KR980008428A - 스캐닝식 레이저마킹장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피가공물의 표면상에서 레이저광의 빔스포트를 스캔하여 소정의 패턴을 스캐닝하는 스캐닝식 레이저마킹장치에 관한 것이다.

레이저발진부로부터의 마킹용 레이저광을 스캔밀러를 통하여 피가공물에 조사하고, 제어부로부터의 스캐닝 제어기호에 따라 스캐닝수단에 의해 상기 스캔밀러를 움직여 상기 피가공물의 표면상에서 상기 레이저광의 빔스포트를 스캔하여 문자, 기호 또는 도형 등으로 된 소정의 패턴을 마킹하는 스캐닝식 레이저마킹장치에 있어서, 상기 마킹공정에 앞서 가이드광 발생수단으로부터의 가시성 가이드광을 상기 스캔밀러를 통하여 상기 피가공물에 조사하고, 상기 제어부로부터의 스캐닝 제어신호에 따라 상기 스캐닝수단에 의해 상기 스캔밀러를 움직여 상기 피가공물의 표면상에서 상기 가이드광의 빔스포트를 연속적으로 반복 스캔하여 상기 패턴과 거의 동일한 패턴을 갖는 투사광을 형성하는 패턴투사상형성수단을 구비한 것을 특징으로 하는 스캐닝식 레이저마킹장치를 제공한다.

Description

스캐닝식 레이저마킹장치

본 발명은 피가공물의 표면상에서 레이저광의빔스포트를 스캔하여 소정의 패턴을 스캐닝하는 스캐닝식 레이저마킹장치에 관한 것이다.

스캐닝식 레이저마킹법은 피가공물에 고밀도로 집광된 레이저광을 조사하고, 그 레이저광을 스캔밀러로 움직여 피가공물 표면상에서 레이저스포트를 스캔하여 빔스포트가 비춰진 피가공물 표면의 미소부분을 레이저에너지로 순간적으로 증발 또는 변색시키면서, 문자, 도형, 기호 등 소정의 패턴을 묘사하도록 하여 마킹(각인)하는 기술이다.

일반적으로 스캐닝식 레이저마킹장치는 레이저광을 발진출력하는 fp이저발진부와, 이 레이저발진부로부터의 레이저광을 스캔(주사)하면서 피가공물을 향하여 집광조사하는 스캐닝헤드부와, 레이저발진부 및 스캐닝헤드부의 각각의 동작(레이저발진동작, 스캐닝동작)을 제어하는 제어부와를 구비하고 있다.

스캐닝헤드부는 그 레이저출사구를 예를 들어 작업대 위의 마킹 가공위치를 향하여 고정배치된다. 작업대 위에는 장치쪽에서 보아 소프트웨어상의 스캐닝좌표가 설정되어 있다. 피가공물은 마킹을 할 면(마킹면)이 스캐닝헤드부의 레이저출사구 쪽으로 향하게 작업대 위헤 세트된다. 작업대상의 피가공물의 위치나 방향을 바꿔 피가공물에서의 마킹위치(패턴형성위치)를 조정할수 있다. 이러한 종류의 레이저 마킹장치에서는 피가공물에 마킹되는 패턴이 스캐닝좌표상의 임의의 위치에 설정되며, 더구나 임의의 퍼짐성과 방향성을 갖기 때문에, X, Y(수평, 수직) 방향 및 θ(회전)방향으로 피가공물의 위치를 맞출 필요가 있다.

종래의 피가공물에서의 마킹위취를 조정 내지 결정함에 있어서는, 피가공물의 샘플에 소정의 패턴을 실제로 마킹해보고 작업원이 그 완성된 것(마킹위치)과 소정의 마킹위치와의 오차를 계산하고, 그 계산된 오차에 따라 피가공물의 위치를 맞추도록 되어 있었다.

그러나, 이와 같이 마킹가공을 실시하면서 시행착오로 피가공물의 위치를 맞추는 종래의 방법에서는 레이저발진기나 피가공물(새플) 등을 헛되이 소모 또는 소비할뿐만 아니라, 위치를 맞추기 위해 많은 시간과 수고가 필요하고, 생산성이 저하된다는 문제점이 있었다.

또 레이저마킹법은 컴퓨터기술을 이용하여 다수의 패턴을 임의로 변형 또는 편집 가능한 정보로 설정하고, 소정의 패턴을 용이하고 신속하게 변환하여 마킹할 수 있다. 일반적으로 레이저마킹의 패턴에는 제품명, 회사명, 제조번호 등을 표시하는 문자 또는 문자열이 많이 선택되고 있다.

종래의 스캐닝식 레이저마킹장치에 있어서, 문자(문자열)의 패턴을 설정하는 데에는 사용자측에서 키입력조작에 의해 소정의 문자(문자열)을 입력함과 동시에, 그 문자(문자열) 패턴의 레이아웃을 규정하기 위한 가종 파라미터, 예를들어 문자(문자열)의 배열방향(횡, 종, 횡원주, 종원주 등), X시점, Y시점, 문자(문자열) 높이, 문자(문자열)폭, 문자간격 등을 소정의 수치데이타로 하나하나 지정(입력)한다. 장치에서는 입력된 각종 파라미터를 기초로 하여 우선 레이아웃을 결정하고, 그 레이아웃으로 당해 문자(문자열)의 패턴을 결정하며, 패턴정보를 메모리에 등록한다.

사용자는 설정입력된 문자패턴을 디스플레이의 화면상에서 확인할 수 있으며, 레이아웃을 수정하고자 하는 경우에는 소정의 파라미터의 수치(설정값)을 적절히 변경하면 된다. 또 복수의 문자폰트(font)가 준비되어 있을 때에는 기호에 맞는 폰트를 선택할 수 있도록 되어 있다.

그러나, 이와같은 종래의 장치에서의 문자패턴의 설정입력은 사용자 측면에서 판단 및 조작이 번거로웠다. 특히 레이아웃의 작성에는 본인이 희망하는 문자패턴이나 자간스페이스 등의 이미지를 각종 파라미터의 수치로 치환하여 입력하지 않으면 아니되기 때문에, 상당한 숙련자가 아니면 판단에 수고와 시간이 들고, 파라미터의 수치설정을 몇번이고 다시 고쳐야하는 처지였다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 피가공물에서의 마킹위치의 조절을 간단하고 신속하며 정확하게 할수 있도록 한 스캐닝식 레이저 마킹장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명은 사용자가 생각하는 대로의 문자패턴을 간단한 입력조작으로 단시간에 설정할 수 있도록 한 스캐닝 레이저마킹장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 태양에 의하면, 레이저발진부로부터의 마킹용 레이저광을 스캔밀러를 통하여 피가공물에 조사하고, 제어부로부터의 스캐닝제어신호에 따라 스캐닝 수단에 의해 상기 스캔밀러를 움직여 상기 피가공물의 표면상에서 상기 레이저광의 빔스포트를 스캔하여 문자, 기호 또는 도형 등으로 된 소정의 패턴을 마킹하는 스캐닝식 레이저마킹장치에 있어서, 상기 마킹공정에 앞서 가이드광 발생수단으로부터의 가시성 가이드광을 상기 스캔밀러를 통하여 상기 피가공물에 조사하고, 상기 제어부로부터의 스캐닝 제어신호에 따라 상기 스캐닝수단에 의해 상기 스캔밀러를 움직여 상기 피가공물의 표면상에서 상기 가이드광의 빔스포트를 연속적으로 반복 스캔하여 상기 패턴과 거의 동일한 패턴을 갖는 투사상을 형성하는 패턴투사상 형성 수단이 구비되어 있다.

이러한 구성에서는 마킹공정에 앞서 패턴투사상 형성수단에 의해 피가공물의 표면상에서 가시성 가이드광이 스캐닝됨에 따라 마킹될 패턴이 연속적으로 반복되어 묘사된다. 이와 같이하면, 인간이 갖는 시각적인 잔상효과에 따라 피가공물의 표면상에 정위치의 패턴 투사상이 형성된다. 따라서 작업원은 그 패턴의 투사상이 피가공물에서의 소정 마킹위치(부분)에 일치하도록 피가공물의 위치를 조정하면 된다.

또, 본 발명의 다른 태양에 의하면, 상기 패턴이 마킹되는 영역을 도형적으로 나타내는 마킹영역도를 설정하는 마킹영역도설정수단과, 상기 마킹공정 앞서 가이드광 발생수단으로부터의 가시성 가이드광을 상기 스캔밀러를 통하여 상기 피가공물에 조사하고, 상기 제어부로부터의 스캐닝 제어신호에 따라 상기 스캐닝수단에 의해 상기 스캔밀러를 움직여 상기 피가공물의 표면상에서 상기 가이드광의 빔스포트를 연속적으로 반복 스캔하여 상기 마킹영역도의 투사상을 형성하는 마킹영역도 투사수단이 구비되어 있다.

