KR102383193B1 - 레이저 용접 장치용 보호 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 레이저 용접 장치용 보호 모듈에 관한 것으로, 레이저 용접 장치의 보호 글라스를 통과해 조사되는 레이저 광을 통과시키는 중공이 형성된 제1 커버; 상기 제1 커버에 결합된 상태에서 상기 레이저 용접 장치의 메인 하우징 일측에 형성되어 상기 보호 글라스를 지지하는 광학계 하우징에 결합되고, 상기 레이저 광을 통과시키는 중공이 형성된 제2 커버; 상기 제1 커버 또는 상기 제2 커버의 외주면에 설치되어 외부 공기가 유입되는 복수의 공기 공급부를 포함하고, 상기 제1 커버 또는 상기 제2 커버는 일측 판면에 오목하게 형성된 공기 유로와, 상기 공기 유로와 외주면을 연통하도록 관통 형성되는 복수의 공기홀을 구비하고, 상기 공기 공급부는 상기 공기홀에 연통되며, 상기 공기 유로로 공급된 공기가 상기 제1 커버와 상기 제2 커버의 결합면 사이로 배출되되 상기 중공 쪽으로 배출되는 것이 특징이다.

Description

레이저 용접 장치용 보호 모듈{Protecting module for laser welding device}
본 발명의 실시예는 레이저 용접 장치용 보호 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 비디오 카메라, 휴대형 전화, 휴대형 컴퓨터 등과 같은 휴대형 무선기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라 구동전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는 예를 들면, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이중 리튬 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능하며, 작동 전압이 높고 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
리튬 이차전지는 제조 공정에서 다양한 부분에 용접이 필요해 초음파 용접 장치나 레이저 용접 장치 등을 사용해 용접 공정이 이루어진다. 용접 장치 중 레이저 용접 장치의 일 예가 한국특허공개 제2018-0096910호(공개일 2018년08월30일)에 개시되어 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 목적은 레이저 용접 시 발생하는 스패터나 흄으로부터 레이저 용접 장치의 광학계를 보호하는 레이저 용접 장치용 보호 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈은 레이저 용접 장치의 보호 글라스를 통과해 조사되는 레이저 광을 통과시키는 중공이 형성된 제1 커버; 상기 제1 커버에 결합된 상태에서 상기 레이저 용접 장치의 메인 하우징 일측에 형성되어 상기 보호 글라스를 지지하는 광학계 하우징에 결합되고, 상기 레이저 광을 통과시키는 중공이 형성된 제2 커버; 상기 제1 커버 또는 상기 제2 커버의 외주면에 설치되어 외부 공기가 유입되는 복수의 공기 공급부를 포함하고, 상기 제1 커버 또는 상기 제2 커버는 일측 판면에 오목하게 형성된 공기 유로와, 상기 공기 유로와 외주면을 연통하도록 관통 형성되는 복수의 공기홀을 구비하고, 상기 공기 공급부는 상기 공기홀에 연통되며, 상기 공기 유로로 공급된 공기가 상기 제1 커버와 상기 제2 커버의 결합면 사이로 배출되되 상기 중공 쪽으로 배출되는 것이 특징이다.
상기 제1 커버 및 상기 제2 커버는 원판 형상으로 상기 중공이 형성되고, 상기 공기 유로는 링 형상으로 상기 제1 커버 또는 상기 제2 커버의 판면에 형성될 수 있다.
상기 제2 커버에 대향되는 상기 제1 커버의 판면에 결합되되 상기 레이저 광을 통과시키는 홀이 형성되고, 검정색으로 만들어진 반사광 흡수판을 더 포함한다.
상기 반사광 흡수판은 자성체가 자력으로 부착되는 금속 재질인 것이 특징이다.
상기 반사광 흡수판은 원판 형상이며, 외측 가장자리를 따라 복수의 유선형 판 슬릿이 상호 이격되어 관통 형성될 수 있다.
상기 광학계 하우징과 상기 제2 커버의 사이에 삽입되어 상기 광학계 하우징과 상기 제2 커버의 사이를 기밀하는 링 형상의 실링부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 커버의 일측 판면에는 상기 실링부재가 삽입되는 실링부가 오목하게 형성되는 것이 특징이다.
