KR102109862B1 - Laser cutting head - Google Patents

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KR102109862B1
KR102109862B1 KR1020180111679A KR20180111679A KR102109862B1 KR 102109862 B1 KR102109862 B1 KR 102109862B1 KR 1020180111679 A KR1020180111679 A KR 1020180111679A KR 20180111679 A KR20180111679 A KR 20180111679A KR 102109862 B1 KR102109862 B1 KR 102109862B1
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신재성
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오승용
김택수
이림
이종환
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한국원자력연구원
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Abstract

레이저 절단 헤드는 레이저빔이 입사되어 내부를 통과하고 절단체에 조사되는 제1 본체부, 제1 본체부의 내부에 위치하고 레이저빔을 제1 빔과 제2 빔으로 분할하는 분할부, 그리고 레이저빔이 입사되는 방향과 교차하는 방향으로 제1 본체부와 연결되고, 분할부에서 분할된 제2 빔이 내부를 통과하고 절단체에 조사되는 제2 본체부를 포함하고, 분할부에서 분할된 제1 빔은 제1 본체부를 통과하고 절단체의 표면에 집속되고, 분할부에서 분할된 제2 빔은 제2 본체부를 통과하고 절단체의 내부에 집속될 수 있다.The laser cutting head includes a first body part, which is incident upon the laser beam and is irradiated to the cutting body, a division part located inside the first body part, and dividing the laser beam into a first beam and a second beam, and a laser beam. The first beam divided in the dividing part is connected to the first body part in a direction intersecting the direction of incidence, and the second beam divided in the dividing part passes through the interior and is irradiated to the cutting body. The second beam that passes through the first body portion and is focused on the surface of the cutting body, and the second beam divided in the division portion may pass through the second body portion and be focused inside the cutting body.

Description

레이저 절단 헤드{LASER CUTTING HEAD}Laser cutting head {LASER CUTTING HEAD}

레이저 절단 헤드가 제공된다.A laser cutting head is provided.

일반적으로 레이저 절단법은 세라믹, 나무, 고무, 금속 등 다양한 재료를 절단할 수 있으며, 절단 속력이 빠르다는 점에서 다양한 분야에서 활용되고 있다. 레이저 절단법을 이용하여 두꺼운 금속재를 절단하는 경우, 수십 kW이상의 고출력 레이저와 고도의 절단 기술이 요구된다.In general, the laser cutting method is capable of cutting various materials such as ceramic, wood, rubber, and metal, and is used in various fields in that the cutting speed is fast. In the case of cutting a thick metal material using a laser cutting method, a high-power laser with a dozens of kW or more and a high-level cutting technique are required.

이에, 절단 효율이 높으며 두꺼운 금속재를 절단할 수 있는 개선된 레이저 헤드가 연구되고 있다. 관련 선행문헌으로 한국공개특허 2017-0143119　는 "레이저 절단 헤드를 위한 광학 집속 시스템 및 이를 포함하는 레이저 절단 헤드"를 개시한다.Accordingly, an improved laser head capable of cutting thick metal materials with high cutting efficiency has been studied. As a related prior document, Korean Patent Publication No. 2017-0143119 discloses an "optical focusing system for a laser cutting head and a laser cutting head comprising the same".

한국공개특허 2017-0143119Korean Patent Publication 2017-0143119

본 발명의 한 실시예는 레이저 출력 밀도를 절단체 두께 방향에 대해 고르게 분포하여 두꺼운 절단체를 효과적으로 절단하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to effectively cut a thick cutting body by evenly distributing the laser power density with respect to the cutting body thickness direction.

본 발명의 한 실시예는 레이저 초점 거리를 달리하여 절단체의 앞부분과 중앙부분에 레이저 출력 밀도를 분산시키기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to disperse the laser power density in the front part and the center part of the cutting body by varying the laser focal length.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.In addition to the above problems, embodiments according to the present invention can be used to achieve other problems not specifically mentioned.

본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 절단 헤드는 레이저빔이 입사되어 내부를 통과하고 절단체에 조사되는 제1 본체부, 제1 본체부의 내부에 위치하고 레이저빔을 제1 빔과 제2 빔으로 분할하는 분할부, 그리고 레이저빔이 입사되는 방향과 교차하는 방향으로 제1 본체부와 연결되고, 분할부에서 분할된 제2 빔이 내부를 통과하고 절단체에 조사되는 제2 본체부를 포함하고, 분할부에서 분할된 제1 빔은 제1 본체부를 통과하고 절단체의 표면에 집속되고, 분할부에서 분할된 제2 빔은 제2 본체부를 통과하고 절단체의 내부에 집속될 수 있다.The laser cutting head according to an embodiment of the present invention is located inside a first body part, a first body part irradiated with a laser beam and irradiated to the cutting body, and a laser beam is divided into a first beam and a second beam. And a second body part connected to the first body part in a direction crossing a direction in which the laser beam is incident, and a second beam divided by the part passing through the inside and irradiating the cutting body. The first beam divided in the installment part may pass through the first body part and be focused on the surface of the cutting body, and the second beam divided in the part part may pass through the second body part and be focused inside the cutting body.

본 발명의 한 실시예는 레이저 출력 밀도를 절단체 두께 방향에 대해 분산시켜 두꺼운 절단체를 효율적으로 절단할 수 있다.One embodiment of the present invention can efficiently cut a thick cutting body by dispersing the laser power density with respect to the cutting body thickness direction.

본 발명의 한 실시예는 두꺼운 금속 절단이 요구되는 원자력 시설 등의 각종 시설 해체 또는 조선 산업 분야 등에서 유용하게 활용될 수 있다.One embodiment of the present invention can be usefully used in the dismantling of various facilities, such as nuclear power facilities that require thick metal cutting or shipbuilding industry.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 절단 헤드를 나타내는 단면도이다.
도 2은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 절단 헤드의 레이저빔을 나타내는 사시도이다.
도3은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 절단 헤드의 레이저빔을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 절단 헤드를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 절단 헤드를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 절단 헤드를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a laser cutting head according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a laser beam of a laser cutting head according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a laser beam of a laser cutting head according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a laser cutting head according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a laser cutting head according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a laser cutting head according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.The embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are used for the same or similar elements throughout the specification. In the case of well-known technology, detailed description thereof will be omitted.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

그러면, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 헤드에 대하여 설명한다. Then, the laser cutting head according to the embodiment of the present invention will be described.

도1은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 절단 헤드를 위에서 본 평면 단면도를 나타내며, 도 2 및 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 절단 헤드의 레이저빔을 나타내는 사시도이며, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 절단 헤드를 위에서 본 평면 단면도를 나타낸다.1 is a plan view of a laser cutting head according to an embodiment of the present invention, viewed from above, and FIGS. 2 and 3 are perspective views showing a laser beam of a laser cutting head according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 to 6 is a plan view of a laser cutting head according to an embodiment of the present invention, as viewed from above.