이러한 구성에서는 마킹공정에 앞서 마킹영역도 투사수단에 의해 피가공물의 표면상에서 가시성 가이드광이 스캐닝되고, 마킹영역도 설정수단에 의해 미리 설정되어 있던 마킹영역도가 연속적으로 반복하여 묘사된다. 이와 같이하면, 인간이 가지고 있는 시각적인 잔상효과에 의해 피가공물의 표면상에는 정위치의 패턴 투사상이 형성된다. 따라서 작업원은 그 패턴의 투사상이 피가공물에서의 소정 마킹위치(부분)에 일치하도록 피가공물의 위치를 조정하면 된다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 상기 패턴의 마킹영역을 도형적으로 나타내는 마킹영역도를 설정하는 마킹영역도설정수단과, 상기 피가공물을 촬영하기 위한 모니터카메라와, 화상을 표시할 수 있는 화면을 갖는 표시수단이고, 상기 마킹공정에 앞서 상기 표시수단의 화면상에서 상기 모니터카메라로부터 얻어지는 모니터화상을 표시하며 동시에 상기 모니터화상에 겹쳐서 상기 마킹영역도설정수단에 의해 설정되어 있는 상기 마킹영역도의 화상을 표시하는 모니터표시 제어수단이 구비된다.

이러한 구성에서는 모니터화면에 피가공물을 영상하는 모니터화상이 표시되며, 동시에 이 모니터화상위에 겹쳐서 마킹영역도설정수단에 의해 미리 설정되어 있는 소정의 패턴에 대한 마킹영역도도 표시된다. 작업원은 이 모니터화면에 표시되어 있는 합성화상을 보면서 작업대상의 피가공물을 임의의 방향으로 적당히 이동시키면 된다. 이렇게 하면 작업대 위에서 피가공물이 이동된 채 모니터화면 상에서도 피가공물이 이동된다. 그러나 마킹영역도는 묘사위치에 피가공물에서의 소정의 마킹위치(부분)에 일치하도록 작업대상의 피가공물의 위치를 조정하면 되고, 정지되어 있는 마킹영역도를 기준으로 피가공물의 위치선정을 신속 정확하게 할 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 상기 피가공물을 촬영하기 위한 모니터카메라와, 화상을 표시할 수 있는 화면을 갖는 표시수단과, 상기 마킹공정에 앞서 상기 표시수단의 화면상에서 상기 모니터카메라로부터 얻어지는 모니터 화상을 표시하며 동시에 상기 모니터화상에 겹쳐 상기 패턴의 화상을 표시하는 모니터 표시제어수다이 구비되어 있다.

이러한 구성에서는 모니터화면에 피가공물을 영사하는 모니터 화상이 표시되며 동시에 이 모니터화상 위에 겹쳐 마킹될 소정의 패턴도 표시된다. 작업원은 이 모니터화면에 표시되어 있는 합성화상을 보면서 작업대 위의 피가공물을 임의의 방향으로 적당히 이동시 모니터화면상에서 마킹영역도가 모니터화상의 피가공물에서의 소정의 마킹위치(부분)에 일치하도록 작업대 위의 피가공물의 위치를 조정하면 된다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 마킹영역을 설정하는 마킹영역설정수단과, 상기 마킹영역 내에 배치될 소정 문자 또는 문자열을 입력하는 문자입력수단과, 상기 문자입력수단에 의해 입력된 문자 또는 문자열이 패턴을 상기 마킹영역설정수단에 의해 설정되어 있는 상기 마킹영역내에 소정의 레이아웃으로 정의되는 문자패턴 결정수단과, 상기 문자패턴 결정수단에 의해 정의된 상기 문자 또는 문자열의 패턴을 나타내는 문자패턴 정보를 기억하는 문자패턴 정보기억수단이 구비된다.

이러한 구성에 있어서는 사용자측이 마킹영역설정수단을 통해 마킹영역을 설정하고, 문자입력수단을 통해 그 영역내에 문자패턴 결정수단에 의해 자동적으로 문자패턴이 정의된다. 이에 따라 입력조작이 간단하며, 또한 단시간에 사용자의 생각대로 문자패턴을 설정할 수 있다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 스캐닝식 YAG 레이저마킹장치의 외관을 나타낸 사시도.

제2도는 실시예의 장치에서의 제어전원유니트 및 레이저발진유니트 내의 요부구성을 나타낸 블록도.

제3도는 실시예의 장치에서의 스캐닝헤드 내의 스캐닝기구의 구성예를 나타낸 사시도.

제4도는 실시예의 장치에서의 제어전원유니트의 디스플레이로 표시되는 설정화면의 일예를 나타낸 도면.

제5도는 실시예의 장치에서의 설정값의 데이터관리의 포맷예를 나타낸 도면.

제6도는 실시예의 장치에서의 「패턴투사」모드를 위한 제어부의 처리동작을 나타낸 플로우챠트.

제7도는 실시예의 장치에서의 「패턴투사」모드에서의 피가공물의 위치를 맞춘 예를 나타낸 도면.

제8도는 실시예의 장치에서의 「마킹실행」모드를 위한 제어부의 처리동작을 나타낸 플로우챠트.

제9도는 실시예의 장치에서의 「마킹영역도설정」모드를 위한 제어부의 처리동작을 나타낸 플로우챠트.

제10도는 실시예의 「마킹영역도설정」모드에서 준비되어 있는 마킹영역도의 모드(종류)의 일예를 나타낸 도면.

제11도는 실시예의 「마킹영역도설정」모드에서 디스플레이화면에 표시되는 마킹역역도의 예를 나타낸 도면.

제12도는 실시예의 「마킹영역도투사」모드를 위한 제어부의 처리동작을 나타낸 플로우챠트.

제13도는 실시예의 「마킹영역도투사」모드의 피가공물의 위치를 맞춘 예를 나타낸 도면.

제14도는 실시예의 「마킹실행」모드에서 피가공물에 마킹된 패턴의 일예를 나타낸 도면.

제15도는 실시예의 「제1의 합성화상표시」모드를 위한 제어부의 처리동작을 나타낸 플로우챠트.

제16도는 실시예의 「제1의 합성화상표시」모드로 디스플레이화면에 표시된 합성화상(위치를 맞추기 전)의 일예를 나타낸 도면.

제17도는 실시예의 「제1의 합성화상표시」모드로 디스플레이화면에 표시된 합성화상(위치를 맞춘 후)의 일예를 나타낸 도면.

제18도는 실시예의 「제2의 합성화상표시」모드를 위한 제어부의 처리동작을 나타낸 플로우챠트.

제19도는 실시예의 「제2의 합성화상표시」모드로 디스플레이화면에 표시된 합성화상(위치를 맞춘 후)의 일예를 나타낸 도면.

제20도는 실시예의 변형된 일예에 의한「제3의 합성화상표시」모드로 디스플레이화면에 표시된 합성화상(위치를 맞춘 후)의 일예를 나타낸 도면.

제21도는 실시예의 장치에서의 「문자입력」모드를 위한 제어부의 처리동작을 나타낸 플로우챠트.

제22도는 실시예의 「문자입력모드」에서의 초기화면을 나타낸 도면.

제23도는 실시예의 「문자입력모드」에 있어서 마킹영역이 설정입력된 화면에 표시되어 있는 상태를 나타낸 도면.

제24도는 실시예의 「문자입력모드」에 있어서 마킹영역내에 설정된 단위문장영역 및 자간스페이스를 나타낸 도면.

제25도는 실시예의 「문자입력모드」에 있어서 각 문자의 기본폰트를 각 단위문자영역내에 전사하여 문자패턴을 정의하는 구조를 나타낸 도면.

제26도는 실시예의 「문자입력모드」에 있어서 정의된 문자(문자열)의 전체 패턴을 나타낸 도면.

제27도는 실시예의 「문자입력모드」에 있어서 정의된 문자패턴 및 파라미터값이 화면에 표시되어 있는 상태를 나타낸 도면.

제28도는 실시예의 「문자입력모드」에 있어서 문자폭의 축소에 따라 변형된 문자패턴 파라미터값과 함께 화면에 표시되어 있는 상태를 나타낸 도면.

제29도는 실시예의 「문자입력모드」에 있어서 문자폭의 축소에 따라 정의된 문자패턴을 나타낸 도면.

제30도는 실시예의 「문자입력모드」에 있어서 제26도 상태에서 다시 자간스페이스의 축소에 따라 재정의된 문자패턴을 나타낸 도면.

제31도는 실시예의 「문자입력모드」에 있어서 설정가능한 몇가지 다른예를 나타낸 도면.

