KR20210017633A - Laser cutting device having a functiong of adjusting auto focus - Google Patents

Laser cutting device having a functiong of adjusting auto focus Download PDF

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KR20210017633A
KR20210017633A KR1020190097204A KR20190097204A KR20210017633A KR 20210017633 A KR20210017633 A KR 20210017633A KR 1020190097204 A KR1020190097204 A KR 1020190097204A KR 20190097204 A KR20190097204 A KR 20190097204A KR 20210017633 A KR20210017633 A KR 20210017633A
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신경석
탁정현
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치얼업코리아 주식회사
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Abstract

Disclosed is a laser cutting device, which varies height of a light collection lens to be capable of automatically adjusting a focus of a laser beam. The present invention comprises a focus adjuster, an adjustment unit.

Description

자동 초점조절이 가능한 레이저 절단장치{LASER CUTTING DEVICE HAVING A FUNCTIONG OF ADJUSTING AUTO FOCUS}Laser cutting device with automatic focus adjustment {LASER CUTTING DEVICE HAVING A FUNCTIONG OF ADJUSTING AUTO FOCUS}

본 발명은 레이저 발생기로부터 발생되는 레이저빔을 미리 정해진 초점에서 교차되도록 집광하는 집광렌즈를 통해 집광된 레이저빔을 절단 대상물의 미리 정해진 조사면에 조사하는 절단헤드가 구비되는 레이저 절단장치에 있어서, 상기 집광렌즈의 측면에 고정되며 내주면을 따라 나사산이 형성되는 관통홀이 중앙부에 형성되는 렌즈홀더와, 정방향 또는 역방향으로 회전 가능한 모터로서 외주면을 따라 나사산이 형성되는 회전축이 상기 렌즈홀더의 상부에서 관통홀에 수직방향을 따라 치합되며 정방향 또는 역방향으로 회전시 상기 렌즈홀더가 상하로 이동되면서 집광렌즈의 위치가 변화되어 레이저빔의 교차점이 조절되도록 하는 구동모터를 포함하는 초점조절기와; 상기 렌즈홀더의 이동거리값을 제어하는 신호를 상기 구동모터에 전달하여 집광렌즈의 위치를 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점조절이 가능한 레이저 절단장치에 관한 것이다.
The present invention is a laser cutting device provided with a cutting head for irradiating a laser beam condensed to a predetermined irradiation surface of an object to be cut through a condensing lens for condensing the laser beam generated from the laser generator to cross at a predetermined focal point, the A lens holder that is fixed to the side of the condensing lens and has a through hole formed with a thread along the inner circumferential surface thereof, and a lens holder with a through hole formed at the center thereof, and a rotating shaft with a thread formed along the outer circumferential surface as a motor that can rotate in a forward or reverse direction. A focus adjuster including a driving motor that engages in a vertical direction to and changes the position of the condensing lens as the lens holder moves up and down when rotated in a forward or reverse direction to adjust an intersection point of the laser beam; It relates to a laser cutting apparatus capable of automatic focus control comprising a; a control unit for controlling the position of the condensing lens by transmitting a signal for controlling the moving distance value of the lens holder to the drive motor.

레이저(LASER : Light Amplification by Stimulated Emission of Radition)란 유도 방출 과정에 의해 증폭된 광선을 말하며, 보통 빛에 비하여 매우 순수하며 퍼지지 않고 곧바로 진행하는 빛이다. 물체를 태울 때 나는 빛이나 형광등에서 나오는 빛은 고온으로 가열된 원자나 분자 하나하나에서 자유로이 발생하는 빛이며, 이러한 빛은 같은 종류의 원자나 분자에서 나오는 빛이라도 무수히 다른 파장의 빛을 포함하고 있다. LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radition) refers to light amplified by the induced emission process, and it is very pure compared to normal light and is light that proceeds directly without spreading. Light emitted when burning an object or light emitted from a fluorescent lamp is freely generated from each atom or molecule heated to a high temperature, and such light contains light of a myriad of different wavelengths, even if it comes from the same type of atom or molecule. .