도 1을 참고하면, 레이저 절단 헤드(1)는 제1 본체부(10), 분할부(11) 그리고 제2 본체부(20)를 포함할 수 있다. 제1 본체부(10)는 제1 콜리메이션부(12), 제1 집속부(13), 제1 보호부(14), 노즐부(15) 그리고 가스공급부(16)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the laser cutting head 1 may include a first body part 10, a division part 11, and a second body part 20. The first body part 10 may include a first collimation part 12, a first focusing part 13, a first protection part 14, a nozzle part 15, and a gas supply part 16.

제1 본체부(10)는 광섬유 케이블(L)과 연결될 수 있다. 레이저 발진기로부터 광섬유 케이블(L)을 통해 전송된 레이저빔(B)은 제1 본체부(10)에 입사될 수 있다. 제1 본체부(10)는 내부에 관통공간을 포함할 수 있다. 레이저빔(B)은 제1 본체부(10)의 관통공간을 통해서 제1 본체부(10)의 일측에서 제1 본체부(10)의 타측으로 통과할 수 있다.The first body portion 10 may be connected to the optical fiber cable (L). The laser beam B transmitted from the laser oscillator through the optical fiber cable L may be incident on the first body 10. The first body portion 10 may include a through space therein. The laser beam B may pass from one side of the first body portion 10 to the other side of the first body portion 10 through the through space of the first body portion 10.

제1 콜리메이션부(12)는 제1 본체부(10)의 내부에 위치할 수 있다. 제1 콜리메이션부(12)는 렌즈형 형상을 가질 수 있다. 제1 콜리메이션부(12)는 레이저빔(B)이 입사되는 방향인 z축 방향으로 단부가 라운드 된 형상을 가질 수 있다. 제1 콜리메이션부(12)는 레이저빔(B)을 평행화 할 수 있다.The first collimation part 12 may be located inside the first body part 10. The first collimation unit 12 may have a lenticular shape. The first collimation unit 12 may have a shape in which the end portion is rounded in the z-axis direction, which is a direction in which the laser beam B is incident. The first collimation unit 12 may parallelize the laser beam B.

분할부(11)는 제1 본체부(10)의 내부에 위치할 수 있다. 분할부(11)는 제1 콜리메이션부(12)와 제1 집속부(13)의 사이에 위치할 수 있다. 분할부(11)는 제1 본체부(10)의 내부에서 대각선 방향으로 각도를 가지며 위치할 수 있다. 분할부(11)는 사각형 형상을 가질 수 있다. 분할부(11)는 제1 콜리메이션부(12)를 통과한 평행빔을 제1 빔(b1)과 제2 빔(b2)으로 분할할 수 있다. 제1 빔(b1)과 제2 빔(b2)은 평행빔 일 수 있다.The dividing part 11 may be located inside the first body part 10. The division unit 11 may be located between the first collimation unit 12 and the first focusing unit 13. The dividing portion 11 may be positioned at an angle in a diagonal direction within the first body portion 10. The divider 11 may have a rectangular shape. The splitter 11 may split the parallel beam passing through the first collimator 12 into a first beam b1 and a second beam b2. The first beam b1 and the second beam b2 may be parallel beams.

제1 집속부(13)는 제1 본체부(10)의 내부에 위치할 수 있다. 제1 집속부(13)는 분할부(11)와 제1 보호부(14)의 사이에 위치할 수 있다. 제1 집속부(13)는 렌즈형 형상을 가질 수 있다. 제1 집속부(13)는 레이저빔(B)이 입사되는 방향과 반대 방향인 -z축 방향으로 단부가 라운드 된 형상을 가질 수 있다. 제1 집속부(13)는 제1 빔(b1)을 집속 할 수 있다.The first focusing portion 13 may be located inside the first body portion 10. The first focusing part 13 may be located between the division part 11 and the first protection part 14. The first focusing portion 13 may have a lenticular shape. The first focusing unit 13 may have a shape in which the end portion is rounded in the -z axis direction, which is a direction opposite to the direction in which the laser beam B is incident. The first focusing unit 13 may focus the first beam b1.

제1 보호부(14)는 제1 본체부(10)의 내부에 위치할 수 있다. 제1 보호부(14)는 제1 본체부(10)의 일측 단부에 위치할 수 있다. 제1 보호부(14)는 레이저 절단 헤드(1)가 절단체(M)를 절단할 경우, 발생될 수 있는 분진 또는 파편 등으로부터 제1 본체부(10)의 내부를 보호할 수 있다.The first protection part 14 may be located inside the first body part 10. The first protection part 14 may be located at one end of the first body part 10. The first protection part 14 may protect the inside of the first body part 10 from dust or debris that may be generated when the laser cutting head 1 cuts the cutting body M.

노즐부(15)는 제1 본체부(10)의 일측 단부와 연결될 수 있다. 노즐부(15)는 레이저빔(B)이 입사되는 방향인 z축 방향으로 단부가 모아지는 형상을 가질 수 있다. 제1 빔(b1)은 노즐부(15)을 통해서 절단체(M)에 조사될 수 있다.The nozzle part 15 may be connected to one end of the first body part 10. The nozzle unit 15 may have a shape in which ends are collected in the z-axis direction, which is a direction in which the laser beam B is incident. The first beam b1 may be irradiated to the cutting body M through the nozzle unit 15.

가스공급부(16)는 노즐부(15)와 연결될 수 있다. 가스공급부(16)는 노즐부(15)의 측면 단부와 연결될 수 있다. 가스공급부(16)는 공기, 산소 또는 질소 등의 보조가스를 노즐부(15)에 주입할 수 있다. 가스공급부(16)가 공급한 보조가스는 노즐부(15)에 유입되어 노즐부(15)를 통해 분사될 수 있다. 가스공급부(16)는 보조가스를 통해서 레이저빔(B)에 의해 공급된 열로 용융, 증발 또는 승화 되는 물질을 밀어낼 수 있다.The gas supply unit 16 may be connected to the nozzle unit 15. The gas supply unit 16 may be connected to a side end of the nozzle unit 15. The gas supply unit 16 may inject auxiliary gas such as air, oxygen, or nitrogen into the nozzle unit 15. The auxiliary gas supplied by the gas supply unit 16 may flow into the nozzle unit 15 and be injected through the nozzle unit 15. The gas supply unit 16 may push the material that is melted, evaporated, or sublimed into the heat supplied by the laser beam B through the auxiliary gas.

제2 본체부(20)는 반사부(22), 굴절부(23), 제2 집속부(24) 그리고 제2 보호부(25)를 포함할 수 있다. 제2 본체부(20)는 제1 본체부(10)와 연결될 수 있다. 제2 본체부(20)는 레이저빔(B)이 입사되는 방향인 z축 방향과 수직인 x축 방향으로 제1 본체부(10)와 상호 연결될 수 있다.The second body part 20 may include a reflection part 22, a refraction part 23, a second focusing part 24, and a second protection part 25. The second body portion 20 may be connected to the first body portion 10. The second body portion 20 may be interconnected with the first body portion 10 in the x-axis direction perpendicular to the z-axis direction, which is the direction in which the laser beam B is incident.

