KR20220084258A - 편평도 측정에 의한 실시간 초점 조절 구조의 레이저 마킹 장치 - Google Patents

편평도 측정에 의한 실시간 초점 조절 구조의 레이저 마킹 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편평도 측정에 의한 실시간 초점 조절 구조의 레이저 마킹 장치에 관한 것이고, 구체적으로 마킹이 되어야 하는 가공 부위를 마킹이 이루어지기 전에 실시간으로 측정하여 미리 결정된 초점 거리와 대비하여 초점 조절이 실시간으로 조절되도록 하는 편평도 측정에 의한 실시간 초점 조절 구조의 레이저 마킹 장치에 관한 것이다. 편평도 측정에 의한 실시간 초점 조절 구조의 레이저 마킹 장치는 레이저 마킹 장치에 있어서, 레이저 발생기(LG)로부터 발생된 레이저를 가공 소재(W)의 표면으로 유도하는 레이저 가공 유닛(16); 레이저 가공 유닛(16)으로 유도되는 레이저의 초점을 조절하는 초점 조절 유닛(13); 및 미리 결정된 위치로부터 가공 소재의 마킹 부위 사이의 거리를 측정하는 근거리 측정 유닛(14)을 포함하고, 상기 초점 조절 유닛(13)은 근거리 측정 유닛(14)에서 측정된 거리 정보에 기초하여 작동되는 것을 특징으로 한다.

Description

편평도 측정에 의한 실시간 초점 조절 구조의 레이저 마킹 장치{A Laser Marking Apparatus Having a Structure of Focusing Real Time Based on a Measurement of Flatness}
본 발명은 편평도 측정에 의한 실시간 초점 조절 구조의 레이저 마킹 장치에 관한 것이고, 구체적으로 마킹이 되어야 하는 가공 부위를 마킹이 이루어지기 전에 실시간으로 측정하여 미리 결정된 초점 거리와 대비하여 초점 조절이 실시간으로 조절되도록 하는 편평도 측정에 의한 실시간 초점 조절 구조의 레이저 마킹 장치에 관한 것이다.
레이저 마킹 장치는 목재, 플라스틱, 금속, 코팅 금속, 석재 또는 유리와 같은 소재의 표면에 레이저 빔으로 문자, 기호, 문양 또는 그림을 각인하는 장치를 말한다. 일반적으로 레이저 마킹 장치는 각인을 위한 빔을 발생시키는 레이저, 레이저 빔의 방향, 강도, 이동 속도 및 분포와 같은 것을 제어하는 제어장치를 포함할 수 있다. 이와 같은 레이저 마킹 장치는 X-Y 테이블에서 작업 소재가 고정되어 있고 레이저 광학 기기가 X-Y 방향으로 움직여 작업 소재에 각인을 하는 형태가 일반적이다. 다른 한편으로 레이저 마킹 장치가 Y 방향으로 이동을 하고 레이저가 X 방향으로 이동을 하면서 각인이 될 수 있다.
레이저 마킹과 관련된 선행기술로 특허등록번호 제10-0520899호 ‘레이저 마킹시스템의 마킹 보정방법’이 있다. 상기 선행기술은 트레이의 각 셀 내에 적재된 칩들을 적어도 하나의 비젼 카메라로 관찰하면서 마킹을 하는 레이저 마커와, 마킹된 오차를 검출하는 포스트 비젼 카메라를 구비하는 레이저 마킹 시스템의 마킹 보정방법에 있어서, 상기 각 비젼 카메라에 관찰 대상 칩들을 할당하는 단계, 상기 각 비젼 카메라 및 레이저 마커의 좌표를 일치시키는 단계, 상기 각 칩 또는 각 칩에 해당되는 위치에 소정의 제1 심볼을 마킹하고 해당 비젼 카메라로 선택된 제1 심볼을 관찰하고 그 심볼의 일점을 기준점으로 티칭하는 단계, 해당 비전 카메라로 상기 칩의 제1 심볼 및 기준점을 관찰하여 각 칩에 상기 기준점을 기준으로 제2 심볼을 마킹하는 단계, 선택된 칩 상의 제2 심볼을 관찰하여 그 심볼의 비교점을 티칭하는 단계 및 각 칩상의 상기 기준점으로부터 상기 비교점의 위치를 검출하여 각 셀에서의 마킹 오차를 검출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 마킹 방법에 대하여 개시하고 있다.