제32도는 실시예의 「문자입력모드」에 있어서 가능한 복수의 문자패턴의 합성예를 나타낸 도면.

제1도에 본 실시예에 의한 스캐닝식 YAG 레이저마킹장치의 외관이 도시되어 있다. 이 YAG 레이저마킹장치는 제어전원유니트(10)와 레이저발진유니트(12)와 스캐닝헤드(20)을 갖는다.

제어전원유니트(10)에 있어서, 상부 내실에는 표시부의 디스플레이(13)가 설치되고, 중간 내실(전면 도어(14)의 내부)에는 키보드나 제어기판이 설치되며, 하부 내실(전면 도어(16)의 내부)에는 레이저전원회로나 레이저 냉각장치 등이 배치되어 있다. 중간 내실의 제어부에서 발생된 스캐닝 제어신호는 소정의 신호선(도시되지 않음)을 통하여 스캐닝헤드(20)로 전송된다. 스캐닝헤드(20)는 레이저발진유니트(12)의 레이저 출사구에 장치되고, 헤드(20)의 바로 아래에 작업대(18)가 배치되어 있다. 이 작업대(18)의 위에서 피가공물 W에 마킹이 행해진다. 또 작업대(18) 위의 피가공물 W를 촬영하기 위한 모니터카메라가 48가 적당한 지지부재를 통해 스캐닝헤드 20부근에 배치되어 있다.

도2에 제어전원유니트 10 및 레이저발진유니트 12 내의 요부구성이 도시되어 있다.

레이저발진유니트 12 내에는 마킹용 YAG 레이저광 LM을 발진출력하기 위한 YAG 레이저발전기 22뿐만 아니라, 가시성 예를들어 적색의 가이드광 LG를 발생하기 위한 He-Ne 레이저 24도 설치되어 있다. YAG 레이저발진기 22로부터 발진출력된 YAG 레이저광 LM은 우선 밀러 26으로 광로가 직각으로 굴절되고, 이어서 밀러 28로 광로가 직각으로 굴절되고 나서 직진하여 스캐닝헤드 20으로 보내진다. He-Ne 레이저 24로부터 발생된 가이드광 LG는 우선 밀러 30으로 광로가 직각으로 굴절되고, 이어서 밀러 32로 광로가 직각으로 굴절되고 나서 밀러 28의 안쪽으로 투과하며 그대로 직진하여 스캐닝헤드 20로 보내진다.

제어전원유니트 10 내에는 YAG 레이저전원부 34, He-Ne 레이저전원 36, 제어부 38, 표시부 40, 입력부 42, 인터페이스회로 44등이 설치되어 있다. YAG 레이저전원부 34는 제어부 38의 제어하에 YAG 레이저발진부 22 내의 레이저여기수단(예를 들어 여기래프)에 전력을 공급한다. He-Ne 레이저전원부 36는 제어부 38의 제어하에 He-Ne 레이저 24 내의 레이저여기수단(예를들어 레이저관)에 전력을 공급한다.

표시부 40은 제어부 38로부터의 화상데이타 및 표시제어에 따라 디스플레이 13에 화상을 영사한다. 입력부 42에는 키보드, 마우스, 이미지스캐너등의 입력장치가 포함된다. 인터페이스회로 44는 외부장치(도시되지 않음)와 데이타나 제어신호등을 교환하는데 사용된다.

제어부 38은 마이크로컴퓨터로 구성되고, 내장 메모리에 저장되어 있는 소정의 소프트웨어에 따라 원하는 데이타를 처리하고, 장치내의 각부를 제어한다. 예를들어 제어부 38은 후술하는 바와 같은 스캐닝헤드 20에서의 스캐닝 동작을 제어하기 위한 스캐닝 제어신호를 헤드 20 내의 스캐닝 구동회로에 공급한다. 또 YAG 레이저발진기 22에는 피크출력(피크값)의 매우 높은 펄스레이저광을 얻기 위한 Q스위치가 내장되어 있고, 제어부 38은 도시되지 않은 제어선을 통해 이 Q스위치를 제어한다. 또 제어부 38은 모니터카메라 48로부터의 모니터화상(동화상)을 일단 축적하기 위한 화상메모리, 예를들어 프레임메모리도 가지고 있다.

도3에 스캐닝헤드 20 내의 스캐닝기구의 구성을 나타낸다. 이 스캐닝기구는 서로 직교하는 회전축 52a, 54a에 장치된 X축 스캔밀러 52 및 Y축 스캔밀러 54와, 양밀러 52, 54를 각각 회전진동시키는 X축 검류계 56 및 Y축 검류계 58을 가지고 있다.

스캐닝헤드 20 내로 들어왔던 레이저발진유니트 12로부터의 레이저광 LM 및/또는 가이드광 LG는 우선 X축 스캔밀러 52에 입사되고, 거기에서 전반사되어 Y축 스캔밀러 54로 입사되며, 이 밀러 54에서 전반사된 후 fθ렌즈 60을 통하여 피가공물 W의 마킹 가공면에 집광조사된다. 마킹면 상의 빔스포트 SP의 위치는 X방향에서는 X축 스캔밀러 52의 기울어진 각도에 따라 결정되고, Y방향에서는 Y축 스캔밀러 54의 기울어진 각도에 따라 결정된다.

X축 스캔밀러 52는 X축 검류계 56의 구동으로 화살표 A, A' 방향으로 회전진동한다. 한편, Y축 스캔밀러 54는 Y축 검류계 58의 구동으로 화살표 B, B' 방향으로 회전진동한다.

X축 검류계 56에는 X축 스캔밀러 52에 결합된 가동철편(회전자)과, 이 회전철편에 접속된 제어스프링과, 고정자에 장치된 구동코일이 내장되어 있다. X축 검류계 구동회로(도시되지 않음)로부터 X방향 스캐닝 제어신호에 따라 구동전류가 전기케이블 62를 통하여 X축 검류계 56 내의 구동코일에 공급되는 것으로, 그 가동철편(회전자)이 제어스프링에 대항하여 X축 스캔밀러 52와 일체로 X방향 스캐닝 제어신호가 지정하는 각도로 움직이도록 되어 있다.

Y축 검류계 58도 같은 구성을 갖고 있고, Y축 검류계 구동회로(도시되지 않음)로부터 Y방향 스캐닝 제어신호에 따라 구동전류가 전기케이블 64를 통하여 Y축 검류계 58 내의 구동코일로 공급되는 것으로, Y축 검류계 58 내의 가동철편(회전자)이 Y축 스캔밀러 54와 일체로 Y방향 스캐닝 제어신호가 지정하는 각도로 움직이도록 되어 있다.

따라서, 레이저 발진유니트 12로부터의 레이저광 LM 및/또는 가이드광 LG이 스캐닝헤드 20내로 소정의 타이밍으로 들어갈때마다 이것과 같이 양 검류계 56, 58가 X방향 및 Y방향 스캐닝 제어신호에 따라 X축 스캔밀러 52 및 Y축 스캔밀러 54를 각각 소정의 각도로 움직임에 따라 피가공물 W의 마킹면상에서 레이저광 LM 및/또는 가이드광 LG의 빔스포트 SP가 스캔된다.

도4에 제어전원유니트 10의 디스플레이 13에서 표시되는 설정화면의 일예를 나타낸다. 화면의 좌측영역에 있어서, 최상단에는 현재의 모드(도시된 모드는 「기동대기」모드)가 표시된다. 그 아래에 각 마킹동작의 스케줄을 지정하기 위한 기동No.가 표시되고, 그 아래에 이 기동No.에 대응하여 등록되어 있는 패턴의 파일명, 이 기동No.의 마킹동작을 규정하는 조건데이타, 즉 Q스위치주파수, 마킹속도, 램프전류, 개구 No.등의 각종 조건데이타의 설정입력값이 열거되어 표시된다. 화면의 우측영역에는 당해 기동No.의 패턴을 규정하는 묘사데이타에 따라 정지화상 MS("ABCD")가 X-Y 좌표상에 표시된다. 이 도시에 문자패턴 "ABCD"는 후술하는 「문자입력」모드로 서정딘 것이다.

또한, 디스플레이 13의 화면 우측영역에서는 모니터카메라가 48로부터 얻어지는 모니터화상도 표시 가능하게 되어 있다.

제어부 38 내의 ROM에는 기동No. 단위로 소정의 패턴을 규정하는 묘사데이타나 각종 조건데이타를 설정입력하기 위한 「설정입력」모드용 소프트웨어, 기동No. 단위로 마킹동작을 실행제어하기 위한 「마킹실행」모드용 소프트웨어등이 격납된다. 또, 제어부 38 내의 RAM 또는 외부기억장치에는 각 기동No.마다 설정입력된 묘사데이타 및 조건데이타등이 도5에 도시된 바와 같은 대응관계를 갖고 소정의 기억 위치에 격납된다.

