JP4670911B2 - Laser processing equipment - Google Patents

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Description

本発明は被加工物に対してレーザ光を用いて穴あけまたはマーキングなどの加工を行うレーザ加工装置に関するものである。   The present invention relates to a laser processing apparatus that performs processing such as drilling or marking on a workpiece using laser light.

近年、多層ビルドアップ基板の加工材料の多様化や生産性の向上に対応できるよう穴あけ加工にレーザ加工装置を用いることが多くなってきている。また、その加工穴の要求されるものは多種にわたっており、単なる円形のものから三角形あるいは長方形のものまで様々な図形を描画できる必要性が高まってきている。   In recent years, a laser processing apparatus is frequently used for drilling so as to cope with diversification of processing materials and improvement of productivity of multilayer buildup substrates. In addition, there are a wide variety of machining holes required, and there is an increasing need to draw various figures from simple circles to triangles or rectangles.

従来のレーザ加工方法は、曲線を有する文字・記号・図形等を正確に描画するために、レーザ光の位置決めを行うガルバノスキャナ等の走査装置に与える位置指令座標を、前記走査装置による挙動遅れ時間に基づいて生成された補正点データを、正規の曲線より外側に膨らんだある仮想曲線状に分布させて、前記駆動装置の位置決めを行ってその位置にレーザ光を照射している。   In the conventional laser processing method, the position command coordinates given to a scanning device such as a galvano scanner that performs positioning of laser light are accurately displayed in order to accurately draw curved characters, symbols, figures, etc. The correction point data generated based on the above is distributed in a virtual curve shape bulging outward from the normal curve, the drive device is positioned, and the position is irradiated with laser light.

また、その仮想曲線の補正点は隣り合った2点を結ぶ延長線状に位置させて、仮想曲線座標を形成している。   Further, the virtual curve correction point is located on an extended line connecting two adjacent points to form virtual curve coordinates.

図11は上記従来のレーザ加工方法を示しており、111は上記仮想曲線上にある補正された指令ポイント、112は補正する前の指令ポイント、113は補正する前の指令経路曲線であり、これは前記ガルバノスキャナの実際の移動経路に相当する。   FIG. 11 shows the conventional laser processing method, wherein 111 is a corrected command point on the virtual curve, 112 is a command point before correction, and 113 is a command path curve before correction. Corresponds to the actual movement path of the galvano scanner.

114は補正された指令ポイントの経路であり、これは前記外側に膨らんだある仮想曲線に相当する。   Reference numeral 114 denotes a path of the corrected command point, which corresponds to a certain virtual curve that bulges outward.

以上のように構成されたレーザ加工方法について、その動作を説明する。この加工装置では被加工物に対してガルバノスキャナを用いてレーザ光を2次元方向に走査して任意の文字・記号・図形等を描画している。   The operation of the laser processing method configured as described above will be described. In this processing apparatus, a laser beam is scanned in a two-dimensional direction using a galvano scanner on a workpiece and an arbitrary character, symbol, figure or the like is drawn.

ところが、前記ガルバノスキャナは一般的に指令された座標データに対して、正確な位置の描画を行えないことがある。これは前記スキャナの駆動において追従遅れが生じ、レーザ光の照射点が、停止状態から動き始めるまでの間に、挙動遅れ時間を要することが原因である。このため、曲線を描画させた場合に内回り現象が生じることがあった。   However, the galvano scanner may not be able to draw an accurate position with respect to generally commanded coordinate data. This is because a follow-up delay occurs in the driving of the scanner, and a behavior delay time is required until the laser beam irradiation point starts to move from the stop state. For this reason, an internal phenomenon may occur when a curve is drawn.

この課題に対し従来は、図11のように正規の曲線より外側に膨らんだ仮想曲線上に分布させた補正点の座標データをガルバノスキャナの挙動遅れ時間に基づいて生成することで正確な図形の描画を行っていた。   Conventionally, as shown in FIG. 11, the coordinate data of the correction points distributed on the virtual curve swelled outside the normal curve as shown in FIG. 11 is generated based on the behavior delay time of the galvano scanner. I was drawing.

