KR880003390Y1 - 레이저 가공기용 회전 헤드장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

레이저 가공기용 회전 헤드장치

제1도는 본 고안에 의한 회전헤드의 정면도.

제2도는 제1도의 측면도.

제3(a)도- 제3(d)도는 본 고안에 의하여 작용되는 응용 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 좌,우 이동 테이블 2 : 가이더

3 : 레일 4 : 볼스크류 넛트

5 : 볼 스크류 6 : 상,하 이동 테이블

12 : 평형회전 모우터 14 : 입형회전 모우터

15 : 노즐 16,17,18 : 빔벤더

21 : 자바라 H : 회전헤드

본 고안은 레이저 가공기에 있어서, 헤드부에 대한평형, 입형 회전과 이동을 가능케 하기 위하여 구성되는 장치에 관한 것이다.

구체적으로는, 집 광 노즐의 위치를 자유자재로 유동되게 하기 위하여, ①평면회전 ②입면회전 ③좌,우 이동 ④상,하 이동을 가능케 하므로서 입체적으로 형성되어 있는 가공물의 어떠한 부분이라도 집광노즐의 위치를 변화 시키면서 가공할 수 있도록 구성한 것이다.

레어저가 발명된 이래 물질 가공용「레이저 가공기」의 개발이 여러방면으로 발전을 거듭해 왔으며 산업계에 유용성 있게 활용되고 있다.

주지하다시피 레이저는 빛(光)을 이용하는 것이므로 법선(法線)을 유지시키면서 어느 곳이나 자유자재로 주사(走射)시키기에는 쉬운 일이 아니다.

그러므로 현재까지는 주사점의 위치가 제한된 상태로 레이저 가공을 고정 설치해 놓고 가공물 (소재)을 움직이면서 절단시키거나 또는 용접등의 작업을 시행하여 왔다.

이러한 가공 방법은, 평면 가공용 소재에는 용이성이 있으나 입체 형상 소제의 가공에 어려움을 겪게된다.

본고안은 3차원 입체 형상 가공을 실현시킬 수 있는데 주 목적이 있으며, 효력 있는 레이저 빔을 조사하는 노즈을 자유자재로 이동시키면서 가공하도록 구성시키는데 그 특징이 있는 것이다.

위와 같은 목적을 달성시키려면 5축 제어가 가능해야 하는 것으로서, X,Y,Z좌표측과2종의 회전축을 가져야만 입체 형상의 임의점에서 레이저 빔을 가공물 표면에 대하여 항상 법선 방향으로 조사되는 것이며, 레이저 빔이 피가공물에 대하여 어느 위치에서나 조사 가능할 때 균일한 가공을 이룰 수 있는 것이다.

따라서, 본 고안은 5축 제어중 좌표 2축 및 회전 2축을 제어할 수 있는 로테이팅 레이저 커팅헤드(Rotating Laser Cutting Head)에 관한 것으로서 이를 첨부된 도면과 관련하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 고안에 의한 레이저 가공기용 회전 헤드의 작용 실시예를 표현한 것으로서, 제3(a)도는 노즐 부분이 입면 회전하는 상태이며, 제3(b)도는 다음 단계에서 평면 회전하는 상태 제3(c)도는 헤드부가 좌,우 이동하는 상태 제3(d)도는 헤드부가 상,하 이동하는 상태를 도시한 것이다.

이러한 작용은 입체 소재의 어느 부분이라도 접근하여 가공할 수 있음을 나타낸다.

상세한 내용은 제1도 및 제2도에 도시하였으며, 이에 준하여 구조를 설명하면, 좌,우 이동테이블(1)의 배판에 상,하단에 각각 가이더(2)가 횡 방향으로 부착되어 가이드레일(3)에 계지되고, 중앙에는 볼스크류 넛트(4)가 부착되어 볼스크류(5)의 회전에 따라 좌,우 이동 테이블(1)이 이동되며, 전면에는 상하 이동용 볼 스크류(8)가 부착되어 상,하 테이블(6)의 볼스크류 넛트(7)가 상,하로 이동될때 가이드 레일(9)에 계지된 가이더(10)가 상,하 테이블(6)을 이동 시키게 된다.

이 상,하 테이블(6)의 전면에는 레이저 회전헤드(H)가 설치되며, 지지대(11)의 상부에 설치된 평형 회전 모우터(12)의 회전력이 벨트(13)로 전달되어 축관을 평형으로 회전시키게 되고 이의 하부에는 입형회전 모우터 (1)가 부착되어 노즐 (15을 포함하는 선단부의 축관을 입형으로 회전 시키도록 되어있다.

