KR102368325B1 - 레이저 집광헤드 유닛 및 이를 포함하는 레이저 가공기 - Google Patents

레이저 집광헤드 유닛 및 이를 포함하는 레이저 가공기 Download PDF

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Abstract

레이저 집광헤드 유닛이 개시된다. 본 발명의 레이저 집광헤드 유닛은, 로봇암에 연결되어 3차원상에서 레이저 용접 또는 절단을 수행하는 것으로서, 레이저 빔을 조사하는 레이저 집광헤드부; 상기 로봇암 단부에 연결되는 마운팅 브래킷; 및 상기 레이저 집광헤드부에 대해 제1 방향과 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 포함하는 방향으로 가해지는 외력에 의한 충격을 흡수하도록, 상기 레이저 집광헤드부와 상기 마운팅 브래킷 사이를 연결하는 충격 흡수부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 제1 충격흡수 블록, 제2 충격흡수 블록, 제1 탄성부 및 제2 탄성부를 포함하는 충격 흡수부를 마련함으로써, 3차원 상에서 레이저 가공작업을 실시할 때제1 방향과 제2 방향을 포함하는 가상의 평면에 평행한 방향으로 레이저 집광헤드부, 특히 레이저 노즐에 가해지는 충격을 흡수하여 레이저 집광헤드부 및 가공 대상물의 파손을 방지할 수 있다.

Description

레이저 집광헤드 유닛 및 이를 포함하는 레이저 가공기{Laser condensing head unit and laser processing machine having the same}
본 발명은 3차원상에서 레이저 용접 또는 절단작업을 수행하는 과정에서 대상물과의 충돌로 인해 레이저 집광헤드부의 파손, 특히 내부의 광학부품 파손이 발생하는 것을 한층 방지할 수 있는 레이저 집광헤드 유닛 및 이를 포함하는 레이저 가공기에 관한 것이다.
일반적으로, 레이저 가공 장치는 레이저 가공 헤드를 이용하여 용접 혹은 절단 작업이 실행되는 방식으로 공작물을 레이저 빔에 의해 가공한다. 이를 위해 레이저 가공 헤드는 공작물에 상대적으로 적합한 방법으로 위치 결정된다. 위치 결정은 간격 조절 장치를 통해 이루어지되, 노즐 부재와 공작물 사이의 간격은 상기 레이저 가공헤드가 이동을 하는 경우에도 안정적으로 유지되어야 한다. 하지만, 레이저 가공헤드가 이동하며 공작물을 가공하는 경우에 레이저 가공헤드와 공작물의 충돌이 발생할 수 있다.
레이저 가공기의 구동 시 집광헤드와 가공물이 자주 충돌을 일으키는 일이 빈번하게 발생하는데 이는 프로그램의 잘못된 입력 등과 같이 작업자의 실수에 의한 경우와 레이저 가공시 열변형에 의해 대상물(박판 등)이 뒤틀리면서 집광헤드와 충돌을 일으키는 현상이 발생한다. 특히 로봇을 이용한 3차원 레이저 가공기의 경우 집광헤드의 충돌은 더욱 빈번하게 발생된다.
레이저 집광헤드의 충돌시 그 내부에 설치된 광학부품이나 노즐 등은 상대적으로 저강도의 제품이므로 쉽게 파손되어 손실이 발생한다. 또한, 로봇의 다축 제어 레이저 가공기의 경우 3차원의 제품을 가공하여야 하므로 대상물과 집광헤드가 충돌하는 경우가 더 빈번하게 발생 할 뿐 아니라 2차원 레이저와 달리 충돌의 강도는 더욱 커지게 된다.