레이저 마킹과 관련된 다른 선행기술로 특허등록번호 제10-0771496호 ‘레이저 마킹 시스템의 보정 장치 및 방법’이 있다. 상기 선행기술은 트레이가 이동할 때 트레이 내의 칩의 높이에 갭이 발생하는 경우에 발생된 갭의 크기가 일정 범위 내에 속하면 이를 보정하여 마킹을 행하고 그 범위를 초과하는 경우에 마킹을 중지하여 칩 및 트레이의 손상을 방지할 수 있는 레이저 마킹 시스템의 보정 장치 및 방법에 관한 것으로 트레이에서의 칩들의 높이를 측정하도록 트레이에 탑재된 칩들의 측면에 레이저 빔을 투사하는 레이저 빔 발진기와, 트레이에 탑재된 칩들의 X, Y 위치를 촬상하며, 상기 레이저 빔 발진기로부터 칩들의 측면으로 투사된 레이저 빔을 검출하는 비젼 카메라를 포함하는 레이저 마킹 시스템의 보정 장치에 대하여 개시하고 있다.
가공물에 마커(marker)를 형성하는 과정에서 다양한 원인으로 미리 결정된 초점 거리가 변할 수 있고, 초점 거리의 변화는 다양한 원인으로 인하여 발생될 수 있다. 그리고 초점 거리의 변화는 예를 들어 초음파 탐지 유닛 또는 레이저 탐지 유닛과 같은 거리 측정 탐지 유닛에 의하여 측정될 수 있다. 그러나 거리 측정 탐지 유닛에 의한 측정 방법은 가공 부위에 대하여 측정이 이루어졌다는 보장이 어렵다는 단점을 가진다. 또한, 초점의 변화에 따른 가공 부위에 대한 초점 조절은 빠른 시간에 정확하게 이루어지는 것이 유리하다. 그러나 상기 선행기술은 이와 같은 방법에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술1: 특허등록번호 제10-0520899호(주식회사 이오테크닉스, 2005년10월28일 공고) 레이저 마킹시스템의 마킹 보정방법 선행기술2: 특허등록번호 제10-0771496호(비스(주), 2007년10월30일 공고) 레이저 마킹 시스템의 보정 장치 및 방법
본 발명의 목적은 실시간으로 가공 소재의 편평도를 측정하여 가공 오차가 발생되지 않도록 하는 편평도 측정에 의한 실시간 초점 조절 구조의 레이저 마킹 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 편평도 측정에 의한 실시간 초점 조절 구조의 레이저 마킹 장치는 레이저 마킹 장치에 있어서, 레이저 발생기로부터 발생된 레이저를 가공 소재의 표면으로 유도하는 레이저 가공 유닛; 레이저 가공 유닛으로 유도되는 레이저의 초점을 조절하는 초점 조절 유닛; 및 미리 결정된 위치로부터 가공 소재의 마킹 부위 사이의 거리를 측정하는 근거리 측정 유닛을 포함하고, 상기 초점 조절 유닛은 근거리 측정 유닛에서 측정된 거리 정보에 기초하여 작동된다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 초점 조절 유닛은 상대적인 거리의 조절이 가능한 두 개의 렌즈로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 두 개의 렌즈 중 하나의 렌즈는 정해진 위치에 고정되고, 다른 렌즈는 선형 스크루를 따라 이동 가능하도록 배치된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 근거리 측정 유닛에 의하여 마킹 부위에 인접하는 부위의 적어도 두 개의 지점에 대한 거리가 측정되고, 그에 기초하여 차후 마킹 위치에 대한 경사도가 미리 결정된다.