회전헤드 (H)는 상부로 부터 빔벤더(16)를 절곡부로 하여 수직 지향되고, 하단에 다 빔벤더(17)를 구성하여 수평지향되며, 이의 말단에 또다른 빔벤더(18)가 설치되어 수직 지향되어 렌즈 마운트(9)를 비롯한 조정부를 거쳐 노즐(15)로 이어지도록 구성되어 있다.

즉, 절곡단부에는 동일한 구조의 빔벤더 (16)(17)(18)가 부착되어 레이저 빔을 직각 반사시킬 수 있으며 회전 단부내에 베어링(20)을 결합하여 회전의 원활성을 부여하게 된다.

상부의 축관은 자바라(21)을 형성하여 높낮이 조절의 신축성을 갖게하여 노즐(15)부분에는 촛점 조절부가 구성된다.

이와같이 된 본 고안의 구조는 레이저 빔을 여러 단계로 굴절 반사시키면서 최종 노즐(15)에 집광 되는 것으로서 그 경로는 다음과 같다.

레이저 발진기 (도시생략)에서 투사되는 레이저 빔은 상부 빔벤더(16)의 원편광 미터에 의해서 레이저의 원편광(Circuler Polorization)이 이루어지고 하부 빔벤더 (17)를 거쳐 90°로 꺽인 다음 상태측 빔벤더(18)를 경유하여 다시 90°로 꺽이고 포커싱 렌즈(Focusing Lens)에 의해 접속되어 노즐(15)로 주사되는것이다.

형상 위와같은 동일한 경로를 거치게 되는 상태에서 회전헤드(H)의 위치는 자유자재로 움직일 수 있으며 그 작동은 다음과 같다.

좌,우 이동시 : 구동 모우터 (도시생략)를 작동시키면 볼스크류(5)가 회전하여 볼스크류 넛트(4)에 의한 좌,우 이동 테이블(1)이 연동하며 이 테이블(1)은 가이드 레일(3)상에서 좌측 또는 우측으로 호전 헤드(H)를 이동 시킨다.

상,하 이동시 : 상기와 마찬가지로 작동되며 다만, 볼스크류(8)를 비롯한 관련 부재의 위치가 상기와 직교형으로 구성되어 있기때문에 상측 또는 하측으로 회전 헤드(H)를 이동 시킨다. 평면회전시 : 평형회전 모우터(12)를 구동시키면 회전력이 벨트(13)에 전달되어 축관에 축으로 지지된 회전헤드(H)의 하부가 평형으로 회전한다.

입면 회전시 : 상기와 마찬가지로 평형으로 놓여진 입형 회전 모우터 (14)가 구동되면 노즐(15)을 포함하는 단부가 입형으로 회전된다.

따라서, 회전 헤드 (H)가 좌,우,상,하 이동 및 입,평형 회전 가능하게 되는 것으로서, 모든 제어는 서보 모우터에 의하여 제어되며 N,C와 연결하여 용이하게 사용될 수 있다.

또한 상,하 운동에 따른 거리를 자바라 (21)의 신축작용으로 유지시키게 되므로 빔의 보호가 효과적으로 이루어지게 되는 것이다.

이상과 같은 본 고안은 3차원 입체 형상 가공을 위하여 노즐(15)을 소재에 근접시킬때 어느 위치에나 자유자재로 이동 가능하므로 형상 가공의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는유용성 있는 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 좌우 이동 테이블(1)의 배판에 가이더(2)를 부착하여 횡 방향 레일(3)에 계지시키고, 중앙에는 볼스크류(5를 따라 이동되는 볼스크류 넛트(4)를 부착하며, 상,하 이동 테이블 (6) 상기 테이블 (1) 전면에 동일한 구성으로서 직교상으로 설치하고, 이의 전면에 회전 헤드(H)를 설치하되 평형 회전 모우터(12), 형 회전 모우터 (14)를 각 상하로 구획 설치하여 축관을 축지점으로 각각 회전 자재되게 하며, 상부 축관은 자바라 (21)를 연결키고 각각의 절곡단부에 빔벤더 (16)(17)(18)의 구성을 갖추어 레이저 빔이 어느 방향에서나 노즐(15)을 지향할 수 있고 상,하,좌,우 이동 및 입,평형 회전될 수 있도록 함을 특징으로 하는 레이저 가공기용 회전헤드 장치.