제2 본체부(20)는 내부에 관통공간을 포함할 수 있다. 제2 본체부(20)에는 분할부(11)에서 분할된 제2 빔(b2)이 입사될 수 있다. 제2 본체부(20)는 내부에 관통공간을 포함하여 입사된 제2 빔(b2)이 제2 본체부(20)를 통과할 수 있다.The second body portion 20 may include a through space therein. The second beam b2 divided by the division unit 11 may be incident on the second body unit 20. The second body portion 20 may include a through space therein to allow the incident second beam b2 to pass through the second body portion 20.

반사부(22)는 제2 본체부(20)의 내부에 위치할 수 있다. 반사부(22)는 제2 본체부(20)의 내부에서 대각선 방향으로 각도를 가지며 위치할 수 있다. 반사부(22)는 사각형 형상을 가질 수 있다. 반사부(22)는 분할부(11)와 대향하는 방향으로 위치할 수 있다. 반사부(22)는 분할부(11)로부터 x축 방향으로 입사된 제2 빔(b2)을 z축 방향으로 반사시킬 수 있다.The reflection part 22 may be located inside the second body part 20. The reflector 22 may be positioned at an angle in the diagonal direction from the inside of the second body 20. The reflector 22 may have a rectangular shape. The reflector 22 may be positioned in a direction opposite to the splitter 11. The reflector 22 may reflect the second beam b2 incident in the x-axis direction from the splitter 11 in the z-axis direction.

굴절부(23)는 반사부(22)와 제2 집속부(24)의 사이에 위치할 수 있다. 굴절부(23)의 일측면은 x축 방향을 따라 위치하고 타측면은 제1 본체부(10)를 향한 방향으로 경사지며 위치할 수 있다. 굴절부(23)는 사각기둥형 형상을 가질 수 있다. 굴절부(23)는 제2 빔(b2)을 제1 본체부(10)를 향한 방향으로 기 설정된 각도를 가지며 굴절시킬 수 있다. The refracting portion 23 may be located between the reflective portion 22 and the second focusing portion 24. One side surface of the refracting portion 23 may be located along the x-axis direction, and the other side surface may be inclined in the direction toward the first body portion 10. The bent portion 23 may have a quadrangular prism shape. The refraction part 23 may refract the second beam b2 at a predetermined angle in a direction toward the first body part 10.

제2 집속부(24)는 제2 본체부(20)의 내부에 위치할 수 있다. 제2 집속부(24)는 굴절부(23)와 제2 보호부(25)의 사이에 위치할 수 있다. 제2 집속부(24)는 렌즈형 형상을 가질 수 있다. 제2 집속부(24)는 -z축 방향으로 단부가 라운드 된 형상을 가질 수 있다. 제2 집속부(24)는 제2 빔(b2)을 집속 할 수 있다.The second focusing part 24 may be located inside the second body part 20. The second focusing part 24 may be located between the refracting part 23 and the second protecting part 25. The second focusing part 24 may have a lenticular shape. The second focusing part 24 may have a shape with an end rounded in the -z axis direction. The second focusing unit 24 may focus the second beam b2.

제2 보호부(25)는 제2 본체부(20)의 내부에 위치할 수 있다. 제2 보호부(25)는 제2 본체부(20)의 일측 단부에 위치할 수 있다. 제2 보호부(25)는 레이저 절단 헤드(1)가 절단체(M)를 절단할 경우, 발생될 수 있는 분진 또는 파편 등으로부터 제2 본체부(20)의 내부를 보호할 수 있다.The second protection part 25 may be located inside the second body part 20. The second protection part 25 may be located at one end of the second body part 20. The second protection part 25 may protect the inside of the second body part 20 from dust or debris that may be generated when the laser cutting head 1 cuts the cutting body M.

광섬유 케이블(L)을 통해 전송되어온 레이저빔(B)은 제1 콜리메이션부(12)를 통과하면서 평행빔으로 시준될 수 있다. 평행화된 레이저빔(B)은 분할부(11)를 통과하면서 제1 빔(b1)과 제2 빔(b2)으로 분할될 수 있다. 제1 빔(b1)은 z축 방향을 따라 제1 집속부(13)를 통과하면서 집속되어 노즐부(15)를 지나 절단체(M)로 조사될 수 있다.The laser beam B transmitted through the optical fiber cable L may be collimated with a parallel beam while passing through the first collimator 12. The parallelized laser beam B may be divided into a first beam b1 and a second beam b2 while passing through the splitter 11. The first beam b1 may be focused while passing through the first focusing part 13 along the z-axis direction, and may be irradiated to the cutting body M through the nozzle part 15.

제1 집속부(13)는 수평 방향인 x축 방향의 초점거리와 수직 방향인 y축 방향의 초점거리가 동일할 수 있다. 이 경우, 제1 빔(b1)은 제1 집속부(13)를 통과하여 수평 방향과 수직 방향의 초점이 모두 절단체(M)의 표면(m1)에 조사되면서 절단체(M)를 절단할 수 있다.The first focusing unit 13 may have the same focal length in the x-axis direction as the horizontal direction and the focal length in the y-axis direction as the vertical direction. In this case, the first beam b1 passes through the first focusing part 13, and the focus in both the horizontal and vertical directions is irradiated to the surface m1 of the cutting body M to cut the cutting body M. Can be.

분할부(11)에서 분할된 제2 빔(b2)은 반사부(22)에 의해 반사되어 z축 방향을 따라 굴절부(23)를 통과할 수 있다. 제2 빔(b2)은 굴절부(23)에서 굴절되고 제2 집속부(24)를 통과하면서 집속되어 절단체(M)로 조사될 수 있다.The second beam b2 divided by the division unit 11 may be reflected by the reflection unit 22 and pass through the refractive unit 23 along the z-axis direction. The second beam b2 may be refracted by the refracting part 23 and focused while passing through the second focusing part 24 and irradiated with the cutting body M.

제2 집속부(24)는 수평 방향인 x축 방향의 초점거리와 수직 방향인 y축 방향의 초점거리가 상호 다를 수 있다. 제2 집속부(24)의 수평 방향인 x축 방향의 초점거리는 제1 집속부(13)의 수평 방향인 x축 방향의 초점거리보다 클 수 있다. 제1 집속부(13)의 x축 방향의 초점거리는 절단체(M)의 두께보다 작을 수 있다. 제2 집속부(24)의 수직 방향인 y축 방향의 초점거리는 제1 집속부(13)의 수직 방향인 y축 방향의 초점 거리와 동일할 수 있다.The second focusing unit 24 may have a different focal length in the x-axis direction in the horizontal direction and a focal length in the y-axis direction in the vertical direction. The focal length in the x-axis direction that is the horizontal direction of the second focusing unit 24 may be greater than the focal length in the x-axis direction that is the horizontal direction of the first focusing unit 13. The focal length in the x-axis direction of the first focusing unit 13 may be smaller than the thickness of the cutting body M. The focal length in the y-axis direction that is the vertical direction of the second focusing unit 24 may be the same as the focal length in the y-axis direction that is the vertical direction of the first focusing unit 13.

