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KR20160143281A - 3-axis device fabricating surface continuously based on laser scanner and control method for the device - Google Patents
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KR20160143281A - 3-axis device fabricating surface continuously based on laser scanner and control method for the device - Google Patents

3-axis device fabricating surface continuously based on laser scanner and control method for the device Download PDF

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KR20160143281A
KR20160143281A KR1020150079777A KR20150079777A KR20160143281A KR 20160143281 A KR20160143281 A KR 20160143281A KR 1020150079777 A KR1020150079777 A KR 1020150079777A KR 20150079777 A KR20150079777 A KR 20150079777A KR 20160143281 A KR20160143281 A KR 20160143281A
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stage
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KR1020150079777A
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이철수
김동수
최인휴
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씨에스캠 주식회사
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Abstract

본 발명은 3축 표면 연속 가공 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 피가공물을 스캔 경로에 따라 이동시키는 이동 수단을 구비하는 스테이지; 상기 피가공물의 표면을 가공하는 스캐너; 및 상기 스캔 경로에 기초하여 상기 스테이지 및 상기 스캐너를 제어하는 제어보드를 포함하는 3축 표면 연속 가공 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.The present invention relates to a three-axis surface continuous machining apparatus and a control method thereof, and more particularly, to a three-axis surface continuous machining apparatus and a control method therefor, including a stage having moving means for moving a workpiece along a scan path; A scanner for processing the surface of the workpiece; And a control board for controlling the stage and the scanner based on the scan path, and a control method therefor.

Description

레이저 스캐너 기반 3축 표면 연속 가공 장치 및 그 제어 방법{3-AXIS DEVICE FABRICATING SURFACE CONTINUOUSLY BASED ON LASER SCANNER AND CONTROL METHOD FOR THE DEVICE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a three-axis surface continuous machining apparatus based on a laser scanner and a control method therefor, and a control method therefor. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 3축 표면 연속 가공 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 스테이지의 이동 경로 변경시 스테이지의 느린 반응을 레이저 스캐너에서 3축 보정하여 피가공물의 표면에 연속으로 정밀 가공을 수행하는 가공 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
More specifically, the present invention relates to a three-axis surface continuous machining apparatus and a control method thereof, and more particularly, to a three-axis surface continuous machining apparatus and a control method thereof, in which a laser scanner corrects a slow reaction of a stage when a movement path of a stage is changed, And a control method thereof.

레이저를 이용한 대면적 가공으로서, 스텝 & 스캔닝 (step & scanning) 방법이 사용되고 있다. 이는 스테이지가 정지해 있을 때 스캐너로 가공을 한 후 스테이지를 다시 다음 스텝으로 이동한 후 스캐너로 가공하는 방법으로써, 가공 속도가 느린 단점 및 스캔 경계면에서 불연속가공으로 인한 이음매가 발생되는 문제를 가진다.
As a large area processing using a laser, a step & scanning method is used. This is a method in which the stage is stopped and the stage is moved to the next step and then processed by a scanner. In this case, there is a drawback that the machining speed is slow and a seam due to discontinuous machining occurs at the scan boundary.

대한민국 공개특허 제10-2013-0134863호 (공개일 2013년12월10일)Korean Patent Publication No. 10-2013-0134863 (published on December 10, 2013)

본 발명은 스캔 경계면에서 불연속가공으로 인한 이음매가 발생되는 종래 방식에 따른 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 스캔 경로를 형성하여 피가공물의 표면에 연속으로 정밀 가공을 수행하는 가공 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는 스테이지의 이동 경로 변경시 스테이지의 느린 반응을 레이저 스캐너에서 3축 보정하여 피가공물의 표면에 연속 정밀 가공 수행이 가능한 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
The present invention has been proposed in order to solve the problem according to the conventional method in which a seam due to discontinuous machining is generated at the scan boundary surface and is a machining apparatus for continuously performing precision machining on the surface of a workpiece by forming a scan path, And to provide the above objects. More specifically, it is intended to provide a device capable of performing continuous precision machining on the surface of a workpiece by three-axis correction of a slow reaction of the stage at a laser scanner changing the movement path of the stage, and a control method thereof.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제1 특징으로서, 피가공물을 스캔 경로에 따라 이동시키는 이동 수단을 구비하는 스테이지; 상기 피가공물의 표면을 가공하는 스캐너; 및 상기 스캔 경로에 기초하여 상기 스테이지 및 상기 스캐너를 제어하는 제어보드를 포함하는 3축 표면 연속 가공 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides, as a first feature, a stage having a moving means for moving a workpiece along a scan path; A scanner for processing the surface of the workpiece; And a control board for controlling the stage and the scanner based on the scan path.

