JP6107779B2

JP6107779B2 - Laser processing equipment

Info

Publication number: JP6107779B2
Application number: JP2014199264A
Authority: JP
Inventors: 田中　聡; 聡田中
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2034-09-29
Also published as: JP2016068109A

Description

本発明は、レーザ光を照射して加工対象物に加工を施す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 processes a workpiece by irradiating a laser beam.

従来、レーザ加工装置は、加工対象物に対して、レーザ光を照射して加工を施すように構成されており、加工対象物上の任意の位置となるように、出射されたレーザ光を順次走査し、文字や記号等を描くような加工を施している。 Conventionally, a laser processing apparatus is configured to perform processing by irradiating a processing target with laser light, and sequentially outputs emitted laser light so as to be at an arbitrary position on the processing target. Scanning is performed to draw characters and symbols.

このようなレーザ加工装置は、レーザ光のオン信号の出力タイミングから、加工対象物を加工可能なレーザ光を出射するまでに応答遅れがあり、加工可能なレーザ光の出射と、当該レーザ光の走査開始タイミングが異なる場合、加工開始部分が加工されなかったり、或いは深堀りされたりして、加工品質がばらつくという問題があった。 Such a laser processing apparatus has a response delay from the output timing of the on-signal of the laser beam to the emission of the laser beam capable of processing the object to be processed. When the scanning start timing is different, there is a problem in that the processing quality varies because the processing start portion is not processed or deepened.

この点に鑑みてなされた発明として、特許文献１記載の発明が知られている。特許文献１記載のレーザ加工装置は、ガルバノミラー等の走査部の走査開始タイミングより、レーザ出射部の出力レベルに応じた所定のずらし時間だけ前のタイミングで、レーザ光のオン信号を出力することにより、走査部における走査開始タイミングと、加工可能なレーザ光の出射を同期させている。これにより、当該レーザ加工装置によれば、レーザ出力レベルによる加工開始位置のずれ、及び、深掘りを少なくすることができ、精度よく加工することができる。 As an invention made in view of this point, an invention described in Patent Document 1 is known. The laser processing apparatus described in Patent Document 1 outputs an on signal of laser light at a timing before a predetermined shift time corresponding to the output level of the laser emission unit from the scanning start timing of the scanning unit such as a galvano mirror. Thus, the scanning start timing in the scanning unit and the emission of laser light that can be processed are synchronized. Thereby, according to the said laser processing apparatus, the shift | offset | difference of the process start position by a laser output level and deep digging can be decreased, and it can process accurately.

特開２００９−００６３８７号公報JP 2009-006387 A

しかしながら、これらのレーザ加工装置においては、加工可能なレベルのレーザ光がレーザ出射部によって出射されるタイミングは、特許文献１記載のレーザ光の出力レベルのみならず、レーザ加工装置の使用環境又は経年劣化等により変動する。この加工可能なレベルのレーザ光の出射タイミングが変動した場合、加工開始位置のずれ及び深掘り等が発生し、加工品質が悪くなってしまうという問題点があった。 However, in these laser processing apparatuses, the timing at which a laser beam having a level that can be processed is emitted by the laser emitting unit is not limited to the output level of the laser light described in Patent Document 1, but the use environment or aging of the laser processing apparatus. It fluctuates due to deterioration. When the laser beam emission timing at a level that can be processed fluctuates, there is a problem in that processing start position shifts and deep digging occur, and processing quality deteriorates.

本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、レーザ光を照射して加工対象物に加工を施すレーザ加工装置等に関し、加工可能なレーザ光の出力タイミングが変動した場合であっても、加工品質を維持可能なレーザ加工装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above-described problems, and relates to a laser processing apparatus that irradiates a laser beam to process an object to be processed, in which the output timing of the laser beam that can be processed fluctuates. However, it aims at providing the laser processing apparatus which can maintain processing quality.

前記目的を達成するため、本発明の一側面に関するレーザ加工装置は、加工対象物を加工する為のパルスレーザを出射する出射部と、前記出射部から出射されたパルスレーザを走査する走査部と、前記出射部及び前記走査部を制御する制御部と、前記出射部から出射されたパルスレーザを検出する検出部と、を備え、前記出射部は、励起光を出射する半導体レーザ部と、前記半導体レーザ部から出射した前記励起光を受光することにより励起されるレーザ媒質を有し、前記レーザ媒質が前記励起光を受光して励起すると、前記パルスレーザを自動的に出射する発振器と、を有し、前記制御部は、前記検出部によって検出されたパルスレーザの出力に基づいて、前記パルスレーザの出力周期を算出し、算出された前記パルスレーザの出力周期が所定周期以下であるか否かを判断し、前記パルスレーザの出力周期が所定周期以下であると判断した場合に、前記加工対象物の加工開始を伴う前記走査部の走査を開始するように制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a laser processing apparatus according to one aspect of the present invention includes an emission unit that emits a pulse laser for processing an object to be processed, and a scanning unit that scans the pulse laser emitted from the emission unit. A control unit that controls the emission unit and the scanning unit, and a detection unit that detects a pulse laser emitted from the emission unit, wherein the emission unit emits excitation light; and A laser medium that is excited by receiving the excitation light emitted from the semiconductor laser unit, and an oscillator that automatically emits the pulse laser when the laser medium receives and excites the excitation light; The control unit calculates an output cycle of the pulse laser based on the output of the pulse laser detected by the detection unit, and the calculated output cycle of the pulse laser is Control whether to start scanning of the scanning unit accompanying the start of processing of the processing object when it is determined whether or not the output period of the pulse laser is equal to or less than a predetermined period. It is characterized by doing.

