KR20140065776A

KR20140065776A - 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛

Info

Publication number: KR20140065776A
Application number: KR1020120132517A
Authority: KR
Inventors: 이문용; 정명섭
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2014-05-30

Abstract

레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛은 하부에 설치되어 일측에 연결된 에어공급 호스를 통하여 공급되는 압축 에어를 분사하여 용접부로부터 비산되는 스패터을 차단하는 에어노즐을 포함하는 레이저 옵틱헤드에서, 보호 글라스; 상기 보호 글라스의 테두리에 설치되며, 둘레면을 따라 걸림홈이 형성되는 글라스 프레임; 상기 에어노즐의 내주면으로 볼의 일부가 돌출되도록 설치되어 상기 글라스 프레임의 걸림홈에 상기 볼이 끼워지도록 작동하는 적어도 2개 이상의 볼 스토퍼를 포함한다.

Description

레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛{PROTECTIVE GLASS UNIT FOR LASER OPTIC HEAD}

본 발명은 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소재의 용접 및 절단 작업 시에 발생되는 스패터(Spatter)로부터 레이저 옵틱헤드 내부의 광학계를 보호하기 위한 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛에 관한 것이다.

최근 산업분야에서 금속 소재의 절단, 용접 및 열처리 등은 원가절감, 공장 자동화 및 품질향상의 측면에서 우수한 효과를 갖는 레이저빔이 적용되고 있는 추세이다.

이러한 레이저빔의 적용에 있어 요구되는 몇 가지 목표는 레이저빔 에너지 분포의 균일화, 일정한 열처리 온도를 유지할 수 있는 레이저 출력제어, 생산성과 품질을 충족시킬 수 있는 최적 레이저빔 조사 속도, 에너지 흡수율의 극대화 등을 들 수 있다.

이러한 목표 아래, 레이저 용접을 비롯한 레이저빔 응용가공을 실시하기 위한 레이저 장치는 레이저빔의 에너지 밀도를 높여주기 위한 초점렌즈 등의 광학계로 구성되는 레이저 옵틱헤드를 구비한다.

상기 레이저 옵틱헤드는 가공 시에 발생하는 가공 부산물인 스패터(비산 불티 및 분진)나 흄에 의해 레이저 옵틱헤드의 광학부품이 손상 및 오염되는 것을 방지하기 위하여, 도 1에서 도시한 바와 같이, 레이저 옵틱헤드(1)의 하부에서 비산되는 스패터(S)를 차단하도록 에어 젯을 형성하는 에어노즐(3)과 함께 보호 글라스(미도시)를 설치하여 사용하고 있다.

즉, 레이저 용접 장치는 레이저 발진기(5)로부터 광 화이버를 통하여 레이저빔(LB)이 전달되는 레이저 옵틱헤드(1)가 로봇(7)의 아암(9) 선단에 구비되고, 상기 레이저 옵틱헤드(1)의 하부에는 에어노즐(3)이 장착된다.

그리고 상기 보호 글라스는 서랍식의 카세트를 이용하여 카세트에 보호 글라스를 장착하고 측부에서 끼워 넣거나, 레이저 옵틱헤드(1) 끝단에 나사 체결된 에어노즐(3)을 분리하여 보호 글라스를 상기 에어노즐(3)에 장착한 상태로 다시 에어노즐(3)을 레이저 옵틱헤드(1)에 나사 체결하는 방식으로 설치된다.

따라서 상기 레이저 옵틱헤드(1)를 통하여 지그(11) 상의 소재(13)의 용접부(W)에 레이저빔(LB)을 조사하여 레이저 용접을 실시하게 된다.

이때, 상기 소재(13)의 용접부(W)에서 발생되어 비산되는 스패터(S)가 상기 레이저 옵틱헤드(1)의 광학계 부품(미도시)에 손상을 입히지 않도록 상기 에어노즐(3)에서는 고속의 에어를 분사하여 레이저 옵틱헤드(1) 하부에 에어 젯을 형성함으로서 비산되는 스패터(S)를 외측으로 불어내게 되며, 상기 보호 글라스는 미처 불어내지 못한 스패터(S)를 차단하여 레이저 옵틱헤드(1) 내부의 광학계를 직접적으로 보호하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 보호 글라스는 상기 에어노즐(3)을 통하여 형성되는 에어 젯이 고속으로 비산되는 스패터(S)로부터 레이저 옵틱헤드(1)의 광학계 부품을 완전히 보호하지 못하기 때문에 적용되는 바, 자주 교환하여 레이저빔(LB)의 투과율을 항상 최상으로 유지해야 하나, 레이저 옵틱헤드(1)의 위치가 좁은 작업공간에 위치되는 경우, 그 교환작업이 어려운 단점이 있다.