현재, 2차원상에서 레이저 가공을 실시하면서 대상물과의 충격을 흡수할 수 있는 스프링 등의 구조를 집광헤드의 노즐 부위 근방에 장착한 기술이 있지만, 이러한 기술은 3차원상에서 레이저 가공을 실시하는 과정에 집광헤드에 외력이 가해지는 경우 충격흡수를 제대로 할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 본 출원인은 3차원상에서 레이저 용접 또는 절단작업을 수행하는 과정에서 대상물과의 충돌로 인해 레이저 집광헤드에 가해지는 충격을 일정이상 흡수할 수 있는 새로운 구조를 제안하는 바이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1142543호 (2012. 05. 08 공고)
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 3차원상에서 레이저 용접 또는 절단작업을 수행하는 과정에서 대상물과의 충돌로 인해 레이저 집광헤드부의 파손, 특히 내부의 광학부품 파손이 발생하는 것을 한층 방지하여 광학부품 파손과 새로운 부품 재장착 필요에 따른 경제적, 시간적 손실을 저감할 수 있는 레이저 집광헤드 유닛 및 이를 포함하는 레이저 가공기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 로봇암에 연결되어 3차원상에서 레이저 용접 또는 절단을 수행하는 것으로서, 레이저 빔을 조사하는 레이저 집광헤드부; 상기 로봇암 단부에 연결되는 마운팅 브래킷; 및 상기 레이저 집광헤드부에 대해 제1 방향과 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 포함하는 방향으로 가해지는 외력에 의한 충격을 흡수하도록, 상기 레이저 집광헤드부와 상기 마운팅 브래킷 사이를 연결하는 충격 흡수부를 포함하는 레이저 집광헤드 유닛이 제공된다.
상기 충격 흡수부는, 상기 마운팅 브래킷에 대해 상기 제1 방향으로 이동 가능하도록 연결되되, 상기 마운팅 브래킷과의 사이에 상기 제1 방향으로 작용하는 외력을 흡수하기 위한 제1 탄성부가 개재되는 제1 충격흡수 블록; 및 상기 제1 충격흡수 블록에 대해 상기 제2 방향으로 이동 가능하도록 일측이 연결되고 타측은 상기 레이저 집광헤드부에 연결되되, 상기 제1 충격흡수 블록과의 사이에 상기 제2 방향으로 작용하는 외력을 흡수하기 위한 제2 탄성부가 개재되는 제2 충격흡수 블록을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 탄성부는 스프링, 플라스틱 및 강화 스폰지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 마운팅 브래킷과 상기 제1 충격흡수 블록 사이, 상기 제1 충격흡수 블록과 제2 충격흡수 블록 사이에 각각 마련되어 상호간의 접근 및 이격 상태를 감지하는 충격감지센서를 더 포함할 수 있다.
상기 마운팅 브래킷과 상기 제1 충격흡수 블록 사이의 상대 이동, 상기 제1 충격흡수 블록과 제2 충격흡수 블록 사이의 상대 이동을 가이드하도록, 상기 마운팅 브래킷, 제1 충격흡수 블록 및 제2 충격흡수 블록에는 가이드봉, 가이드홈이 마련될 수 있다.
상기 레이저 집광헤드부는 평행광 렌즈, 집광 렌즈, 레이저 노즐을 포함하고, 상기 레이저 노즐은 상기 제1 방향, 제2 방향에 대해 수직인 제3 방향의 외력이 작용할시 파단되도록 단면 직경이 상대적으로 작은 협소부를 포함하며, 상기 협소부의 파단을 통해 제3 방향 외력이 상기 평행광 렌즈, 집광 렌즈 측으로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
상기 제1 방향과 제2 방향은, 상기 레이저 집광헤드부가 가공물 측으로 접근하는 제3 방향에 대해 각각 수직한 방향이고, 상기 충격 흡수부는, 상기 제1 방향과 제2 방향을 포함하는 가상의 평면에 평행한 방향으로 상기 레이저 집광헤드부에 가해지는 충격을 흡수할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 레이저 집광헤드 유닛; 및 상기 로봇암의 구동 및, 상기 레이저 집광헤드부로 레이저 빔을 제공하는 레이저 발진기의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 충격감지센서의 감지값을 전달받아 설정범위를 벗어난 것으로 판단되면 상기 로봇암과 레이저 발진기의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공기가 제공된다.
상기에서 설명한 본 발명의 레이저 집광헤드 유닛 및 이를 포함하는 레이저 가공기에 의하면, 제1 충격흡수 블록, 제2 충격흡수 블록, 제1 탄성부 및 제2 탄성부를 포함하는 충격 흡수부를 마련함으로써, 3차원 상에서 레이저 가공작업을 실시할 때제1 방향과 제2 방향을 포함하는 가상의 평면에 평행한 방향으로 레이저 집광헤드부, 특히 레이저 노즐에 가해지는 충격을 흡수하여 레이저 집광헤드부 및 가공 대상물의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 충격감지센서를 통해 가해지는 외력을 감지하여 로봇암과 레이저 발진기의 구동을 제어함으로써 렌즈 등의 광학 부품 손상을 확실히 방지할 수 있다.