그러나, 레이저광선은 한 종류의 파장만을 가진 빛이며 위상(位相)이 고른 연속된 빛이다. 이 빛의 스펙트럼을 분광프리즘으로 조사해 보면 아주 가는 1개의 선스펙트럼이 된다. 따라서, 레이저광선을 렌즈로 집속하면 고밀도의 에너지원을 매우 작은 넓이(빛의 파장을 단위로 하여 측정할 수 있을 정도)로 집광할 수 있어 금속의 정밀가공 등에 자주 이용되고 있다.However, laser light is light with only one type of wavelength and is a continuous light with even phase. If this spectrum of light is investigated with a spectral prism, it becomes one very thin line spectrum. Therefore, when a laser beam is focused by a lens, a high-density energy source can be condensed in a very small area (measured in terms of the wavelength of light as a unit), which is often used for precision processing of metals.

일반적으로 사용되는 레이저 절단장치는 도 1과 같이 레이저를 발생시키는 레이저 발생기(1)와, 이 레이저 발생기(1)에서 발생된 레이저를 목적지로 이동시키기 위한 다수개의 반사경(2), 최종목적지 근처에서 레이저를 집광시키는 집광렌즈(5)가 장착되는 절단헤드부(4) 및 상기 반사경(2)과 집광렌즈(5) 등을 지지함과 동시에 레이저의 이동경로를 제공하는 덕트 형태의 반사경지지관(3)이 구비된다.A generally used laser cutting device includes a laser generator (1) that generates a laser as shown in Fig. 1, a plurality of reflectors (2) for moving the laser generated by the laser generator (1) to a destination, and near the final destination. A duct-shaped reflector support tube (a cutting head 4 on which a condensing lens 5 for condensing a laser is mounted) and a duct-shaped reflector supporting the reflector 2 and the condensing lens 5 and providing a path for moving the laser ( 3) is provided.

이러한 형태의 레이저 절단장치에 의한 작업에 있어서, 제품의 불량은 종종 상기 반사경(2)의 반사각에 오차가 생기거나, 상기 집광렌즈(5)에 의해 레이저의 초점을 정확하게 맞추지 못하는 경우 등에 의해서 발생한다.In the work of this type of laser cutting device, product defects are often caused by errors in the reflection angle of the reflecting mirror 2, or the inability to accurately focus the laser by the condensing lens 5. .

특히, 제품의 절단면이 불량하게 되는 것은 집광렌즈와 후판제품과의 초점거리를 정확하게 맞추지 못하기 때문이다. 즉, 렌즈의 초점거리가 정확하게 맞는 경우에는 도 2a와 같이 양호한 절단면을 얻을 수 있으나 렌즈의 초점거리가 정확하게 맞지 않은 경우에는 도 2b와 같이 불량한 절단면이 얻어진다. 도 2b와 같이 불량한 절단면이 발생하는 경우에는 제품 전체를 폐기해야 되므로, 제품의 생산성을 높이기 위해서는 무엇보다도 렌즈의 초점거리를 정확하게 맞추는 것이 중요하다. 그러나, 종래에는 이러한 초점거리의 조정이 수동으로 이루어져 매우 비효율적이였다.
Particularly, the reason why the cut surface of the product is bad is that the focal length between the condensing lens and the thick plate product cannot be accurately adjusted. That is, when the focal length of the lens is accurately matched, a good cutting surface can be obtained as shown in FIG. 2A, but when the focal length of the lens is not accurately matched, a poor cutting surface is obtained as shown in FIG. 2B. When a defective cut surface occurs as shown in FIG. 2B, the entire product must be discarded. Therefore, it is important to accurately adjust the focal length of the lens above all to increase the productivity of the product. However, in the related art, such focal length adjustment was performed manually, which was very inefficient.

대한민국 공개실용신안공보 제20-1996-0016578호(레이저가공기 집광헤드의 촛점 자동조절장치)Republic of Korea Public Utility Model Publication No. 20-1996-0016578 (automatic focusing device of laser processing machine condensing head)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 집광렌즈의 자유로운 상하이동을 통해 레이저빔의 교차점을 용이하게 조절함으로써 우수한 절단면을 형성할 수 있고, 작업시간을 현저히 단축시킬 수 있는 레이저 절단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention was invented to solve the above problems, and by easily adjusting the intersection point of the laser beam through free movement of the condensing lens, it is possible to form an excellent cutting surface and to significantly shorten the working time. Its purpose is to provide a device.