상기 레이저 용접 장치의 메인 프레임 일측에 결합되되 상기 광학계 하우징과 인접하여 배치되고 양단이 'ㄷ'자 형상으로 벤딩된 고정 프레임; 상기 고정 프레임의 벤딩된 양단에 슬라이딩 가능하게 각각 결합되는 일자형의 슬라이딩 프레임; 및 상기 슬라이딩 프레임에 각각 결합되되 상기 제1 커버와 수평을 이루도록 배치되는 서포트 프레임을 더 포함한다.
상기 서포트 프레임에 각각 결합되며, 상기 레이저 광의 파장에 대응되는 빛을 발광하는 램프를 더 포함한다.
본 발명의 실시예는 제1 커버 및 제2 커버의 안쪽에서 공기를 분사해 보호 글라스 전방에 배치되는 반사광 흡수판의 슬릿 쪽으로 공기가 이동하도록 함으로써 보호 글라스의 오염을 방지하는 효과가 있다.
또한, 보호 모듈의 전방에 레이저 반사광을 흡수하는 흡수판을 설치해 용접 시 반사되는 광을 흡수하여 반사광에 따른 부품의 손상을 방지하는 효과가 있다. 동시에 흡수판을 레이저의 초점 거리를 측정하는 변위 센서를 부착하는 부착 패드로 사용함으로써 부품 수 증가를 최소화하고 구조가 간단해지는 효과가 있다.
즉, 본 발명의 실시 예는 간단한 구조로 광학계를 보호하고 다목적으로 사용할 수 있는 레이저 용접 장치용 보호 모듈을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈을 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈의 주요 부분을 일 방향에서 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈의 주요 부분을 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈의 공기 유로를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈의 공기 분사 형태를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하에서는 편의상 레이저 용접 장치의 보호 모듈 쪽을 전방으로, 메인 하우징 쪽을 후방으로 정의하고 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈을 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈을 도시한 정면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 용접 장치(10)는 레이저 광 발생 및 조사를 위한 각종 부품이 탑재되는 메인 하우징(100)과, 메인 하우징(100)의 일측에 결합되어 렌즈 등의 광학계를 수용하는 광학계 하우징(300)과, 광학계 메인 하우징(100)의 전방에 배치되어 광학계를 보호하는 보호 모듈(500)을 포함할 수 있다.
메인 하우징(100)은 대략 박스 형상으로, 메인 하우징(100)의 전면에 광학계 하우징(300) 및 보호 모듈(500)이 결합된다.
광학계 하우징(300)은 내부에 레이저 조사를 위한 렌즈 등의 광학계 부품이 배치되며, 전면에 보호 글라스(310)가 결합된다.
보호 글라스(310)는 광학계 부품을 보호하기 위한 일종의 차폐벽이다. 보호 글라스(310)는 광학계에서 조사되는 레이저 광은 통과시키고, 레이저 용접 시 발생하는 스패터(spatter)나 흄(fume) 등의 이물질이 광학계로 유입되지 못하도록 차단한다(도 4 참조).
따라서 보호 글라스(310)에 이물질이 흡착되므로 주기적인 세정이 필요하다. 그러나 보호 글라스(310)를 자주 세정하면 보호 글라스(310)에 미세한 손상이 발생할 수 있다.