当該レーザ加工装置は、出射部と、走査部と、制御部と、検出部と、を備えており、制御部によって前記出射部及び前記走査部を制御することで、出射部から出射されたパルスレーザを用いて加工対象物を加工することが可能である。そして、前記出射部は、半導体レーザ部と、レーザ媒質を有する発振器と、を有しており、前記レーザ媒質が前記励起光を受光して励起すると、前記パルスレーザを自動的に出射するように構成されている。従って、当該レーザ加工装置によれば、加工可能なレベルのパルスレーザが出射されるタイミングがレーザ加工装置の使用環境又は経年劣化等の影響により変動する可能性がある。 The laser processing apparatus includes an emission unit, a scanning unit, a control unit, and a detection unit, and the pulses emitted from the emission unit by controlling the emission unit and the scanning unit by the control unit. It is possible to process an object to be processed using a laser. The emitting unit includes a semiconductor laser unit and an oscillator having a laser medium, and automatically emits the pulse laser when the laser medium receives and excites the excitation light. It is configured. Therefore, according to the laser processing apparatus, the timing at which a pulse laser having a level that can be processed is emitted may vary due to the use environment of the laser processing apparatus or the influence of deterioration over time.

この点、当該レーザ加工装置によれば、制御部が、前記検出部によって検出されたパルスレーザの出力に基づき算出された前記パルスレーザの出力周期を算出し、算出された前記パルスレーザの出力周期が所定周期以下であるか否かを判断する為、検出部によるパルスレーザの実際の検出結果に基づき算出された出力周期を用いて、当該パルスレーザの出力状態が加工対象物を加工可能な状態であるか否かを判断することができ、もって、加工可能なパルスレーザの出力タイミングが変動することに対応することができる。 In this regard, according to the laser processing apparatus, the control unit calculates the output cycle of the pulse laser calculated based on the output of the pulse laser detected by the detection unit, and the calculated output cycle of the pulse laser. In order to determine whether or not is equal to or less than a predetermined cycle, the output state of the pulse laser is capable of processing the workpiece using the output cycle calculated based on the actual detection result of the pulse laser by the detection unit Therefore, it is possible to cope with fluctuations in the output timing of the pulse laser that can be processed.

そして、当該レーザ加工装置によれば、前記パルスレーザの出力周期が所定周期以下であると判断した場合に、前記加工対象物の加工開始を伴う前記走査部の走査を開始する為、加工可能な状態のパルスレーザを用いて、当該加工対象物の加工を開始することができる。即ち、当該レーザ加工装置によれば、加工可能なパルスレーザの出力タイミングが変動した場合であっても、加工可能なパルスレーザを出力可能な状態で、加工対象物の加工を開始することができるので、加工が不十分な箇所等を生じさせることはなく、もって、加工品質を高く維持することができる。 According to the laser processing apparatus, when it is determined that the output period of the pulse laser is equal to or less than a predetermined period, the scanning unit starts scanning with the start of processing of the processing object, so that processing is possible. Processing of the processing object can be started using the pulse laser in the state. That is, according to the laser processing apparatus, even when the output timing of the processable pulse laser varies, the processing of the processing object can be started in a state where the processable pulse laser can be output. As a result, there are no places where the processing is insufficient, and the processing quality can be kept high.

本発明の他の側面に関するレーザ加工装置は、請求項１記載のレーザ加工装置であって、前記所定周期は、前記パルスレーザの出力周期の変化率が所定値よりも小さい状態の周期であることを特徴とする。 A laser processing apparatus according to another aspect of the present invention is the laser processing apparatus according to claim 1, wherein the predetermined period is a period in which a change rate of an output period of the pulse laser is smaller than a predetermined value. It is characterized by.

当該レーザ加工装置によれば、所定周期は、前記パルスレーザの出力周期の変化率が所定値よりも小さい状態を示すものであり、前記パルスレーザの出力が安定した際の周期である為、加工可能なパルスレーザの出力タイミングが変動した場合であっても、出力が安定した状態のパルスレーザを用いて加工対象物の加工を行うことができ、より確実に加工品質を維持することができる。 According to the laser processing apparatus, the predetermined period indicates a state in which the rate of change of the output period of the pulse laser is smaller than a predetermined value, and is a period when the output of the pulse laser is stabilized. Even when the output timing of the possible pulse laser varies, the workpiece can be processed using a pulse laser with a stable output, and the processing quality can be maintained more reliably.

