저 빔(21) 전체를 포커싱 미러(50)로 통과시킬 수 있다. In addition, the beam dumper 60 is provided with a beam passing part 100 to pass the entire laser beam 21 totally reflected from the polygon mirror 40 to the focusing mirror 50.

즉, 빔 덤퍼(60)의 단위 덤퍼(61)의 내측면에 오목하게 통과홈(110)이 형성되어 폴리곤 미러(40)로부터 전반사되는 레이저 빔(21)의 폭 방향(도 3에서 X방향) 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔(21)을 통과시킬 수 있다. That is, a through groove 110 is formed concavely in the inner surface of the unit dumper 61 of the beam dumper 60 so that the width direction of the laser beam 21 totally reflected from the polygon mirror 40 (in the X direction in FIG. 3). It can pass through the laser beam 21 located at both ends.

통과홈(110)은 반타원형 또는 반원형으로 형성되어 있으므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 폴리곤 미러(40)로부터 전반사되는 레이저 빔(21)의 폭 방향 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔(21)의 반단면 형상 부분이 통과홈(110)을 통하여 통과될 수 있다. Since the through groove 110 is formed in a semi-elliptic or semi-circular shape, as shown in FIG. 3, the laser beam 21 located at both ends in the width direction of the laser beam 21 totally reflected from the polygon mirror 40. The half cross-sectional portion may be passed through the passage groove 110.

그리고, 통과홈(110)은 레이저 빔(21)의 길이 방향 중심선 상에 구멍 중심을 가지고 있으므로, 레이저 빔(21) 중 폭 방향 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔(21) 전체가 통과홈(110)을 통하여 용이하게 통과될 수 있다. Since the through groove 110 has a hole center on the longitudinal center line of the laser beam 21, the entire laser beam 21 located at both ends of the width direction of the laser beam 21 passes through the through groove 110. It can be easily passed through.

도 5에 도시된 종래기술에서는 레이저 빔(21) 중 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔(21)의 반쪽 형상이 빔 덤퍼(미도시)에 가려 반달 모양으로 잘라지게 되어, 제품(10) 표면에 폭 방향으로 요철(15)이 형성된다. In the prior art illustrated in FIG. 5, the half shape of the laser beam 21 positioned at both ends of the laser beam 21 is cut into a half moon shape by being covered by a beam dumper (not shown). Unevenness 15 is formed in the direction.

즉, 제품(10) 표면에는 정상 그루브 깊이(D1)와, 요철(15) 형성에 의한 비정상 그루브 깊이(D2)가 형성된다. That is, the normal groove depth D1 and the abnormal groove depth D2 due to the unevenness 15 are formed on the surface of the product 10.

이에 비해, 본 발명에서는 레이저 빔(21) 중 폭 방향 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔(21) 전체가 통과홈(110)을 통하여 통과하게 되므로, 제품(10) 표면에 그루브(11)의 깊이(D1)가 균일하게 형성될 수 있다(도 4 참고). In contrast, in the present invention, since the entire laser beam 21 located at both ends in the width direction of the laser beam 21 passes through the passage groove 110, the depth of the groove 11 on the surface of the product 10 ( D1) may be formed uniformly (see FIG. 4).

또한, 빔 덤퍼(60)에는 빔 덤퍼 위치 조절부(200)가 설치되어 있으므로, 제품(10) 표면에 균일한 그루브(11) 깊이를 형성할 수 있도록 레이저 빔(21)의 위치에 따라 빔 덤퍼(60)의 위치를 조절할 수 있다. In addition, since the beam dumper position adjusting unit 200 is installed at the beam dumper 60, the beam dumper may be formed according to the position of the laser beam 21 so as to form a uniform groove 11 depth on the surface of the product 10. The position of 60 can be adjusted.

빔 덤퍼 위치 조절부(200)는 서보모터(210)를 포함하고, 서보모터(210)를 작동하여 빔 덤퍼(60)를 레이저 빔(21)의 폭 방향을 따라 좌, 우로 이동시킬 수 있다. The beam dumper position adjusting unit 200 may include a servo motor 210 and operate the servo motor 210 to move the beam dumper 60 to the left and right along the width direction of the laser beam 21.