또한, 본 실시예에서는 후술한 바와 같은 「패턴투사」모드, 「마킹영역도설장」모드, 「마킹영역도투사」모드, 「합성표시」모드등을 실행하기 위한 소프트웨어 및 설정값도 각각 제어부 38 내의 ROM 및 RAM에 격납된다. 또, 제어부 38 내에는 후술하는 「문자입력」모드로 이용되는 폰트메모리도 구비되어 있다.

이 레이저마킹장치에서는 도4에 도시된 바와 같은 「기동대기」모드 이외에 「설정입력」모드, 「마킹실행」모드, 그리고 본 실시예에 의한 「마킹영역도설정」모드, 「마킹영역도투사」모드, 「합성화상표시」모드등의 여러가지 주모드가 있다. 그리고, 「설정입력」모드에는 「문자입력」모드, 「도형입력」모드, 「조건데이타입력」모드등의 여러가지 부모드가 있다. 입력부 42의 키보드 또는 마우스등으로부터 소정의 커맨드를 입력함에 따라 소정의 주모드 또는 부모드로 바뀐다.

도6에 「패턴투사」모드에서의 제어부 38의 처리동작을 플로우챠트로 나타낸다. 예를들어 도4에 도시된 예에서, 이 「패턴투사」모드로 들어가면 제어부 38은 우선 디스플레이 13의 화면에 현재 표시되어 있는 기동No.(No.3)를 식별하고(단계 A1), 이어서 이 기동No.(No.3)에 대응하는 묘사데이타 Dml("ABCD"의 화상데이타)를 메모리로부터 검색한다.(단계 A2) 다만 마킹속도(스캐닝속도)등의 조건데이타에 대해서는 「패턴투사」모드용 설정값을 검색한다(단계 A3). 또한, 「패턴투사」모드용 스캐닝속도는 마킹공정용 설정값 보다 큰 값을 설정되는 것이 보통이다.

제어부 38은 YAG 레이저발진기 22를 오프상태로 한채, He-Ne 레이저전원부 36를 통하여 He-Ne 레이저 24를 작동시켜 가이드광 LG를 점등시킨다(단계 A4). 그리고 상기 검색한 묘사데이타 및 조건데이타에 의한 스캐닝 제어신호를 스캐닝헤드 20로 보내고 피가공물 W의 표면상에서 가이드광 LG의 빔스포트 SP를 1회 스캔시키고, 피가공물 W의 표면상에 기동No.(No.3)에 의한 패턴("ABCD"의 문자)를 묘사한다(단계 A5). 이 스캐닝동작을 다른 커맨드가 입력될 때까지 연속적으로 반복한다(단계 A5A6A7A5.) 또한 이 반복 스캐닝에 있어서, 빔스포트 SP는 패턴의 종점으로부터 시점으로 되돌아 가는데 다소 시간이 소비된다. 스캔밀러의 한계속도를 높임으로서 빔스포트 SP의 리턴시간을 단축할 수 있다.

이와 같이, 가시성(적색) 가이드광 LG에 의한 패턴("ABCD"의 문자) 묘사가 연속적으로 반복되는 것으로, 인간이 가지고 있는 시각적인 잔상효과에 의해 피가공물 W의 표면상에는 정위치의 패턴("ABCD"의 문자) 투사상이 형성된다. 따라서, 작업원은 패턴("ABCD"의 문자)의 투사상이 피가공물 W에서의 소정의 마킹위치(부분)에 일치하도록 피가공물 W의 위치를 조정하면 된다.

예를들어 도7에 도시되어 있는 바와 같이, 패턴("ABCD"의 문자)의 투사상에 대하여 피가공물 W가 기울어져 있을 때에는(도7(A)), 피가공물 W를 θ방향으로 회전이동시키면 되고, 이것으로도 피가공물 W가 XY방향에서 어긋날 때에는(도7의 (B)), X, Y방향으로 평행이동시키면 된다. 이 사이 패턴("ABCD"의 문자)의 투사상이 일정한 위치에 정재되어 있기 때문에, 이 패턴투사상을 기준으로 피가공물 W의 위치결정을 신속하고 정확하게 행할 수 있다.

상기와 같이 하여 「패턴투사」모드로 피가공물 W의 위치를 맞추고 나서 작업원은 「마킹실행」모드의 커맨드를 입력하면 된다.

도8에 「마킹실행」모드에서의 제어부 38의 처리동작을 플로우챠트에 나타낸다. 「마킹실행」모드로 들어가면 제어부 38은 우선 디스플레이 13의 화면에 표시되어 있는 기동No.(No. 3)를 식별하고(단계 B1), 이어서 이 기동No.(No. 3)에 대응하는 묘사데이타 Dml("ABCD" 의 화상데이타) 및 조건데이타(Q 스위치주파수, 스캐닝속도등)를 메모리로부터 검색한다(단계 B2).

제어부 38은 YAG 레이저발원부 34 및 He-Ne 레이저발원부 36를 통하여 각각 YAG 레이저발진기 22 및 He-Ne 레이저 24를 작동시켜 YAG 레이저광 LM 및 가이드광 LG를 각각 점등시킨다(단계 B3, B4). 그리고 상기 검색한 묘사데이타 및 조건데이타에 따라 스캐닝제어신호를 스캐닝헤드 20로 보내고, 피가공물 W의 표면상에서 YAG 레이저광 LM 및 가이드광 LG의 빔스포트 SP를 1회 스캔시켜 피가공물 W의 표면상에 이 기동No.(No. 3)에 의한 패턴("ABCD"의 문자)을 묘사한다(단계 B5).

이 스캐닝동작에 의해 피가공물 W의 표면상에서는 YAG 레이저광 LM의 빔스포트에 비춰진 피가공물 표면의 미소부분이 레이저에너지로 순간적으로 증발 또는 변색되고, 그 결과 당해 패턴("ABCD"의 문자)이 마킹(각인)된다. 또 가시광(적색)의 가이드광 LG의 빔스포트가 비가시광(적외선)의 YAG 레이저광 LM의 빔스포트와 같은 패턴을 그리고 때문에 마킹궤적을 눈으로 보고 확인할 수 있다.

통상적으로 1회의 스캐닝으로 마킹가공은 완료된다. 따라서 1회의 스캐닝을 하고나서 스캐닝 제어신호를 정지하고(단계 B6), YAG 레이저광 LM 및 가이드광 LG를 소등시킨다(단계 B7). 또한, 필요에 따라 마킹가공용 스캐닝을 여러번 반복하는 것도 가능하다.

상기와 같은 「마킹실행」모드로 YAG 레이저광 LM에 의한 스캐닝이 행하여짐에 따라 피가공물 W의 표면상에는, 예를드어 도7(C)에 도시된 바와 같이 직전의 「패턴투사」모드로 위치가 맞춰진 소정의 위치에 투사상과 동일한 패턴으로 마킹(각인)이 행해진다.

또한, 가이드광발생수단(He-Ne 레이저 24)은 인간(작업원)에 「마킹실행」모드에서의 마킹궤적을 눈으로 보고 확인시킬 목적으로 구비되어 있는 것이다. 본 실시예의 장치에서는 이 가이드광발생수단(He-Ne 레이저 24)을 「패턴투사」모드에 겸용시켜 가이드광 LG에 의한 패턴투사상을 얻을 수 있도록 하고 있다. 따라서, 「패턴투사」모드를 위한 로운 가이드광발생수단을 설치할 필요가 없다.

이 실시예에 의한 YAG 레이저마킹장치는 마킹용 레이저발진부를 YAG 레이저발진기로 구성하고, 가이드광발생수단을 He-Ne 레이저로 구성하고 있다. 그러나, 이들은 일예이고, 본 발명에서는 CO2 레이저발진기나 반도체레이저등의 임의의 마킹용레이저발진부 및 반도체레이저나 발광다이오드등의 임의의 가이드광발생수단을 사용할 수 있다.

이와같이, 본 실시예의 「패턴투사」모드에 의하면, 레이저마킹공정에 악서 피가공물의 표면상에서 가시성 가이드광의 빔스포트를 연속적으로 반복 스캔하여 마킹의 패턴과 거의 동일한 패턴을 갖는 투사상을 형성하도록 하였기 때문에, 피가공물에서의 마킹위치의 조정을 간단하고 신속하며 정확하게 할 수 있다.

도9~도14에 따라 본 실시예에서의 「마킹영역도설정」모드 및 「마킹영역도투사」모드에 대하여 설명한다.

도9에 「마킹영역도설정」모드에서의 제어부 38의 처리동작을 플로우챠트로 나타낸다.