제2 빔(b2)은 제2 집속부(24)를 통과하면서 수평 방향과 수직 방향의 초점거리가 상호 다를 수 있으므로, 각각 절단체(M)의 내부(m2)와 표면(m1)에 조사되면서 절단체(M)를 절단할 수 있다. 이 경우, 제2 집속부(24)를 통과한 제2 빔(b2)의 수평 방향인 x축 방향의 초점은 절단체(M)의 내부(m2)에 조사될 수 있고, 수직 방향인 y축 방향의 초점은 절단체(M)의 표면(m1)에 조사되면서 절단체(M)를 절단할 수 있다.As the second beam b2 passes through the second focusing unit 24, since the focal lengths in the horizontal direction and the vertical direction may be different from each other, while being irradiated to the inside m2 and the surface m1 of the cutting body M, respectively The cutting body M can be cut. In this case, the focus in the x-axis direction, which is the horizontal direction of the second beam b2 that has passed through the second focusing unit 24, may be irradiated to the inside m2 of the cutting body M, and the y-axis, which is the vertical direction. The focus of the direction can be cut on the surface m1 of the cutting body M while cutting the cutting body M.

제2 집속부(24)는 수평 방향인 x축 방향에 대해서 제1 집속부(13)보다 초점거리가 크고, 수직 방향인 y축에 대해서 제1 집속부(13)와 동일한 초점거리를 가질 수 있다. 이에, 제1 빔(b1)은 절단체(M)의 표면(m1)에 조사되고, 제2 빔(b2)은 절단체(M)의 표면(m1)과 내부(m2)에 조사되면서 절단체(M)를 절단할 수 있다.The second focusing unit 24 may have a larger focal length than the first focusing unit 13 in the horizontal x-axis direction, and the same focal length as the first focusing unit 13 in the vertical y-axis. have. Accordingly, the first beam b1 is irradiated to the surface m1 of the cutting body M, and the second beam b2 is irradiated to the surface m1 and the interior m2 of the cutting body M and the cutting body (M) can be cut.

종래의 절단 레이저는 절단체의 앞쪽 표면에만 빔이 집속되므로 절단 레이저의 출력 밀도를 절단체의 두께 방향에 대해서 고르게 분포하기 어려웠다.In the conventional cutting laser, since the beam is focused only on the front surface of the cutting body, it is difficult to distribute the output density of the cutting laser evenly with respect to the thickness direction of the cutting body.

반면에, 레이저 절단 헤드(1)는 제1 본체부(10)에서 분사된 제1 빔(b1)이 절단체(M)의 표면(m1)에 집속되고, 제2 본체부(20)에서 분사된 제2 빔(b2)은 절단체(M)의 표면(m1)과 내부(m2)에 집속될 수 있으므로 레이저 출력 밀도를 절단체(M)의 두께 방향에 대해 고르게 분포시킬 수 있다. 이에, 레이저 절단 헤드(1)는 다초점으로 두꺼운 절단체를 효율적으로 절단할 수 있으며, 두꺼운 금속 절단이 요구되는 원자력 시설 등의 각종 시설 해체 또는 조선 산업 분야 등에서 유용하게 활용될 수 있다.On the other hand, in the laser cutting head 1, the first beam b1 injected from the first body portion 10 is focused on the surface m1 of the cutting body M, and injected from the second body portion 20 Since the second beam b2 can be focused on the surface m1 and the interior m2 of the cutting body M, the laser power density can be evenly distributed with respect to the thickness direction of the cutting body M. Thus, the laser cutting head 1 can efficiently cut a thick cutting body with multiple focuses, and can be usefully used in dismantling various facilities such as a nuclear power facility requiring heavy metal cutting, or in the shipbuilding industry.

레이저 절단 헤드(1)는 일방향으로 움직이면서 절단체(M)를 절단할 수 있다. 이 경우, 모터 등의 구동 장치(미도시)를 이용하여 레이저 절단 헤드(1)의 움직임을 조정할 수 있다. 사용자가 레이저 절단 헤드(1)를 직접 일방향으로 움직일 수도 있다.The laser cutting head 1 can cut the cutting body M while moving in one direction. In this case, the movement of the laser cutting head 1 can be adjusted using a driving device (not shown) such as a motor. The user may directly move the laser cutting head 1 in one direction.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 레이저 절단 헤드(1)는 레이저빔(B)이 입사되어 제1 본체부(10)를 통과하는 제1 빔(b1)과 제2 본체부(20)를 통과하는 제2 빔(b2)으로 분할되어 각각 절단체(M)에 조사될 수 있다. 제1 빔(b1)은 제1 집속부(13)를 통과하여 절단체(M)의 표면(m1)에 조사되고, 제2 빔(b2)은 제2 집속부(24)를 통과하여 절단체(M)의 표면(m1)과 내부(m2)의 중앙부에 조사될 수 있다.1 to 3, the laser cutting head 1 passes through the first beam b1 and the second body part 20 through which the laser beam B is incident and passes through the first body part 10. It is divided into a second beam (b2) to be irradiated to each cutting body (M). The first beam b1 passes through the first focusing portion 13 and is irradiated to the surface m1 of the cutting body M, and the second beam b2 passes through the second focusing portion 24 to cut the body. It can be irradiated to the center of the surface m1 and the interior m2 of (M).

제2 빔(b2)은 굴절부(23)를 통과하면서 제1 빔(b1)의 연장축과 동일한 축에 집속될 수 있으므로, 제2 빔(b2)은 절단체(M)의 절단 커프 폭(d1) 내를 장애 없이 통과할 수 있다. 레이저 절단 헤드(1)는 절단체(M)의 표면(m1)과 내부(m2)를 동시에 조사할 수 있으므로, 절단체(M)의 후측의 절단 불량 발생을 미연에 방지할 수 있으며, 절단의 정밀도를 향상시킬 수 있다.Since the second beam b2 may be focused on the same axis as the extension axis of the first beam b1 while passing through the refracting portion 23, the second beam b2 has the cutting cuff width of the cutting body M ( d1) I can pass through without disturbance. Since the laser cutting head 1 can simultaneously irradiate the surface m1 and the inside m2 of the cutting body M, it is possible to prevent the occurrence of cutting failure on the rear side of the cutting body M in advance. Precision can be improved.

굴절부(23)는 투과면(231)과 굴절면(232)을 포함할 수 있다. 제2 빔(b2)은 굴절부(23)를 통과하면서 기 설정된 각도를 가지며 굴절될 수 있다. 굴절부(23)는 xz단면의 단면적이 -x축 방향을 따라 커지는 사각기둥형 형상을 가질 수 있다.The refracting portion 23 may include a transmissive surface 231 and a refracting surface 232. The second beam b2 may be refracted with a predetermined angle while passing through the refracting portion 23. The refracting portion 23 may have a quadrangular column shape in which the cross-sectional area of the xz cross section increases along the -x axis direction.