이때, 상기 이동 수단은 상기 피가공물을 각각 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키는 X축 구동부, Y축 구동부 및 Z축 구동부를 포함하고, At this time, the moving means includes an X-axis driving portion, a Y-axis driving portion and a Z-axis driving portion for moving the workpiece in the X-axis, Y-axis and Z-

상기 제어보드는 상기 스캔 경로에 기초하여 X축 구동, Y축 구동 및 Z축 구동 명령을 생성하여 상기 X축 구동부, 상기 Y축 구동부 및 상기 Z축 구동부를 제어할 수 있다.The control board can control the X-axis driving unit, the Y-axis driving unit, and the Z-axis driving unit by generating an X-axis driving, a Y-axis driving and a Z-axis driving command based on the scan path.

이때, 상기 제어보드는 상기 각 구동 명령과 상기 스테이지의 실측 움직임 사이의 오차를 보정하는 보정 명령을 생성할 수 있다.At this time, the control board may generate a correction command for correcting an error between the respective driving commands and actual movements of the stage.

이때, 상기 보정 명령은 상기 스테이지의 관성에 의해 발생되는 오차를 보정하는 관성 오차 보정 값을 포함할 수 있다.In this case, the correction command may include an inertia error correction value for correcting an error caused by the inertia of the stage.

이때, 상기 제어보드는 상기 보정 명령을 상기 스캐너로 전송하고,At this time, the control board transmits the correction command to the scanner,

상기 스캐너는 상기 보정 명령의 보정 값에 따라 스캔 범위를 보정할 수 있다.The scanner can correct the scan range according to the correction value of the correction command.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제2 특징으로서, 피가공물을 스캔 경로에 따라 이동시키는 이동 수단을 구비하는 스테이지; 상기 피가공물의 표면을 가공하는 스캐너; 및 상기 스테이지 및 상기 스캐너를 제어하는 제어보드를 포함하는 3축 표면 연속 가공 장치의 제어 방법에 있어서, (a) 상기 스캐너의 스캔 범위가 상기 피가공물의 표면 전체를 지나도록 스캔 경로를 생성하는 단계; (b) 상기 스캔 경로를 지나도록 상기 이동 수단을 구동하는 구동 명령을 생성하는 단계; (c) 상기 구동 명령과 상기 스테이지의 실측 움직임 사이의 오차를 보정하는 보정 명령을 생성하는 단계; 및 (d) 상기 보정 명령에 기초하여 상기 피가공물 표면을 가공하는 단계를 포함하는 3축 표면 연속 가공 장치 제어 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus including: a stage having moving means for moving a workpiece along a scan path; A scanner for processing the surface of the workpiece; And a control board for controlling the stage and the scanner, the control method comprising the steps of: (a) generating a scan path such that the scan range of the scanner passes over the entire surface of the workpiece ; (b) generating a drive command to drive the moving means past the scan path; (c) generating a correction command for correcting an error between the driving command and the actual movement of the stage; And (d) machining the surface of the workpiece based on the correction command.

이때, 상기 보정 명령은 상기 스테이지의 관성에 의해 발생되는 오차를 보정하는 관성 오차 보정 값을 포함할 수 있다.
In this case, the correction command may include an inertia error correction value for correcting an error caused by the inertia of the stage.

본 발명에 따른 3축 표면 연속 가공 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 스테이지의 이동 경로 변경시 스테이지의 느린 반응을 레이저 스캐너에서 3축 보정하므로 피가공물 표면에 연속으로 정밀 가공을 수행하는 것이 가능하다.According to the three-axis surface continuous machining apparatus and the control method therefor according to the present invention, it is possible to continuously perform precision machining on the surface of the workpiece, since the laser scanner corrects the slow reaction of the stage when the movement path of the stage is changed.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood from the following description.