예를들어, 도4에 도시된 예에서 이 「마킹영역도설정」모드로 들어가면 제어부 38은 우선 디스플레이 13의 화면에 현재 표시되어 있는 기동No.3을 식별하고(단계 C1), 이어서 이 기동No.3에 대응하는 묘사데이타 Dm3("ABCD"의 화상데이타)를 메모리로부터 검색한다(단계 C2). 그 때, 묘사위치를 규정하는 위치(좌표)데이타도 동시에 검색한다.

제어부 38은 검색한 화상데이타 Dm3 및 위치데이타를 기초로 당해 패턴("ABCD")이 마킹되는 영역을 결정한다(단계 C3). 이어서 제어부 38은 도10에 도시된 바와 같이, 미리 설정(준비)되어 있는 영역도의 모드 종류 또는 (a),(b),(c),(d)(일예로서 4종류를 나타내다)를 지정하는 사용자로부터의 커맨드를 입력하고(단계 C4), 그 지정된 도형모드로 마킹영역을 도형적으로 표시하는 마킹영역도 ES를 디스플레이 13의 화면상에 당해 패턴("ABCD")의 화상 MS와 동시에 표시한다(단계 C5).

따라서, 기동No.3이 예에서 사용자가 예를들어 모형모드(a)를 선택한 경우에는 도11에 도시된 바와 같은 화상이 디스플레이화면 13의 우측영역에 표시된다. 여기에서 디스플레이 화면상에서느 마킹영역도 ES와 패턴 MS와를 명확하게 식별할 수 있도록 다른 색을 주어 표시하는 것이 바람직하다.

사용자(작업원)는 디스플레이 화면 13에 표시되어 있는 도형모드(a)의 마킹영역도 ES가 마음에 들지 않으면 별도의 도형모드, 예를들어 (d)의 마킹영역도 ES로 변경할 수 있고(다계 C6C7C4C5), 디스플레이 화면에 마음이 든 마킹영역도 ES가 표시되어 있으면, 거기에 "확인" 커맨드를 입력하면 된다(단계 C6). 이와같이 하면, 그 선택된 마킹영역도가 설정등록된다(단계 C80. 본 실시예에서는 이 등록된 마킹영역도를 나타내는 묘사데이타(화상데이타 및 위치 데이타)가 예를들어 도5의 포맷으로 당해 기동No.(No.3)에 대응결부되어 메모리에 격납된다.

또한 마킹영역도에 대해서는 당해 패턴을 마킹할 영역을 도형적으로 표시하는 것이면 임의의 도안을 사용할 수 있지만, 통상적으로는 도10에 나타난 바와 같이 마킹영역의 외곽 또는 바깥 틀을 나타내는 간단한 도형, 예를 들어 사변형을 사용하는 것이 바람직하다. 도시된 예의 패턴("ABCD")은 비교적 간단한 1개의 문자열이지만, 복수개의 문자열이나 복잡한 도형 또는 덧 씌워진 부분을 갖는 도형등에서도 마킹영역도 역시 패턴 전체의 외곽 또는 바깥 틀을 나타내는 간단한 도형으로 설정된다.

후술하는 바와 같이, 본 실시예의 「마킹영역도투사」모드에서는 피가공물 W의 표면에 가시성 가이드광 LG을 반복하여 스캐닝하여 마킹영역도를 투사한다. 그 때, 마킹영역도의 도안이 간단하기 때문에, 1회의 스캐닝시간(주기)이 짧고 마킹영역도의 투사상을 명료하게 형성할 수 있다.

도12에 「마킹영역도투사」모드에서의 제어부 38의 처리동작을 플로우챠트에 나타낸다.

예를들어, 상기 기동No.3의 예에서 이 「마킹영역도투사」모드로 들어가면 제어부 38은 우선 디스플레이 13의 화면에 현재 표시되어 있는 기동No.3을 식별하고(단계 D1), 이어서 이 기동No.3에 대응하는 마킹영역도 ES의 묘사데이타로부터 검색한다.(단계 D2). 다만 스캐닝속도등의 조건데이타에 대해서는 「마킹영역도투사」모드용 설정값을 검색한다(단계 D3). 또한, 「마킹영역도투사」모드용 스캐닝속도는 마킹공정용 설정값보다 큰 값으로 설정되는 것이 보통이다.

제어부 38은 YAG 레이저발진부 22를 오프상태로 한채, He-Ne 레이저발진부 36을 통해 He-Ne 레이저 24를 동작시켜 가이드광 LG를 점등시킨다(단계 D4). 그리고 상기 검색한 마킹영역도 ES의 묘사데이타 및 조건데이타에 따른 스캐닝제어신호르 스캐닝헤드 20로 보내고, 피가공물 W의 표면상에서 가이드광 LG의 빔스포트 SP를 1회 스캔시켜 피가공물 W의 표면상에 이 기동No.3의 패턴("ABCD")에 대한 마킹영역도 ES를 묘사한다(단계 D5). 이 스캐닝동작을 소정의 커맨드가 입력될 때까지 연속적으로 반복한다(단계 D5D6D7D5).

이 반복 스캐닝에 있어서, 빔스포트 SP는 패턴의 종점으로부터 시점으로 되돌아오는데 어느 정도 시간이 걸린다. 스캔밀러의 한계속도를 올리는 것으로 이 빔스포트 SP의 리턴시간을 단축할 수 있다. 또, 마킹영역도 ES는 일반적으로 당해 패턴보다 매우 간단한 도안이기 때문에, 1회의 스캐닝시간(주기) 자체가 매우 짧다.

이와같이 가시성(적색) 가이드광 LG에 의한 마킹영역도 ES의 묘사가 연속적이고 고속으로 반복되는 것이도, 더구나 인간이 가지고 있는 시각적인 잔상효과가 가미됨에 따라 피가공물 W의 표면상에는 정위치의 마킹영역도 ES의 투사상이 형성된다. 따라서, 작업원은 마킹영역도 ES이 투사상이 피가공물 W에서의 소정 마킹위치(부분)에 일치하도록 피가공물 W의 위치를 조정하면 된다. 예들들어 도23에 도시된 바와 같이, 도형모드(a)의 마킹영역도 ES의 투사상에 대하여 피가공물 W이 벗어날때에는(도10(A)), 피가공물 W을 θ방향으로 회전시키던지 X, Y방향으로 평행이동시킴에 따라 마킹영역도 ES를 피가공물 W의 소정의 마킹위치에 맞출 수 있다(도13(B)). 그 때 마킹영역도 ES의 투사상은 동일한 위치에 정재되어 있기 때문에, 이 투사상을 기준으로 피가공물 W의 위치결정을 신속하고 정확하게 할 수 있다.

상기와 같이하여 「마킹영역도투사」모드로 피가공물 W의 위치가 맞춰진 후에, 작업원은 소정의 커맨드, 예를들어 「마킹실행」모드의 커맨드를 입력하면 된다. 그렇게 하면 제어부 38은 스캐닝제어신호를 중지하고(단계 D8), 가이드광 LG을 소등학교(단계 D9), 「마킹영역도투사」모드를 종료하며, 이에따라 「마킹실행」모드로 들어간다.

「마킹실행」모드에서는 제어부 38가 상기와 같은 처리동작(도8)을 한다. 이에따라 피가공물 W의 표면상에서는 YAG 레이저광 LM의 빔스포트에 비춰진 피가공물 표면의 미소부분이 레이저에너지로 순간적으로 증발 또는 변색되고, 그 결과 당해 패턴 MS("ABCD")이 마킹(각인)된다. 또 가시광(적색)의 가이드광 LG의 빔스포트가 비가시광(적외선)의 YAG 레이저광 LM의 빔스포트와 동일한 패턴을 묘사하기 때문에 마킹궤적을 눈으로 보고 확인할 수 있다.

또한, 작업대 18위에 피가공물 W에 마킹가공이 행해진 상태를 모니터카메라 48로 촬영하고, 그 모니터화상(동화상)을 디스플레이 13의 화면에 표시할 수 ㅇㅆ다.

특히 피가공물 W의 사이즈 또는 마킹패턴의 사이즈가 적을 때에는 눈으로 보는 것보다 모니터카메라 48로 얻어지는 큰 화면각도를 갖는 모니터화상을 통하여 마킹가공 상태를 확인하는 것이 편리하다. 또 작업원의 눈의 안전을 위하여 스캐닝헤드 20와 피가공물 W와의 사이에 차광커버를 설치하는 경우에는 피가공물 W을 직접 눈으로 보기 어렵기 때문에, 모니터화상을 이용하는 것이 편리하다.

상기와 같은 「마킹실행」모드로 YAG 레이저광 LM에 의한 스캐닝이 행해짐에 따라 피가공물 W의 표면상에는, 예를들어 도14에 도시된 바와 같이 직전의 「마킹영역도투사」모드로 위치가 맞춰진 위치에 소정의 패턴("ABCD")이 마킹(각인)된다.