투과면(231)은 x축 방향을 따라 위치하고 제2 빔(b2)과 가장 먼저 맞닿을 수 있다. 굴절면(232)은 제2 빔(b2)이 굴절하는 방향으로 경사지며 위치할 수 있다. 제2 빔(b2)은 투과면을 지나고 굴절부(23)를 통과하면서 기 설정된 각도로 굴절될 수 있다.The transmissive surface 231 is positioned along the x-axis direction and may first come into contact with the second beam b2. The refractive surface 232 may be positioned to be inclined in a direction in which the second beam b2 refracts. The second beam b2 may be refracted at a predetermined angle while passing through the transmission surface and passing through the refracting portion 23.

굴절부(23)는 제2 빔(b2)을 굴절시켜 제1 빔(b1)과 동일한 축에 위치시킬 수 있다. 이에, 레이저 절단 헤드(1)는 레이저빔(B)의 출력 밀도를 절단체(M)의 두께 방향에 대해 고르게 분포할 수 있으며 효과적으로 절단체(M)를 절단할 수 있다.The refracting part 23 may refract the second beam b2 and be positioned on the same axis as the first beam b1. Accordingly, the laser cutting head 1 can evenly distribute the output density of the laser beam B with respect to the thickness direction of the cutting body M and can effectively cut the cutting body M.

도 4 에서는 레이저빔(B)을 제외하고는 도 1의 레이저 절단 헤드(1)와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 그 상세한 설명을 생략한다. 도 4를 참고하면, 레이저빔(B)은 제1 본체부(10)에 입사될 수 있다. 레이저빔(B)은 시준 된 평행빔 상태로 자유 공간을 통해 제1 본체부(10)에 입사될 수 있다.4 is similar to the laser cutting head 1 of FIG. 1 except for the laser beam B, the same reference numerals are used for the same parts, and detailed description thereof is omitted. Referring to FIG. 4, the laser beam B may be incident on the first main body 10. The laser beam B may be incident on the first main body 10 through the free space in a collimated parallel beam state.

평행빔 상태로 제1 본체부(10)에 입사된 레이저빔(B)은 분할부(11)를 통과하면서 제1 빔(b1)과 제2 빔(b2)으로 분할될 수 있다. 제1 빔(b1)은 z축 방향을 따라 제1 집속부(13)를 통과하면서 집속되어 노즐부(15)를 지나 절단체(M)의 표면(m1)에 조사되면서 절단체(M)를 절단할 수 있다. The laser beam B incident on the first body portion 10 in a parallel beam state may be divided into a first beam b1 and a second beam b2 while passing through the splitter 11. The first beam b1 is focused while passing through the first focusing part 13 along the z-axis direction, passing through the nozzle part 15 and irradiating to the surface m1 of the cutting body M to cut the cutting body M. Can be cut.

분할부(11)에서 분할된 제2 빔(b2)은 반사부(22)에 의해 반사되어 z축 방향을 따라 굴절부(23)를 통과할 수 있다. 제2 빔(b2)은 굴절부(23)에서 굴절되고 제2 집속부(24)를 통과하면서 집속되어 절단체(M)의 내부(m2)에 조사되면서 절단체(M)를 절단할 수 있다.The second beam b2 divided by the division unit 11 may be reflected by the reflection unit 22 and pass through the refractive unit 23 along the z-axis direction. The second beam b2 is refracted by the refracting portion 23 and is focused while passing through the second focusing portion 24 and irradiated to the inside m2 of the cutting body M to cut the cutting body M. .

레이저빔(B)이 평행빔 상태로 제1 본체부(10)에 입사될 경우, 제1 본체부(10)와 제2 본체부(20)의 크기를 소형화 할 수 있으므로, 레이저 절단 헤드(1)의 전체적인 크기가 작아질 수 있다.When the laser beam B is incident on the first body portion 10 in a parallel beam state, the size of the first body portion 10 and the second body portion 20 can be miniaturized, so that the laser cutting head 1 ) May be reduced in overall size.

도 5를 참고하면, 레이저 절단 헤드(1)는 제1 본체부(10) 및 제2 본체부(20)를 포함할 수 있다. 제1 본체부(10)는 제1 콜리메이션부(12), 제1 집속부(13), 제1 보호부(14), 노즐부(15) 그리고 가스공급부(16)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the laser cutting head 1 may include a first body portion 10 and a second body portion 20. The first body part 10 may include a first collimation part 12, a first focusing part 13, a first protection part 14, a nozzle part 15, and a gas supply part 16.

제1 본체부(10)는 제1 광섬유 케이블(L1)과 연결될 수 있다. 주 레이저 발진기로부터 제1 광섬유 케이블(L1)을 통해 전송된 제1 빔(b1)은 제1 본체부(10)에 입사될 수 있다. 제1 본체부(10)는 내부에 관통공간을 포함할 수 있다. 제1 빔(b1)은 제1 본체부(10)의 관통공간을 통해서 제1 본체부(10)의 일측에서 제1 본체부(10)의 타측으로 통과할 수 있다.The first body portion 10 may be connected to the first optical fiber cable (L1). The first beam b1 transmitted through the first optical fiber cable L1 from the main laser oscillator may be incident on the first main body 10. The first body portion 10 may include a through space therein. The first beam b1 may pass from one side of the first body portion 10 to the other side of the first body portion 10 through the through space of the first body portion 10.

제1 콜리메이션부(12)는 제1 본체부(10)의 내부에 위치할 수 있다. 제1 콜리메이션부(12)는 렌즈형 형상을 가질 수 있다. 제1 콜리메이션부(12)는 레이저빔(B)이 입사되는 방향인 z축 방향으로 단부가 라운드 된 형상을 가질 수 있다. 제1 콜리메이션부(12)는 제1 빔(b1)을 평행화 할 수 있다.The first collimation part 12 may be located inside the first body part 10. The first collimation unit 12 may have a lenticular shape. The first collimation unit 12 may have a shape in which the end portion is rounded in the z-axis direction, which is a direction in which the laser beam B is incident. The first collimation unit 12 may parallelize the first beam b1.

제1 집속부(13)는 제1 본체부(10)의 내부에 위치할 수 있다. 제1 집속부(13)는 제1 콜리메이션부(12)와 제1 보호부(14)의 사이에 위치할 수 있다. 제1 집속부(13)는 렌즈형 형상을 가질 수 있다. 제1 집속부(13)는 제1 빔(b1)이 입사되는 방향과 반대 방향인 -z축 방향으로 단부가 라운드 된 형상을 가질 수 있다. 제1 집속부(13)는 제1 빔(b1)을 집속 할 수 있다.The first focusing portion 13 may be located inside the first body portion 10. The first focusing part 13 may be located between the first collimation part 12 and the first protection part 14. The first focusing portion 13 may have a lenticular shape. The first focusing part 13 may have a shape with an end rounded in a -z axis direction, which is a direction opposite to a direction in which the first beam b1 is incident. The first focusing unit 13 may focus the first beam b1.