本発明の他の側面に関するレーザ加工装置は、加工対象物を加工する為のパルスレーザを出射する出射部と、前記出射部から出射されたパルスレーザを走査する走査部と、前記出射部及び前記走査部を制御する制御部と、前記出射部から出射されたパルスレーザを検出する検出部と、を備え、前記出射部は、励起光を出射する半導体レーザ部と、前記半導体レーザ部から出射した前記励起光を受光することにより励起されるレーザ媒質を有し、前記レーザ媒質が前記励起光を受光して励起すると、前記パルスレーザを自動的に出射する発振器と、を有し、前記制御部は、前記加工対象物に対する１回の加工に際して、前記検出部によって、前記パルスレーザを最初に検出した後に、更に前記検出部によって検出された前記パルスレーザの検出回数を計数し、前記検出部によるパルスレーザの検出回数が所定回数以上であるか否かを判断し、前記レーザの検出回数が所定回数以上であると判断した場合に、前記加工対象物の加工開始を伴う前記走査部の走査を開始するように制御することを特徴とする。 A laser processing apparatus according to another aspect of the present invention includes an emission unit that emits a pulse laser for processing a workpiece, a scanning unit that scans a pulse laser emitted from the emission unit, the emission unit, and the A control unit that controls a scanning unit; and a detection unit that detects a pulse laser emitted from the emission unit, wherein the emission unit emits excitation light, and the semiconductor laser unit emits light from the semiconductor laser unit A laser medium that is excited by receiving the excitation light, and an oscillator that automatically emits the pulse laser when the laser medium receives and excites the excitation light. The detection of the pulse laser further detected by the detection unit after the detection of the pulse laser by the detection unit at the time of one-time processing on the workpiece When the number of times of pulse laser detection by the detection unit is greater than or equal to a predetermined number, and when it is determined that the number of detection times of the laser is greater than or equal to a predetermined number, the processing of the workpiece Control is performed so as to start scanning of the scanning unit accompanying the start.

この点、当該レーザ加工装置によれば、制御部が、パルスレーザの検出回数を計数し、前記検出部によるパルスレーザの検出回数が所定回数以上であるか否かを判断する為、検出部によるパルスレーザの実際の検出回数を用いて、当該パルスレーザの出力状態が加工対象物を加工可能な状態であるか否かを判断することができ、もって、加工可能なパルスレーザの出力タイミングが変動することに対応することができる。 In this regard, according to the laser processing apparatus, the control unit counts the number of detection times of the pulse laser, and determines whether or not the number of detection times of the pulse laser by the detection unit is a predetermined number or more. Using the actual number of detection times of the pulse laser, it is possible to determine whether or not the output state of the pulse laser is a state where the workpiece can be processed, and the output timing of the pulse laser that can be processed fluctuates. Can cope with that.

そして、当該レーザ加工装置によれば、前記パルスレーザの検出回数が所定回数以上であると判断した場合に、前記加工対象物の加工開始を伴う前記走査部の走査を開始する為、加工可能な状態のパルスレーザを用いて、当該加工対象物の加工を開始することができる。即ち、当該レーザ加工装置によれば、加工可能なパルスレーザの出力タイミングが変動した場合であっても、加工可能なパルスレーザを出力可能な状態で、加工対象物の加工を開始することができるので、加工が不十分な箇所等を生じさせることはなく、もって、加工品質を高く維持することができる。 According to the laser processing apparatus, when it is determined that the number of detection times of the pulse laser is equal to or greater than a predetermined number, the scan of the scanning unit accompanying the start of processing of the processing target is started, so that processing is possible. Processing of the processing object can be started using the pulse laser in the state. That is, according to the laser processing apparatus, even when the output timing of the processable pulse laser varies, the processing of the processing object can be started in a state where the processable pulse laser can be output. As a result, there are no places where the processing is insufficient, and the processing quality can be kept high.

本発明の他の側面に関するレーザ加工装置は、請求項３記載のレーザ加工装置であって、前記所定回数は、前記パルスレーザの出力が加工閾値より大きい状態となるまでに要する検出回数であることを特徴とする。 A laser processing apparatus according to another aspect of the present invention is the laser processing apparatus according to claim 3, wherein the predetermined number of times is a number of detections required until the output of the pulse laser becomes greater than a processing threshold. It is characterized by.

当該レーザ加工装置によれば、所定回数は、パルスレーザの出力が加工閾値より大きい状態となるまでに要する検出回数である為、加工可能なパルスレーザの出力タイミングが変動した場合であっても、出力が安定した状態のパルスレーザを用いて加工対象物の加工を行うことができ、より確実に加工品質を維持することができる。 According to the laser processing apparatus, since the predetermined number of times is the number of detections required until the output of the pulse laser is greater than the processing threshold, even when the output timing of the pulse laser that can be processed fluctuates, The workpiece can be processed using a pulse laser with a stable output, and the processing quality can be maintained more reliably.

第１実施形態に関するレーザ加工装置１の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the laser processing apparatus 1 regarding 1st Embodiment. 第１実施形態に関するレーザヘッド部３の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the laser head part 3 regarding 1st Embodiment. 第１実施形態に関するレーザ加工装置１の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the laser processing apparatus 1 regarding 1st Embodiment. 第１実施形態に関するレーザ加工処理プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the laser processing program concerning 1st Embodiment. 第１実施形態における制御信号の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the control signal in 1st Embodiment. 第２実施形態に関するレーザ加工処理プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the laser processing program concerning 2nd Embodiment. 第２実施形態における制御信号の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the control signal in 2nd Embodiment.

（第１実施形態）
以下、本発明に関するレーザ加工装置を、レーザ加工装置１に具体化した実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 (First embodiment)
Hereinafter, an embodiment in which a laser processing apparatus according to the present invention is embodied in a laser processing apparatus 1 will be described in detail with reference to the drawings.

（レーザ加工装置の概略構成）
先ず、第１実施形態に関するレーザ加工装置１の概略構成について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１に示すように、第１実施形態に関するレーザ加工装置１は、レーザ加工装置本体部２と、レーザコントローラ５と、電源ユニット６と、から構成されている。 (Schematic configuration of laser processing equipment)
First, a schematic configuration of the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment includes a laser processing apparatus main body 2, a laser controller 5, and a power supply unit 6.