또한, 이물질에 의해 보호 글라스(310)에 흠집이 생기고 손상이 증가하면 보호 글라스(310)의 교체 주기가 짧아지고, 교체를 하지 않으면 보호 글라스(310)가 파손될 수 있다. 따라서 주기적으로 보호 글라스(310)를 교체해야 하므로 유지 비용이 상승하는 문제가 있다. 이러한 보호 글라스(310)의 세정에 따른 손상 및 교체 주기 감소에 따른 비용 증가를 해결하기 위해 보호 모듈(500)을 장착할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈의 주요 부분을 일 방향에서 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈의 주요 부분을 다른 방향에서 도시한 사시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈의 공기 유로를 도시한 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 보호 모듈(500)은 메인 하우징(100)에 결합되는 고정 프레임(510)과, 고정 프레임(510)에 이동 가능하게 결합되는 슬라이딩 프레임(520)과, 슬라이딩 프레임(520)에 이동 가능하게 결합되는 서포트 프레임(530)을 포함한다. 서포트 프레임(530) 상에는 램프(540)가 결합된다. 또한, 보호 모듈(500)은 광학계 하우징(300)의 전방에 배치되는 반사광 흡수판(550)과, 반사광 흡수판(550)과 광학계 하우징(300)의 사이에 배치되는 커버 조립체를 포함한다. 커버 조립체는 제1 커버(560) 및 제2 커버(570)가 상호 결합된 것을 의미한다. 제1 커버(560)에는 복수의 공기 공급부(590)가 연결되고, 제2 커버(570)와 광학계 하우징(300)의 사이에는 실링부재(580)가 삽입된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 고정 프레임(510)은 양단이 전방을 향해 서로 마주보도록 벤딩(bending)되어 대략 'ㄷ'자 형상을 갖는다. 서로 마주보는 양단에는 이동 슬릿(512)이 형성되고, 중앙 부위는 복수의 체결 부재(514)에 의해 메인 하우징(100) 상에 결합된다. 체결 부재(514)는 결합 핀이나 볼트 등으로 구비될 수 있다.
이동 슬릿(512)은 고정 프레임(510)의 벤딩된 양단으로부터 각각 길이 방향을 따라 소정 길이로 관통 형성된다. 이동 슬릿(512)을 따라 슬라이딩 프레임(520)이 슬라이딩 이동하면서 서포트 프레임(530)이 제1 커버(560)와 가까워지거나 멀어질 수 있다. 이에 따라 서포트 프레임(530)에 설치된 램프(540)의 설치 위치를 조절할 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 프레임(520)은 한 쌍으로 구비되어 각각의 이동 슬릿(512)에 이동 가능하게 결합된다. 슬라이딩 프레임(520)은 일자형의 바(bar) 형태로, 이동 슬릿(512)의 길이 방향을 따라 배치된다.
한 쌍의 슬라이딩 프레임(520) 사이(내측면)에는 원통형의 연결핀(522)이 결합되어 슬라이딩 프레임(520)이 한 몸처럼 움직일 수 있도록 연결한다. 연결핀(522)이 삽입되는 부분과 이격된 슬라이딩 프레임(520)의 단부에는 슬라이딩 핀(522)이 각각 결합된다.
슬라이딩 핀(522)은 슬라이딩 프레임(520)의 외측면으로부터 이동 슬릿(512)을 향해 돌출되도록 배치된다. 슬라이딩 핀(522)은 슬라이딩 프레임(520)에 결합되는 핀 바디(524a)와, 이동 슬릿(512)의 외측으로 돌출되는 핀 헤드(524b)로 구성된다. 핀 바디(524a) 및 핀 헤드(524b)는 일체로 형성되며, 핀 헤드(524b)의 직경이 핀 바디(524a)의 직경 및 이동 슬릿(512)의 폭 보다 크게 형성된다.
슬라이딩 프레임(520)이 이동 슬릿(512)을 따라 배치된 상태에서 이동 슬릿(512)에 슬라이딩 핀(522)을 삽입해 슬라이딩 프레임(520)에 고정함으로써 슬라이딩 프레임(520)이 고정 프레임(510)의 이동 슬릿(512)에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 슬라이딩 프레임(520)에는 서포트 프레임(530)이 결합된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 서포트 프레임(530)은 슬라이딩 프레임(520)의 전방 단부와 수직을 이루도록 배치된다. 동시에 서포트 프레임(530)은 제1 커버(560)와 수평을 이루도록 배치된다. 슬라이딩 프레임(520)이 한 쌍으로 구비되므로 서포트 프레임(530) 역시 한 쌍으로 구비되어 슬라이딩 프레임(520)이 단부에 각각 결합된다.
서포트 프레임(530)은 소정의 폭을 갖는 바(bar) 형상으로, 일단에 폭 방향으로 조절 슬릿(532)이 관통 형성된다. 조절 슬릿(532)에 조절핀(534)이 삽입되어 서포트 프레임(530)을 슬라이딩 프레임(520)에 이동 가능하게 결합시킨다. 조절핀(534)은 슬라이딩 핀(522)과 동일한 형태이며, 조절 슬릿(532)이 조절핀(534)에 걸린 상태에서 서포트 프레임(530)을 폭 방향으로 이동시키면 서포트 프레임(530)의 위치가 조절된다. 서포트 프레임(530)의 위치 변경에 따라 서포트 프레임(530)에 장착되는 램프(540)의 위치가 함께 변경된다.