도 1은 본 발명에 따른 3축 표면 연속 가공 장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스캐너 내부의 모식도이다.
도 3은 이동 제어 명령과 스테이지의 관성에 의한 스테이지의 실제 움직임과의 차이를 보여주는 도식도이다.
도 4는 본 발명에 따른 3축 표면 연속 가공 장치를 제어하는 흐름도이다.
1 is a schematic diagram of a three-axis surface continuous machining apparatus according to the present invention.
2 is a schematic view of the inside of the scanner according to the present invention.
3 is a schematic diagram showing the difference between the movement control command and the actual motion of the stage due to the inertia of the stage.
4 is a flowchart for controlling a three-axis surface continuous machining apparatus according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity and the same elements are denoted by the same reference numerals in the drawings.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별이 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다.And throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between. Also, when a component is referred to as being "comprising" or "comprising", it is to be understood that this does not exclude other components, unless the context otherwise requires, do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3축 표면 연속 가공 장치의 모식도이다.1 is a schematic view of a three-axis surface continuous machining apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 3축 표면 연속 가공 장치(100)는 스테이지(110), 스캐너(120) 및 제어보드(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a three-axis surface continuous machining apparatus 100 according to the present invention includes a stage 110, a scanner 120, and a control board 130.

본 발명에서 피가공물(200)은 반도체 디바이스, 금형 또는 공구 등 설계에 따라 레이저에 의한 가공을 필요로 하는 가공물이다. In the present invention, the workpiece 200 is a workpiece requiring processing with a laser according to a design such as a semiconductor device, a mold, or a tool.

스캐너(120)는 설계에 따라 피가공물(200) 표면에 레이저가공을 수행하는 장치이다. 스캐너(120)는 드릴링(drilling), 마킹(marking), 커팅(cutting) 등의 작업을 수행하며 이러한 가공을 수행하는 레이저 스캐너는 여러 종류가 있으나, 그 중 갈바노 스캐너가 널리 사용되고 있으므로 본 실시예에서, 스캐너(120)는 갈바노 스캐너인 것으로 설명하기로 한다.The scanner 120 is a device that performs laser machining on the surface of the work 200 according to design. The scanner 120 performs various operations such as drilling, marking, cutting, and the like. There are many types of laser scanners that perform such processing. Among them, since a galvano scanner is widely used, , It is assumed that the scanner 120 is a galvano scanner.

일반적으로 널리 사용되는 스캐너(120)는 한 번에 스캔하여 가공할 수 있는 면적(스캔 필드)이 수십 m㎟ 수준이다. 이에 반하여 피가공물(200)의 표면은 이보다 넓은 경우가 대부분이므로, 스캐너(120)가 피가공물(200) 표면 전체를 가공하려면 스캐너(120)는 피가공물(200) 표면을 따라 움직여야 한다.In general, the widely used scanner 120 has an area (scan field) that can be scanned and processed at a time of several tens of m 2 mm 2. On the other hand, since the surface of the workpiece 200 is mostly wider than the surface of the workpiece 200, the scanner 120 must move along the surface of the workpiece 200 in order to process the entire surface of the workpiece 200.

스캐너(120)의 스캔 필드가 피가공물(200)의 표면을 모두 커버 하도록 스캐너(120)가 피가공물(200)에 대해 움직이는 경로를 스캔 경로라고 한다. 고정된 피가공물(200)에 대해 스캐너(120)가 움직이거나, 고정된 스캐너(120)에 대해 피가공물(200)을 이동시키는 방식에 의해 스캐너(120)의 스캔 경로 주행이 수행될 수 있다. 단, 스캐너(120)는 레이저 및 광학 부품을 포함하는 정밀 장치이므로 스캐너(120)는 고정시키고 피가공물(200)을 스캔 경로에 따라 이동시키는 방법을 선택할 수 있다. 도시된 바에 의하면 스캔 경로는 2차원 경로로 도시되어 있으나, 스캔 경로는 피가공물(200)의 표면 지형(곡면)에 맞추어 이동하는 것을 포함한다. 즉, 스캔 경로는 Z축 이동을 포함한다.A path through which the scanner 120 moves relative to the workpiece 200 so that the scan field of the scanner 120 covers the entire surface of the workpiece 200 is referred to as a scan path. The scan path running of the scanner 120 can be performed by a method in which the scanner 120 moves with respect to the fixed workpiece 200 or the workpiece 200 is moved with respect to the fixed scanner 120. [ However, since the scanner 120 is a precision apparatus including a laser and an optical component, the scanner 120 can be fixed and a method of moving the workpiece 200 along the scan path can be selected. The scan path is shown as a two-dimensional path, but the scan path includes moving to the surface topography (curved surface) of the workpiece 200 as shown. That is, the scan path includes Z-axis movement.