제1 보호부(14)는 제1 본체부(10)의 내부에 위치할 수 있다. 제1 보호부(14)는 제1 본체부(10)의 일측 단부에 위치할 수 있다. 제1 보호부(14)는 레이저 절단 헤드(1)가 절단체(M)를 절단할 경우, 발생될 수 있는 분진 또는 파편 등으로부터 제1 본체부(10)의 내부를 보호할 수 있다.The first protection part 14 may be located inside the first body part 10. The first protection part 14 may be located at one end of the first body part 10. The first protection part 14 may protect the inside of the first body part 10 from dust or debris that may be generated when the laser cutting head 1 cuts the cutting body M.

노즐부(15)는 제1 본체부(10)의 일측 단부와 연결될 수 있다. 노즐부(15)는 제1 빔(b1)이 입사되는 방향인 z축 방향으로 단부가 모아지는 형상을 가질 수 있다. 제1 빔(b1)은 노즐부(15)을 통해서 절단체(M)에 조사될 수 있다.The nozzle part 15 may be connected to one end of the first body part 10. The nozzle unit 15 may have a shape in which ends are collected in the z-axis direction, which is a direction in which the first beam b1 is incident. The first beam b1 may be irradiated to the cutting body M through the nozzle unit 15.

가스공급부(16)는 노즐부(15)와 연결될 수 있다. 가스공급부(16)는 노즐부(15)의 측면 단부와 연결될 수 있다. 가스공급부(16)는 공기, 산소 또는 질소 등의 보조가스를 노즐부(15)에 주입할 수 있다. 가스공급부(16)가 공급한 보조가스는 노즐부(15)에 유입되어 노즐부(15)를 통해 분사될 수 있다. 가스공급부(16)는 보조가스를 통해서 레이저빔(b1, b2)에 의해 공급된 열로 용융, 증발 또는 승화 되는 물질을 밀어낼 수 있다.The gas supply unit 16 may be connected to the nozzle unit 15. The gas supply unit 16 may be connected to a side end of the nozzle unit 15. The gas supply unit 16 may inject auxiliary gas such as air, oxygen, or nitrogen into the nozzle unit 15. The auxiliary gas supplied by the gas supply unit 16 may flow into the nozzle unit 15 and be injected through the nozzle unit 15. The gas supply unit 16 may push a material that is melted, evaporated, or sublimed into heat supplied by the laser beams b1 and b2 through the auxiliary gas.

제2 본체부(20)는 제2 광섬유 케이블(L2)과 연결될 수 있다. 보조 레이저 발진기로부터 제2 광섬유 케이블(L2)을 통해 전송된 제2 빔(b2)은 제2 본체부(20)에 입사될 수 있다. 제2 본체부(20)는 내부에 관통공간을 포함할 수 있다. 제2 빔(b2)은 제2 본체부(20)의 관통공간을 통해서 제2 본체부(20)의 일측에서 제2 본체부(20)의 타측으로 통과할 수 있다.The second body portion 20 may be connected to the second optical fiber cable (L2). The second beam b2 transmitted through the second optical fiber cable L2 from the auxiliary laser oscillator may be incident on the second body portion 20. The second body portion 20 may include a through space therein. The second beam b2 may pass from one side of the second body portion 20 to the other side of the second body portion 20 through the through space of the second body portion 20.

제2 본체부(20)는 제2 콜리메이션부(21), 굴절부(23), 제2 집속부(24) 그리고 제2 보호부(25)를 포함할 수 있다. 제2 콜리메이션부(21)는 제2 본체부(20)의 내부에 위치할 수 있다. 제2 콜리메이션부(21)는 렌즈형 형상을 가질 수 있다. 제2 콜리메이션부(21)는 제2 빔(b2)이 입사되는 방향인 z축 방향으로 단부가 라운드 된 형상을 가질 수 있다. 제2 콜리메이션부(21)는 제2 빔(b2)을 평행화 할 수 있다.The second body portion 20 may include a second collimation portion 21, a refraction portion 23, a second focusing portion 24, and a second protection portion 25. The second collimation unit 21 may be located inside the second body unit 20. The second collimation unit 21 may have a lenticular shape. The second collimation unit 21 may have a shape with an end rounded in the z-axis direction, which is a direction in which the second beam b2 is incident. The second collimation unit 21 may parallelize the second beam b2.

굴절부(23)는 제2 콜리메이션부(21)와 제2 집속부(24)의 사이에 위치할 수 있다. 굴절부(23)의 일측면은 x축 방향을 따라 위치하고 타측면은 제1 본체부(10)를 향한 방향으로 경사지며 위치할 수 있다. 굴절부(23)는 사각기둥형 형상을 가질 수 있다. 굴절부(23)는 제2 빔(b2)을 제1 본체부(10)를 향한 방향으로 기 설정된 각도를 가지며 굴절시킬 수 있다. The refraction part 23 may be located between the second collimation part 21 and the second focusing part 24. One side surface of the refracting portion 23 may be located along the x-axis direction, and the other side surface may be inclined in the direction toward the first body portion 10. The bent portion 23 may have a quadrangular prism shape. The refraction part 23 may refract the second beam b2 at a predetermined angle in a direction toward the first body part 10.

제2 집속부(24)는 제2 본체부(20)의 내부에 위치할 수 있다. 제2 집속부(24)는 굴절부(23)와 제2 보호부(25)의 사이에 위치할 수 있다. 제2 집속부(24)는 렌즈형 형상을 가질 수 있다. 제2 집속부(24)는 -z축 방향으로 단부가 라운드 된 형상을 가질 수 있다. 제2 집속부(24)는 제2 빔(b2)을 집속 할 수 있다.The second focusing part 24 may be located inside the second body part 20. The second focusing part 24 may be located between the refracting part 23 and the second protecting part 25. The second focusing part 24 may have a lenticular shape. The second focusing part 24 may have a shape with an end rounded in the -z axis direction. The second focusing unit 24 may focus the second beam b2.

제2 보호부(25)는 제2 본체부(20)의 내부에 위치할 수 있다. 제2 보호부(25)는 제2 본체부(20)의 일측 단부에 위치할 수 있다. 제2 보호부(25)는 레이저 절단 헤드(1)가 절단체(M)를 절단할 경우, 발생될 수 있는 분진 또는 파편 등으로부터 제2 본체부(20)의 내부를 보호할 수 있다.The second protection part 25 may be located inside the second body part 20. The second protection part 25 may be located at one end of the second body part 20. The second protection part 25 may protect the inside of the second body part 20 from dust or debris that may be generated when the laser cutting head 1 cuts the cutting body M.

제1 광섬유 케이블(L1)을 통해 전송되어온 제1 빔(b1)은 제1 콜리메이션부(12)를 통과하면서 평행빔으로 시준될 수 있다. 평행화된 제1 빔(b1)은 z축 방향을 따라 제1 집속부(13)를 통과하면서 집속되어 노즐부(15)를 지나 절단체(M)의 표면(m1)에 조사될 수 있다.The first beam b1 transmitted through the first optical fiber cable L1 may be collimated with a parallel beam while passing through the first collimator 12. The parallelized first beam b1 may be focused while passing through the first focusing part 13 along the z-axis direction, and may be irradiated onto the surface m1 of the cutting body M through the nozzle part 15.