본 발명의 실시 예는 보호 글라스의 글라스 프레임의 둘레면에 형성된 걸림홈에 에어노즐의 내부에 구성되는 복수의 볼 스토퍼가 작용하도록 하여 보호 글라스의 설치 및 교환작업을 손쉽게 이룰 수 있도록 하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 하부에 설치되어 일측에 연결된 에어공급 호스를 통하여 공급되는 압축 에어를 분사하여 용접부로부터 비산되는 스패터을 차단하는 에어노즐을 포함하는 레이저 옵틱헤드에서, 보호 글라스; 상기 보호 글라스의 테두리에 설치되며, 둘레면을 따라 걸림홈이 형성되는 글라스 프레임; 상기 에어노즐의 내주면으로 볼의 일부가 돌출되도록 설치되어 상기 글라스 프레임의 걸림홈에 상기 볼이 끼워지도록 작동하는 적어도 2개 이상의 볼 스토퍼를 포함하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛을 제공할 수 있다.

또한, 상기 글라스 프레임은 내주면을 따라 상기 보호 글라스의 테두리가 끼워지도록 끼움홈이 형성되는 고무링으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 걸림홈은 반원형의 홈으로 이루어질 T 있다.

또한, 상기 볼 스토퍼는 상기 에어노즐에 반경방향으로 관통되는 적어도 2개 이상의 체결홀을 통하여 체결될 수 있다.

또한, 상기 볼 스토퍼는 구형의 볼과; 상기 볼을 수용하여 상기 에어노즐의 내주면으로 상기 볼의 일부가 돌출된 상태로 상기 에어노즐에 체결되는 스토퍼 하우징; 상기 스토퍼 하우징에 삽입된 상태로, 상기 볼을 탄성 지지하는 스프링; 및 상기 스토퍼 하우징의 후단에 체결되어 상기 스프링을 지지하는 캡으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 스토퍼 하우징은 상기 에어노즐에 반경방향으로 관통되어 형성되는 체결홀에 나사 체결될 수 있다.

또한, 상기 스프링은 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예는 글라스 프레임의 둘레면에 형성된 걸림홈에 볼 스토퍼의 볼이 걸리도록 하여 보호 글라스를 에어노즐에 간편하게 설치하고, 교환작업도 손쉽게 이룰 수 있다.

도 1은 일반적인 레이저 용접장치의 구성 및 그 사용 상태도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛이 적용된 레이저 옵틱헤드부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛이 적용된 에어노즐의 조립 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛의 글라스 프레임의 부분 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛의 볼 스토퍼의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛이 적용된 레이저 옵틱헤드의 사용 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛이 적용된 레이저 옵틱헤드부의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛이 적용된 에어노즐의 조립 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛의 글라스 프레임의 부분 절개 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛의 볼 스토퍼의 단면도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛은 레이저 옵틱헤드(1)의 하부에 체결되는 에어노즐(3)의 내부에 설치된다.

먼저, 상기 에어노즐(3)은 상기 레이저 옵틱헤드(1)의 하부에 형성되는 하부 장착단(15)에 나사 체결된다.

즉, 상기 에어노즐(3)은 일측에 에어공급 호스(17)가 연결되고, 내부에는 상기 에어공급 호스(17)와 연결되는 에어통로(19)가 형성되어 용접부(W)를 향하여 에어를 분사하도록 구성된다.

이러한 에어노즐(3)의 내부에는 본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛이 설치된다.

즉, 상기 보호 글라스 유닛은 상기 에어노즐(3)의 내부에 내주면을 따라 형성되는 단차면(F)에 설치된다.

본 발명의 실시 예에 따른 보호 글라스 유닛은 보호 글라스(21), 글라스 프레임(23), 볼 스토퍼(25)로 구성된다.

도 4를 참조하면, 상기 보호 글라스(21)는 원형으로 형성되고, 상기 글라스 프레임(23)은 상기 보호 글라스(21)의 테두리를 따라 설치된다.

즉, 상기 글라스 프레임(23)은 내주면을 따라 상기 보호 글라스(21)의 테두리가 끼워지도록 끼움홈(23a)이 형성되는 고무링으로 이루어진다.

또한, 상기 글라스 프레임(23)은 볼 스토퍼(25)가 작용하도록 둘레면을 따라 걸림홈(23b)이 형성된다.

이때, 상기 걸림홈(23b)은 반원형의 홈으로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 볼 스토퍼(25)는 상기 에어노즐(3)의 내주면(27)으로 볼(31)의 일부가 돌출되도록 설치되어 상기 글라스 프레임(23)의 걸림홈(23b)에 상기 볼(31)이 끼워지도록 작동한다.

상기 볼 스토퍼(25)는 상기 에어노즐(3)에 형성되는 적어도 2개 이상의 체결홀(H)을 통하여 체결되는데, 상기 체결홀(H)은 에어노즐(3)에 반경방향으로 관통되어 형성된다.