서포트 프레임(530)의 전면에는 램프(540)를 장착하기 위한 지지 브래킷(536)이 결합된다.
지지 브래킷(536)은 일단이 서포트 프레임(530) 상에 고정되고 타단은 직각으로 꺾여 연장되는 형태이다. 지지 브래킷(536)은 한 쌍으로 구비되어 램프(540)의 길이만큼 이격된 상태로 서포트 프레임(530) 상에 고정된다. 지지 브래킷(536)의 직각으로 연장된 부분이 서로 평행하게 마주보도록 설치되고, 연장된 부분 사이에 램프(540)가 삽입되어 지지 브래킷(536)에 결합된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 램프(540)는 직육면체 형상으로 형성되어 한 쌍의 지지 브래킷(536) 사이에 결합된다. 램프(540)는 LED 등으로 구현될 수 있으며, 동작을 위한 기판(미도시)이나 외부 전원과의 연결을 위한 전원 커넥터(미도시) 등이 내장될 수 있다. 램프(540)는 특정 파장대의 모니터링을 위해 구비되어 용접 품질을 확인할 때 사용된다. 즉, 레이저 광의 파장대에 맞는 빛을 발광하는 램프(540)를 적용하여 레이저 용접 품질을 확인할 수 있다.
한편, 램프(540)의 후방에는 반사광 흡수판(550)이 배치된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 반사광 흡수판(550)은 원판 형상으로, 레이저 용접 시 발생하는 반사 빔을 흡수해 반사광에 의한 주변 부품의 손상을 방지한다. 반사광 흡수판(550)은 스틸 등의 재질로 만들어질 수 있으며, 아노다이징 등의 공법을 통해 표면이 어두운 색을 갖도록 가공될 수 있다. 바람직하게는 반사광 흡수판(550)이 반사 빔을 쉽게 흡수할 수 있도록 검정색으로 가공될 수 있다. 따라서 레이저의 백 리플렉션(back reflection) 발생을 최소화할 수 있다.
반사광 흡수판(550)은 스틸 등의 재질로 만들어지므로 자성체가 표면에 부착될 수 있다. 이러한 특성을 이용해 자석이 구비된 변위 센서(미도시)를 반사광 흡수판(550)에 부착할 수 있다. 변위 센서를 반사광 흡수판(550)에 부착함으로써 레이저의 초점 거리를 손쉽게 측정할 수 있어 레이저 용접 장치의 광학계 설정 시 정밀도가 향상되는 효과가 있다.
또한, 반사광 흡수판(550)의 판면에는 레이저 광이 통과할 수 있도록 관통홀이 형성된다. 또한, 반사광 흡수판(550)의 판면 가장자리에는 커버 조립체로부터 분사된 공기를 배출하는 복수의 판 슬릿(552)이 관통 형성된다.
판 슬릿(552)은 반사광 흡수판(550)의 가장자리 형상에 대응하여 유선형으로 형성되며, 복수의 판 슬릿(552)은 서로 연통되지 않고 복수 개가 상호 이격되도록 배치된다. 커버 조립체로부터 분사된 공기는 판 슬릿(552)을 따라 이동해 반사광 흡수판(550)의 가장자리 쪽으로 빠져나간다. 따라서 커버 조립체로부터 분사된 공기가 커버 조립체에서 반사광 흡수판(550)의 외측으로 빠져나가는 공기 유로(기류)가 형성될 수 있다.