또한, 레이저 노즐에 외력에 의해 파단되도록 협소부를 마련함으로써, 제3 방향 외력이 내부 광학부품으로 전달되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공기를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공기의 제어 관계를 나타내는 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 집광헤드 유닛을 나타내는 사시도,
도 4는 도 3의 측면도,
도 5는 도 3의 평면을 나타내는 것으로서, 주요 결합관계를 나타내는 도면,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 집광헤드 유닛에서 레이저 노즐에 가해지는 외력방향 변화에 따른 충격 흡수부의 충격 흡수 상태를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 집광헤드 유닛에서 제3 방향 외력에 의해 레이저 노즐이 파단되는 모습을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 가공기는 3차원상에서 레이저 용접 또는 절단작업을 수행하는 과정에서 대상물과의 충돌로 인해 레이저 집광헤드부의 파손, 특히 내부의 광학부품 파손이 발생하는 것을 한층 방지하여 광학부품 파손과 새로운 부품 재장착 필요에 따른 경제적, 시간적 손실을 저감할 수 있다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공기(10)는 레이저 집광헤드 유닛(100), 제어부(300)를 포함한다.
먼저, 레이저 집광헤드 유닛(100)은 로봇암(20)에 연결되어 3차원상에서 레이저 용접 또는 절단을 수행하는 것으로서, 레이저 빔을 조사하는 레이저 집광헤드부(110), 로봇암(20) 단부에 연결되는 마운팅 브래킷(130), 레이저 집광헤드부(110)와 마운팅 브래킷(130) 사이를 연결하는 충격 흡수부(150)를 포함한다.
레이저 집광헤드부(110)는 레이저 발진기(30)에서 발진된 레이저 빔을 전달받아 가공 대상물을 향해 조사하며, 도 4에 도시한 바와 같이, 레이저 발진기(30)로부터 광학 케이블을 통해 전달되는 레이저 빔이 퍼지지 않도록 평행광을 형성하는 평행광 렌즈(111), 평행광 형태의 레이저 빔을 집광해서 레이저 빔의 크기를 축소하는 집광 렌즈(112), 보호 윈도우(113), 레이저 노즐(114) 등을 포함한다.
여기서, 평행광 렌즈(111) 및 집광 렌즈(112)는 레이저 빔의 조사정확도를 위해 항시 정확한 정렬 상태를 유지해야 하는 것으로 이미 공지되어 있는바, 이러한 렌즈들이 내장된 집광헤드 하우징에 외력이 가해지는 경우 정렬상태가 변경되거나 심하게는 파손이 발생하게 되므로 충격흡수 구조가 요구된다.
마운팅 브래킷(130)은 로봇암 단부와 동일한 방향으로 이동 가능하도록 로봇암(20) 단부에 연결된다.
다음, 도 1, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 충격 흡수부(150)는 레이저 집광헤드부(110)와 마운팅 브래킷(130) 사이를 연결하는 것으로서, 레이저 집광헤드부(110)에 대해 제1 방향과 제1 방향에 수직한 제2 방향을 포함하는 방향으로 외력작용시 가해지는 충격을 흡수하도록 연결된다. 이러한 충격흡수를 통해 전술한 바와 같이 다양한 렌즈들의 정렬상태 변경, 파손 등을 최소화할 수 있다.
본 발명은 3차원상에서 레이저 절단 또는 용접이 이루어지는 것으로서 이하의 설명 및 도시의 편의를 위해, 도 1, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제1 방향은 x방향과 -x방향, 제2 방향은 y방향과 -y방향, 후술하는 제3 방향은 z방향으로 정의한다.
제3 방향(z방향)은 레이저 집광헤드부(110)가 가공 대상물(40) 측으로 접근하는 방향을 의미하고, 이에 제1 방향과 제2 방향은 제3 방향에 대해 각각 수직한다. 즉, 충격 흡수부(150)는 x방향과 y방향을 포함하는 2차원 가상의 평면과 평행한 방향으로 레이저 노즐(114)로 가해지는 충격을 흡수하도록 이루어지고, 실질적으로 z방향으로 가해지는 충격에 대해서는 흡수가 어려울 수 있는데 z방향 충격흡수에 대해서는 후술한다.