상기 볼 스토퍼(25)의 개수는 에어노즐(3)의 둘레를 따라 2개 이상 적용할 수 있으나, 4개 이상으로 적용하는 것은 불필요하며, 3개의 볼 스토퍼(25)를 둘레를 따라 120°간격으로 설치하는 것이 글라스 프레임(23)을 안정적으로 규제하기에 이상적이다.

도 5를 참조하면, 이러한 볼 스토퍼(25)는 구형의 볼(31)이 스토퍼 하우징(33)의 내부에 수용되고, 상기 스토퍼 하우징(33)은 상기 에어노즐(3)의 내주면(27)으로 상기 볼(31)의 일부가 돌출된 상태로 상기 에어노즐(3) 상의 각 체결홀(H)에 나사 체결된다.

상기 스토퍼 하우징(33)의 내부에는 상기 볼(31)을 탄성 지지하도록 코일 스프링(35)이 삽입되고, 상기 스토퍼 하우징(33)의 후단에는 상기 코일 스프링(35)을 지지하도록 캡(37)이 체결되어 이루어진다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛은, 도 6에서 도시한 바와 같이, 지그(11) 상의 소재(13)에 대하여 상기 레이저 옵틱헤드(1)로부터 그 용접부(W)에 레이저빔(LB)을 조사하여 레이저 용접작업을 실시하는 중에 소재(13)의 용접부(W)에서 발생되어 비산되는 스패터(S)가 에어노즐(3)을 통하여 분사되는 에어 젯에 의해 미처 차단되지 않은 채, 에어노즐(3) 내부로 유입되는 경우, 레이저 옵틱헤드(1)의 광학계 부품을 손상시키지 않도록 상기 스패터(S)를 직접적으로 차단하게 된다.

또한, 본 발명의 실시 예 따른 보호 글라스 유닛은 오염된 보호 글라스(21)의 교체 작업 시, 상기 에어노즐(3)의 단차면(F)에 볼 스토퍼(25)의 볼(31)이 걸림홈(23b)에 걸린 상태의 글라스 프레임(23)을 보호 글라스(21)와 함께 떼어내어 쉽게 제거할 수 있다.

즉, 흡착컵(미도시) 등을 이용하여 보호 글라스(21)를 흡착하여 아래로 당기면, 글라스 프레임(23)의 걸림홈(23b)으로부터 볼(31)이 밀려나면서 빠지게 되어 쉽게 제거하게 된다.

반대로, 교환할 보호 글라스(21)를 조립하기 위해서도 상기 보호 글라스(21)의 테두리에 끼워진 글라스 프레임(23)을 에어노즐(3)의 단차면(F)으로 밀어 넣으면, 상기 글라스 프레임(23)의 걸림홈(23b)에 상기 볼 스토퍼(25)의 볼(31)이 끼워지면서 쉽게 설치된다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

21: 보호 글라스
23: 글라스 프레임
23a: 끼움홈
23b: 걸림홈
25: 볼 스토퍼
31: 볼
33: 스토퍼 하우징
35: 코일 스프링
37: 캡

Claims

하부에 설치되어 일측에 연결된 에어공급 호스를 통하여 공급되는 압축 에어를 분사하여 용접부로부터 비산되는 스패터을 차단하는 에어노즐을 포함하는 레이저 옵틱헤드에서,
보호 글라스;
상기 보호 글라스의 테두리에 설치되며, 둘레면을 따라 걸림홈이 형성되는 글라스 프레임;
상기 에어노즐의 내주면으로 볼의 일부가 돌출되도록 설치되어 상기 글라스 프레임의 걸림홈에 상기 볼이 끼워지도록 작동하는 적어도 2개 이상의 볼 스토퍼;
를 포함하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.
제1항에 있어서,
상기 글라스 프레임은
내주면을 따라 상기 보호 글라스의 테두리가 끼워지도록 끼움홈이 형성되는 고무링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.
제1항에 있어서,
상기 걸림홈은
반원형의 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.
제1항에 있어서,
상기 볼 스토퍼는
상기 에어노즐에 반경방향으로 관통되는 적어도 2개 이상의 체결홀을 통하여 체결되는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 볼 스토퍼는
구형의 볼과;
상기 볼을 수용하여 상기 에어노즐의 내주면으로 상기 볼의 일부가 돌출된 상태로 상기 에어노즐에 체결되는 스토퍼 하우징;
상기 스토퍼 하우징에 삽입된 상태로, 상기 볼을 탄성 지지하는 스프링; 및
상기 스토퍼 하우징의 후단에 체결되어 상기 스프링을 지지하는 캡;
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.
제5항에 있어서,
상기 스토퍼 하우징은
상기 에어노즐에 반경방향으로 관통되어 형성되는 체결홀에 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 레이저 옵틱헤드용 보호 글라스 유닛.
제5항에 있어서,
상기 스프링은
코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기용 용접 토치.