제1 집속부(13)는 수평 방향인 x축 방향의 초점거리와 수직 방향인 y축 방향의 초점거리가 동일할 수 있다. 이 경우, 제1 빔(b1)은 제1 집속부(13)를 통과하여 수평 방향과 수직 방향의 초점이 모두 절단체(M)의 표면(m1)에 조사되면서 절단체(M)를 절단할 수 있다. The first focusing unit 13 may have the same focal length in the x-axis direction as the horizontal direction and the focal length in the y-axis direction as the vertical direction. In this case, the first beam b1 passes through the first focusing part 13, and the focus in both the horizontal and vertical directions is irradiated to the surface m1 of the cutting body M to cut the cutting body M. Can be.

제2 광섬유 케이블(L2)을 통해 전송되어온 제2 빔(b2)은 z축 방향을 따라 굴절부(23)를 통과할 수 있다. 제2 빔(b2)은 굴절부(23)에서 굴절되고 제2 집속부(24)를 통과하면서 집속될 수 있다.The second beam b2 transmitted through the second optical fiber cable L2 may pass through the refracting portion 23 along the z-axis direction. The second beam b2 is refracted by the refracting part 23 and may be focused while passing through the second focusing part 24.

제2 집속부(24)는 수평 방향인 x축 방향의 초점거리와 수직 방향인 y축 방향의 초점거리가 상호 다를 수 있다. 제2 집속부(24)의 수평 방향인 x축 방향의 초점거리는 제1 집속부(13)의 수평 방향인 x축 방향의 초점거리보다 클 수 있다. 제1 집속부(13)의 x축 방향의 초점거리는 절단체(M)의 두께보다 작을 수 있다. 제2 집속부(24)의 수직 방향인 y축 방향의 초점거리는 제1 집속부(13)의 수직 방향인 y축 방향의 초점 거리와 동일할 수 있다.The second focusing unit 24 may have a different focal length in the x-axis direction in the horizontal direction and a focal length in the y-axis direction in the vertical direction. The focal length in the x-axis direction that is the horizontal direction of the second focusing unit 24 may be greater than the focal length in the x-axis direction that is the horizontal direction of the first focusing unit 13. The focal length in the x-axis direction of the first focusing unit 13 may be smaller than the thickness of the cutting body M. The focal length in the y-axis direction that is the vertical direction of the second focusing unit 24 may be the same as the focal length in the y-axis direction that is the vertical direction of the first focusing unit 13.

제2 빔(b2)은 제2 집속부(24)를 통과하면서 수평 방향과 수직 방향의 초점거리가 상호 다를 수 있으므로, 각각 절단체(M)의 내부(m2)와 표면(m1)에 조사되면서 절단체(M)를 절단할 수 있다. 이 경우, 제2 집속부(24)를 통과한 제2 빔(b2)의 수평 방향인 x축 방향의 초점은 절단체(M)의 내부(m2)에 조사될 수 있고, 수직 방향인 y축 방향의 초점은 절단체(M)의 표면(m1)에 조사되면서 절단체(M)를 절단할 수 있다.As the second beam b2 passes through the second focusing unit 24, since the focal lengths in the horizontal direction and the vertical direction may be different from each other, while being irradiated to the inside m2 and the surface m1 of the cutting body M, respectively The cutting body M can be cut. In this case, the focus in the x-axis direction, which is the horizontal direction of the second beam b2 that has passed through the second focusing unit 24, may be irradiated to the inside m2 of the cutting body M, and the y-axis, which is the vertical direction. The focus of the direction can be cut on the surface m1 of the cutting body M while cutting the cutting body M.

제2 집속부(24)는 수평 방향x축 방향에 대해서 제1 집속부(13)보다 초점거리가 크고, 수직 방향인 y축에 대해서 제1 집속부(13)와 동일한 초점거리를 가질 수 있으므로 제2 빔(b2)은 절단체(M)의 내부(m2)에 조사되면서 절단체(M)를 절단할 수 있다.Since the second focusing unit 24 has a larger focal length than the first focusing unit 13 in the horizontal direction and the x-axis direction, and may have the same focal length as the first focusing unit 13 in the vertical y-axis. The second beam b2 may cut the cutting body M while being irradiated to the inside m2 of the cutting body M.

이에, 레이저 절단 헤드(1)는 다초점으로 제1 빔(b1)을 절단체(M)의 표면(m1)에 집속시키고, 제2 빔(b2)은 절단체(M)의 표면(m1)과 내부(m2)에 집속 시킬 수 있으므로 두꺼운 절단체(M)를 효율적으로 절단할 수 있으며, 절단체(M)의 앞쪽 표면에만 빔이 집속되는 현상을 미연에 방지 할 수 있다.Thus, the laser cutting head 1 focuses the first beam b1 on the surface m1 of the cutting body M at multiple focal points, and the second beam b2 is the surface m1 of the cutting body M. Since it can be focused on the inside (m2), it is possible to efficiently cut the thick cutting body (M), and it is possible to prevent the beam from focusing only on the front surface of the cutting body (M).

도 6에서는 제1 빔(b1)과 제2 빔(b2)를 제외하고는 도 5의 레이저 절단 헤드(1)와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 그 상세한 설명을 생략한다. 도 6를 참고하면, 제1 빔(b1)은 제1 본체부(10)에 입사될 수 있다. 제2 빔(b2)은 제2 본체부(20)에 입사될 수 있다. 제1 빔(b1)과 제2 빔(b2)은 시준 된 평행빔 상태로 자유 공간을 통해 각각 제1 본체부(10)와 제2 본체부(20)에 입사될 수 있다.6 is similar to the laser cutting head 1 of FIG. 5 except for the first beam b1 and the second beam b2, the same reference numerals are used for the same parts, and detailed description thereof will be omitted. Referring to FIG. 6, the first beam b1 may be incident on the first body portion 10. The second beam b2 may be incident on the second body portion 20. The first beam b1 and the second beam b2 may enter the first body portion 10 and the second body portion 20 through free space in a collimated parallel beam state, respectively.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

1: 레이저 절단 헤드 10: 제1 본체부
11. 분할부 12. 제1 콜리메이션부
13. 제1 집속부 14. 제1 보호부
15. 노즐부 16. 가스공급부
20. 제2 본체부 21. 제2 콜리메이션부
22. 반사부 23. 굴절부
24. 제2 집속부 25. 제2 보호부
231. 투과면 232. 굴절면
L. 광섬유 케이블 L1. 제1 광섬유 케이블
L2. 제2 광섬유 케이블 B. 레이저빔
b1. 제1 빔 b2. 제2 빔
M. 절단체1: laser cutting head 10: first body portion
11. Division 12. First Collimation Unit
13. First focusing part 14. First protecting part
15. Nozzle 16. Gas supply
20. Second body portion 21. Second collimation portion
22. Reflector 23. Refraction
24. The second focusing part 25. The second protecting part
231.Transmissive surface 232. Refractive surface
L. Fiber optic cable L1. 1st optical fiber cable
L2. 2nd fiber optic cable B. laser beam
b1. First beam b2. 2nd beam
M. cutting body