반사광 흡수판(550)은 제1 커버(560)에 밀착 결합된다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 커버 조립체는 제1 커버(560) 및 제2 커버(570)로 구성된다. 도면에 도시하지는 않았으나 커버 조립체는 슬라이딩 프레임(520) 또는 서포트 프레임(530) 상에 결합될 수 있다. 보호 모듈(500)의 설치 시 커버 조립체는 광학계 하우징(300)에 별도로 결합되고 고정 프레임(510)이 메인 하우징(100)에 결합되는 방법으로 설치될 수 있다. 또는, 커버 조립체가 슬라이딩 프레임(520) 또는 서포트 프레임(530) 상에 결합된 상태에서 메인 하우징(100)에 먼저 결합된 후 커버 조립체가 광학계 하우징(300)에 결합될 수도 있다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 커버(560)는 소정의 두께를 갖는 원판 형상을 갖되, 레이저 광이 관통될 수 있도록 중공이 형성된 링 형상을 갖는다. 제1 커버(560)는 제2 커버(570)가 결합되는 후면에 공기 유로(562) 및 공기홀(564)이 형성되고, 전면에 반사광 흡수판(550)을 지지하는 판 삽입부(566)가 형성된다.
공기 유로(562)는 제1 커버(560)의 링 형상 후면을 따라 링 형상으로 형성되되, 후면으로부터 오목하게 형성된다. 제1 커버(560)의 외주면 상에는 튜브 또는 파이프 형태를 갖는 복수의 공기 공급부(590)가 연결된다. 각각의 공기 공급부(590)는 복수의 공기홀(564)을 통해 공기 유로(562)와 연통된다. 공기 유로(562)는 공기 공급부(590) 및 공기홀(564)을 통해 공급된 공기가 흐르는 유로를 형성한다. 공기 유로(562)에 유입된 공기는 제1 커버(560)와 제2 커버(570)의 사이로 배출되어 이물질을 차단하는 에어 나이프(Air Knife)를 형성한다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
공기홀(564)은 공기 유로(562)와 외주면을 연결하는 관통홀로, 공기 공급부(590)의 위치에 대응하여 관통 형성된다. 공기홀(564)은 공기 공급부(590)의 개수 및 각 위치에 대응하도록 형성된다.
판 삽입부(566)는 제1 커버(560)의 후면으로부터 오목하게 형성되며, 반사광 흡수판(550)의 크기 및 형상에 대응하는 형상을 갖는다. 따라서 반사광 흡수판(550)이 삽입된 상태에서 제1 커버(560)의 후면은 반사광 흡수판(550)의 전면과 동일 평면 상에 위치한다. 즉, 반사광 흡수판(550)이 판 삽입부(566)에 삽입된 상태에서 제1 커버(560)의 후면이 반사광 흡수판(550)과 단차 없이 평평해진다.
제1 커버(560)의 후면에 제2 커버(570)가 복수의 체결부재(미도시)에 의해 결합된다. 이를 위해, 제1 커버(560)의 판면 가장자리에는 복수의 체결홀(568)이 관통 형성될 수 있다.
제2 커버(570)는 제1 커버(560)와 동일하게 링 형상의 판재로, 소정의 두께를 갖도록 형성된다. 제2 커버(570)는 전면이 평평한 형상이되, 전면 가장자리를 따라 제1 커버(560)와 결합되기 위한 복수의 체결홀(574)이 관통 형성된다. 제2 커버(570)는 후면에 실링부재(580)가 삽입되는 실링부(572)가 형성된다.
실링부(572)는 실링부재(580)의 형상에 대응하는 홈 형상으로, 제2 커버(570)의 후면으로부터 오목하게 형성될 수 있다. 또는, 도 3에 도시된 바와 같이, 실링부(572)가 제2 커버(570)의 후면으로부터 돌출 형성되고, 돌출된 부분에 실링부재(580)가 삽입되는 홈이 형성되는 형태를 가질 수도 있다. 이 경우, 돌출된 부분이 광학계 하우징(300) 내측으로 삽입되어 커버 조립체가 광학계 하우징(300)에 결합될 때 제2 커버(570)와 광학계 하우징(300) 사이가 밀착될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실링부재(580)는 링 형상을 가지며, 제2 커버(570)와 광학계 하우징(300) 사이를 기밀한다. 실링부재(580)는 실링부(572)에 삽입된 상태에서 실링부(572)보다 다소 돌출되도록 형성될 수 있다. 따라서 제2 커버(570)와 광학계 하우징(300)이 결합될 때 실링부재(580)가 눌리면서 기밀 성능이 향상되는 효과가 있다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈에 있어서, 에어 나이프가 형성되는 과정에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 레이저 용접 장치용 보호 모듈의 공기 분사 형태를 나타낸 사시도이다. 공기의 유입 및 이동, 배출 경로는 도 6에 화살표로 도시하였다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 커버(560) 및 제2 커버(570)가 결합된 상태에서 공기 공급부(590)를 통해 외부로부터 공기가 제1 커버(560) 내의 공기홀(564)을 거쳐 공기 유로(562)로 유입된다. 제2 커버(570)의 전면이 평평하므로 제1 커버(560)에 제2 커버(570)가 결합된 상태에서 유입된 공기는 공기 유로(562) 내에서 이동하게 된다.