レーザ加工装置本体部２は、パルスレーザＬを加工対象物Ｗの加工面ＷＡ上を２次元走査してレーザ加工を行う。レーザコントローラ５は、コンピュータで構成され、ＰＣ７と双方向通信可能に接続されると共に、レーザ加工装置本体部２及び電源ユニット６と電気的に接続されている。ＰＣ７は、パーソナルコンピュータ等から構成され、印字データの作成等に用いられる。そして、レーザコントローラ５は、ＰＣ７から送信された印字データ、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてレーザ加工装置本体部２及び電源ユニット６を駆動制御する。尚、図１は、レーザ加工装置１の概略構成を示すものであるため、レーザ加工装置本体部２を模式的に示している。従って、当該レーザ加工装置本体部２の具体的な構成については、後述する。 The laser processing apparatus main body 2 performs laser processing by two-dimensionally scanning the processing surface WA of the workpiece W with the pulse laser L. The laser controller 5 is configured by a computer, is connected to the PC 7 so as to be capable of bidirectional communication, and is electrically connected to the laser processing apparatus main body 2 and the power supply unit 6. The PC 7 is composed of a personal computer or the like, and is used for creating print data. The laser controller 5 drives and controls the laser processing apparatus main body 2 and the power supply unit 6 based on print data, control parameters, various instruction information, and the like transmitted from the PC 7. 1 shows a schematic configuration of the laser processing apparatus 1, and therefore the laser processing apparatus main body 2 is schematically shown. Therefore, a specific configuration of the laser processing apparatus main body 2 will be described later.

（レーザ加工装置本体部の概略構成）
次に、レーザ加工装置本体部２の概略構成について、図１、図２に基づいて説明する。尚、レーザ加工装置本体部２の説明において、図１の左方向、右方向、上方向、下方向が、それぞれレーザ加工装置本体部２の前方向、後方向、上方向、下方向である。従って、レーザ発振器２１からレーザ光として出射されるパルスレーザＬの出射方向が前方向である。本体ベース１１平面に対して垂直な方向が上下方向である。そして、レーザ加工装置本体部２の上下方向及び前後方向に直交する方向が、レーザ加工装置本体部２の左右方向である。 (Schematic configuration of the laser processing device main unit)
Next, a schematic configuration of the laser processing apparatus main body 2 will be described with reference to FIGS. In the description of the laser processing apparatus main body 2, the left direction, the right direction, the upper direction, and the lower direction in FIG. 1 are the front direction, the rear direction, the upper direction, and the lower direction, respectively. Therefore, the emission direction of the pulse laser L emitted as laser light from the laser oscillator 21 is the forward direction. The direction perpendicular to the plane of the main body base 11 is the vertical direction. And the direction orthogonal to the up-down direction and the front-rear direction of the laser processing apparatus main body 2 is the left-right direction of the laser processing apparatus main body 2.

図１、図２に示すように、レーザ加工装置本体部２は、パルスレーザＬと可視レーザ光Ｍ（図２参照）をｆθレンズ２０から同軸上に出射するレーザヘッド部３と、レーザヘッド部３が上面に固定される略箱体状の加工容器とから構成されており、加工容器内に設置された加工対象物Ｗの加工面ＷＡに対して、パルスレーザＬ及び可視レーザ光Ｍを用いて、レーザ加工を行い得る。 As shown in FIGS. 1 and 2, the laser processing apparatus body 2 includes a laser head 3 that emits a pulse laser L and visible laser light M (see FIG. 2) coaxially from an fθ lens 20, and a laser head. 3 is composed of a substantially box-shaped processing container fixed to the upper surface, and a pulse laser L and a visible laser beam M are used for the processing surface WA of the processing object W installed in the processing container. Thus, laser processing can be performed.

図２に示すように、レーザヘッド部３は、本体ベース１１と、パルスレーザＬを出射するレーザ発振ユニット１２と、光シャッター部１３と、光ダンパー１４と、ハーフミラー１５と、ガイド光部１６と、反射ミラー１７と、光センサ１８と、ガルバノスキャナ１９と、ｆθレンズ２０等から構成され、略直方体形状の筐体カバー（図示せず）で覆われている。 As shown in FIG. 2, the laser head unit 3 includes a main body base 11, a laser oscillation unit 12 that emits a pulse laser L, an optical shutter unit 13, an optical damper 14, a half mirror 15, and a guide light unit 16. And a reflection mirror 17, an optical sensor 18, a galvano scanner 19, an fθ lens 20, and the like, and is covered with a substantially rectangular parallelepiped housing cover (not shown).

レーザ発振ユニット１２は、レーザ発振器２１と、ビームエキスパンダ２２と、取付台２３とから構成されている。レーザ発振器２１は、ファイバコネクタと、集光レンズと、反射鏡と、レーザ媒質と、受動Ｑスイッチと、出力カプラーと、ウィンドウとをケーシング内に有している。ファイバコネクタには、光ファイバＦが接続されており、電源ユニット６を構成する励起用半導体レーザ部４０から出射された励起光が、光ファイバＦを介して入射される。 The laser oscillation unit 12 includes a laser oscillator 21, a beam expander 22, and a mounting base 23. The laser oscillator 21 has a fiber connector, a condenser lens, a reflecting mirror, a laser medium, a passive Q switch, an output coupler, and a window in a casing. An optical fiber F is connected to the fiber connector, and pumping light emitted from the pumping semiconductor laser unit 40 constituting the power supply unit 6 enters through the optical fiber F.