さらに、その補正点は隣り合った2点を結ぶ延長線状に位置し、かつ、2点のうち指導側の点から、挙動遅れ時間と加工速度に基づいて求められる距離だけ離れた点の座標データを、補正点の座標データとして生成していた。
特開2001−225181号公報(第3図)
Further, the correction point is located in an extended line connecting two adjacent points, and the coordinates of a point that is separated from the teaching side of the two points by a distance determined based on the behavior delay time and the machining speed. Data was generated as coordinate data of correction points.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-225181 (FIG. 3)

しかし、従来のレーザ加工方法は、正規の曲線より外側に膨らんだ仮想曲線上に分布さ
せた補正点の座標データを求めるために、前記ガルバノスキャナの挙動遅れ時間を算出する演算回路が必要であった。
However, the conventional laser processing method requires an arithmetic circuit for calculating the behavior delay time of the galvano scanner in order to obtain the coordinate data of the correction points distributed on the virtual curve swelled outside the normal curve. It was.

このために挙動遅れ時間は前記ガルバノスキャナのサーボ回路より得られる信号から角度を検出する手段の角度センサや、速度を検出する手段の微分回路が必要であり、さらに、これらのデータから状態を判断する手段のコンパレータ等の組み合わせにより可能となる。   For this reason, the behavior delay time requires an angle sensor as a means for detecting an angle from a signal obtained from the servo circuit of the galvano scanner, and a differentiation circuit as a means for detecting a speed. Further, the state is determined from these data. This can be achieved by a combination of means such as a comparator.

そして、検出された挙動遅れ時間を記憶する手段であるメモリや、そのデータを演算するCPU等により補正点データを生成してはじめて前記ガルバノスキャナに動作指令を与えることが可能となる。   An operation command can be given to the galvano scanner only after the correction point data is generated by a memory that stores the detected behavior delay time, a CPU that calculates the data, or the like.

よって、このレーザ加工方法を実現するにはこれらの制御回路部を精密に設計する必要があり、高精度を要求される加工を行う場合にレーザ照射位置が規定範囲内に収まらないという課題を有していた。   Therefore, in order to realize this laser processing method, it is necessary to precisely design these control circuit units, and there is a problem that the laser irradiation position does not fall within the specified range when processing that requires high accuracy is performed. Was.

本発明は、上記課題を解決するもので、曲線を含んだ任意の文字・記号・図形等を正確に描画することを可能とするレーザ加工装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus that can accurately draw an arbitrary character / symbol / graphic including a curve.

上記目的を達成するために本発明のレーザ加工装置は、ガルバノスキャナによりレーザ光を走査して移動させる駆動手段と、前記ガルバノスキャナを制御するガルバノスキャナドライバと、前記ガルバノスキャナドライバ内の信号に基づきガルバノスキャナの現在座標を読み取りレーザ光を走査する回転半径を算出する回転半径算出手段と、レーザパルスを照射させるレーザ出力波形を生成する制御手段を備え、
前記回転半径算出手段によって算出された値が、予め設定した所定の値より小さくなった時点でレーザを開始し、前記所定の値より再び大きくなった時点でレーザ照射を終了させるものである。
In order to achieve the above object, a laser processing apparatus according to the present invention is based on a driving unit that scans and moves a laser beam with a galvano scanner, a galvano scanner driver that controls the galvano scanner, and a signal in the galvano scanner driver. A rotation radius calculation means for reading the current coordinates of the galvano scanner and calculating a rotation radius for scanning the laser beam; and a control means for generating a laser output waveform for irradiating a laser pulse,
The laser is started when the value calculated by the turning radius calculation means becomes smaller than a predetermined value set in advance , and the laser irradiation is ended when the value becomes larger than the predetermined value again .

以上のように、本発明はレーザの照射位置が正規の曲線の規定範囲内にある場合のみレーザ光を照射することにより、正確な描画が実現できる高精度加工を行うことができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to perform high-accuracy processing capable of realizing accurate drawing by irradiating laser light only when the laser irradiation position is within the prescribed range of the normal curve.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図1から図10を用いて説明する。
(参考例1)
図1は本発明の参考例における円形描画を行った際の座標データの補正位置と実際のレーザ照射位置を示すものである。11は補正された指令座標のポイント、12は補正された指令座標の2周目のポイント、13は実際のレーザ照射ポイント、14は実際のガルバノの移動経路、15はガルバノに与える指令経路を示す。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS.
(Reference Example 1)
FIG. 1 shows a correction position of coordinate data and an actual laser irradiation position when circular drawing is performed in a reference example of the present invention. Reference numeral 11 denotes a corrected command coordinate point, 12 denotes a corrected second point of the command coordinate, 13 denotes an actual laser irradiation point, 14 denotes an actual galvo movement path, and 15 denotes a command path given to the galvano. .