스테이지(110)는 피가공물(200)을 스캔 경로에 따라 이동시킨다.The stage 110 moves the workpiece 200 along the scan path.

스테이지(110)는 X축 구동부, Y축 구동부 및 Z축 구동부를 포함하며,(각 구동부는 간결한 도시를 위해 도시 생략). 캠(computer-aided manufacturing, CAM) 소프트웨어에 의해 생성된 스캔 경로에 따라 피가공물(200)을 이동시킨다.The stage 110 includes an X-axis driving unit, a Y-axis driving unit, and a Z-axis driving unit (each driving unit is not shown for the sake of brevity). And moves the workpiece 200 along a scan path generated by computer-aided manufacturing (CAM) software.

제어보드(130)는 스테이지(110)를 제어하는 스테이지 제어부(미도시), 스캐너(120)를 제어하는 스캐너 제어부(미도시) 및 오차 보정부(미도시)를 포함한다. The control board 130 includes a stage control unit (not shown) for controlling the stage 110, a scanner control unit (not shown) for controlling the scanner 120, and an error correction unit (not shown).

스테이지 제어부는 스캔 경로를 캠 데이터로부터 X축 구동부, Y축 구동부 및 Z축 구동부 명령을 생성하고, 각각 X축, Y축 및 Z축 엔코더를 통해 축 구동부, Y축 구동부 및 Z축 구동부를 구동한다.The stage control unit generates an X-axis driving unit, a Y-axis driving unit and a Z-axis driving unit command from the cam data, and drives the axis driving unit, the Y-axis driving unit, and the Z-axis driving unit via the X-, Y-, and Z- .

스캐너 제어부는 스캐너(120)를 제어하여 설계에 의한 레이저에 의한 가공이 피가공물(200) 표면에 수행되도록 한다. The scanner control unit controls the scanner 120 to perform laser processing on the surface of the work 200 by design.

도 2를 참조하면(도 2는 본 발명에 따른 스캐너 내부의 모식도이다), 스캐너(120)는 빔출력부(121), 촛점 가변부(122) x축 미러(123), x축 모터(125), y축 미러(124) 및 y축 모터(126)를 포함한다(빔 스플릿터 및 빔 스캐너와 같은 다른 구성요소들은 도시 생략).2, the scanner 120 includes a beam output unit 121, a focal point varying unit 122, an x-axis mirror 123, an x-axis motor 125 (see FIG. 2) a y-axis mirror 124, and a y-axis motor 126 (other components such as beam splitter and beam scanner are not shown).

스캐너 제어부(도시하지 않음)는 피가공물(200) 표면 가공 데이터를 캠 데이터로부터 페이징하여 빔출력부(121) 구동 명령, 촛점 가변부(122) 구동 명령, x축 모터(125) 및 y축 모터(126) 구동 명령을 생성하여 스캐너(120)로 전송한다.The scanner control unit (not shown) pays surface machining data of the workpiece 200 from the cam data and outputs a command to drive the beam output unit 121, a focal point varying unit 122, an x-axis motor 125, And transmits the generated driving command to the scanner 120.

즉, 스테이지 제어부(도시하지 않음)는 스캔 경로에 따라 피가공물(200)을 이동시키고, 스캐너 제어부는 스캐너(120)를 제어하여 이동하는 피가공물(200) 표면에 연속적인 가공이 수행되게 한다.That is, the stage controller (not shown) moves the workpiece 200 along the scan path, and the scanner controller controls the scanner 120 to perform continuous machining on the moving workpiece 200 surface.

이때, 스테이지(110)는 고정된 피가공물(200)의 질량 및 각 구동부의 질량에 비례하여 관성을 가지는데, 스캔 경로가 변하는 경우와 같이 스테이지(110)의 급격한 움직임을 요구되는 경우, 관성에 의해 즉각적인 응답이 수행되지 못한다.At this time, the stage 110 has inertia in proportion to the mass of the fixed workpiece 200 and the mass of each driving portion. When sudden movement of the stage 110 is required, such as when the scan path changes, An immediate response is not performed.