제1 커버(560)로 유입된 공기는 제1 커버(560)와 제2 커버(570)의 결합면 사이(A)를 통해 커버 조립체의 내주면 측으로 배출된다. 이를 위해, 제1 커버(560)와 제2 커버(570)의 내주면 측 결합면 사이(A)는 완전히 밀착되지 않고 공기가 배출될 수 있을 정도의 틈새를 갖도록 형성된다.
따라서 제1 커버(560) 내로 유입된 외부 공기는 제1 커버(560)와 제2 커버(570)의 결합면 사이(A)의 틈새(중공 쪽)로 배출된다. 배출되는 공기는 커버 조립체의 내주면 형상을 따라 원형으로 배출된다. 이렇게 배출되는 공기가 커튼과 같이 커버 조립체의 내주면 측을 차단하는 역할을 하므로, 배출되는 공기에 의해 공기막이 형성되는 것과 유사한 효과를 낼 때 이를 에어 커튼 또는 에어 나이프라고 정의한다.
에어 나이프를 형성한 공기는 제2 커버(570) 쪽이 막혀 있으므로 제1 커버(560)의 전면 쪽으로 이동하며, 반사광 흡수판(550)의 중공 및 판 슬릿(552)을 통해 반사광 흡수판(550)의 외측으로 유도되어 커버 조립체의 외측으로 빠져나간다.
커버 조립체의 중공으로 레이저 광이 조사되나 에어 나이프는 직진성이 강한 레이저 조사에 영향을 주지 않는다. 그러나 레이저 용접 시 발생하는 스패터나 흄 등의 미세한 이물질은 에어 나이프에 의해 광학계 하우징(300) 쪽으로 유입되지 못하고 차단된다. 따라서 광학계 하우징(300)의 전면에 장착된 보호 글라스(310)에 이물질이 부착되는 것을 방지하고 보호 글라스(310)를 보호할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 레이저 용접 장치는 에어 나이프를 형성할 수 있는 보호 모듈(500)을 구비하여 보호 글라스(310)의 오염을 방지하고 보호 글라스(310)를 보호하는 효과가 있다. 보호 글라스(310)의 오염이 방지되므로 세정에 따른 로스를 저감하고 보호 글라스의 품질을 유지하며, 보호 글라스(310)의 교체 주기를 늘릴 수 있는 효과가 있다.