상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 레이저 발생기로부터 발생되는 레이저빔을 미리 정해진 초점에서 교차되도록 집광하는 집광렌즈를 통해 집광된 레이저빔을 절단 대상물의 미리 정해진 조사면에 조사하는 절단헤드가 구비되는 레이저 절단장치에 있어서, 상기 집광렌즈의 측면에 고정되며 내주면을 따라 나사산이 형성되는 관통홀이 중앙부에 형성되는 렌즈홀더와, 정방향 또는 역방향으로 회전 가능한 모터로서 외주면을 따라 나사산이 형성되는 회전축이 상기 렌즈홀더의 상부에서 관통홀에 수직방향을 따라 치합되며 정방향 또는 역방향으로 회전시 상기 렌즈홀더가 상하로 이동되면서 집광렌즈의 위치가 변화되어 레이저빔의 교차점이 조절되도록 하는 구동모터를 포함하는 초점조절기와; 상기 렌즈홀더의 이동거리값을 제어하는 신호를 상기 구동모터에 전달하여 집광렌즈의 위치를 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. For the above purposes, the present invention is a laser having a cutting head that irradiates a laser beam collected through a condensing lens that condenses a laser beam generated from a laser generator to cross at a predetermined focal point to a predetermined irradiation surface of an object to be cut. In the cutting device, the lens holder is fixed to the side of the condensing lens and has a through hole formed with a thread along an inner circumferential surface thereof, and a lens holder having a central portion, and a rotation shaft having a thread formed along the outer circumferential surface as a motor that can rotate in a forward or reverse direction. A focus controller including a driving motor that engages in a vertical direction with the through hole at the top of the holder and moves the lens holder up and down when rotating in a forward or reverse direction, and changes the position of the condensing lens to adjust the intersection point of the laser beam. ; And a control unit for controlling the position of the condensing lens by transmitting a signal for controlling the moving distance value of the lens holder to the driving motor.

또한, 본 발명은 상기 렌즈홀더가 상하로 이동될 때 레이저빔의 흔들림을 방지할 수 있도록, 상기 회전축은 외주면을 따라 나사산이 형성되는 소정길이의 스크류부 및 상기 스크류부의 단부로부터 소정길이로 연장형성되는 원기둥 형태의 가이드부로 이루어지고, 상기 가이드부가 관통되는 가이드홀이 중앙부에 형성되는 판 형의 가이드패널이 상기 절단헤드의 내벽에 고정되는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is to prevent the shaking of the laser beam when the lens holder is moved up and down, the rotation shaft is formed to extend a predetermined length from the end of the screw portion and a screw portion of a predetermined length formed with a screw thread along the outer circumferential surface. A plate-shaped guide panel comprising a cylindrical guide portion and having a guide hole through which the guide portion passes through the central portion is fixed to the inner wall of the cutting head.

또한, 본 발명은 상기 렌즈홀더가 상하로 이동될 때 레이저빔의 흔들림을 방지할 수 있도록, 상기 절단헤드의 외주면에 수직방향을 따라 소정길이의 LM가이드레일이 배치되고, 일측면이 상기 렌즈홀더와 고정되면서 타측면이 상기 LM가이드레일에 치합되는 LM블럭이 구비되는 것을 특징으로 한다.
In addition, in the present invention, in order to prevent the shaking of the laser beam when the lens holder is moved up and down, the LM guide rail of a predetermined length is disposed along the vertical direction on the outer peripheral surface of the cutting head, and one side of the lens holder It is characterized in that the LM block is provided with the other side of which is fixed to the LM guide rail.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 구동모터의 회전력을 통해 렌즈홀더가 상하로 이동하면서 렌즈홀더에 고정된 집광렌즈의 위치(높이)가 가변되어 레이저빔의 교차점(초점)을 자동으로 조절할 수 있는 현저한 효과가 있다. The present invention made as described above has a remarkable effect in that the position (height) of the condensing lens fixed to the lens holder is changed while the lens holder moves up and down through the rotational force of the driving motor, so that the intersection point (focus) of the laser beam can be automatically adjusted. There is.