도 3은 이동 제어 명령과 스테이지의 관성에 의한 스테이지의 실제 움직임과의 차이를 보여주는 도식도이다.3 is a schematic diagram showing the difference between the movement control command and the actual motion of the stage due to the inertia of the stage.

예를 들어 스테이지(110)가 t1에서 'a' 만큼의 이동된 위치를 가져야 한다면 스테이지(110)의 관성으로 인하여 스테이지 제어부는 t0에서 미리 'a' 만큼 이동 시키는 구동 명령을 생성시켜야한다. 그럼에도 불구하고 t0과 t1 사이 구간에는 점선으로 표시된 부분의 제어 오차가 발생 된다. 스캔 경로를 이동하는 스테이지(110)의 속도를 줄이면 제어 오차는 감소하나, 피가공물(200) 처리 시간은 증가하게 된다. For example, if the stage 110 must have a moved position of 'a' at t1, the stage controller must generate a driving command to move by 'a' in advance at t0 due to the inertia of the stage 110. [ Nevertheless, a control error in the portion indicated by the dashed line occurs between t0 and t1. Reducing the speed of the stage 110 moving the scan path reduces the control error but increases the processing time of the workpiece 200. [

이러한 단점을 극복하기 위해 본 발명은 스테이지(110)에서 발생하는 제어 오차를 스캐너(120)에서 보정한다.In order to overcome this disadvantage, the present invention corrects the control error generated in the stage 110 by the scanner 120.

스테이지(110) 구동 명령은 밀리초(m msec)단위로 실행되고, 스캐너(120) 구동 명령은 마이크로초(μsec) 단위로 실행되므로, 스테이지(110) 구동 명령 생성 간격 사이에 오차 보정 명령들을 생성하고 이를 스캐너(120) 제어 명령에 반영한다.Since the instruction for driving the stage 110 is executed in units of milliseconds (msec) and the instruction for driving the scanner 120 is executed in units of microseconds (μsec), error correction instructions are generated And reflects it on the scanner 120 control command.

예를 들어 t0과 t1이 스테이지(110) 구동 명령 수행 간격이고 그 값이 1mmsec 이고, 스캐너(120) 구동 명령의 수행 간격이 10μsec이면, t0과 t1 사이에 99개의 오차 보정 명령을 생성하여 이를 스캐너(120) 제어 명령에 반영한다.For example, if t0 and t1 are the interval during which the stage 110 driving instruction is executed, its value is 1 mmsec, and the execution interval of the driving instruction of the scanner 120 is 10 microseconds, 99 error correction commands are generated between t0 and t1, (120) control command.

도 3을 다시 참조하면, 오차 보정부는 a1 부터 a99까지 오차 보정 명령을 생성하고 이를 스캐너 제어 명령에 반영한다.Referring again to FIG. 3, the error correction unit generates error correction commands from a1 to a99 and reflects them in the scanner control command.

도 3에서 스테이지(110)의 이동 값 'a'는 발생되는 오차를 설명하기 위해 예를 든 것이므로 실제 스테이지(110)의 구현에서는 X축, Y축 및 Z축 각각의 이동에 대한 보정 값이 필요하다. 따라서, 오차 보정부에서는 각 축별 보정 명령을 생성한다.Since the movement value 'a' of the stage 110 in FIG. 3 is an example to explain the error that is generated, in the actual implementation of the stage 110, a correction value for movement of each of the X axis, Y axis, and Z axis is required Do. Therefore, the error corrector generates a correction command for each axis.

X축, Y축 보정 명령은 각각 x축 모터(125) 및 y축 모터(126) 제어 명령에 반영되고, Z축 보정 명령은 촛점 가변부(122)를 제어하는 명령에 반영된다. 즉, x축 모터(125), y축 모터(126) 및 촛점 가변부(122)에 의해 3축 보정이 이루어진다.The X-axis and Y-axis correction commands are reflected in the control commands for the x-axis motor 125 and the y-axis motor 126, respectively, and the Z-axis correction command is reflected in the command for controlling the focus- That is, the three-axis correction is performed by the x-axis motor 125, the y-axis motor 126 and the focal point varying section 122.