보호 모듈(500)은 금속 재질의 반사광 흡수판(550)을 구비하여 레이저 용접 시 발생하는 반사 빔을 흡수함으로써 레이저 광의 백 리플렉션 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 반사광 흡수판(550)에 레이저 초점 거리를 측정하는 변위 센서를 부착할 수 있어 별도의 센서 부착 기구가 불필요한 장점이 있다. 변위 센서를 손쉽게 장착할 수 있어 레이저 용접 장치(10)의 설정 시 정밀도를 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 보호 모듈(500)은 램프(540)를 구비하므로 특정 파장대의 용접 품질을 모니터링할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10: 레이저 용접 장치 100: 메인 하우징
300: 광학계 하우징 310: 보호 글라스
500: 보호 모듈 510: 고정 프레임
520: 슬라이딩 프레임 530: 서포트 프레임
540: 램프 550: 반사광 흡수판
560: 제1 커버 570: 제2 커버
580: 실링부재 590: 공기 공급부

Claims (9)

  1. 레이저 용접 장치의 보호 글라스를 통과해 조사되는 레이저 광을 통과시키는 중공이 형성된 제1 커버;
    상기 제1 커버에 결합된 상태에서 상기 레이저 용접 장치의 메인 하우징 일측에 형성되어 상기 보호 글라스를 지지하는 광학계 하우징에 결합되고, 상기 레이저 광을 통과시키는 중공이 형성된 제2 커버;
    상기 제1 커버 또는 상기 제2 커버의 외주면에 설치되어 외부 공기가 유입되는 복수의 공기 공급부를 포함하고,
    상기 제1 커버 또는 상기 제2 커버는 일측 판면에 오목하게 형성된 공기 유로와, 상기 공기 유로와 외주면을 연통하도록 관통 형성되는 복수의 공기홀을 구비하고, 상기 공기 공급부는 상기 공기홀에 연통되며,
    상기 공기 유로로 공급된 공기가 상기 제1 커버와 상기 제2 커버의 결합면 사이로 배출되되 상기 중공 쪽으로 배출되고,
    상기 제2 커버에 대향되는 상기 제1 커버의 판면에 결합되되 상기 레이저 광을 통과시키는 홀이 형성되고, 검정색으로 만들어진 반사광 흡수판을 더 포함하며,
    상기 반사광 흡수판은 원판 형상이며, 외측 가장자리를 따라 복수의 유선형 판 슬릿이 상호 이격되어 관통 형성되는 레이저 용접 장치용 보호 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커버 및 상기 제2 커버는 원판 형상으로 상기 중공이 형성되고, 상기 공기 유로는 링 형상으로 상기 제1 커버 또는 상기 제2 커버의 판면에 형성되는 레이저 용접 장치용 보호 모듈.
  3. 삭제
  4. 레이저 용접 장치의 보호 글라스를 통과해 조사되는 레이저 광을 통과시키는 중공이 형성된 제1 커버;
    상기 제1 커버에 결합된 상태에서 상기 레이저 용접 장치의 메인 하우징 일측에 형성되어 상기 보호 글라스를 지지하는 광학계 하우징에 결합되고, 상기 레이저 광을 통과시키는 중공이 형성된 제2 커버;
    상기 제1 커버 또는 상기 제2 커버의 외주면에 설치되어 외부 공기가 유입되는 복수의 공기 공급부를 포함하고,
    상기 제1 커버 또는 상기 제2 커버는 일측 판면에 오목하게 형성된 공기 유로와, 상기 공기 유로와 외주면을 연통하도록 관통 형성되는 복수의 공기홀을 구비하고, 상기 공기 공급부는 상기 공기홀에 연통되며,
    상기 공기 유로로 공급된 공기가 상기 제1 커버와 상기 제2 커버의 결합면 사이로 배출되되 상기 중공 쪽으로 배출되고,
    상기 제2 커버에 대향되는 상기 제1 커버의 판면에 결합되되 상기 레이저 광을 통과시키는 홀이 형성되고, 검정색으로 만들어진 반사광 흡수판을 더 포함하며,
    상기 반사광 흡수판은 자성체가 자력으로 부착되는 금속 재질인 레이저 용접 장치용 보호 모듈.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광학계 하우징과 상기 제2 커버의 사이에 삽입되어 상기 광학계 하우징과 상기 제2 커버의 사이를 기밀하는 링 형상의 실링부재를 더 포함하는 레이저 용접 장치용 보호 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 커버의 일측 판면에는 상기 실링부재가 삽입되는 실링부가 오목하게 형성되는 레이저 용접 장치용 보호 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 용접 장치의 메인 프레임 일측에 결합되되 상기 광학계 하우징과 인접하여 배치되고 양단이 'ㄷ'자 형상으로 벤딩된 고정 프레임;
    상기 고정 프레임의 벤딩된 양단에 슬라이딩 가능하게 각각 결합되는 일자형의 슬라이딩 프레임; 및
    상기 슬라이딩 프레임에 각각 결합되되 상기 제1 커버와 수평을 이루도록 배치되는 서포트 프레임을 더 포함하는 레이저 용접 장치용 보호 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 서포트 프레임에 각각 결합되며, 상기 레이저 광의 파장에 대응되는 빛을 발광하는 램프를 더 포함하는 레이저 용접 장치용 보호 모듈.
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