따라서, 절단 작업시 작업자가 일일이 수동으로 초점거리를 맞추기 위해 공정이 지연되는 문제점을 방지할 수 있으며, 절단 대상물의 두께나 형상에 따라 레이저빔의 초점을 실시간으로 조절하여 우수한 절단면을 얻을 수 있다. Accordingly, it is possible to prevent a problem in that the process is delayed in order for the operator to manually adjust the focal length during the cutting operation, and an excellent cutting surface can be obtained by adjusting the focus of the laser beam in real time according to the thickness or shape of the cutting object.

또한, 본 발명은 상기 스크류부를 통해 렌즈홀더가 상하로 이동될 때 가이드부가 가이드홀을 따라 이동하면서 렌즈홀더를 가이드하여 집광렌즈가 흔들리지 않고 상하 방향을 따라 직선방향으로 안정적으로 이동되도록 할 수 있고, 이를 통해 우수한 절단면을 얻을 수 있다. In addition, in the present invention, when the lens holder is moved up and down through the screw part, the guide part moves along the guide hole and guides the lens holder so that the condensing lens does not shake and moves stably in a linear direction along the vertical direction, Through this, an excellent cutting surface can be obtained.

또한, 본 발명은 상기 스크류부를 통해 렌즈홀더가 상하로 이동될 때 상기 렌즈홀더에 치합된 LM블럭이 LM가이드레일을 따라 가이드하여 집광렌즈가 흔들리지 않고 상하 방향으로만 안정적으로 이동되도록 하도록 할 수 있고, 이를 통해 우수한 절단면을 얻을 수 있다.
In addition, in the present invention, when the lens holder is moved up and down through the screw part, the LM block engaged with the lens holder is guided along the LM guide rail so that the condensing lens does not shake and moves stably only in the vertical direction. , Through this, it is possible to obtain an excellent cutting surface.

도 1은 종래 기술에 따른 레이저 절단장치의 레이저 발생 원리를 설명하기 위한 개략적인 예시도.
도 2a 및 도 2b는 레이저 초점 형성의 양호 및 불량 상태를 나타내는 예시도.
도 3은 종래의 레이저 절단장치의 절단헤드의 구조를 개략적으로 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 자동 초점조절이 가능한 레이저 절단장치의 개략적인 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 초점조절기의 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 집광렌즈의 흔들림을 방지하기 위한 구조를 도시한 개략적인 예시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 집광렌즈의 흔들림을 방지하기 위한 구조를 도시한 개략적인 예시도.1 is a schematic illustration for explaining the laser generation principle of a laser cutting device according to the prior art.
2A and 2B are exemplary views showing good and bad states of laser focus formation.
3 is an exemplary view schematically showing the structure of a cutting head of a conventional laser cutting device.
Figure 4 is a schematic illustration of a laser cutting device capable of automatic focusing according to the present invention.
5 is an exemplary view of a focus adjuster according to the present invention.
6 is a schematic illustration showing a structure for preventing shaking of a condensing lens according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic illustration showing a structure for preventing shaking of a condensing lens according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 자동 초점조절이 가능한 레이저 절단장치에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
Hereinafter, a laser cutting device capable of automatic focusing according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서 레이저 절단장치라 함은 레이저빔을 발생시키는 레이저 발생기(10)와, 상기 레이저빔을 교차되도록 집광하는 집광렌즈(30) 및 레이저 발생기를 통해 발생된 레이저빔을 목적지로 이동시키기 위한 적어도 하나 이상의 반사미러(40)가 내부에 구비되며 절단 대상물을 레이저 절단하는 절단헤드(20)를 포함하는 장치를 말한다. In the present invention, the laser cutting device refers to a laser generator 10 for generating a laser beam, a condensing lens 30 for condensing the laser beam to cross each other, and at least for moving a laser beam generated through the laser generator to a destination. It refers to an apparatus including a cutting head 20 having one or more reflective mirrors 40 therein and laser cutting an object to be cut.

본 발명은 상기의 레이저 절단장치에 있어서, 집광렌즈의 위치(높이)가 자동으로 가변되어 레이저빔의 교차점(초점)을 용이하게 조절할 수 있도록 한 것을 기술적 특징으로 한다.
The present invention is a technical feature in that in the above laser cutting apparatus, the position (height) of the condensing lens is automatically changed so that the intersection point (focus) of the laser beam can be easily adjusted.