도 4는 본 발명에 따른 3축 표면 연속 가공 장치를 제어하는 흐름도이다. 도 4는 도 1에 개시된 3축 표면 연속 가공 장치를 시계열 적으로 구현한 것으로서, 스테이지(110), 스캐너(120) 및 제어보드(130)에 대해 설명된 부분은 본 실시예에도 그대로 적용된다.4 is a flowchart for controlling a three-axis surface continuous machining apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a time-series implementation of the three-axis surface continuous machining apparatus shown in FIG. 1, and the parts described with respect to the stage 110, the scanner 120, and the control board 130 are applied to this embodiment as it is.

본 발명에 따른 3축 표면 연속 가공 장치 제어방법은, 스캔 경로 생성 단계(S410), 이동 명령 생성 단계(S420), 보정 명령 생성 단계(S430) 및 피가공물 가공 단계(S440)를 포함한다.The three-axis surface continuous machining apparatus control method according to the present invention includes a scan path generating step S410, a movement command generating step S420, a correction command generating step S430, and a machining step S440.

S410 단계에서, 3축 표면 연속 가공 장치는 스캐너의 스캔 범위가 피가공물의 표면 전체를 지나도록 스캔 경로를 생성한다. 스캔 경로 생성은 캠(computer-aided manufacturing, CAM) 소프트웨어에 의해 생성 캠 데이터를 페이징하여 생성한다. 3축 표면 연속 가공 장치는 별도의 장치에서 생성된 스캔 경로 데이터를 취할 수도 있다.In step S410, the three-axis surface continuous machining apparatus generates a scan path such that the scan range of the scanner passes over the entire surface of the workpiece. Scan path generation is generated by paging the generated cam data by computer-aided manufacturing (CAM) software. The three-axis surface continuous machining apparatus may take scan path data generated by a separate apparatus.

도 1에 따르면 스캔 경로는 스캔 경로는 2차원 경로인 것처럼 되어 있으나, 스캔 경로는 피가공물(200)의 표면 지형(곡면)에 맞추어 이동하는 것도 포함하므로 스캔 경로는 3차원 상의 이동 경로로 이해하는 것이 바람직하다.1, the scan path is assumed to be a two-dimensional path, but the scan path includes a movement according to the surface topography (curved surface) of the workpiece 200, so that the scan path is understood as a three- .

S420 단계에서, 3축 표면 연속 가공 장치는 스캐너가 스캔 경로를 지나도록 이동 수단을 구동하는 구동 명령을 생성한다.In step S420, the three-axis surface continuous machining apparatus generates a drive command for driving the moving means so that the scanner passes the scan path.

S430 단계에서, 제어 보드는 구동 명령과 스테이지의 실측 움직임 사이의 오차를 보정하는 보정 명령을 생성한다. 보정 명령은 이동 제어 명령과 스테이지의 관성에 의한 스테이지의 실제 움직임과의 차이를 보정하는 명령이다.In step S430, the control board generates a correction command for correcting an error between the driving command and the actual movement of the stage. The correction command is a command for correcting the difference between the movement control command and the actual motion of the stage due to the inertia of the stage.

제어 보드는 보정 명령을 스캐너 제어 명령에 적용하여 스캐너의 스캔 범위를 보정한다. 즉, 각 축방향에 보정 명령치 만큼 틸트된 명령을 생성하여 스캐너를 제어한다.The control board applies the correction command to the scanner control command to correct the scanning range of the scanner. That is, a command tilted by the correction command value in each axis direction is generated to control the scanner.

스테이지 제어부, 스캐너 제어부 및 오차 보정부에 대해서는 앞서 상세히 설명되었으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.The stage control unit, the scanner control unit, and the error correction unit have been described in detail in the foregoing, and a detailed description thereof will be omitted.