以上のように構成されたレーザ加工方法について、その動作を説明する。   The operation of the laser processing method configured as described above will be described.

レーザを照射して加工を行いたい経路14よりも外側に大きな半径15の各ポイント11及び12を指令座標としてガルバノスキャナにデータを与えることにより、実際のレーザ照射ポイント13は正規の位置に補正される。   The actual laser irradiation point 13 is corrected to a normal position by giving data to the galvano scanner using the points 11 and 12 having a large radius 15 outside the path 14 to be processed by irradiating the laser as command coordinates. The

さらに、ガルバノスキャナの追従遅れによる加工不足を補うために第2周目のポイント12が追加されており、これにより加工開始点の位置から1周して再び加工開始点の位置にレーザ照射ポイントが戻ってきた時点でレーザ照射を終了し、円形描画のレーザ加工を完了することができる。   Further, in order to make up for the shortage of machining due to the delay in tracking of the galvano scanner, a point 12 on the second round is added, so that the laser irradiation point is again at the position of the machining start point after one round from the position of the machining start point. When the laser beam returns, the laser irradiation is finished, and the laser processing for circular drawing can be completed.

ところで、前記のような座標補正を行わないで、レーザ照射を行うと図2のような動作となる。   By the way, when the laser irradiation is performed without performing the coordinate correction as described above, the operation is as shown in FIG.

図2は座標補正を行わない一般的な位置指令により円形描画を行ったときのレーザ照射ポイントの軌跡を示す。レーザの照射位置を見ると、加工開始点から照射された位置から徐々に内側にポイントが移動し、4番目のポイントから最終ポイントまでは一定の半径で照射されていることがわかる。   FIG. 2 shows a locus of a laser irradiation point when circular drawing is performed by a general position command without coordinate correction. Looking at the irradiation position of the laser, it can be seen that the point gradually moves inward from the irradiation position from the processing start point, and the irradiation is performed with a certain radius from the fourth point to the final point.

このように実際のレーザ照射ポイントであるガルバノ移動経路14とガルバノ指令経路15との半径の間に差分が生じている。これを一般に半径減少といい、この半径減少の影響で所望の加工が行えない。   Thus, there is a difference between the radii of the galvano movement path 14 and the galvano command path 15 which are actual laser irradiation points. This is generally referred to as radius reduction, and desired processing cannot be performed due to the effect of radius reduction.

さらに、指令ポイント11の終了点は加工開始点に一致させているにも関わらず、実際のレーザ照射ポイント13は終了点手前の位置で照射を完了している。つまり、加工不足の部分が存在し、これも同様に所望の加工が行えない原因となる。   Further, although the end point of the command point 11 coincides with the machining start point, the actual laser irradiation point 13 has completed irradiation at a position before the end point. That is, there is an insufficiently processed part, which also causes a desired process to not be performed.

図3は本発明の参考例におけるレーザ加工装置の構成例であり、31は座標ポイント等の加工データを送信する手段、32はレーザ光を発するレーザ発振器、33はレーザ照射を2次元方向に走査させるにガルバノスキャナ、34は任意の角度で傾斜をもったレーザ光に対し、垂直方向のレーザ光を出力するfθスキャンレンズ35は被加工物36はレーザ照射によって形成される加工穴、37は被加工物35を載せるテーブルであり、X、Y両方向に水平移動できる機構を備えている。   FIG. 3 shows a configuration example of a laser processing apparatus according to a reference example of the present invention, in which 31 is a means for transmitting processing data such as coordinate points, 32 is a laser oscillator for emitting laser light, and 33 is for scanning laser irradiation in a two-dimensional direction. In this case, the galvano scanner 34 is a laser beam inclined at an arbitrary angle, and the fθ scan lens 35 outputs laser light in the vertical direction. The workpiece 36 is a processing hole formed by laser irradiation. It is a table on which the workpiece 35 is placed, and has a mechanism that can move horizontally in both the X and Y directions.

以上のように構成されたレーザ加工装置について、その動作を説明する。   The operation of the laser processing apparatus configured as described above will be described.

まず、NC装置等で使用される加工プログラムから穴位置座標を読み取り、コントローラが加工テーブル37またはガルバノスキャナ33へ送信する加工データ送信制御部31へ制御コマンドや加工穴座標、レーザ制御データ等の加工データを送信する。   First, a hole position coordinate is read from a machining program used in an NC apparatus or the like, and a control command, a machining hole coordinate, laser control data, or the like is machined to the machining data transmission control unit 31 that the controller transmits to the machining table 37 or the galvano scanner 33. Send data.