集光レンズは、ファイバコネクタから入射された励起光を集光する。反射鏡は、集光レンズによって集光された励起光を透過すると共に、レーザ媒質から出射されたレーザ光を高効率で反射する。レーザ媒質は、励起用半導体レーザ部４０から出射された励起光によって励起されてレーザ光を発振する。レーザ媒質としては、例えば、レーザ活性イオンとしてネオジウム（Ｎｄ）が添加されたネオジウム添加ガドリニウムバナデイト（Ｎｄ：ＧｄＶＯ４）結晶や、ネオジウム添加イットリウムバナデイト（Ｎｄ：ＹＶＯ４）結晶や、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶等を用いることができる。 The condensing lens condenses the excitation light incident from the fiber connector. The reflecting mirror transmits the excitation light collected by the condenser lens and reflects the laser light emitted from the laser medium with high efficiency. The laser medium is excited by excitation light emitted from the excitation semiconductor laser unit 40 and oscillates laser light. Examples of the laser medium include neodymium-added gadolinium vanadate (Nd: GdVO4) crystal to which neodymium (Nd) is added as a laser active ion, neodymium-added yttrium vanadate (Nd: YVO4) crystal, Nd: YAG crystal, and the like. Can be used.

受動Ｑスイッチは、内部に蓄えられた光エネルギーがある一定値を超えたとき、透過率が８０％〜９０％になるという性質持った結晶である。従って、受動Ｑスイッチは、レーザ媒質によって発振されたレーザ光を、パルス状のパルスレーザＬとして発振するＱスイッチとして機能する。受動Ｑスイッチとしては、例えば、クロームＹＡＧ（Ｃｒ：ＹＡＧ）結晶やＣｒ：ＭｇＳｉＯ４結晶等を用いることができる。 A passive Q switch is a crystal having a property that the transmittance becomes 80% to 90% when the light energy stored inside exceeds a certain value. Accordingly, the passive Q switch functions as a Q switch that oscillates the laser light oscillated by the laser medium as a pulsed pulse laser L. As the passive Q switch, for example, a chrome YAG (Cr: YAG) crystal or a Cr: MgSiO4 crystal can be used.

出力カプラーは、反射鏡とレーザ共振器を構成する。出力カプラーは、例えば、表面に誘電体層膜をコーティングした凹面鏡により構成された部分反射鏡で、波長１０６３ｎｍでの反射率は、８０％〜９５％である。ウィンドウは、合成石英等から形成され、出力カプラーから出射されたレーザ光を外部へ透過させる。従って、レーザ発振器２１は、受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振し、加工対象物Ｗの加工面ＷＡにレーザ加工を行うためのパルスレーザＬを出力する。 The output coupler constitutes a reflecting mirror and a laser resonator. The output coupler is, for example, a partial reflecting mirror constituted by a concave mirror whose surface is coated with a dielectric layer film, and the reflectance at a wavelength of 1063 nm is 80% to 95%. The window is made of synthetic quartz or the like, and transmits the laser light emitted from the output coupler to the outside. Accordingly, the laser oscillator 21 oscillates a pulse laser through the passive Q switch, and outputs a pulse laser L for performing laser processing on the processing surface WA of the workpiece W.

ビームエキスパンダ２２は、パルスレーザＬのビーム径を変更するものであり、レーザ発振器２１と同軸に設けられている。取付台２３は、レーザ発振器２１がパルスレーザＬの光軸を調整可能に取り付けられ、本体ベース１１の前後方向中央位置よりも後側の上面に対して、各取付ネジ２５によって固定されている。 The beam expander 22 changes the beam diameter of the pulse laser L and is provided coaxially with the laser oscillator 21. The mounting base 23 is attached so that the laser oscillator 21 can adjust the optical axis of the pulse laser L, and is fixed to the upper surface on the rear side of the main body base 11 in the front-rear direction by a mounting screw 25.

光シャッター部１３は、シャッターモータ２６と、平板状のシャッター２７とから構成されている。シャッターモータ２６は、ステッピングモータ等で構成されている。シャッター２７は、シャッターモータ２６のモータ軸に取り付けられて同軸に回転する。シャッター２７は、ビームエキスパンダ２２から出射されたパルスレーザＬの光路を遮る位置に回転された際には、パルスレーザＬを光シャッター部１３に対して右方向に設けられた光ダンパー１４へ反射する。一方、シャッター２７がビームエキスパンダ２２から出射されたパルスレーザＬの光路上に位置しないように回転された場合には、ビームエキスパンダ２２から出射されたパルスレーザＬは、光シャッター部１３の前側に配置されたハーフミラー１５に入射する。 The optical shutter unit 13 includes a shutter motor 26 and a flat shutter 27. The shutter motor 26 is composed of a stepping motor or the like. The shutter 27 is attached to the motor shaft of the shutter motor 26 and rotates coaxially. When the shutter 27 is rotated to a position that blocks the optical path of the pulse laser L emitted from the beam expander 22, the shutter 27 reflects the pulse laser L to the optical damper 14 provided in the right direction with respect to the optical shutter unit 13. To do. On the other hand, when the shutter 27 is rotated so as not to be positioned on the optical path of the pulse laser L emitted from the beam expander 22, the pulse laser L emitted from the beam expander 22 is on the front side of the optical shutter unit 13. Is incident on the half mirror 15.