따라서, 통과홈(110)의 중심(O1)이 레이저 빔(21) 중 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔(21)의 길이 방향 중심선(O2-O2선)에 위치시킬 수 있다. Therefore, the center O1 of the passage groove 110 may be positioned at the longitudinal center line O2-O2 of the laser beam 21 located at both ends of the laser beam 21.

또한, 서보모터(210)의 회전축(211)에는 피니언 기어(213)가 결합되고, 피니언 기어(213)에는 빔 덤퍼(60)의 외측면에 연결된 랙 기어(215)가 결합될 수 있다. In addition, the pinion gear 213 may be coupled to the rotation shaft 211 of the servomotor 210, and the rack gear 215 coupled to the outer surface of the beam dumper 60 may be coupled to the pinion gear 213.

따라서, 서보모터(210)는 회전축(211)의 회전수 또는 회전 각도를 조절함으로써, 랙 기어(215)의 좌, 우 방향(도 3에서 X 방향) 이동 거리를 정밀하게 제어할 수 있으며, 이에 따라 빔 덤퍼(60)의 이동 거리를 정밀하게 제어할 수 있다. Accordingly, the servomotor 210 may precisely control the left and right directions (X direction in FIG. 3) of the rack gear 215 by adjusting the rotation speed or the rotation angle of the rotation shaft 211. Accordingly, the moving distance of the beam dumper 60 can be precisely controlled.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 그루브 형성 장치를 이용한 빔 덤퍼 초점 위치 제어 상태를 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining a beam dumper focus position control state using the surface groove forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

설정 속도로 이송되는 판상의 제품(예컨대, 강판)(10)이 롤(1)에 의하여 이송되고, 디플렉터 롤(3)에 의하여 이송방향이 변환된다. The plate-shaped product (for example, steel plate) 10 conveyed at the set speed is conveyed by the roll 1, and the conveying direction is changed by the deflector roll 3.

이때, 디플렉터 롤(3)에는 제품 표면에 형성된 그루브 깊이를 그루브 깊이 측정장치(5)에 의하여 측정한다. At this time, the groove depth formed on the surface of the product is measured on the deflector roll 3 by the groove depth measuring apparatus 5.

그루브 깊이 측정장치(5)에서 측정된 그루브의 깊이가 균일하지 않고 그루브의 폭 방향을 따라 요철이 형성되는 경우에는, 빔 덤퍼 위치 조절부(200)에서 빔 빔 덤퍼 위치를 레이저 빔의 폭 방향을 따라 좌, 우 방향으로 조절하여 제어한다. When the depth of the groove measured by the groove depth measuring device 5 is not uniform and irregularities are formed along the width direction of the groove, the beam dumper position adjusting unit 200 sets the beam beam dumper position in the width direction of the laser beam. According to the left and right direction.

빔 덤퍼 위치 조절부(200)에 의하여 빔 덤퍼 위치가 조절됨에 따라 포커싱 미러(50)에서 폴리곤 미러(40)로부터 전반사되는 레이저 빔 전체가 상기 포커싱 미러로 통과되도록 제어된다. As the beam dumper position is adjusted by the beam dumper position adjusting unit 200, the entire laser beam totally reflected from the polygon mirror 40 in the focusing mirror 50 is controlled to pass through the focusing mirror.

20: 레이저 빔 발생부
30: 쉐이핑 미러
40: 폴리곤 미러
50: 포커싱 미러
60: 빔 덤퍼
100: 빔 통과부
110: 통과홈
200: 빔 덤퍼 위치 조절부20: laser beam generator
30: shaping mirror
40: polygon mirror
50: focusing mirror
60: beam dumper
100: beam passing part
110: passing groove
200: beam dumper position adjusting unit

Claims (8)