加工データ送信制御部31は加工データのデータ種別によって、各々、XYテーブル制御部、レーザ出力制御部、ガルバノスキャナドライバーへデータを送信する。   The processing data transmission control unit 31 transmits data to the XY table control unit, the laser output control unit, and the galvano scanner driver, depending on the data type of the processing data.

前記制御手段は各々加工テーブル37、レーザ発振器32、ガルバノスキャナ33を同期させて制御を行う。   The control means controls the processing table 37, the laser oscillator 32, and the galvano scanner 33 in synchronization with each other.

そして、ガルバノスキャナ33によって任意の角度方向に走査したレーザ光をfθスキャンレンズ34が垂直方向に変え、レーザ光を被加工物35で集光させるように調整して被加工物35上に加工穴が形成される。   Then, the laser beam scanned in an arbitrary angle direction by the galvano scanner 33 is adjusted so that the fθ scan lens 34 changes the vertical direction and the laser beam is condensed by the workpiece 35, and a machining hole is formed on the workpiece 35. Is formed.

図1に示すような座標補正を行うには、前記加工データを送信する前に補正座標データを前記加工データ送信制御部31へ渡す必要がある。   In order to perform coordinate correction as shown in FIG. 1, it is necessary to pass the correction coordinate data to the processing data transmission control unit 31 before transmitting the processing data.

図4は補正座標の算出処理の方法を示しており、任意の加工形状のデータとレーザ発振条件が与えられるとこの方法により補正計算が行われ、補正されたデータが上記コントローラに渡される。   FIG. 4 shows a correction coordinate calculation processing method. When data of an arbitrary machining shape and laser oscillation conditions are given, correction calculation is performed by this method, and the corrected data is passed to the controller.

まず、処理が開始されると与えられた加工形状データとレーザ発振条件から加工速度が導かれる。   First, when processing is started, a processing speed is derived from given processing shape data and laser oscillation conditions.

加工速度は加工形状データから得られるレーザ照射ポイント間の距離をレーザ発振条件から得られるポイント間移動時間で除算することにより求められる。   The processing speed is obtained by dividing the distance between laser irradiation points obtained from the processing shape data by the point-to-point movement time obtained from the laser oscillation conditions.

さらに、この加工時間を曲線の半径で除算することにより、任意の曲率半径での速度としてパラメータ化できる。本発明ではこれを「速度パラメータ」と定義しており、この計算処理が図4の最初のステップである速度パラメータの計算に相当する。   Furthermore, by dividing this machining time by the radius of the curve, it can be parameterized as a velocity at an arbitrary radius of curvature. In the present invention, this is defined as “speed parameter”, and this calculation processing corresponds to the calculation of the speed parameter, which is the first step in FIG.

そして、次のステップへ移行するがここでは予め実験により求められた速度パラメータに対する拡大係数がデータとして記憶されている内部記憶1という記憶手段を用いる。   Then, the process proceeds to the next step. Here, a storage unit called an internal storage 1 is used in which an expansion coefficient for a speed parameter obtained in advance by experiments is stored as data.

拡大係数とは図1で示した実際のレーザパルス照射経路の直径D0に対するガルバノ移動指令経路の直径D1の比であり、拡大係数=D1/D0の関係にある。図4の内部記憶1の表には実際の値を例として示している。以上より拡大係数の値が算出される。   The enlargement factor is the ratio of the diameter D1 of the galvano movement command path to the diameter D0 of the actual laser pulse irradiation path shown in FIG. 1, and has a relation of enlargement coefficient = D1 / D0. The table of the internal memory 1 in FIG. 4 shows actual values as an example. From the above, the value of the enlargement factor is calculated.

次のステップでは補正加工穴の直径の算出を行う。   In the next step, the diameter of the corrected hole is calculated.

前ステップで求められた拡大係数に補正する前の加工穴径を乗じて求めることができる。   It can be obtained by multiplying the enlargement factor obtained in the previous step by the machining hole diameter before correction.

例えば、補正前の加工穴径をD、拡大係数をkとすると、補正後の加工穴径D’はD’=k×Dとなる。   For example, if the processed hole diameter before correction is D and the enlargement factor is k, the corrected processed hole diameter D ′ is D ′ = k × D.

以上より補正された加工穴径が求まり、図1で示した補正指令ポイント11の座標を生成することができる。   Thus, the corrected machining hole diameter is obtained, and the coordinates of the correction command point 11 shown in FIG. 1 can be generated.