이어서 도15~도20에 따라 본 실시예에서늬 「합성화상표시」모드에 대하여 실명한다.

이 「합성화상표시」모드는 상기한 「마킹영역도투사」모드 대신에 이용할 수 있다. 예컨대, 「마킹실행」모드에 의한 마킹공정에 악서 작업대 18위에 피가공물 W의 위치결정을 할 때 사용하게 된다. 특히 피가공물 W의 사이즈 또는 마킹패턴의 사이즈가 작은 경우난 스캐닝헤드 20 부근에 차광커버를 부착한 경우 모니터카메라 48의 사용과 병행하여 「합성화상표시」모드를 선택해도 된다.

본 실시예의 「합성화상표시」모드에는 2종류의 부모드, 즉 모니터카메라 48로부터 얻어지는 모니터화상에 마킹영역도를 겹쳐서 표시하는 「제1의 합성화상표시」모드와, 모니터화상에 마킹할 패턴을 겹쳐 표시하는 「제2의 합성화상표시」모드가 있다.

도15에 「제1의 합성화상표시」모드에서의 제어부 38의 처리동작을 플로우챠트에 나타낸다.

이 「제1의 합성화상표시」모드로 들어가면 제어부 38은 선택되어 있는 기동No.를 식별하고(단계 E1), 이 기동No.의 패턴에 대해 미리 「마킹영역도설정」모드로 설정되어 있는 마킹영역도의 묘사데이타를 검색한다(단계 E2). 이어서 모니터카메라 48로부터의 모니터화상을 프레임메모리에 저장함과 동시에(단계 E3), 검색한 마킹영역도 묘사데이타를 프레임메모리에 기입함에 따라 프레임메모리 내에서 모니터화상에 마킹영역도가 겹치게 된다(단계 E4). 그리고 이 합성화상을 디스플레이 13의 화면에 영사한다(다계 E5). 이 합성화상표시를 소정의 커맨드가 입력될 때까지 계속한다(E5E6E7E3E4E5).

이에 따라 도16에 도시되어 있는 바와같이, 디스플레이 13의 화면에는 작업대 18상의 피가공물 W을 영사하는 모니터화상이 표시되며 동시에 이 모니터화상 위에 겹쳐서 기동No.의 패턴("ABCD")에 대한 마킹영역도 ES로 표시된다. 여기에서 작업원은 이 디스플레이 13에 표시되어 있는 합성화상을 보면서 작업대 18의 피가공물 W을 X, Y, θ방향으로 적당히 이동시키면 된다. 그와 같이 하면 작업대 18위에서 피가공물 W이 이동한대로 디스플레이 13의 화면에서도 피가공물 W은 이동한다. 그러나, 마킹영역도 ES는 묘사위치에 대응한 표시위치에서 고정(정지)된 채로 있다.

따라서, 작업원은 도17에 도시된 바와 같이 디스플레이 13의 화면상에서 마킹영역도 ES가 모니터화상의 피가공물 W에서의 소정의 마킹위치(부분)에 일치하도록 작업대 18상의 피가공물 W의 위치를 조정하면 된다. 상기한 「마킹영역도투사」모드와 마찬가지로 「제1의 합성화상표시」모드에서도 정지되어 있는 마킹영역도 ES를 기준으로 피가공물 W의 위치결정을 신속하고 정확하게 할 수 있다.

도18에 「제2의 합성화상표시」모드에서의 제어부 38의 처리동작을 플로우챠트에 나타낸다. 「제2의 합성화상표시」모드는 마킹영역도 ES 대신에 도19에 도시된 바와 같이 패턴 MS("ABCD")을 디스플레이 13의 화면에 표시하는 것이다. 「제2의 합성화상표시」모드에 의하면 디스플레이화면상에서 패턴 MS("ABCDEF")이 피가공물 W에서의 소정의 마킹위치에 일치하도록 작업대 18위에 피가공물 W의 위치를 조정하면 된다. 또한, 「제2의 합성화상표시」는 마킹영역도를 설정하지 않아도 실행할 수 있다.

도20은 변형된 일예에 의한 「제3의 합성화상표시」모드에서의 디스플레이 13의 화면의 예를 나타낸다. 이 「제3의 합성화상표시」모드는 모니터카메라 48로부터 얻어지는 화상에 마킹영역도 ES 및 패턴 MS의 쌍방을 겹쳐 표시하도록 한 것이다.

이 실시예에서는 마킹영역도가 미리 「마킹영역도설정」모드로 설정되어 메모리에 축적되고, 「마킹영역도투사」모드나 「제1의 합성화상표시」모드 또는 「제2의 합성화상표시」모드로 검색되도록 되어 있다. 그러나 「마킹영역도설정」모드를 생략하고 「마킹영역도투사」모드등으로 필요할 때마마(수시로) 선택된 패턴의 화상데이타 및 위치데이타로부터 마킹영역도를 설정(작성)해도 된다.

또한, 피가공물 W에서의 마킹위치를 조성하기 위하여, 상기한 실시예에서는 피가공물 W을 이동시켰지만, 스캐닝헤드 20을 이동시켜도 된다.

이어서 도21~도32에 따라 본 실시예에서의 「문자입력」모드에 대하여 설명한다.

도21에 「문자입력」모드에서의 제어부 38의 처리동작을 플로우챠트에 나타낸다. 상기한 기동No.3에서의 문자패턴("ABCD")을 예로서, 도22~도30에 따라 처리동작으로 설명한다.

이 「문자입력」모드로 들어가면 제어부 38은 우선 요구되는 초기화를 하고(단계 G1), 디스플레이 13상에 도22에 도시된 바와 같은 「문자입력」의 초기화면을 표시한다. 여기에서 하면의 좌측영역에는 이번 회에 설정된 문자패턴의 파일명 입력하기 위한 「파일명」란, 문자열의 배열방향([횡], [종], [횡원주], [종원주])을 지정하기 위한 「배열」란, 문자패턴의 레이아웃을 표시하는 각종 파라미터, 예를들어 「X시점」, 「Y시점」, 「문자높이」등의 란, 및 소정의 문자(문자열)를 입력하기 위한 「문자」란이 각각 공란 또는 미지정 상태로 표시된다. 또 화면의 우측영역에는 금회에 설정된 문자패턴의 화상을 표시하기 위한 좌표가 붙어있는 화면이 표시된다. 이 초기화면에 있어서 사용자는 「파일명」란에 소정의 파일명(예를들어 "J123")을 입력하고, 「배열」란에서 소정의 배열방향, 예를들어 [횡]을 지정한 후에, 마우스 또는 키보드등의 포인팅수단을 이용하여 디스플레이 13의 우측 화면상에서 소정 사이즈의 마킹영역 MA를 지정하면 된다.

여기에서 제어부 38은 포인팅수단에 의해 입력된 커맨드 및 위치데이탕 기초하여 마킹영역 MA를 설정입력하고, 도23에 도시된 바와 같이 설정된 마킹영역 MA의 위치 및 범위를 도형적으로 나타내는 마킹 영역도 〈MA〉를 디스플레이 13의 화면상에 표시한다(단계 G2). 이 마킹영역도 〈MA〉는 마킹영역 MA의 외곽을 표시하는 도형에 의해 표시되거나 또는 마킹영역 MA의 내부를 완전히 덮는 도형으로 표시되어도 된다.

사용자는 마킹영역 MA내에 배치될 소정 문자 또는 문자열("ABCD")을 예컨대 키보드로부터 커맨드로 입력하면 된다. 제어부 38은 입력된 각각의 문자를 문자코드로 식별함과 동시에 입력문자수를 식별 또는 계수한다(단계 G3).

또한, 본 실시예에서의 문자로는 문자코드 및 문자폰트가 할당되어 있는 임의의 상형적인 정보가 포함된다. 따라서 협의의 문자(예를들어 「a」,「力」)뿐만 아니라, 기호(예를들어「」,「/」나 정형도형(예를들어 「」,「」)등도 포함된다.

제어부 38은 입력된 각각의 문자에 대하여 폰트메모리에 어세스하여 각각의 기본폰트를 검색한다(단계 G4). 제어부 38은 상기한 바와 같이 설정된 마킹영역 MA내에 입력된 문자열("ABCD")을 구성하는 각각의 문자(A, B, C, D)를 배치하기 위한 단위 문자영역(C1, C2, C3, C4)과 자간스페이스와를 설정하는 레이아웃설정처리를 한다(단계 G5).