본 발명에 따른 레이저 마킹 장치는 실시간으로 가공 소재의 편평도 또는 경사도를 측정하고 그에 따라 초점을 조절하는 것에 의하여 가공 소재에 대한 마킹 오차가 발생되지 않도록 한다. 또한 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치에서 초점 조절이 렌즈의 이동에 의하여 이루어지는 것에 의하여 초점 조절이 신속하고 정확하게 이루어질 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치는 경사도의 측정에 의하여 초점 거리의 오차를 판단하는 것에 의하여 다양한 원인에 의하여 발생되는 오차가 간단하게 수정될 수 있도록 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치에 적용되는 초점 조절 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따르는 레이저 마킹 장치에 의하여 초점이 조절되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 레이저 마킹 장치는 레이저 발생기(LG)로부터 발생된 레이저를 가공 소재(W)의 표면으로 유도하는 레이저 가공 유닛(16); 레이저 가공 유닛(16)으로 유도되는 레이저의 초점을 조절하는 초점 조절 유닛(13); 및 미리 결정된 위치로부터 가공 소재의 마킹 부위 사이의 거리를 측정하는 근거리 측정 유닛(14)을 포함하고, 상기 초점 조절 유닛(13)은 근거리 측정 유닛(14)에서 측정된 거리 정보에 기초하여 작동된다.
레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기(LG)는 이 분야에서 공지된 임의의 레이저 빔 발생기가 될 수 있고 예를 들어 이산화탄소 레이저(carbon dioxide laser), 파이버 레이저(fiber laser) 또는 Q-스위치 YAG 레이저와 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않고 이 분야에 공지된 임의의 레이저가 될 수 있다. 레이저 발생기(LG)의 작동은 제어 유닛(11)에 의하여 제어될 수 있고, 예를 들어 마킹 위치에 대한 데이터가 미리 저장되고 그에 따라 레이저의 발생 시간이 제어될 수 있다. 본 명세서에서 레이저 발생기(LG)는 금속, 플라스틱, 목재 유리 또는 이와 유사한 소재의 표면에 라벨, 바코드, 문자, 문양 또는 이와 유사한 마커를 레이저에 의하여 마킹이 가능한 임의의 형태가 될 수 있다. 본 명세서에서 마커는 레이저 가공 장치에 의하여 가공 소재(W)의 표면에 마킹이 되는 임의의 표지를 나타낸다.
가공 소재(W)에 만들어지는 마커는 미리 결정될 수 있고, 마커의 서로 다른 위치에 대한 초점거리에 대한 초점 데이터가 가공 부위 초점 결정 유닛(12)에 의하여 생성될 수 있다. 초점 거리는 예를 들어 레이저 가공 유닛(16)과 마커 사이의 광학 거리가 될 수 있다. 레이저 가공 유닛(16)은 F-세타 렌즈(161)를 포함하고, 초점 거리는 F-세타 렌즈(161)와 마커의 정해진 포인트 사이의 거리가 될 수 있고, 초점 데이터는 마커의 각각의 포인트와 F-세타 렌즈(161) 사이의 초점 거리에 대한 데이터를 생성할 수 있다. 또한 초점 데이터는 가공 소재(W)에서 마커의 평면 좌표에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 그리고 가공 부위 초점 결정 유닛(12)에서 생성된 데이터는 제어 유닛(11)으로 전송될 수 있다.