次に、加工不足の部分を補うために指令ポイントをオーバーラップさせる座標の算出方法について示す。   Next, a method for calculating coordinates for overlapping command points in order to compensate for an insufficient machining portion will be described.

まず、前ステップで算出された補正後の加工穴径をもとに前記の方法で速度パラメータを再計算し、その値から前記補正後の加工穴径算出と同様の方法でオーバーラップ角度を求める。   First, the speed parameter is recalculated by the above method based on the corrected machining hole diameter calculated in the previous step, and the overlap angle is obtained from the value by the same method as the calculation of the corrected machining hole diameter. .

この角度分だけ座標ポイントを追加することとなる。   Coordinate points will be added by this angle.

図4の内部記憶2には速度パラメータに対する実際のオーバーラップ角度の例を示している。   4 shows an example of an actual overlap angle with respect to the speed parameter.

以上より、囲う穴径とオーバーラップ角度の2つの補正データ算出を行い、次ステップの指令ポイントの全座標データの作成し、加工データ送信制御部31へ全座標データを送信して処理を完了する。   As described above, two correction data of the surrounding hole diameter and overlap angle are calculated, all coordinate data of the command point of the next step is created, and all coordinate data is transmitted to the machining data transmission control unit 31 to complete the processing. .

なお、この補正処理や内部記憶の実現方法はCPUやメモリなどの電子回路を用いてもよいし、ソフトウェアを用いて全ての処理を行ってもよい。   Note that this correction process and internal storage implementation method may use an electronic circuit such as a CPU or memory, or may perform all the processes using software.

本発明の参考例1では、容易に実現できる方法であるソフトウェアを利用して補正処理を行っている。   In Reference Example 1 of the present invention, correction processing is performed using software, which can be easily realized.

図5および図6に上記補正計算で使用する実験データを示した。図5は拡大係数によるもの、図6はオーバーラップ角度によるものである。速度パラメータに対する値が読み取れる。   FIG. 5 and FIG. 6 show experimental data used in the correction calculation. FIG. 5 is based on the enlargement factor, and FIG. 6 is based on the overlap angle. The value for the speed parameter can be read.

以上のように、速度パラメータに応じた拡大係数から補正量を求めて、レーザパルス照射位置を制御する方法に関するレーザ加工装置である。   As described above, the laser processing apparatus relates to a method for obtaining a correction amount from an enlargement coefficient corresponding to a speed parameter and controlling a laser pulse irradiation position.

また、上記補正方法を実現するために、拡大係数を記憶しておく手段を設ける方法や、補正量を算出する手段を設けたレーザ加工装置である。   Further, in order to realize the above correction method, a laser processing apparatus provided with a means for storing an enlargement coefficient or a means for calculating a correction amount.

さらに、上記補正方法を実現するために、オーバーラップ角度を記憶しておく手段を設ける方法や、補正量を算出する手段を設けたレーザ加工装置である。
(実施の形態1)
図7はレーザの照射位置をモニタリングしてその曲率半径が規定範囲内だけレーザパルスを照射するタイミングの説明を示す図である。
Further, in order to realize the above correction method, there is a method for providing a means for storing an overlap angle, and a laser processing apparatus provided with a means for calculating a correction amount.
(Embodiment 1)
FIG. 7 is a diagram illustrating the timing of monitoring the laser irradiation position and irradiating the laser pulse only when the radius of curvature is within a specified range.

図2で示したようにレーザ照射開始からある時間までレーザ光は所望の経路から外れて内側へ向かって進む。そのときの各ポイントの半径R1からRnまでの時間経過を図7のグラフに示した。   As shown in FIG. 2, the laser beam deviates from a desired path and travels inward until a certain time from the start of laser irradiation. The time passage from the radius R1 to Rn of each point at that time is shown in the graph of FIG.

R1からR3までは半径が徐々に減少していき、そこからRnまでは一定の半径となる(半径安定領域)。この一定の半径で安定した状態であるか判断するために、動作安定時の半径Rtという値を設定し、ある時点の半径RがRtよりも小さければ安定している(半径安定領域内にある)といえる。   The radius gradually decreases from R1 to R3, and from there to a constant radius (radius stable region). In order to determine whether the state is stable at this constant radius, a value of the radius Rt at the time of stable operation is set, and if the radius R at a certain point is smaller than Rt, the value is stable (in the radius stable region). )

よって、R<Rtが偽から真へ変化した瞬間(Ts)にレーザ照射開始を行い、再び偽へ変化した瞬間(Te)にレーザ照射を終了する。   Therefore, laser irradiation starts at the moment (Ts) when R <Rt changes from false to true, and laser irradiation ends at the moment (Te) when it changes again from false.