S440 단계에서, 스캐너는 보정 명령이 적용된 제어 명령에 따라 피가공물의 표면을 가공한다.In step S440, the scanner processes the surface of the workpiece in accordance with the control command to which the correction command is applied.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

100 : 3축 표면 연속 가공 장치 110 : 스테이지
120 : 스캐너 121 : 빔출력부
122 : 촛점 가변부 123 : x축 미러
124 : y축 미러 125 : x축 모터
126 : y축 모터 130 : 제어보드
200 : 피가공물
100: 3-axis surface continuous machining apparatus 110: stage
120: scanner 121: beam output unit
122: focus changing portion 123: x-axis mirror
124: y-axis mirror 125: x-axis motor
126: y-axis motor 130: control board
200: Workpiece

Claims (6)

피가공물을 스캔 경로에 따라 이동시키는 이동 수단을 구비하는 스테이지;
상기 피가공물의 표면을 가공하는 스캐너; 및
상기 스캔 경로에 기초하여 상기 스테이지 및 상기 스캐너를 제어하는 제어보드를 포함하는 3축 표면 연속 가공 장치.
A stage having moving means for moving a workpiece along a scan path;
A scanner for processing the surface of the workpiece; And
And a control board for controlling the stage and the scanner based on the scan path.
청구항 1에 있어서,
상기 이동 수단은 상기 피가공물을 각각 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키는 X축 구동부, Y축 구동부 및 Z축 구동부를 포함하고,
상기 제어보드는 상기 스캔 경로에 기초하여 X축 구동, Y축 구동 및 Z축 구동 명령을 생성하여 상기 X축 구동부, 상기 Y축 구동부 및 상기 Z축 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 3축 표면 연속 가공 장치.
The method according to claim 1,
The moving means includes an X-axis driving portion, a Y-axis driving portion and a Z-axis driving portion for moving the workpiece in the X-axis, Y-axis and Z-
Wherein the control board generates X-axis driving, Y-axis driving, and Z-axis driving commands based on the scan path to control the X-axis driving unit, the Y-axis driving unit, and the Z- Processing equipment.
청구항 2에 있어서,
상기 제어보드는 상기 각 구동 명령과 상기 스테이지의 실측 움직임 사이의 오차를 보정하는 보정 명령을 생성하여 상기 스캐너로 전송하고,
상기 스캐너는 상기 보정 명령의 보정 값에 따라 스캔 범위를 보정하는 것을 특징으로 하는 3축 표면 연속 가공 장치.
The method of claim 2,
Wherein the control board generates a correction command for correcting an error between the respective driving commands and actual movement of the stage and transmits the correction command to the scanner,
Wherein the scanner corrects the scan range according to the correction value of the correction command.
청구항 3에 있어서,
상기 보정 명령은 상기 스테이지의 관성에 의해 발생되는 오차를 보정하는 관성 오차 보정 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 표면 연속 가공 장치.
The method of claim 3,
Wherein the correction command includes an inertia error correction value for correcting an error caused by the inertia of the stage.
피가공물을 스캔 경로에 따라 이동시키는 이동 수단을 구비하는 스테이지; 상기 피가공물의 표면을 가공하는 스캐너; 및 상기 스테이지 및 상기 스캐너를 제어하는 제어보드를 포함하는 3축 표면 연속 가공 장치의 제어 방법으로서,
(a) 상기 스캐너의 스캔 범위가 상기 피가공물의 표면 전체를 지나도록 스캔 경로를 생성하는 단계;
(b) 상기 스캔 경로를 지나도록 상기 이동 수단을 구동하는 구동 명령을 생성하는 단계;
(c) 상기 구동 명령과 상기 스테이지의 실측 움직임 사이의 오차를 보정하는 보정 명령을 생성하는 단계; 및
(d) 상기 보정 명령에 기초하여 상기 피가공물 표면을 가공하는 단계를 포함하는 3축 표면 연속 가공 장치 제어 방법.
A stage having moving means for moving a workpiece along a scan path; A scanner for processing the surface of the workpiece; And a control board for controlling the stage and the scanner, the control method comprising:
(a) generating a scan path such that the scan range of the scanner passes over the entire surface of the workpiece;
(b) generating a drive command to drive the moving means past the scan path;
(c) generating a correction command for correcting an error between the driving command and the actual movement of the stage; And
(d) machining the surface of the workpiece based on the correction command.
청구항 5에 있어서,
상기 보정 명령은 상기 스테이지의 관성에 의해 발생되는 오차를 보정하는 관성 오차 보정 값을 포함하는 3축 표면 연속 가공 장치 제어 방법.
The method of claim 5,
Wherein the correction command includes an inertia error correction value for correcting an error caused by the inertia of the stage.
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