EP4681860A1의 실질 한정 요건은 ICI 계의 배치가 아니라 워블 궤적의 느린 쪽과 빠른 쪽에 대한 주기적 정렬 보정이다.
서지사항
| 공개번호 | EP4681860A1 |
| 명칭 | System and method for monitoring and/or controlling wobble-processing using inline coherent imaging (ICI) |
| 출원인 | IPG Photonics Corp |
| 우선일 | 2018-07-19 |
| 원출원일 | 2019-07-18 |
| 유럽 출원번호 | EP25192841.2A |
| 공개일 | 2026-01-21 |
| 청구항 수 | 14 |
LG에너지솔루션이 미국 ESS용 모듈 어셈블리 라인에 IPG포토닉스 레이저 용접 비파괴검사 장비를 적용했다는 보도(디일렉, 2026-09-15)를 계기로, 동일 출원인의 워블 용접 ICI 공보를 구성요소 단위로 확인했다.
청구항 1 구성요소 대조표
| 구성요소 | 청구항 1 기재 요지 | 대상 설비 대응(모듈 용접 스테이션 일반 구성) | 기구 설계 영향 |
|---|---|---|---|
| E1 | 프로세스 빔을 생성하는 재료 개질 빔 소스 | 용접용 파이버 레이저 발진기 | 광섬유 최소 굽힘반경 확보, 인출부 고정 브래킷 |
| E2 | 빔 소스에 결합되고 1축 이상의 프로세스 빔 스캐닝 액추에이터를 포함하여, 가공부 위에서 워블 패턴으로 빔을 지향·이동시키는 가공 헤드 | 워블 스캐너 내장 용접 헤드 | 미러 각가속도 반력이 헤드 하우징에 워블 주파수 주기하중으로 입력 |
| E3 | 프로세스 빔 스캐닝 액추에이터보다 상류에서 가공 헤드에 광학 결합되고, 자체 이미징 빔 스캐닝 액추에이터로 프로세스 빔과 적어도 부분적으로 독립하여 이미징 빔을 위치시키는 ICI 계 | 동축 깊이 측정 모듈 | 헤드 내부 스캐너 2세트 요구 → 헤드 질량·관성 증가 |
| E4 | 빔 소스·프로세스 빔 스캐너·이미징 빔 스캐너를 제어하며, 프로세스 빔을 워블 패턴으로 주사하고 이미징 빔을 가공부의 복수 측정 위치로 워블 패턴과 협조하여 이동시키도록 프로그램된 제어계 | 용접·측정 동기 제어부 | 측정 위치 좌표가 헤드 좌표계에 종속 → 헤드 변위가 곧 측정 오차 |
| E5 | 워블 패턴상의 빔 위치에 적어도 부분적으로 근거하여 이미징 빔을 프로세스 빔 대비 상대 이동시켜 정렬을 보정하되, 워블 패턴의 느린 쪽(slow side)과 빠른 쪽(fast side)에 대해 정렬을 주기적으로 변경하도록 프로그램된 제어계 | 대응 여부 비공개 | 이미징 스캐너도 워블 주파수로 주기 구동 → 가진원 추가 |
기구 관점 분석
E3이 요구하는 것은 단순한 동축 측정이 아니다. ICI 계가 프로세스 빔 스캐너보다 상류에 광학 결합되면서, 동시에 자체 스캐닝 액추에이터를 가진다. 결과적으로 헤드 내부에는 프로세스 빔용 갈보와 이미징 빔용 갈보가 각각 들어간다. 스캐너 1세트를 얹는 구성 대비 헤드 질량과 관성이 늘고, 이는 헤드를 지지하는 브래킷의 1차 고유진동수를 직접 끌어내린다.
실질 한정은 E5에 있다. 워블 궤적은 진행 속도가 궤적 위치마다 다르다. 용접 진행 방향과 워블 회전 방향이 같아지는 구간에서는 합성 속도가 빠르고, 반대가 되는 구간에서는 느리다. 느린 쪽은 단위 길이당 입열이 크고 빠른 쪽은 작으므로, 키홀 형상과 깊이가 궤적 위상에 따라 달라진다. 따라서 감지 빔을 프로세스 빔과 같은 지점에 고정해 두면 위상마다 다른 지점을 측정하는 셈이 된다. E5는 이 오차를 궤적 위상에 동기한 주기적 정렬 보정으로 처리한다.
기구 설계 관점에서 이 조항이 갖는 의미는 명확하다. 이미징 스캐너가 워블 주파수로 주기 구동되므로, 프로세스 스캐너 반력에 이미징 스캐너 반력이 같은 주파수로 더해진다. 마운트 설계 시 가진원을 하나로 잡으면 안 되고, 두 스캐너의 반력이 동상으로 겹치는 최악 조건을 전제해야 한다. 헤드 마운트의 고유진동수 여유율 검토가 필수가 되는 근거가 여기에 있다.
확인 필요 항목
- 헤드 질량·관성모멘트: 공보에 수치 미기재 — 확인 필요
- 느린 쪽·빠른 쪽 정렬 오프셋 크기 및 보정 대역폭: 공보에 수치 미기재 — 확인 필요
- 실제 납품 장비의 내부 구성: 비공개
본 분석은 공개 공보 EP4681860A1의 기재 범위 안에서 청구항 1의 구성요소를 정리한 것이다. 대상 설비 열은 일반적인 모듈 용접 스테이션 구성을 기준으로 한 대응 관계이며, 특정 업체 설비의 침해 여부를 판단하지 않는다.
한줄요약: EP4681860A1 청구항 1의 실질 한정은 워블 궤적 위상에 동기한 감지 빔 정렬 보정이며, 이는 헤드 마운트에 같은 주파수의 가진원을 하나 더 얹는 조건이다.