구체적으로, 도 1, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 충격 흡수부(150)는 제1 충격흡수 블록(151)과 제2 충격흡수 블록(152)을 포함한다.
제1 충격흡수 블록(151)은 마운팅 브래킷(130)에 대해 제1 방향(x방향,-x방향)으로 이동 가능하도록 연결되는데, 마운팅 브래킷(130)과의 사이에 제1 방향으로 작용하는 외력을 흡수하기 위한 제1 탄성부(153)가 개재된다.
즉, 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 충격흡수 블록(151)은 실질적으로 제1 탄성부(153)를 통해 마운팅 브래킷(130)에 연결되며, 레이저 집광헤드부(110)에 x방향, -x방향으로 외력이 작용할 시 마운팅 브래킷(130)으로 접근하거나 이격되는 방향으로 이동한다. 부연하자면, 마운팅 브래킷(130)과 제1 충격흡수 블록(151) 사이에 마련되는 제1 탄성부(153)는 x방향, -x방향의 외력으로 인해 레이저 집광헤드부(110)로 가해지는 충격을 일정이상 흡수, 완충할 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 마운팅 브래킷(130)과 제1 충격흡수 블록(151) 사이의 상대 이동, 즉 마운팅 브래킷(130)에 대해 제1 충격흡수 블록(151)이 x방향, -x방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 마운팅 브래킷(130)과 제1 충격흡수 블록(151)에는 각각 가이드봉(154)과 가이드홈(155)이 마련된다. 이러한 가이드봉과 가이드홈의 설치 위치는 서로 변경 가능하다.
제2 충격흡수 블록(152)은 제1 충격흡수 블록(151)에 대해 제2 방향(y방향,-y방향)으로 이동 가능하도록 연결되는데, 제1 충격흡수 블록(151)과의 사이에 제2 방향으로 작용하는 외력을 흡수하기 위한 제2 탄성부(156)가 개재된다. 제2 충격흡수 블록(152)의 일측은 제1 충격흡수 블록(151)에 제2 탄성부(156)를 통해 연결되고, 그 타측은 레이저 집광헤드부(110)에 연결된다.
본 발명의 실시예에서, 제1 충격흡수 블록(151)은 마운팅 브래킷(130)과 제2 충격흡수 블록(152) 사이를 연결하여 레이저 집광헤드부(110), 특히 레이저 노즐(114)에 작용하는 제1 방향(x방향,-x방향), 제2 방향(y방향, -y방향) 충격을 흡수 가능한 것으로서, 이를 가능하도록 도 5에 도시한 바와 같이, 대략 'L'자 단면 형상을 갖도록 이루어질 수 있다.
즉, 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 제2 충격흡수 블록(152)은 실질적으로 제2 탄성부(156)를 통해 제1 충격흡수 블록(151)에 연결되며, 레이저 집광헤드부(110)에 y방향, -y방향으로 외력이 작용할 시 제1 충격흡수 블록(151)으로 접근하거나 이격되는 방향으로 이동한다. 부연하자면, 제1 충격흡수 블록(151)과 제2 충격흡수 블록(152) 사이에 마련되는 제2 탄성부(156)는 y방향, -y방향의 외력으로 인해 레이저 집광헤드부(110)로 가해지는 충격을 일정이상 흡수, 완충할 수 있다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 충격흡수 블록(151)과 제2 충격흡수 블록(152) 사이의 상대 이동, 즉 제1 충격흡수 블록(151)에 대해 제2 충격흡수 블록(152)이 y방향, -y방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 제1 충격흡수 블록(151)과 제2 충격흡수 블록(152)에는 각각 가이드봉(157)과 가이드홈(158)이 마련된다. 이러한 가이드봉과 가이드홈의 설치 위치는 서로 변경 가능하다.
본 발명의 실시예에서, 제1 탄성부(153)와 제2 탄성부(156)는 관련 도면에 스프링으로 적용되어 있지만, 이에 한정되지 않으며 일정 이상의 탄성력을 갖는 것이라면 어떠한 것이라도 적용 가능하고 예를 들어 탄성을 갖는 플라스틱, 강화 스폰지 등으로 적용될 수도 있다.