これにより、レーザ照射位置が所望の経路上にある場合のみパルスを照射することができるので、正確な位置へのレーザ加工が可能となる。以上のようにレーザ照射パルスを制御するレーザ加工装置である。   Thereby, the pulse can be irradiated only when the laser irradiation position is on a desired path, so that laser processing to an accurate position is possible. The laser processing apparatus controls the laser irradiation pulse as described above.

図8は上記レーザ照射開始終了制御を実現するための装置構成である。81は半径を算出する手段、82は安定動作の判定を行う手段、83はレーザ照射指令制御を行う手段で
ある。
FIG. 8 shows an apparatus configuration for realizing the laser irradiation start / end control. 81 is a means for calculating a radius, 82 is a means for determining a stable operation, and 83 is a means for performing laser irradiation command control.

まず、ある時点でのレーザ照射位置を知るには、ガルバノスキャナドライバー内の信号を取り出すことにより可能である。   First, in order to know the laser irradiation position at a certain time, it is possible to take out a signal in the galvano scanner driver.

図8に示したようにX軸フィードバック信号とY軸フィードバック信号により、ガルバノスキャナのXY座標の現在位置を読み取り、これを回転半径算出手段81で半径を算出する。   As shown in FIG. 8, the current position of the XY coordinates of the galvano scanner is read by the X-axis feedback signal and the Y-axis feedback signal, and the radius is calculated by the turning radius calculation means 81.

半径RはR=(X+Y1/2で求めることができるので、これを行う演算回路を備えればよい。 Since the radius R can be obtained by R = (X 2 + Y 2 ) 1/2 , an arithmetic circuit for performing this may be provided.

そして、上記安定動作判定条件R<Rtを判定する手段として、安定動作判定手段82で真偽の判断を行う。これはコンパレータを備えることで実現できる。   Then, as a means for determining the stable operation determination condition R <Rt, the stable operation determination means 82 makes a true / false determination. This can be realized by providing a comparator.

そして、この結果に基づいてレーザ照射ON・OFFの制御をレーザ照射指令制御手段83が行う。これはゲート回路を別に設けて、レーザ照射ONの指令でゲート信号をHighに切り替え、レーザ照射OFFの指令でゲート信号をLowに切り替えて、元のレーザパルス指令信号との間にAND回路を設けることで実現できる。   Based on this result, the laser irradiation command control means 83 performs laser irradiation ON / OFF control. This is because a gate circuit is provided separately, the gate signal is switched to High by a laser irradiation ON command, the gate signal is switched to Low by a laser irradiation OFF command, and an AND circuit is provided between the original laser pulse command signal This can be achieved.

これにより、レーザ出力制御部へ照射開始と終了のタイミングを制御した信号を送り出し、ガルバノスキャナの駆動動作が安定状態にある時のみにレーザを照射させることができる。   As a result, a signal in which the timing of starting and ending irradiation is controlled is sent to the laser output control unit, and the laser can be irradiated only when the driving operation of the galvano scanner is in a stable state.

以上のようにレーザ照射パルスを制御するレーザ加工装置である。
(参考例2)
図9はレーザ照射の回転回数が2回あるいは複数回の場合のレーザ照射ポイントの設定方法を示した図である。
The laser processing apparatus controls the laser irradiation pulse as described above.
(Reference Example 2)
FIG. 9 is a diagram showing a method for setting a laser irradiation point when the number of rotations of laser irradiation is two or more.

図において、91は第1,3周目の指令ポイント、92は第2,4周目の指令ポイントである。第2,4周目の指令ポイント92は第1,3周目の指令ポイント91のポイント間の中点の位置に設定し、第3周目の指令ポイント91は第2,4周目の指令ポイント92のポイント間の中点の位置に設定するものである。   In the figure, 91 is a command point for the first and third rounds, and 92 is a command point for the second and fourth rounds. The command point 92 for the second and fourth laps is set at the midpoint position between the command points 91 for the first and third laps, and the command point 91 for the third lap is the command for the second and fourth laps. This is set at the midpoint position between the points 92.

これは、まず第1にレーザ照射の周回数を増やすことで、レーザ照射による熱影響で被加工物が焼損するのを軽減する効果がある。   First of all, by increasing the number of times of laser irradiation, there is an effect of reducing the work piece from being burned out due to the heat effect of the laser irradiation.