가공 소재(W)는 예를 들어 컨베이어와 같은 이송 유닛(CV)에 의하여 이송될 수 있고, 레이저 마킹 장치의 구조에 따라 레이저 가공 유닛(16)이 이동될 수 있다. 제어 유닛(11)에 의하여 가공 소재(W) 또는 레이저 가공 유닛(16)의 이동 구조가 제어 유닛(11)에 의하여 조절될 수 있다. 레이저 발생기(LG)는 분리 유닛(separator)(19)과 연결될 수 있고, 분리 유닛(19)에 의하여 레이저 발생기(LG)에서 발생된 레이저의 반사가 방지될 수 있다. 그리고 레이저는 익스팬더(18)와 같은 장치에 의하여 초점이 조절되어 반사 거울과 같은 경로 형성 유닛(M1, M2)에 의하여 F-세타 렌즈(161)를 통하여 가공 소재(W)로 전송되어 마커를 생성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 마커를 형성하는 특정 부위가 마킹이 되기 이전에 미리 결정된 지점으로부터 특정 부위 사이의 거리가 근거리 측정 유닛(14)에 의하여 측정될 수 있다. 근거리 측정 유닛(14)은 예를 들어 레이저 거리 측정 유닛, 초음파 유닛 또는 광학 유닛과 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 근거리 측정 유닛(14)은 마커의 특정 부위에 레이저에 의하여 마커가 형성되기 이전에 특정 부위에 대한 초점 거리를 측정할 수 있다. 또한 근거리 측정 유닛(14)에 의하여 적어도 두 개의 지점에 대한 초점 거리가 측정될 수 있고, 적어도 두 개의 지점에 대한 초점 거리는 마킹 과정에서 실시간으로 측정될 수 있다. 예를 들어 근거리 측정 유닛(14)은 F-세타 렌즈(161)의 측면에 설치될 수 있고, 가공 소재(W)가 마킹 위치로 이동되기 이전에 마커가 형성될 특정 부위에 대한 초점 거리가 측정될 수 있다. 근거리 측정 유닛(14)과 초점 거리의 기준이 되는 F-세타 렌즈(161)의 상대적인 위치의 확인을 위한 위치 확인 탐지 유닛(141)이 배치될 수 있다. 위치 확인 탐지 유닛(141)에 의하여 근거리 측정 유닛(14)이 정해진 기준 위치에 있는지 여부가 확인될 수 있다. 근거리 측정 유닛(14)에 의하여 실시간으로 측정된 실 초점 거리가 경사도 결정 유닛(15)으로 전송될 수 있다.
경사도 결정 유닛(15)에 의하여 적어도 두 개의 지점에 대하여 실시간으로 측정된 실 초점 거리와 가공 부위 초점 결정 유닛(12)에 의하여 생성된 초점 데이터의 초점 거리가 비교될 수 있다. 예를 들어 인접하는 시각에 근거리 측정 유닛(14)에 의하여 측정된 적어도 두 개의 실 초점 거리가 경사도 결정 유닛(15)으로 전송되어 저장될 수 있다. 근거리 측정 유닛(14)은 저장된 실 초점 거리와 마킹이 이루어지기 전의 실 초점 거리를 가공 부위 초점 결정 유닛(12)에 의하여 전송된 초점 데이터에 저장된 해당 부위에 대한 초점 거리의 차이 값을 산출할 수 있다. 그리고 차이 값에 기초하여 가공이 되어야 하는 마커 부위에 대한 편평도 또는 경사도를 결정할 수 있다. 그리고 이와 같은 방법으로 결정된 마커 부위의 경사도 또는 편평도가 제어 유닛(11)으로 전송될 수 있다. 그리고 제어 유닛(11)은 마커 부위에 대한 경사도 또는 편평도에 기초하여 초점 조절 유닛(13)을 작동시킬 수 있다. 초점 조절 유닛(13)에 의하여 경사도에 따라 발생된 초점 데이터의 초점 거리의 차이에 기초하여 초점 거리의 오차가 보정될 수 있다.
초점 조절 유닛(13)은 근거리 측정 유닛(14)에서 측정된 거리 정보에 기초하여 작동될 수 있고, 초점 조절 유닛(13)은 상대적인 거리의 조절이 가능한 두 개의 렌즈를 포함할 수 있다. 초점 조절 유닛(13)은 미리 생성된 초점 데이터의 초점 거리에서 편평도 또는 경사도의 변이로 인하여 초점 거리의 오차를 보정하는 기능을 가질 수 있고, 이에 의하여 레이저 마킹 장치에 의하여 생성되는 마커의 오류가 방지되도록 한다. 초점 조절 유닛(13)은 익스팬더(18)와 경로 형성 유닛(M1, M2) 사이에 설치되거나 F-세타 렌즈(161)의 앞쪽에 설치될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
아래에서 이와 같은 기능을 가지는 초점 조절 유닛(13)의 실시 예에 대하여 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치에 적용되는 초점 조절 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 초점 조절 유닛(13)은 상대적인 거리의 조절이 가능한 두 개의 렌즈(21, 22)를 포함할 수 있다. 그리고 두 개의 렌즈(21, 22) 중 하나의 렌즈(22)는 정해진 위치에 고정되고, 다른 렌즈(21)는 선형 스크루(24)를 따라 이동 가능하도록 배치될 수 있다.