도 도 4는 본 발명에 따른 자동 초점조절이 가능한 레이저 절단장치의 개략적인 예시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 초점조절기의 예시도로서, 본 발명에 따른 상기 초점조절기(100)는 절단헤드(20) 내부에 마련되는 것으로, 상기 집광렌즈(30)를 고정하는 렌즈홀더(110)와, 상기 렌즈홀더(110)를 승하강시키는 구동모터(120)를 포함한다. FIG. 4 is a schematic illustration of a laser cutting device capable of automatic focus adjustment according to the present invention, and FIG. 5 is an exemplary view of a focus adjuster according to the present invention, and the focus adjuster 100 according to the present invention is a cutting head (20) It is provided inside, and includes a lens holder 110 for fixing the condensing lens 30 and a driving motor 120 for raising and lowering the lens holder 110.

상기 렌즈홀더(110)는 상기 집광렌즈의 측면에 고정되는 소정 두께의 판상체로서, 중앙부에는 내주면을 따라 나사산이 형성되는 관통홀(111)이 형성된다. The lens holder 110 is a plate-shaped body having a predetermined thickness fixed to the side surface of the condensing lens, and a through hole 111 having a screw thread formed along an inner circumferential surface thereof is formed in a central portion.

상기 구동모터(120)는 상기 절단헤드(20)의 내벽에 고정되되, 회전축(121)이 상기 관통홀에 수직으로 관통하도록 렌즈홀더의 상부에 수직으로 배치되며, 정방향 또는 역방향으로 회전 가능한 모터이다. The driving motor 120 is fixed to the inner wall of the cutting head 20, and is vertically disposed on the top of the lens holder so that the rotation shaft 121 penetrates vertically through the through hole, and is a motor capable of rotating in a forward or reverse direction. .

상기 구동모터(120)는 집광렌즈가 너무 빠른 속도로 이동되는 것을 방지할 수 있도록 감속모터를 사용하는 것이 바람직하다. It is preferable to use a reduction motor for the driving motor 120 to prevent the condensing lens from moving at an excessively high speed.

상기 회전축(121)은 외주면에 나사산이 형성되어 관통홀(111)에 회전축(121)이 치합된 상태에서 정방향 또는 역방향으로 회전되면 상기 렌즈홀더(110)가 회전축(121)을 따라 상승 또는 하강된다. When the rotation shaft 121 is rotated in the forward or reverse direction while the rotation shaft 121 is engaged with the through hole 111 by forming a thread on the outer circumferential surface, the lens holder 110 rises or falls along the rotation shaft 121 .

본 발명은 상기 구동모터(120)의 회전력을 통해 렌즈홀더(110)가 상하로 이동되면 집광렌즈의 위치가 변화되면서 레이저빔의 교차점을 자동으로 조절할 수 있다. In the present invention, when the lens holder 110 is moved up and down through the rotational force of the driving motor 120, the position of the condensing lens is changed and the intersection of the laser beam can be automatically adjusted.

상기 제어부(미도시)는 상기 렌즈홀더의 이동거리값을 제어하는 신호를 상기 구동모터에 전달하여 집광렌즈의 위치를 조절하는 것으로, 렌즈홀더의 위치나 이동거리값을 육안으로 확인하기 위한 디스플레이 화면이 구비되는 모니터, 구동모터의 전원인가나 회전방향 입력, 렌즈홀더의 위치변화 등을 위한 조작부를 포함할 수 있다. The control unit (not shown) controls the position of the condensing lens by transmitting a signal for controlling the moving distance value of the lens holder to the driving motor, and a display screen for visually checking the position or moving distance value of the lens holder It may include a monitor provided, a control unit for applying power to the driving motor or inputting the rotation direction, and changing the position of the lens holder.

도 3은 종래의 레이저 절단장치의 절단헤드(4)의 구조를 개략적으로 도시한 도면으로서, 내주면에 나사산이 형성된 원통형의 절단헤드(6)에, 그 외주면에 나사산이 형성된 원통형의 장착노즐(7)이 맞물려 끼워지고 상기 장착노즐(7)의 내부에 집광렌즈(5)가 장착된다. 3 is a schematic view showing the structure of a cutting head 4 of a conventional laser cutting device, in a cylindrical cutting head 6 having a thread on its inner circumferential surface, and a cylindrical mounting nozzle 7 having a thread on its outer circumferential surface. ) Is engaged and the condensing lens 5 is mounted inside the mounting nozzle 7.