次にレーザ照射ポイントを前回の周回の間に設定することで、レーザ照射エネルギーが1箇所に片寄らず、バランスよく分布することによる上記熱影響の軽減の効果がある。   Next, by setting the laser irradiation point during the previous round, there is an effect of reducing the above-mentioned thermal influence by distributing the laser irradiation energy in a balanced manner without being shifted to one place.

この実現方法は参考例1で説明した装置構成をそのまま利用できる。以上のような指令ポイントを生成する演算回路を備えたレーザ加工装置である。   This realization method can use the apparatus configuration described in Reference Example 1 as it is. The laser processing apparatus includes an arithmetic circuit that generates the command points as described above.

図10はレーザ照射の回転回数が2回あるいは複数回の場合のレーザ照射ポイントの設定方法を示す図で、特に3回転の場合の例である。   FIG. 10 is a diagram showing a method of setting a laser irradiation point when the number of rotations of laser irradiation is two times or a plurality of times, and particularly an example of the case of three rotations.

図において101は第1周目の指令ポイント、102は第2周目の指令ポイント、103は第3周目の指令ポイントである。第2周目の指令ポイント102と第3周目の指令ポイント103は各々、第1周目の指令ポイント101のポイント間を3分割した位置に設定されている。   In the figure, 101 is a command point for the first turn, 102 is a command point for the second turn, and 103 is a command point for the third turn. The command point 102 for the second lap and the command point 103 for the third lap are set at positions obtained by dividing the point of the command point 101 for the first lap into three.

この方法はN回転する場合、第1周目の指令ポイント101のポイント間をN分割するという方法である。効果については上記と同等である。また、装置構成についても上記と同等である。   This method is a method of dividing N points between the command points 101 in the first round when performing N rotations. The effect is equivalent to the above. The apparatus configuration is also equivalent to the above.

以上のような指令ポイントを生成するレーザ加工装置である。   This is a laser processing apparatus that generates command points as described above.

またレーザ加工装置は、レーザ光の照射位置を補正し、レーザパルスの照射開始位置を制御するものである。   The laser processing apparatus corrects the irradiation position of the laser beam and controls the irradiation start position of the laser pulse.

また、レーザ加工装置は、レーザ光の照射位置を補正し、レーザ光と被加工物の相対移動が曲線または円を含み、その回転数が2周以上の複数回数の場合、第2周目以降の照射位置を設定するものである。   Further, the laser processing apparatus corrects the irradiation position of the laser beam, and when the relative movement between the laser beam and the workpiece includes a curve or a circle and the number of rotations is a plurality of times of two or more rounds, the second and subsequent rounds are performed. The irradiation position is set.

また、レーザ加工装置は、レーザ光の照射位置を補正し、レーザ光と被加工物の相対移動が曲線または円を含み、その回転数が3周以上の複数回数で全ての照射ポイントを重複させない場合、第2周目以降の照射位置を設定するものである。   Further, the laser processing apparatus corrects the irradiation position of the laser beam, the relative movement between the laser beam and the workpiece includes a curve or a circle, and the number of rotations of the laser beam and the workpiece does not overlap all the irradiation points at a plurality of times. In this case, the irradiation positions after the second round are set.

また、レーザ加工装置は、レーザ光の照射位置を補正し、レーザパルスの照射開始位置を制御し、さらに、レーザ光と被加工物の相対移動が曲線または円を含み、その回転数が2周以上の複数回数の場合、請求項6記載の方法で第2周目以降の照射位置を設定するものである。   Further, the laser processing apparatus corrects the irradiation position of the laser beam, controls the irradiation start position of the laser pulse, and further, the relative movement of the laser beam and the workpiece includes a curve or a circle, and the number of rotations thereof is two rounds. In the case of the above plural times, the irradiation positions after the second round are set by the method according to claim 6.

また、レーザ加工装置は、レーザ光の照射位置を補正し、レーザパルスの照射開始位置を制御し、さらに、レーザ光と被加工物の相対移動が曲線または円を含み、その回転数が3周以上の複数回数で全ての照射ポイントを重複させない場合、第2周目以降の照射位置を設定するものである。   Further, the laser processing apparatus corrects the irradiation position of the laser beam, controls the irradiation start position of the laser pulse, and further, the relative movement between the laser beam and the workpiece includes a curve or a circle, and the number of rotations thereof is 3 times. When all the irradiation points are not overlapped by the above plural times, the irradiation positions after the second round are set.