판상의 제품 표면에 레이저 빔을 조사하여 그루브를 형성하는 표면 그루브 형성 장치로서,
레이저 빔 발생부로부터 입사되는 상기 레이저 빔을 타원 또는 원형 단면 형태로 형성하기 위한 한 쌍의 쉐이핑 미러,
상기 쉐이핑 미러로부터 입사되는 상기 레이저 빔을 전반사하기 위한 폴리곤 미러,
상기 폴리곤 미러로부터 입사되는 상기 레이저 빔을 상기 제품 표면으로 반사시켜 그루브를 가공하기 위한 포커싱 미러,
상기 폴리곤 미러와 상기 포커싱 미러 사이에 설치되어 상기 레이저 빔의 폭을 일정하게 유지하기 위한 빔 덤퍼(beam dumper), 및
상기 빔 덤퍼에 제공되어 상기 폴리곤 미러로부터 전반사되는 상기 레이저 빔 전체를 상기 포커싱 미러로 통과시키기 위한 빔 통과부
를 포함하는 표면 그루브 형성 장치.A surface groove forming apparatus for forming a groove by irradiating a laser beam onto a surface of a plate-shaped product,
A pair of shaping mirrors for forming the laser beam incident from the laser beam generator into an ellipse or circular cross section;
A polygon mirror for total reflection of the laser beam incident from the shaping mirror,
A focusing mirror for processing a groove by reflecting the laser beam incident from the polygon mirror onto the product surface,
A beam dumper installed between the polygon mirror and the focusing mirror to maintain a constant width of the laser beam, and
A beam passing portion provided to the beam dumper to pass the entire laser beam totally reflected from the polygon mirror to the focusing mirror
Surface groove forming apparatus comprising a. 제1항에 있어서,
상기 빔 덤퍼는 한 쌍의 단위 덤퍼를 포함하고
상기 빔 통과부는 상기 단위 덤퍼의 내측면에 오목하게 형성되어 상기 레이저 빔의 폭 방향 양쪽 끝부분에 위치한 레이저 빔이 통과되기 위한 통과홈으로 이루어지는 것인, 표면 그루브 형성 장치.The method of claim 1,
The beam dumper includes a pair of unit dumpers
And the beam passing portion is formed concave on an inner surface of the unit dumper, and comprises a through groove for passing the laser beams positioned at both ends in the width direction of the laser beam. 제2항에 있어서,
상기 통과홈은 반타원형 또는 반원형으로 형성되는 것인, 표면 그루브 형성 장치.The method of claim 2,
The through groove is formed in a semi-elliptic or semi-circular, surface groove forming apparatus. 제3항에 있어서,
상기 통과홈은 상기 레이저 빔의 단면 크기보다 큰 크기로 형성되는 것인, 표면 그루브 형성 장치.The method of claim 3,
The through groove is formed with a size larger than the cross-sectional size of the laser beam, the surface groove forming apparatus. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔 덤퍼에는 상기 레이저 빔의 위치에 따라 상기 빔 덤퍼의 위치를 조절하기 위한 빔 덤퍼 위치 조절부가 설치되는 것인, 표면 그루브 형성 장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
And the beam dumper is provided with a beam dumper position adjusting unit for adjusting the position of the beam dumper according to the position of the laser beam. 제5항에 있어서,
상기 빔 덤퍼 위치 조절부는 상기 빔 덤퍼를 상기 레이저 빔의 폭 방향을 따라 이동시키기 위한 서보모터를 포함하는 것인, 표면 그루브 형성 장치.The method of claim 5,
And the beam dumper position adjusting unit includes a servomotor for moving the beam dumper along the width direction of the laser beam. 제6항에 있어서,
상기 서보모터의 회전축에는 피니언 기어가 결합되고,
상기 피니언 기어에는 상기 빔 덤퍼 외측면에 연결된 랙 기어가 결합되는 것인, 표면 그루브 형성 장치.The method of claim 6,
The pinion gear is coupled to the rotation axis of the servo motor,
And a rack gear connected to the beam dumper outer surface is coupled to the pinion gear. 제7항에 있어서,
상기 서보모터는 상기 회전축의 회전수 또는 회전 각도 조절에 의하여 상기 빔 덤퍼의 이동 거리를 제어하는 것인, 표면 그루브 형성 장치.
The method of claim 7, wherein
The servo motor is to control the moving distance of the beam dumper by adjusting the rotational speed or the rotation angle of the rotary shaft, surface groove forming apparatus.
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