초점 조절 유닛(13)은 서로 마주보는 두 개의 벽면(P1, P2)을 가지는 하우징(H); 서로 다른 두 개의 벽면(P1, P2)에 의하여 지지되는 볼 스크루와 같은 선형 스크루(24); 선형 스크루(24)의 연장 방향을 따라 연장되는 유도 가이드(23); 선형 스크루(24)에 결합된 위치 조절 드럼(241); 위치 조절 드럼(241)으로부터 유도 가이드(23)의 방향으로 연장되는 렌즈 이동 부재(232); 렌즈 이동 부재(232)에 결합되어 렌즈 이동 부재(232)가 유도 가이드(23)를 따라 이동되도록 하는 유도 부재(231); 및 렌즈 이동 부재(232)와 2 벽면(P2)에 배치되는 1, 2 렌즈(21, 22)로 이루어질 수 있다.
두 개의 벽면(P1, P2)의 서로 마주보도록 배치될 수 있고, 1 벽면(P1)에 레이저(LR)가 유입되는 입구(LO)가 형성될 수 있다. 입구(LO)를 통하여 유입된 레이저(LR)는 렌즈 이동 부재(232) 및 2 벽면(P2)에 각각 배치된 1, 2 렌즈(21, 22)를 경유하면서 초점이 조절되어 F-세타 렌즈(161)로 유입될 수 있다. 1, 2 렌즈(21, 22)는 각각 오목 렌즈 및 볼록 렌즈(22)가 될 수 있지만 이에 제한되지 않고, 초점 조절이 가능한 다양한 형태의 렌즈가 다양한 구조로 배열될 수 있다. 초점 조절은 렌즈(21, 22) 사이의 거리를 조절하는 것에 의하여 이루어질 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 것처럼, 볼록 렌즈에 해당하는 2 렌즈(22)가 2 벽면(P2)에 고정되고, 오목 렌즈에 해당하는 1 렌즈(21)가 2 렌즈(22)에 대하여 선형으로 이동되는 것에 의하여 초점 거리가 조절될 수 있다. 1 렌즈(21)가 설치된 렌즈 이동 부재(232)는 선형 스크루(24)의 회전에 따라 선형 스크루(24) 및 유도 가이드(23)를 따라 이동될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 1 렌즈(21)는 유도 가이드(23)를 따라 상하로 이동될 수 있고, 1, 2 렌즈(21, 22)의 높이 차를 측정하기 위한 위치 탐지 유닛(233)이 렌즈 이동 부재(232)에 배치될 수 있다.
선형 스크루(24)는 1, 2 벽면(P1, P2)에 설치된 베어링과 같은 회전 받침 유닛(245)에 의하여 지지되는 선형 부재(242); 선형 부재(242)에 결합된 위치 조절 드럼(241); 및 위치 조절 드럼(241)의 양쪽에 배치된 드럼 피치 탐지 유닛(243)으로 이루어질 수 있다. 선형 부재(242)는 모터와 같은 구동 유닛(25)에 의하여 회전될 수 있고, 이를 위하여 구동 축(261)과 선형 부재(242)에 결합된 풀리(pulley)와 같은 회전 수단(262)이 타이밍 벨트와 같은 동력 전달 수단(263)에 의하여 연결될 수 있다. 구동 유닛(25)의 회전에 의하여 선형 부재(242)가 회전될 수 있고, 이에 따라 위치 조절 드럼(241)이 이동될 수 있다. 구동 유닛(25)은 서로 다른 방향으로 회전되어 위치 조절 드럼(241)이 전후 방향으로 이동될 수 있도록 한다. 위치 조절 드럼(241)의 위치가 드럼 피치 탐지 유닛(243)에 의하여 탐지되어 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 제어 유닛은 수정이 되어야 하는 초점 거리에 따라 1 렌즈(21)의 이동 거리를 산출할 수 있다. 그리고 드럼 피치 탐지 유닛(243)에 의하여 탐지된 위치 조절 드럼(241)의 현재 위치에 기초하여 구동 유닛(25)을 작동시켜 1 렌즈(21)의 위치를 조절하여 초점 거리를 조절할 수 있다.