1회째의 레이아웃설정처리에서는 도24에 도시된 바와 같이, 마킹영역 MA의 문자열 배열방향의 길이(Wx)와 입력문다 또는 문자열("ABCD")의 문자수(4개)에 따라 표준단위 문장영역사이즈(Lx, Hy) 및 표준자간 스페이스 Px를 결정한다. 이 경우 표준단위 문자영역의 높이 사이즈 Hy는 마킹영역 MA의 높이 사이즈(입력값)에 상당한다. 또, 표준다위 문자영역의 폭 사이즈를 Lx와 표준자간 스페이스 Px와의 비율(표준비율)을 K로 하고, 입력문자수를 N으로 하면, 하기의 식 (1),(2)로부터 Lx, Px를 결정할 수 있다.

NㆍLx=(N-1)Px=Wx (1)

Px=KㆍLx(다만, 0〈K〈1) (2)

제어부 38은 상기의 레이아웃 설정처리에 설정된 각각의 단위문자영역(C1, C2, C3, C4)내에 각각의 문자(A, B, C, D)의 패턴을 정의하는 문자패턴 결정처리를 행한다(단계 G6). 이 문자패턴 결정처리에서는 도25에 나타난 바와 같이, 기본폰트영역 FS에 설정(정의)되어 있는 각 문자의 기본폰트("A","B"……)를 기본폰트영역 FS의 사이즈(Lx, Hy) 대 단위문자영역 Ci의 사이즈 (Lx, Hy)의 비율에 따라 좌표변환에 따라 각 단위문자영역(C1, C2, C3, C4)내에 전사한다. 이 예에서는 영역 Fs, Ci의 중심점 0이 좌표의 원점으로 택해지고, 각 문자의 기본폰트를 구성하는 선분(벡터)의 좌표 A(xa, yb), B(xb, yb)……가 각각(Lx : Ls, Hy : Hs)의 비율로 좌표 A'(xa', yb'), B'(xb', yb')……로 변환된다.

이렇게 해서 도26에 도시된 바와 같이, 각 단위문자영역(C1, C2, C3, C4)내에 각 문자의 패턴("A","B","C","D")이 정의된다. 이 문자패턴을 나타내는 정보(문자패턴정보)는 각 문자패턴의 선분(직선 또는 곡선)을 나타내는 벡터정보로부터 구성된다. 또 이 문자패턴 결정처리에서는 금회에 정의한 문자패턴에 대해서 [X시점], [Y시점], [문자간격]등의 각종 문자패턴값(수치)도 구해진다. 또한 [문자간격]이란 서로 이웃하는 단위문자영역 Ci, Ci+1의 중심점, Oi, Oi+1 사이의 거리이다.

제어부 38은 상기와 같이하여 생성된 벡터형식의 문자패턴("A","B","C","D")을 동일한 레이아웃으로 비트맵형식의 화상데이타("ABCD")로 변환하고, 도27에 도시된 바와같이, 이 문자패턴화상("ABCD")을 디스플레이 13의 화면상에서 마킹영역도 〈MA〉로 겹쳐서 표시한다(단계 G7). 이 때, 화면의 좌측영역에 있어서, 문자패턴이 레이아웃을 표시하는 각종 파라미터 [X시점],[Y시점], [문자높이]……의 각란에 상기 문자패턴 결정처리로 구해진 파라미터값(수치)을 표시하며 동시에 입력문자의 내용(ABCD)도 표시한다.

사용자는 이 화면을 보고 현재 정의(표시)되어 있는 문자패턴("ABCD")의 내용 및 레이아웃에서 좋다고 판단할 때에는 등록을 지시하는 소정의 커맨드를 입력하면 된다(단계 G8). 이러한 등록커맨드가 입력되면 제어부 38은 현재 정의(표시)되어 있는 문자패턴("ABCD")이 확정된 것으로 등록된다(단계 G10). 즉, 당해 파일(J123)에 그 문자패턴("ABCD")에 대한 벡터정보(문자패턴정보) 및 각종 파라미터값을 메모리에 등록한다.

그러나, 디스플레이 화면상에 표시되어 있는 문자패턴("ABCD")의 내용 내지 레이아웃에 벼경 또는 정정을 가하고자 하는 경우 사용자는 변경을 지시할 소정의 커맨드를 입력하고, 화면상에서 해당하는 파라미터 항목을 지정하여 파라미터값을 변경하면 된다(단계 G8, G9). 그러면 제어부 38은 그 변경후의 파라미터값에 기초하여 상기한 바와 같이 레이아웃 설정처리(단계 G5) 및 문자패턴 결정처리(단계 G6)를 재실행하고, 개정된 문자패턴("ABCD")을 정의한다. 예를들어 도28에 있어서, 사용자가 「문자폭」의 값을 「054.0」mm에서 「048.0」mm로 변경되었다고 가정하자. 이 경우 「문자폭」은 마킹영역 MA의 폭에 대응하기 때문에, 마킹영역 MA의 폭사이즈가 Wx(54.0mm)에서 Wx'(48.0mm)로 축소되게 한다. 다른 파라미터의 수치는 변경되지는 않는다. 따라서 상기의 레이아웃 설정처리(단계 G5) 및 문자패턴 결정처리(단계 G6)가 재실행되는 것으로, 도29에 도시된 바와 같은 문자패턴("ABCD")가 정의된다.

디스플레이 13의 화면상에는 이와 같이하여 재정의된 문자패턴("ABCD")이 마킹영역도 MA에 겹쳐 표시된다(단계 G7). 이 화면을 보고 사용자가 확정 커맨드를 입력하면 그 표시내용의 문자패턴("ABCD")이 등록된다(단계 G10).

무엇보다도 이 단계에서도 변경커맨드를 입력하는 것으로, 문자패턴("ABCD")의 변경 또는 정정을 재차 행할 수 있다. 예를들어, 「자간스페이스」의 값을 [006.4]mm에서 [005.0]mm로 변경한 경우에는 도30에 도시된 바와 같은 레이아웃의 문자패턴("ABCD")이 정의된다. 이 경우 변경후의 「자간스페이스」의 값이 확저왼 파라미터값으로 부여되기 때문에, 이 확정된 자간스페이스(Px")와 문자폭(Wx')으로 된 단위문자영역의 폭사이즈(Lx")가 결정되게 된다.

상기와 같이, 본 실시예의 「문자입력」모드에서는 사용자가 포인팅수단을 통하여 디스플레이 화면으로부터 소정의 위치에 소정의 사이즈로 마킹영역을 설정하며, 소정의 문자(문자열)을 입력하면 장치의 제어부 38에서의 문자패턴결정처리의 소프트웨어가 실행됨에 따라 그 마킹영역내에 입력문자수에 따라 단위문자 영역 및 자간스페이스가 소정의 치수비로 설정되고, 각 단위문자영역내에 각 문자의 기본폰트에 대응한 패턴이 전개되는 것으로 사용자가 희망한 대로의 문자패턴이 자동적으로 정의 내지 설정된다.

또한, 문자패턴의 정의과정에서 얻어진 각종 파라미터의 수치를 디스플레이 화면을 통하여 사용자측에 제시하고, 사용자측으로부터의 임의의 파라미터값의 변경 나아거서는 문자패턴의 변경 또는 정정도 가능하며, 완전한 맨ㆍ머신 인터페이스 기능을 확보하고 있다. 따라서, 숙련자가 아니더라도 간단한 입력조작으로 단시간에 생가하는 바의 문자패턴을 설정할 수 있다.

상기한 문자패턴의 예("ABCD")는 비교적 간단한 문자열이지만, 이것은 일예에 불과한 것으로 본 실시예의 「문자입력」모드에 따라 다른 여러가지 형태의 문자패턴을 설정할 수 있다.

도31에 다른 여러가지의 예를 나타낸다. 도31(A)는 문자열을 구서하는 각각의 문자에 따라 단위문자영역의 사이즈(폭사이즈)를 달리한 예이다. 도31(B)는 문자열을 구성하는 각각의 문자에 따라 단위문자영역의 사이즈(높이사이즈) 및 자간스페이스를 달리한 예이다. 도31(C)는 마킹영역 MA에 1개의 문자를 넣은 경우이다. 또31(D)는 「배열」을 「횡원주」에 선택한 예이다.

또, 도32는 미리 별개의 파일로 설정된 2개의 문자패턴("ABCD"), ("WIDE")을 새로운 파일(J129)로 합성한 예를 나타낸다. 이 경우, 기동No.3의 마킹동작에서는 2개의 문자패턴("ABCD"), ("WIDE")이 도시된 바와 같은 위치관계로 동시에 마킹되게 된다. 또, 1개의 마킹영역내에 2행 이상의 문자 또는 문자열을 상기와 같은 레이아웃 또는 배치방법으로 설정할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

본 실시예에서의 YAG 레이저마킹자치의 각 부의 구성, 예를들어 제어전원유니트 10, 레이저발진유니트 12, 스캐닝헤드 20의 구성도 일예이고, 다른 구성을 채용해도 된다.