이러한 종래의 구조에 있어서 렌즈의 초점거리를 맞추기 위해서는, 작업자가 일일이 장착노즐(7)을 돌려가면서 집광렌즈(5)와 후판제품과의 초점거리를 조정하여야 했는데, 이러한 작업은 고도의 숙련된 기술을 필요로 할 뿐만 아니라, 작업시간도 많이 소요되었다. In order to adjust the focal length of the lens in such a conventional structure, the operator had to adjust the focal length between the condensing lens 5 and the thick plate product while rotating the mounting nozzle 7 one by one. This operation is a highly skilled technique. Not only was it required, but it took a lot of work time.

뿐만 아니라, 실제 후판제품의 절단작업시에 레이저 광의 출력 저하, 기계적 유동 발생, 진동 등으로 초점이 틀려져 절단면이 불량하게 될 때에는 모든 설비의 가동을 중단하고 초점거리를 수동으로 일일이 맞춘 다음 다시 제품을 절단해야 하였으므로 작업의 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 제품의 불량발생율도 높았다.In addition, when the cut surface becomes bad due to the deterioration of laser light output, mechanical flow, vibration, etc. during cutting of the actual thick plate product, stop all equipment operation, manually adjust the focal length, and then restart the product. Since it had to be cut, not only the efficiency of the work was lowered, but also the defect rate of the product was high.

본 발명은 상기 구동모터(120)의 회전력을 통해 렌즈홀더(110)가 상하로 이동하면서 렌즈홀더에 고정된 집광렌즈(30)의 위치(높이)가 자동으로 가변되면서 레이저빔의 교차점(초점)을 자동으로 조절할 수 있으므로 작업시간을 현저히 단축시킬 수 있으며, 제품의 불량발생율을 줄일 수 있는 효과가 있다.
In the present invention, the position (height) of the condensing lens 30 fixed to the lens holder is automatically changed while the lens holder 110 moves up and down through the rotational force of the driving motor 120, and the intersection of the laser beam (focus) Since it can be adjusted automatically, the working time can be remarkably shortened, and there is an effect of reducing the defect rate of the product.

다음으로, 본 발명은 상기 렌즈홀더(110)가 상하로 이동될 때 진동에 의해 집광렌즈(30)가 흔들리는 문제점을 방지할 수 있도록 구성된다. Next, the present invention is configured to prevent a problem in which the condensing lens 30 is shaken due to vibration when the lens holder 110 is moved up and down.

이를 위해, 본 발명에 따른 상기 회전축(121)은 외주면을 따라 나사산이 형성되는 소정길이의 스크류부(1211) 및 상기 스크류부의 단부로부터 소정길이로 연장형성되는 원기둥 형태의 가이드부(1212)로 이루어지고, 상기 가이드부가 관통되는 가이드홀(131)이 중앙부에 형성되는 판 형의 가이드패널(130)이 상기 절단헤드의 내벽에 고정된다. To this end, the rotation shaft 121 according to the present invention comprises a screw portion 1211 having a predetermined length in which a thread is formed along an outer circumferential surface, and a guide portion 1212 in a cylindrical shape extending from an end of the screw portion to a predetermined length. The plate-shaped guide panel 130 in which the guide hole 131 through which the guide part passes is formed in the center is fixed to the inner wall of the cutting head.

예를 들어, 상기 구동모터의 회전축(121)이 별도의 부재에 의해 지지된 상태가 아닌 경우 구동모터 구동시 회전축 외주면의 나사산을 따라 렌즈홀더(110)가 상하로 이동될 때 진동에 의한 떨림이 발생되어 집광렌즈(30)의 초점이 흐려지는 문제점이 발생될 수 있다. For example, when the rotation shaft 121 of the driving motor is not supported by a separate member, the vibration caused by vibration when the lens holder 110 moves up and down along the thread of the outer circumferential surface of the rotation shaft when driving the driving motor As a result, the focus of the condensing lens 30 may be blurred.