光ダンパー１４は、シャッター２７で反射されたパルスレーザＬを吸収する。尚、光ダンパー１４の発熱は、本体ベース１１に熱伝導されて冷却される。ハーフミラー１５は、パルスレーザＬの光路に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置される。ハーフミラー１５は、後側から入射されたパルスレーザＬのほぼ全部を透過する。また、ハーフミラー１５は、後側から入射されたパルスレーザＬの一部を、反射ミラー１７へ４５度の反射角で反射する。反射ミラー１７は、ハーフミラー１５のパルスレーザＬが入射される後側面の略中央位置に対して左方向に配置される。 The optical damper 14 absorbs the pulse laser L reflected by the shutter 27. The heat generated by the optical damper 14 is thermally conducted to the main body base 11 and cooled. The half mirror 15 is arranged so as to form an angle of 45 degrees obliquely in the lower left direction with respect to the optical path of the pulse laser L. The half mirror 15 transmits almost all of the pulse laser L incident from the rear side. The half mirror 15 reflects a part of the pulse laser L incident from the rear side to the reflection mirror 17 at a reflection angle of 45 degrees. The reflection mirror 17 is arranged in the left direction with respect to a substantially central position of the rear side surface on which the pulse laser L of the half mirror 15 is incident.

ガイド光部１６は、可視レーザ光Ｍとしての赤色レーザ光を出射する可視半導体レーザ２８と、可視半導体レーザ２８から出射された可視レーザ光Ｍを平行光に収束するレンズ群（図示せず）とから構成されている。可視レーザ光Ｍは、レーザ発振器２１から出射されるパルスレーザＬと異なる波長である。ガイド光部１６は、ハーフミラー１５のパルスレーザＬが出射される略中央位置に対して右方向に配置されている。この結果、可視レーザ光Ｍは、ハーフミラー１５のパルスレーザＬが出射される略中央位置に、ハーフミラー１５の前側面である反射面に対して４５度の入射角で入射され、４５度の反射角でパルスレーザＬの光路上に反射される。即ち、可視半導体レーザ２８は、可視レーザ光ＭをパルスレーザＬの光路上に出射する。 The guide light unit 16 includes a visible semiconductor laser 28 that emits red laser light as the visible laser light M, and a lens group (not shown) that converges the visible laser light M emitted from the visible semiconductor laser 28 into parallel light. It is composed of The visible laser light M has a wavelength different from that of the pulse laser L emitted from the laser oscillator 21. The guide light unit 16 is arranged in the right direction with respect to a substantially central position where the pulse laser L of the half mirror 15 is emitted. As a result, the visible laser beam M is incident at a substantially central position from which the pulse laser L of the half mirror 15 is emitted at an incident angle of 45 degrees with respect to the reflecting surface which is the front side surface of the half mirror 15. It is reflected on the optical path of the pulse laser L at a reflection angle. That is, the visible semiconductor laser 28 emits visible laser light M onto the optical path of the pulse laser L.

反射ミラー１７は、パルスレーザＬの光路に対して平行な前後方向に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置され、ハーフミラー１５の後側面において反射されたパルスレーザＬの一部が、反射面の略中央位置に対して４５度の入射角で入射される。そして、反射ミラー１７は、反射面に対して４５度の入射角で入射されたパルスレーザＬを４５度の反射角で前側方向へ反射する。 The reflection mirror 17 is disposed so as to form an angle of 45 degrees obliquely in the lower left direction with respect to the front-rear direction parallel to the optical path of the pulse laser L. The reflection mirror 17 reflects the pulse laser L reflected on the rear side surface of the half mirror 15. A part of the light is incident at an incident angle of 45 degrees with respect to a substantially central position of the reflecting surface. The reflection mirror 17 reflects the pulse laser L incident on the reflection surface at an incident angle of 45 degrees toward the front side at a reflection angle of 45 degrees.

光センサ１８は、パルスレーザＬの発光強度を検出するフォトディテクタ等で構成され、反射ミラー１７のパルスレーザＬが反射される略中央位置に対して、図２中、前側方向に配置されている。この結果、光センサ１８は、反射ミラー１７で反射されたパルスレーザＬが入射され、この入射されたパルスレーザＬの発光強度を検出する。従って、光センサ１８を介してレーザ発振器２１から出力されるパルスレーザＬの発光強度を検出することができ、本発明における検出部を構成する。 The optical sensor 18 is configured by a photodetector or the like that detects the light emission intensity of the pulse laser L, and is arranged in the front direction in FIG. 2 with respect to a substantially central position where the pulse laser L of the reflection mirror 17 is reflected. As a result, the optical sensor 18 receives the pulse laser L reflected by the reflection mirror 17 and detects the emission intensity of the incident pulse laser L. Therefore, the light emission intensity of the pulse laser L output from the laser oscillator 21 via the optical sensor 18 can be detected, and the detection unit in the present invention is configured.