本発明のレーザ加工装置は、正確な形状を加工することができ、レーザ加工分野等において産業上有用である。   The laser processing apparatus of the present invention can process an accurate shape and is industrially useful in the laser processing field and the like.

本発明のレーザ加工装置の参考例1における座標補正方法図The coordinate correction method figure in the reference example 1 of the laser processing apparatus of this invention 本発明のレーザ加工装置の参考例1における一般的な動作図General operation diagram in Reference Example 1 of laser processing apparatus of the present invention 本発明のレーザ加工装置の参考例1および実施の形態1における装置構成図Apparatus configuration diagram in Reference Example 1 and Embodiment 1 of the laser processing apparatus of the present invention 本発明のレーザ加工装置の参考例1における補正量算出処理図Correction amount calculation processing diagram in Reference Example 1 of the laser processing apparatus of the present invention 本発明のレーザ加工装置の参考例1における拡大係数の実験データ図Experimental data diagram of magnification factor in Reference Example 1 of the laser processing apparatus of the present invention 本発明のレーザ加工装置の参考例1におけるオーバーラップ角度の実験データ図Experimental data diagram of overlap angle in Reference Example 1 of laser processing apparatus of the present invention 本発明のレーザ加工装置の実施の形態1における照射タイミング図Irradiation timing chart in Embodiment 1 of the laser processing apparatus of the present invention 本発明のレーザ加工装置の実施の形態1における装置構成図The apparatus block diagram in Embodiment 1 of the laser processing apparatus of this invention 本発明のレーザ加工装置の参考例2における座標指令ポイント図Coordinate command point diagram in Reference Example 2 of laser processing apparatus of the present invention 本発明のレーザ加工装置の参考例2における座標指令ポイント図Coordinate command point diagram in Reference Example 2 of laser processing apparatus of the present invention 従来のレーザ加工装置の座標補正方法図Coordinate correction method diagram of conventional laser processing equipment

符号の説明Explanation of symbols

11 補正指令ポイント
12 第2周目の補正指令ポイント
13 レーザ照射ポイント
14 実際のガルバノ移動経路
15 ガルバノ指令経路
31 加工データ送信制御部
32 レーザ発振器
33 ガルバノスキャナ
34 fθスキャンレンズ
35 被加工物
36 加工穴
37 加工テーブル
81 回転半径算出手段
82 安定動作判定手段
83 レーザ照射指令制御手段
91 第1,3周目の補正指令ポイント
92 第2,4周目の補正指令ポイント
101 第1周目の補正指令ポイント
102 第2周目の補正指令ポイント
103 第3周目の補正指令ポイント
11 Correction command point 12 Second rotation correction command point 13 Laser irradiation point 14 Actual galvano movement path 15 Galvano command path 31 Processing data transmission control unit 32 Laser oscillator 33 Galvano scanner 34 fθ scan lens 35 Work piece 36 Processing hole 37 Processing Table 81 Rotation Radius Calculation Unit 82 Stable Operation Determination Unit 83 Laser Irradiation Command Control Unit 91 First and Third Round Correction Command Point 92 Second and Fourth Round Correction Command Point 101 First Round Correction Command Point 102 Correction command point for second lap 103 Correction command point for third lap

Claims (1)

ガルバノスキャナによりレーザ光を走査して移動させる駆動手段と
前記ガルバノスキャナを制御するガルバノスキャナドライバと、
前記ガルバノスキャナドライバ内の信号に基づきガルバノスキャナの現在座標を読み取りレーザ光を走査する回転半径を算出する回転半径算出手段と、
レーザパルスを照射させるレーザ出力波形を生成する制御手段を備え、
前記回転半径算出手段によって算出された値が、予め設定した所定の値より小さくなった後にレーザ照射を開始し、前記所定の値より再び大きくなったときにレーザ照射を終了するように前記制御手段がレーザパルス照射を行うレーザ加工装置。
Drive means for scanning and moving the laser beam with a galvano scanner ;
A galvano scanner driver for controlling the galvano scanner;
A turning radius calculating means for reading a current coordinate of the galvano scanner based on a signal in the galvano scanner driver and calculating a turning radius for scanning the laser beam;
Comprising a control means for generating a laser output waveform for irradiating a laser pulse;
The control means is configured to start laser irradiation after the value calculated by the turning radius calculation means becomes smaller than a predetermined value set in advance and to end laser irradiation when the value becomes larger than the predetermined value again. Laser processing equipment that performs laser pulse irradiation.
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