본 발명은 상기 회전축의 회전력에 의해 스크류부를 따라 렌즈홀더(110)가 상하로 이동될 때 상기 가이드부(1212)가 가이드홀(131)을 따라 직선이동하면서 렌즈홀더(110)를 가이드하여 집광렌즈(30)가 흔들리지 않고 안정적으로 상하로 직선이동되도록 할 수 있으며, 이를 통해 레이저빔의 초점이 흔들리는 것을 방지할 수 있는 현저한 효과가 있다. In the present invention, when the lens holder 110 is moved up and down along the screw part by the rotational force of the rotation axis, the guide part 1212 moves linearly along the guide hole 131 and guides the lens holder 110 to guide the condensing lens. It is possible to stably move up and down in a straight line without shaking 30, and through this, there is a remarkable effect of preventing the focus of the laser beam from shaking.

또한, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 집광렌즈의 흔들림을 방지하기 위한 구조를 도시한 개략적인 예시도로서, 도 7과 같이 본 발명은 상기 렌즈홀더(110)가 상하로 이동될 때 레이저빔의 흔들림을 방지할 수 있도록 상기 절단헤드의 외주면에 수직방향을 따라 소정길이의 LM가이드레일(200)이 배치되고, 일측면이 상기 렌즈홀더와 고정되면서 타측면이 상기 LM가이드레일에 치합되는 LM블럭(210)이 구비될 수 있다. In addition, FIG. 7 is a schematic illustration showing a structure for preventing shaking of a condensing lens according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the present invention relates to when the lens holder 110 is moved up and down. The LM guide rail 200 of a predetermined length is disposed along the vertical direction on the outer circumferential surface of the cutting head to prevent vibration of the laser beam, and one side is fixed to the lens holder while the other side is engaged with the LM guide rail. The LM block 210 may be provided.

여기에서, 상기 LM가이드레일(200)은 한 쌍이 폭 방향으로 소정간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다. 이러한 이유는 상기 렌즈홀더(110)의 폭에 따라 상하로 이동될 때 좌우 균형성을 확보하기 위한 것으로, 폭이 넓은 렌즈홀더(110)가 상하로 이동될 때 렌즈홀더(110)의 중앙부를 기준으로 양측에 한 쌍의 LM블럭(210)이 소정거리를 두고 이격되게 구비되고, LM블럭(210)과 대응되는 위치에 한 쌍의 LM가이드레일(200)이 동일 한격으로 나란하게 배열설치될 수 있다. Here, a pair of the LM guide rails 200 may be disposed to be spaced apart by a predetermined interval in the width direction. This reason is to ensure the balance between the left and right when the lens holder 110 is moved up and down according to the width of the lens holder 110, based on the center of the lens holder 110 when the wide lens holder 110 is moved up and down. As a result, a pair of LM blocks 210 are provided to be spaced apart from each other by a predetermined distance, and a pair of LM guide rails 200 may be arranged and installed side by side at the same distance at a position corresponding to the LM block 210. have.

이러한 LM가이드레일(200)과 LM블럭(210)을 포함하는 본 발명은 상기 회전축의 회전력에 의해 스크류부를 따라 렌즈홀더(110)가 상하로 이동될 때 상기 LM블럭(210)이 LM가이드레일(200)을 따라 렌즈홀더(110)를 가이드하여 집광렌즈(30)가 흔들리지 않고 안정적으로 상하로 직선이동되도록 할 수 있으며, 이를 통해 레이저빔의 초점이 흔들리는 것을 방지할 수 있는 현저한 효과가 있다.
In the present invention including the LM guide rail 200 and the LM block 210, when the lens holder 110 is moved up and down along the screw part by the rotational force of the rotation shaft, the LM block 210 is moved to the LM guide rail ( By guiding the lens holder 110 along 200), the condensing lens 30 can be stably linearly moved up and down without shaking, and there is a remarkable effect of preventing the focus of the laser beam from shaking.