따라서, 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 충격 흡수부(150)는 제1 방향과 제2 방향을 포함하는 가상의 평면에 평행한 방향으로 레이저 집광헤드부(110)에 가해지는 충격을 흡수 가능하다. 즉, 충격 흡수부(150)는 상기 가상의 평면 상에서 레이저 노즐(114) 측으로 가해지는 모든 방향의 외력을 완충하여 주요 부품의 파손 및 손상을 방지할 수 있다.
관련 도면에는 3가지 방향으로 외력이 레이저 노즐에 작용하는 경우를 예를 들었지만, 이외에도 전술한 바와 같이 충격 흡수부(150)는 제1 방향과 제2 방향을 포함하는 가상의 평면에 평행한 모든 방향으로 작용하는 외력을 흡수, 완충할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 집광헤드 유닛(100)은 충격감지센서(159)를 더 포함한다.
충격감지센서(159)는 마운팅 브래킷(130)과 제1 충격흡수 블록(151) 사이, 제1 충격흡수 블록(151)과 제2 충격흡수 블록(152) 사이에 상호간의 접근 및 이격 상태를 감지하도록 마련되는 것으로서, 압력센서로 적용 가능하다.
제어부(300)는 로봇암(20)의 구동 및, 레이저 집광헤드부(110)로 레이저 빔을 제공하는 레이저 발진기(30)의 구동을 제어하며, 충격감지센서(159)의 감지값을 전달받아 설정범위를 벗어난 것으로 판단되면 로봇암(20)과 레이저 발진기(30)의 구동을 정지한다.
충격감지센서(159), 즉 압력센서는 그 감지포인트가 일정 이상 가압된 상태로 서로 마주보는 마운팅 브래킷(130)과 제1 충격흡수 블록(151) 사이, 서로 마주보는 제1 충격흡수 블록(151)과 제2 충격흡수 블록(152) 사이에 장착되며, 제어부(300)는 초기 설치상태에서 감지된 압력센서 감지값을 기준값으로 하여 일정 이상 증감된 값의 범위를 설정범위로 결정한다.
부연하자면, 도 5 내지 도 8에 도시한 바와 같이, x방향 외력이 작용하여 제1 충격흡수 블록(151)이 마운팅 브래킷(130)으로 접근하는 경우 압력센서의 감지값은 증가하게 되고, -x방향 외력이 작용하여 제1 충격흡수 블록(151)이 마운팅 브래킷(130)으로부터 이격되는 경우 압력센서의 감지값은 감소하게 된다. 제어부(300)는 이러한 압력센서의 증감 수치를 반영하여 미세한 충격으로 판단할 수 있는 상기 설정범위를 결정한다.
제어부(300)는 설정범위를 벗어나는 정도로 제1 충격흡수 블록(151)이 접근 또는 이격하는 경우, 상당한 외력이 레이저 집광헤드부(110)에 작용하는 것으로 판단하여 로봇암(20)과 레이저 발진기(30)의 구동을 정지하며, 경고음, 경고램프 발광 등을 통해 별도의 경고신호를 발생할 수 있다.
제어부(300)는 마찬가지로 압력센서의 감지값을 통해 제2 충격흡수 블록(152)이 제1 충격흡수 블록(151)으로 접근 또는 이격되는 정도, 즉 외력의 세기 정도를 감지하고, 이를 통해 전술한 바와 동일하게 로봇암(20)과 레이저 발진기(30)의 구동을 정지한다.
본 발명은 가공 대상물(40)과의 충돌로 인해 레이저 집광헤드부(110)로 제1 방향, 제2 방향을 포함하는 가상의 평면에 평행한 방향으로 외력이 작용할 시 충격 흡수부(150)를 통해 충격을 흡수하여 내부 광학 부품을 보호할 수 있고, 이와 더불어 가공 대상물(40)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 레이저 집광헤드부(110)로 가해지는 외력이 미세한 경우, 충격 흡수부(150)가 충분히 외력을 흡수할 수 있는바 렌즈 등의 광학 부품 재정렬 과정없이 신속하게 용접 또는 절단작업을 진행할 수 있어 시간, 경제적 손실을 최소화할 수 있다.
이상, 레이저 집광헤드부(110)로 가해지는 제1 방향(x방향,-x방향), 제2 방향(y방향,-y방향) 외력에 대한 충격흡수 구조를 설명하였으며, 이하 제3 방향(z방향) 충격에 의한 외력 흡수 구조를 설명한다.