ガルバノスキャナ１９は、本体ベース１１の前側端部に形成された貫通孔２９の上側に取り付けられ、レーザ発振ユニット１２から出射されたパルスレーザＬと、ハーフミラー１５で反射された可視レーザ光Ｍとを下方へ２次元走査するものである。ガルバノスキャナ１９は、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２とが、それぞれのモータ軸が互いに直交するように外側からそれぞれの取付孔に嵌入されて本体部３３に取り付けられて構成されている。従って、当該ガルバノスキャナ１９においては、各モータ軸の先端部に取り付けられた走査ミラーが内側で互いに対向している。そして、ガルバノＸ軸モータ３１、ガルバノＹ軸モータ３２の回転をそれぞれ制御して、各走査ミラーを回転させることによって、パルスレーザＬと可視レーザ光Ｍとを下方へ２次元走査する。この２次元走査方向は、前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）である。 The galvano scanner 19 is attached to the upper side of a through hole 29 formed at the front end of the main body base 11, and the pulse laser L emitted from the laser oscillation unit 12 and the visible laser light M reflected by the half mirror 15 Is two-dimensionally scanned downward. The galvano scanner 19 is configured such that a galvano X-axis motor 31 and a galvano Y-axis motor 32 are fitted into the main body 33 by being fitted into respective mounting holes from the outside so that the respective motor shafts are orthogonal to each other. . Therefore, in the galvano scanner 19, the scanning mirrors attached to the tip portions of the motor shafts face each other inside. Then, the rotation of the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32 is controlled to rotate the respective scanning mirrors, whereby the pulse laser L and the visible laser light M are two-dimensionally scanned downward. The two-dimensional scanning direction is a front-rear direction (X direction) and a left-right direction (Y direction).

ｆθレンズ２０は、下方に配置された加工対象物Ｗの加工面ＷＡに対して、ガルバノスキャナ１９によって２次元走査されたパルスレーザＬと可視レーザ光Ｍとを同軸に集光する。従って、ガルバノＸ軸モータ３１、ガルバノＹ軸モータ３２の回転を制御することによって、パルスレーザＬと可視レーザ光Ｍが、加工対象物Ｗの加工面ＷＡ上において、所望の加工パターンで前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）に２次元走査される。 The fθ lens 20 concentrically condenses the pulse laser L and the visible laser light M that are two-dimensionally scanned by the galvano scanner 19 with respect to the processing surface WA of the workpiece W disposed below. Therefore, by controlling the rotations of the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32, the pulse laser L and the visible laser light M are moved back and forth in a desired processing pattern on the processing surface WA of the processing target W ( Two-dimensional scanning is performed in the X direction) and the left and right direction (Y direction).

（電源ユニットの概略構成）
次に、レーザ加工装置１における電源ユニット６の概略構成について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、電源ユニット６は、励起用半導体レーザ部４０と、レーザドライバ５１と、電源部５２と、冷却ユニット５３とを、ケーシング５５内に有している。電源部５２は、励起用半導体レーザ部４０を駆動する駆動電流を、レーザドライバ５１を介して、励起用半導体レーザ部４０に供給する。レーザドライバ５１は、レーザコントローラ５から入力される駆動情報に基づいて、励起用半導体レーザ部４０を直流駆動する。 (Schematic configuration of the power supply unit)
Next, a schematic configuration of the power supply unit 6 in the laser processing apparatus 1 will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the power supply unit 6 includes a pumping semiconductor laser unit 40, a laser driver 51, a power supply unit 52, and a cooling unit 53 in a casing 55. The power supply unit 52 supplies a driving current for driving the pumping semiconductor laser unit 40 to the pumping semiconductor laser unit 40 via the laser driver 51. The laser driver 51 drives the excitation semiconductor laser unit 40 in direct current based on drive information input from the laser controller 5.

励起用半導体レーザ部４０は、光ファイバＦによってレーザ発振器２１に光学的に接続されている。励起用半導体レーザ部４０は、レーザドライバ５１から入力されるパルス状の駆動電流に対して、レーザ光を発生する閾値電流を超えた電流値に比例した出力の波長のレーザ光として、励起光を光ファイバＦ内に出射する。従って、レーザ発振器２１には、励起用半導体レーザ部４０からの励起光が光ファイバＦを介して入射される。励起用半導体レーザ部４０としては、例えば、ＧａＡｓを用いたレーザバーを用いることができる。尚、レーザバーとは、エミッターをモノリシックに一次元アレイ化したＬＤアレイである。 The pumping semiconductor laser unit 40 is optically connected to the laser oscillator 21 by an optical fiber F. The excitation semiconductor laser unit 40 emits excitation light as laser light having an output wavelength proportional to the current value exceeding the threshold current for generating laser light with respect to the pulsed drive current input from the laser driver 51. The light is emitted into the optical fiber F. Therefore, the pumping light from the pumping semiconductor laser unit 40 is incident on the laser oscillator 21 via the optical fiber F. As the pumping semiconductor laser unit 40, for example, a laser bar using GaAs can be used. The laser bar is an LD array in which emitters are monolithically formed into a one-dimensional array.

冷却ユニット５３は、電源部５２及び励起用半導体レーザ部４０を、所定の温度範囲内に調整する為のユニットであり、例えば、電子冷却方式により冷却することで、励起用半導体レーザ部４０の温度制御を行っており、励起用半導体レーザ部４０の発振波長を微調整する。尚、冷却ユニット５３は、水冷式の冷却ユニットや、空冷式の冷却ユニット等を用いるようにしてもよい。 The cooling unit 53 is a unit for adjusting the power supply unit 52 and the pumping semiconductor laser unit 40 within a predetermined temperature range. For example, the cooling unit 53 is cooled by an electronic cooling method, so that the temperature of the pumping semiconductor laser unit 40 is increased. Control is performed, and the oscillation wavelength of the pumping semiconductor laser unit 40 is finely adjusted. The cooling unit 53 may be a water cooling type cooling unit, an air cooling type cooling unit, or the like.