10 : 레이저 발생기
20 : 절단헤드
30 : 집광렌즈
40 : 반사미러
50 : 절단 대상물
100 : 초점조절기
110 : 렌즈홀더 111 : 관통홀
120 : 구동모터 121 : 회전축
1211 : 스크류부 1212 : 가이드부
130 : 가이드패널 131 : 가이드홀
200 : LM가이드레일 210 : LM블럭10: laser generator
20: cutting head
30: condensing lens
40: reflective mirror
50: object to be cut
100: focus controller
110: lens holder 111: through hole
120: drive motor 121: rotating shaft
1211: screw part 1212: guide part
130: guide panel 131: guide hole
200: LM guide rail 210: LM block

Claims (3)

레이저 발생기로부터 발생되는 레이저빔을 미리 정해진 초점에서 교차되도록 집광하는 집광렌즈를 통해 집광된 레이저빔을 절단 대상물의 미리 정해진 조사면에 조사하는 절단헤드가 구비되는 레이저 절단장치에 있어서,
상기 집광렌즈의 측면에 고정되며 내주면을 따라 나사산이 형성되는 관통홀(111)이 중앙부에 형성되는 렌즈홀더(110)와, 정방향 또는 역방향으로 회전 가능한 모터로서 외주면을 따라 나사산이 형성되는 회전축(121)이 상기 렌즈홀더의 상부에서 관통홀에 수직방향을 따라 치합되며 정방향 또는 역방향으로 회전시 상기 렌즈홀더가 상하로 이동되면서 집광렌즈의 위치가 변화되어 레이저빔의 교차점이 조절되도록 하는 구동모터(120)를 포함하는 초점조절기(100)와;
상기 렌즈홀더의 이동거리값을 제어하는 신호를 상기 구동모터에 전달하여 집광렌즈의 위치를 조절하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점조절이 가능한 레이저 절단장치.
In the laser cutting device provided with a cutting head for irradiating a laser beam collected through a condensing lens that condenses a laser beam generated from a laser generator to cross at a predetermined focal point to a predetermined irradiation surface of an object to be cut,
A lens holder 110 fixed to the side of the condensing lens and having a through hole 111 formed therein along an inner circumferential surface thereof, and a rotation shaft 121 having a screw thread formed along an outer circumferential surface as a motor that can rotate in a forward or reverse direction. ) Is engaged in the vertical direction from the top of the lens holder to the through hole, and when the lens holder is rotated in the forward or reverse direction, the position of the condensing lens is changed as the lens holder is moved up and down, so that the intersection point of the laser beam is adjusted. ) And a focus adjuster 100 including;
A control unit for controlling the position of the condensing lens by transmitting a signal for controlling the moving distance value of the lens holder to the driving motor;
Laser cutting device capable of auto-focusing, comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 렌즈홀더가 상하로 이동될 때 레이저빔의 흔들림을 방지할 수 있도록,
상기 회전축(121)은 외주면을 따라 나사산이 형성되는 소정길이의 스크류부(1211) 및 상기 스크류부의 단부로부터 소정길이로 연장형성되는 원기둥 형태의 가이드부(1212)로 이루어지고,
상기 가이드부가 관통되는 가이드홀(131)이 중앙부에 형성되는 판 형의 가이드패널(130)이 상기 절단헤드의 내벽에 고정되는 것을 특징으로 하는 자동 초점조절이 가능한 레이저 절단장치.
The method of claim 1,
To prevent the shaking of the laser beam when the lens holder is moved up and down,
The rotation shaft 121 is made of a screw portion 1211 having a predetermined length in which a thread is formed along an outer circumferential surface and a cylindrical guide portion 1212 extending from an end of the screw portion to a predetermined length,
A laser cutting device capable of auto-focusing, characterized in that a plate-shaped guide panel 130 in which a guide hole 131 through which the guide part passes through is formed in a central part is fixed to an inner wall of the cutting head.
 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 렌즈홀더가 상하로 이동될 때 레이저빔의 흔들림을 방지할 수 있도록,
상기 절단헤드의 외주면에 수직방향을 따라 소정길이의 LM가이드레일(300)이 배치되고,
일측면이 상기 렌즈홀더와 고정되면서 타측면이 상기 LM가이드레일에 치합되는 LM블럭(310)이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 초점조절이 가능한 레이저 절단장치.
The method according to claim 1 or 2,
To prevent the shaking of the laser beam when the lens holder is moved up and down,
LM guide rail 300 of a predetermined length is disposed along the vertical direction on the outer peripheral surface of the cutting head,
A laser cutting device capable of automatic focusing, characterized in that the LM block 310 is provided with one side being fixed to the lens holder and the other side being engaged with the LM guide rail.
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