Claims (14)

레이저빔이 입사되어 내부를 통과하고 절단체에 조사되는 제1 본체부,
상기 제1 본체부의 내부에 위치하고 상기 레이저빔을 제1 빔과 제2 빔으로 분할하는 분할부, 그리고
상기 레이저빔이 입사되는 방향과 교차하는 방향으로 상기 제1 본체부와 연결되고, 상기 분할부에서 분할된 제2 빔이 내부를 통과하고 상기 절단체에 조사되는 제2 본체부,
를 포함하고,
상기 분할부에서 분할된 제1 빔은 상기 제1 본체부를 통과하고 상기 절단체의 표면에 집속되고, 상기 분할부에서 분할된 제2 빔은 상기 제2 본체부를 통과하고 상기 절단체의 내부에서 상기 제1 빔의 연장축과 동일한 축에 집속되도록 기설정 각도로 굴절되어 상기 절단체의 표면과 내부를 동시에 조사할 수 있는 레이저 절단 헤드.The first body portion, which is irradiated with a laser beam, passes through the interior, and is irradiated to the cutting body,
A division unit located inside the first body unit and dividing the laser beam into a first beam and a second beam, and
A second main body part connected to the first main body part in a direction crossing the direction in which the laser beam is incident, and a second beam divided by the division part passes through the interior and is irradiated to the cutting body,
Including,
The first beam divided in the dividing portion passes through the first body portion and is focused on the surface of the cutting body, and the second beam divided in the dividing portion passes through the second body portion and is inside the cutting body. A laser cutting head capable of simultaneously irradiating the surface and the inside of the cutting body by being refracted at a predetermined angle so as to focus on the same axis as the extension axis of the first beam. 제1항에서,
상기 제1 본체부는 상기 제1 본체부의 내부에 위치하고 상기 제1 빔을 집속하는 제1 집속부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 1,
The first body portion is located inside the first body portion, the laser cutting head including a first focusing portion for focusing the first beam. 제1항에서,
상기 제2 본체부는 상기 제2 본체부의 내부에 위치하고 상기 분할부에서 분할된 상기 제2 빔을 반사하는 반사부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 1,
The second body portion is located inside the second body portion, the laser cutting head including a reflector for reflecting the second beam divided in the division. 제3항에서,
상기 제2 본체부는 상기 제2 본체부의 내부에 위치하고 상기 반사부에서 반사된 상기 제2 빔을 상기 제1 빔과 동일한 축으로 굴절시키는 굴절부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 3,
The second body portion is located inside the second body portion laser cutting head including a refracting portion for refracting the second beam reflected from the reflection portion in the same axis as the first beam. 제1항에서,
상기 제2 본체부는 상기 제2 본체부의 내부에 위치하고 상기 제2 빔을 집속하는 제2 집속부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 1,
The second body portion is located inside the second body portion, the laser cutting head including a second focusing portion for focusing the second beam. 제1항에서,
상기 제1 본체부는 상기 본체부의 내부에 위치하고 상기 레이저빔을 평행화하는 제1 콜리메이션부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 1,
The first body portion is located inside the body portion laser cutting head including a first collimation portion for parallelizing the laser beam. 제1항에서,
상기 제1 본체부는 상기 제1 본체부의 일측 단부와 연결되고 내부에 가스가 주입되고 상기 제1 빔을 상기 절단체에 조사하는 노즐부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 1,
The first body portion is connected to one end of the first body portion, a laser cutting head including a nozzle portion for injecting gas and irradiating the first beam to the cutting body. 제1 빔이 입사되어 내부를 통과하고 절단체에 조사되는 제1 본체부, 그리고
상기 제1 빔이 입사되는 방향과 교차하는 방향으로 상기 제1 본체부와 연결되고 제2 빔이 입사되어 내부를 통과하고 상기 절단체에 조사되는 제2 본체부,
를 포함하고,
상기 제1 빔은 상기 제1 본체부를 통과하고 상기 절단체의 표면에 집속되고, 상기 제2 빔은 상기 제2 본체부를 통과하고 상기 절단체의 내부에서 상기 제1 빔의 연장축과 동일한 축에 집속되도록 기설정 각도로 굴절되어 상기 절단체의 표면과 내부를 동시에 조사할 수 있는 레이저 절단 헤드.The first beam is incident and passes through the interior and the first body portion irradiated to the cutting body, and
A second body part connected to the first body part in a direction crossing a direction in which the first beam is incident, and a second beam is incident, passing through the interior, and irradiating the cutting body,
Including,
The first beam passes through the first body portion and is focused on the surface of the cutting body, and the second beam passes through the second body portion and is on the same axis as the extension axis of the first beam inside the cutting body. A laser cutting head capable of simultaneously irradiating the surface and the inside of the cutting body by being refracted at a predetermined angle to focus. 제8항에서,
상기 제1 본체부는 상기 제1 본체부의 내부에 위치하고 상기 제1 빔을 집속하는 제1 집속부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 8,
The first body portion is located inside the first body portion, the laser cutting head including a first focusing portion for focusing the first beam. 제8항에서,
상기 제2 본체부는 상기 제2 본체부의 내부에 위치하고 상기 제2 빔을 상기 제1 빔과 동일한 축으로 굴절시키는 굴절부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 8,
The second body portion is located inside the second body portion laser cutting head including a refracting portion for refracting the second beam in the same axis as the first beam. 제8항에서,
상기 제2 본체부는 상기 제2 본체부의 내부에 위치하고 상기 제2 빔을 집속하는 제2 집속부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 8,
The second body portion is located inside the second body portion, the laser cutting head including a second focusing portion for focusing the second beam. 제8항에서,
상기 제1 본체부는 상기 제1 본체부의 내부에 위치하고 상기 제1 빔을 평행화하는 제1 콜리메이션부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 8,
The first body portion is located inside the first body portion laser cutting head including a first collimation portion for parallelizing the first beam. 제8항에서,
상기 제1 본체부는 상기 제1 본체부의 일측 단부와 연결되고 내부에 가스가 주입되고 상기 제1 빔을 상기 절단체에 조사하는 노즐부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 8,
The first body portion is connected to one end of the first body portion, a laser cutting head including a nozzle portion for injecting gas and irradiating the first beam to the cutting body. 제8항에서,
상기 제2 본체부는 상기 제2 본체부의 내부에 위치하고 상기 제2 빔을 평행화하는 제2 콜리메이션부를 포함하는 레이저 절단 헤드.In claim 8,
The second body portion is located inside the second body portion laser cutting head including a second collimation portion for parallelizing the second beam.
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