제3 방향은 레이저 노즐(114)이 가공 대상물(40)로 접근하는 방향을 말하고, 본 발명에서는 가공 대상물과의 충돌로 인해 제3 방향 외력이 레이저 노즐(114) 부위로 작용하는 경우 이러한 충격을 실질적으로 흡수하지 않는다.
구체적으로, 도 9에 도시한 바와 같이, 레이저 노즐(114)은 제3 방향의 외력이 작용할시 파단되도록 단면 직경이 상대적으로 작은 협소부(115)를 포함하며, 일정 이상의 외력이 작용하게 되면 협소부(115)의 파단이 이루어지도록 한다.
이러한 파단을 통해 제3 방향 외력이 평행광 렌즈(111), 집광 렌즈(112) 측으로 전달되는 것을 차단할 수 있으며, 렌즈들은 상당한 고가인 반면 레이저 노즐은 저가인 바 새로운 레이저 노즐 장착에 의한 추가적인 비용 발생 또한 크지 않다고 볼 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10: 레이저 가공기 20: 로봇암
30: 레이저 발진기 100: 레이저 집광헤드 유닛
110: 레이저 집광헤드부 114: 레이저 노즐
115: 협소부 130: 마운팅 브래킷
150: 충격 흡수부 151: 제1 충격흡수 블록
152: 제2 충격흡수 블록 153: 제1 탄성부
154: 가이드봉 155: 가이드홈
156: 제2 탄성부 159: 충격감지센서
300: 제어부

Claims (5)

  1. 로봇암에 연결되어 3차원상에서 레이저 용접 또는 절단을 수행하는 것으로서,
    레이저 빔을 조사하는 레이저 집광헤드부;
    상기 로봇암 단부에 연결되는 마운팅 브래킷; 및
    상기 레이저 집광헤드부에 대해 제1 방향과 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 포함하는 방향으로 가해지는 외력에 의한 충격을 흡수하도록, 상기 레이저 집광헤드부와 상기 마운팅 브래킷 사이를 연결하는 충격 흡수부를 포함하고,
    상기 충격 흡수부는,
    상기 마운팅 브래킷에 대해 상기 제1 방향으로 이동 가능하도록 연결되되, 상기 레이저 집광헤드부에 상기 제1 방향으로 외력이 작용시 상기 마운팅 브래킷 측으로 접근하거나 이격되는 방향으로 이동하면서 상기 제1 방향으로 작용하는 외력을 흡수하는 제1 충격흡수 블록; 및
    상기 제1 충격흡수 블록에 대해 상기 제2 방향으로 이동 가능하도록 일측이 연결되고 타측은 상기 레이저 집광헤드부에 연결되되, 상기 레이저 집광헤드부에 상기 제2 방향으로 외력이 작용시 상기 제1 충격흡수 블록으로 접근하거나 이격되는 방향으로 이동하면서 상기 제2 방향으로 작용하는 외력을 흡수하는 제2 충격흡수 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 집광헤드 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마운팅 브래킷과 상기 충격 흡수부 사이에 마련되어 상호간의 접근 및 이격 상태를 감지하는 충격감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 집광헤드 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 집광헤드부는 평행광 렌즈, 집광 렌즈, 레이저 노즐을 포함하고,
    상기 레이저 노즐은 상기 제1 방향, 제2 방향에 대해 수직인 제3 방향의 외력이 작용할시 파단되도록 단면 직경이 상대적으로 작은 협소부를 포함하며,
    상기 협소부의 파단을 통해 제3 방향 외력이 상기 평행광 렌즈, 집광 렌즈 측으로 전달되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 레이저 집광헤드 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향과 제2 방향은, 상기 레이저 집광헤드부가 가공물 측으로 접근하는 제3 방향에 대해 각각 수직한 방향이고,
    상기 충격 흡수부는, 상기 제1 방향과 제2 방향을 포함하는 가상의 평면에 평행한 방향으로 상기 레이저 집광헤드부에 가해지는 충격을 흡수 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 집광헤드 유닛.
  5. 제2항에 따른 레이저 집광헤드 유닛; 및
    상기 로봇암의 구동 및, 상기 레이저 집광헤드부로 레이저 빔을 제공하는 레이저 발진기의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 충격감지센서의 감지값을 전달받아 설정범위를 벗어난 것으로 판단되면 상기 로봇암과 레이저 발진기의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공기.

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