상기와 같이 본 실시예의 「문자입력」모드에 의하면 사용자가 마킹영역을 설정하고, 그 영역내에 배열될 문자 또는 문자열을 입력하면 장치에서 그 입력된 마킹영역 및 문자 또는 문자열을 기초하여 자동적으로 문자패턴을 정의하도록 하기 때문에, 간단한 입력조작으로 단시간에 사용자가 생각한 바의 문자패턴을 설정할 수 있다.

본 발명은 상술한 실싱예에 제한되는 것은 아니며, 그 기술적 사상의 범위내에서 여러가지의 변형ㆍ변경이 가능하다.

Claims (15)

1. 레이저발진부로부터의 마킹용 레이저광을 스캔밀러를 통하여 피가공물에 조사하고, 제어부로부터의 스캐닝 제어신호에 따라 스캐닝수단에 의해 상기 스캔밀러를 움직여 상기 피가공물의 표면상에서 상기 레이저광의 빔스포트를 스캔하여 문자, 기호 또는 도형등으로 된 소정의 패턴을 마킹하는 스캐닝식 레이저 마킹장치에 있어서, 상기 마킹공정에 악서 가이드광 발새수단으로부터의 가시성 가이드광을을 상기 스캔밀러를 통하여 상기 피가공물에 조사하고, 상기 제어부로부터의 스캐닝 제어신호에 따라 상기 스캐닝 수단에 의해 상기 스캔밀러를 움직여 상기 피가공물의 표면상에서 상기 가이드광의 빔스포트를 연속적으로 반복하여 스캔하여 상기 패턴과 거의 동일한 패턴을 갖는 투사상을 형성하는 패턴투사상 형성수단을 구비한 것을 특징으로 하는 스캐닝식 레이저마킹장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 투사상을 형성하기 위한 스캐닝 속도를 상기 마킹을 위한 스캐닝 속도보다 크게한 것을 특징으로 하는 스캐닝식 레이저마킹장치.
3. 레이저발진부로부터의 마킹용 레이저광을 스캔밀러를 통하여 피가공물에 조사하고, 제어부로부터의 스캐닝 제어신호에 따라 스캐닝수단에 의해 상기 스캔밀러를 움직여 상기 피가공물의 표면상에서 상기 레이저광의 빔스포트를 스캔하여 문자, 기호 또는 도형등으로 된 소정의 패턴을 마킹하는 스캐닝식 레이저 마킹장치에 있어서, 상기 패턴이 마킹되는 영역을 도형적으로 표시하는 마킹영역도를 설정하는 마킹영역설정수단과, 상기 마킹공정에 악서 가이드광 발생수단으로부터의 가시성 가이드광을 상기 스캔밀러를 통하여 상기 피가공물에 조사하고, 상기 제어부로부터의 스캐닝 제어시호에 따라 상기 스캐닝 수단에 의해 상기 스캔밀러를 움직여 상기 피가공물의 표면상에서 상기 가이드광의 빔스포트를 연속적으로 반복 스캔하여 상기 상기 마킹영역도의 투사상을 형성하는 마킹영역도 투사수단과를 구비한것을 특징으로 하는 스캐닝식 레이저마킹장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 마킹영역도의 투사상을 형성하기 위한 스캐닝 속도를 상기 마킹공정을 위한 스캐닝 속도보가 크게한 것을 특징으로 하는 스캐닝식 레이저마킹장치.
5. 레이저발진부로부터의 마킹용 레이저광을 스캔밀러를 통하여 피가공물에 조사하고, 제어부로부터의 스캐닝 제어신호에 따라 스캐닝수단에 의해 상기 스캔밀러를 움직여 상기 피가공물의 표면상에서 상기 레이저광의 빔스포트를 스캔하여 문자, 기호 또는 도형등으로 된 소정의 패턴을 마킹하는 스캐닝식 레이저 마킹장치에 있어서, 상기 패턴의 마킹영역을 도형적으로 표시하는 마킹영역도를 설정하는 마킹영역설정수단과, 상기 피가공물을 촬영하기 위한 모니터카메라와, 화상을 표시할 수 있는 화면을 갖는 표시수단과, 상기 마킹공정에 악서 상기 표시수단의 화면상에서 상기 모니터카메라로부터 얻어지는 모니터화상을 표시하며, 동시에 상기 모니터화상에 겹쳐서 상기 마킹영역도 설정수단에 의해 설정되어 있는 상기 마킹영역도의 화상을 표시하는 모니터표시 제어수단과를 구비한 것을 특징으로 하는 스캐닝식 레이저마킹장치.
6. 레이저발진부로부터의 마킹용 레이저광을 스캔밀러를 통하여 피가공물에 조사하고, 제어부로부터의 스캐닝 제어신호에 따라 스캐닝수단에 의해 상기 스캔밀러를 움직여 상기 피가공물의 표면상에서 상기 레이저광의 빔스포트를 스캔하여 문자, 기호 또는 도형등으로 된 소정의 패턴을 마킹하는 스캐닝식 레이저 마킹장치에 있어서, 상기 피가공물을 촬영하기 위한 모니터카메라와, 화상을 표시할 수 있는 화면을 갖는 표시수단과, 상기 마킹공정에 악서 상기 표시수단의 화면상에서 상기 모니터카메라로부터 얻어지는 모니터화상을 표시하며, 동시에 상기 모니터화상에 겹쳐서 상기 패턴의 화상을 표시하는 모니터표시 제어수단과를 구비한 것을 특징으로 하는 스캐닝식 레이저마킹장치.
7. 피가공물의 표면에 레이저광을 스캐닝하면서 조사하고, 문자 또는 도형등으로 되어 있는 소정의 패턴을 마킹하는 스캐닝식 레이저마킹장치에 있어서, 마킹의 영역을 설정하는 마킹영역설정수단과, 상기 마킹영영내에 배치될 소정의 문자 또는 문자열을 입력하는 문자입력수단과, 상기 문자입력수단에 의해 입력된 문자 또는 문자열의 패턴을 상기 마킹영역설정수단에 의해 설정되어 있는 상기 마킹영역내에 소정의 레이아웃으로 정의하는 문자패턴결정수다노가, 상기 문자패턴결정수단에 의해 정의된 상기 문자 또는 문자열의 패턴을 표시하는 문자패턴정보를 기억하는 문자패턴정보기억수단과를 구비한 것을 특징으로 하는 스캐닝식 레이저마킹장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 마킹영역설정수단은 상기 마킹영역의 외곽을 표시하는 도형에 의해 상기 마킹영역을 정의하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저마킹장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 마킹영역설정수단은 상기 마킹영역의 내부를 완전히 덮는 도형에 의해 상기 마킹영역을 정의하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저마킹장치.
10. 제7항에 있어서, 상기 문자패턴결정수단은 상기 마킹영역내에 상기 입력된 문자열을 구성하는 각각의 문자를 배치하기 위한 단위문자영역과 인접하는 상기 단위문자영역 사이의 자간스페이스와를 설정하는 레이아웃설정수단과, 각각의 문자의 기본포트를 규정하는 폰트정보를 격납하는 폰트기억수단과, 상기 문자열을 구성하는 각각의 문자에 대하여 상기 폰트기억수단에 등록되어 있는 기본 폰트와 상기 단위문자영역의 사이즈에 따라 상기 각각의 문자패턴에 각각 대응하는 상기 단위문자영역내에서 정의하는 단위문자패턴결정수단과를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저마킹장치.
11. 제10항에 있어서, 레이아웃설정수단은 상기 마킹영역의 문자열 배열방향의 길이와 상기 입력된 문자 또는 문자열의 문자수에 따라 상기 단위문자영역의 사이즈를 결정하는 것을 특징으로 하는 레이저마킹장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 레이아웃설정수단은 상기 입력된 문자 또는 문자열을 구성하는 각각의 문자에 따라 각각의 상기 단위문자영역의 사이즈를 결정하는 것을 특징으로 하는 레이저마킹장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 레이아웃설정수단은 상기 입력된 문자열을 구성하는 각각의 문자에 따라 각각의 상기 자간스페이스를 결정하는 것을 특징으로 하는 레이저마킹장치
14. 제7항에 있어서, 상기 문자패턴결정수다에 의해 처리하여 얻어지는 상기 문자패턴에 관하여 소정의 파라미터값을 출력하는 파라미터 출력수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저마킹장치.
15. 제7항에 있어서, 상기 문자패턴에 관하여 소정의 파라미터의 설정값을 입력하는 파라미터입력수단이 구비되고, 상기 파라미터입력수단에 의해 입력된 임의의 파라미터의 설정값에 따라 상기 문자패턴결정수단이 상기 문자패턴을 재정의하는 것을 특징으로 하는 레이저마킹장치.

    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.