두 개의 렌즈(21, 22)에 의한 초점 거리의 수정은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따르는 레이저 마킹 장치에 의하여 초점이 조절되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 레이저 마킹 장치에서 초점이 수정되는 과정은 소재 가공을 위한 가공 프로그램이 준비되는 단계(P31); 가공 프로그램에 의하여 형성되는 마커에 대한 소재 위치에 대한 초점 맵이 결정되는 단계(P32); 초점 맴에 기초하여 레이저 가공에 의하여 마커가 형성되는 단계(P33); 마커가 형성되는 과정에서 경사도가 측정되는 단계(P34); 측정된 경사도에서 경사 편이가 발생되었는지 여부가 확인되는 단계(P35); 서로 마주보도록 배치된 렌즈의 상대 거리를 조절하기 위하여 구동 유닛의 회전각이 설정되는 단계(P36); 설정된 회전각에 기초하여 렌즈의 이동 시점이 결정되는 단계(P37); 및 조절 렌즈가 이동되어 초점 거리의 수정이 이루어지는 단계(P38)를 포함할 수 있다.
소재에 형성되어야 하는 마커에 기초하여 소재 또는 레이저 장치의 이동 방법이 결정될 수 있고, 레이저의 발생 시간이 결정될 수 있고, 이와 같은 것은 가공 프로그램에 의하여 설정될 수 있다(P31). 가공 프로그램이 만들어지면 마커의 서로 다른 부위에 대한 초점 거리가 산출되어 초점 맵이 결정될 수 있고, 초점 맵은 예를 들어 마커의 각각의 부위에 대한 초점 거리가 저장되는 초점 데이터를 포함할 수 있다(P32). 초점 데이터에 기초하여 마커를 형성하기 위한 레이저 가공이 이루어질 수 있고(P33), 마커의 특정 부위에 대한 가공이 이루어지기 전 적어도 두 개의 특정 부위의 인접 위치에 대한 거리 측정이 이루어질 수 있다. 그리고 측정된 거리에 기초하여 특정 부위에 대한 경사도가 측정될 수 있고, 실 초점 거리가 산출될 수 있다(P34). 실 초점 거리와 초점 데이터의 초점 거리를 비교하여 경사 편이의 발생 여부가 확인될 수 있고, 초점 거리의 수정이 요구되는 경사 편이가 발생되었는지 여부가 판단될 수 있다(P35). 만약 경사 편이가 발생되지 않는다면(NO), 특정 부위에 대한 레이저 가공이 이루어질 수 있다(P33). 이에 대하여 경사 편이가 발생되었다면(YES), 렌즈의 상대적인 거리의 조절을 위한 구동 유닛의 회전각이 설정될 수 있다(P36). 구동 유닛은 회전 각도의 조절이 가능한 모터와 같은 장치가 될 수 있다. 위에서 설명된 것처럼 볼 스크루의 회전에 의하여 마주보는 두 개의 렌즈 중 하나의 렌즈가 이동되어 렌즈의 상대적인 거리가 조절될 수 있다. 초점 조절은 마커의 특정 부위가 마킹이 되기 직전에 이루어져야 하고 이를 위하여 가공 프로그램에서 준비된 소재의 좌표 및 그에 대한 이동 시점에 기초하여 구동 유닛의 작동 시점이 결정될 수 있다(P37). 그리고 작동 시점에 구동 유닛이 작동되는 것에 의하여 두 개의 렌즈의 이동이 되는 조절 렌즈의 이동이 이루어져 초점 거리가 수정될 수 있다(P38). 그리고 수정된 초점 거리에 기초하여 마커의 특정 부위가 가공이 될 수 있다(P33).
본 발명에 따른 레이저 마킹 장치는 다양한 방법으로 작동될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 레이저 마킹 장치는 실시간으로 가공 소재의 편평도 또는 경사도를 측정하고 그에 따라 초점을 조절하는 것에 의하여 가공 소재에 대한 마킹 오차가 발생되지 않도록 한다. 또한 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치에서 초점 조절이 렌즈의 이동에 의하여 이루어지는 것에 초점 조절이 신속하고 정확하게 이루어질 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치는 경사도의 측정에 의하여 초점 거리의 오차를 판단하는 것에 의하여 다양한 원인에 의하여 발생되는 오차가 간단하게 수정될 수 있도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 제어 유닛 12: 가공 부위 초점 결정 유닛
13: 초점 조절 유닛 14: 근거리 측정 유닛
15: 경사도 결정 유닛 16: 레이저 가공 유닛
18: 익스팬더 19: 분리 유닛
21, 22: 1, 2 렌즈 23: 유도 가이드
24: 선형 스크루 25: 구동 유닛
141: 위치 확인 탐지 유닛 161: F-세타 렌즈
231: 유도 부재 232: 렌즈 이동 부재
233: 위치 탐지 유닛 241: 위치 조절 드럼
242: 선형 부재 243: 드럼 피치 탐지 유닛
245: 회전 받침 유닛 261: 구동 축
262: 회전 수단 263: 동력 전달 수단
CV: 이송 유닛 H: 하우징
LG: 레이저 발생기 LO: 입구
LR: 레이저 M1, M2: 경로 형성 유닛
P1, P2: 1, 2 벽면 W: 가공 소재

Claims (1)

  1. 레이저 마킹 장치에 있어서,
    레이저 발생기(LG)로부터 발생된 레이저를 가공 소재(W)의 표면으로 유도하는 레이저 가공 유닛(16);
    레이저 가공 유닛(16)으로 유도되는 레이저의 초점을 조절하는 초점 조절 유닛(13); 및
    미리 결정된 위치로부터 가공 소재의 마킹 부위 사이의 거리를 측정하는 근거리 측정 유닛(14)을 포함하고, 상기 초점 조절 유닛(13)은 근거리 측정 유닛(14)에서 측정된 거리 정보에 기초하여 작동되고,
    초점 조절 유닛(13)은 서로 마주보는 두 개의 벽면(P1, P2)을 가지는 하우징(H); 두 개의 벽면(P1, P2)에 의하여 지지되는 선형 스크루(24); 선형 스크루(24)의 연장 방향을 따라 연장되는 유도 가이드(23); 선형 스크루(24)에 결합된 위치 조절 드럼(241); 위치 조절 드럼(241)으로부터 유도 가이드(23)의 방향으로 연장되는 렌즈 이동 부재(232); 렌즈 이동 부재(232)에 결합되어 렌즈 이동 부재(232)가 유도 가이드(23)를 따라 이동되도록 하는 유도 부재(231); 및 렌즈 이동 부재(232)와 2 벽면(P2)에 각각 배치되는 1, 2 렌즈(21, 22)를 포함하고,
    상기 근거리 측정 유닛(14)과 레이저 가공 유닛(16)의 F-세타 렌즈(161)의 상대적인 위치 확인을 위한 위치 확인 탐지 유닛(141)을 더 포함하고,
    근거리 측정 유닛(14)에 의하여 마킹 부위에 인접하는 부위의 적어도 두 개의 지점에 대한 거리가 측정되고, 그에 기초하여 차후 마킹 위치에 대한 경사도가 미리 결정되는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹 장치.
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