（レーザ加工装置の制御系）
次に、レーザ加工装置１の制御系構成について、図面を参照しつつ説明する。図３に示すように、レーザ加工装置１は、レーザ加工装置１の全体を制御するレーザコントローラ５、レーザドライバ５１、ガルバノコントローラ５６、ガルバノドライバ５７等から構成されている。レーザコントローラ５には、レーザドライバ５１、ガルバノコントローラ５６、光センサ１８等が電気的に接続されている。 (Control system for laser processing equipment)
Next, the control system configuration of the laser processing apparatus 1 will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 3, the laser processing apparatus 1 includes a laser controller 5, a laser driver 51, a galvano controller 56, a galvano driver 57, and the like that control the entire laser processing apparatus 1. A laser driver 51, a galvano controller 56, an optical sensor 18 and the like are electrically connected to the laser controller 5.

レーザコントローラ５は、レーザ加工装置１の全体の制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、時間を計測するタイマ６４等を備えている。又、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、タイマ６４は、バス線（図示せず）により相互に電気的に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。 The laser controller 5 includes a CPU 61, a RAM 62, a ROM 63, a timer 64 for measuring time, and the like as an arithmetic device for controlling the entire laser processing apparatus 1 and a control device. The CPU 61, the RAM 62, the ROM 63, and the timer 64 are electrically connected to each other via a bus line (not shown) to exchange data with each other.

ＲＡＭ６２は、ＣＰＵ６１により演算された各種の演算結果や描画パターンのＸＹ座標データ等を一時的に記憶させておくためのものである。ＲＯＭ６３は、各種のプログラムを記憶させておくものであり、ＰＣ７から送信された印字データに基づいて描画パターンのＸＹ座標データを算出してＲＡＭ６２に記憶する等の各種プログラムが記憶されている。ＲＯＭ６３には、フォントの種類別に、直線と楕円弧とで構成された各文字のフォントの始点、終点、焦点、曲率等のデータが記憶されている。ＲＯＭ６３には、後述するレーザ加工処理プログラム（図４、図６等）が記憶されている。 The RAM 62 is for temporarily storing various calculation results calculated by the CPU 61, XY coordinate data of a drawing pattern, and the like. The ROM 63 stores various programs, and stores various programs such as calculating the XY coordinate data of the drawing pattern based on the print data transmitted from the PC 7 and storing it in the RAM 62. The ROM 63 stores, for each font type, data such as the font start point, end point, focus, and curvature of each character composed of straight lines and elliptical arcs. The ROM 63 stores a laser processing program (FIGS. 4, 6, etc.) described later.

そして、ＣＰＵ６１は、かかるＲＯＭ６３に記憶されている各種のプログラムに基づいて各種の演算及び制御を行なうものである。例えば、ＣＰＵ６１は、ＰＣ７から入力された印字データに基づいて算出した描画パターンのＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等をガルバノコントローラ５６に出力する。又、ＣＰＵ６１は、ＰＣ７から入力された印字データに基づいて設定した励起用半導体レーザ部４０の励起光出力、励起光の出力期間等の励起用半導体レーザ部４０の駆動情報をレーザドライバ５１に出力する。又、ＣＰＵ６１は、描画パターンのＸＹ座標データ、ガルバノスキャナ１９のＯＮ・ＯＦＦを指示する制御信号等をガルバノコントローラ５６に出力する。 The CPU 61 performs various calculations and controls based on various programs stored in the ROM 63. For example, the CPU 61 outputs to the galvano controller 56 the XY coordinate data of the drawing pattern calculated based on the print data input from the PC 7, galvano scanning speed information, and the like. Further, the CPU 61 outputs the drive information of the pumping semiconductor laser unit 40 such as the pumping light output of the pumping semiconductor laser unit 40 and the pumping light output period set based on the print data input from the PC 7 to the laser driver 51. To do. Further, the CPU 61 outputs XY coordinate data of the drawing pattern, a control signal for instructing ON / OFF of the galvano scanner 19, and the like to the galvano controller 56.

レーザドライバ５１は、レーザコントローラ５から入力された励起用半導体レーザ部４０の励起光出力、励起光の出力期間等のレーザ駆動情報等に基づいて、励起用半導体レーザ部４０を駆動制御する。具体的には、レーザドライバ５１は、レーザコントローラ５から入力されたレーザ駆動情報の励起光出力に比例した電流値のパルス状の駆動電流を発生し、レーザ駆動情報の励起光の出力期間に基づく期間、励起用半導体レーザ部４０に出力する。これにより、励起用半導体レーザ部４０は、励起光出力に対応する強度の励起光を出力期間の間、光ファイバＦ内に出射する。 The laser driver 51 drives and controls the pumping semiconductor laser unit 40 based on the laser driving information and the like such as the pumping light output of the pumping semiconductor laser unit 40 and the pumping light output period input from the laser controller 5. Specifically, the laser driver 51 generates a pulsed drive current having a current value proportional to the excitation light output of the laser drive information input from the laser controller 5, and is based on the output period of the excitation light of the laser drive information. Output to the pumping semiconductor laser unit 40 during the period. Thereby, the pumping semiconductor laser unit 40 emits pumping light having an intensity corresponding to the pumping light output into the optical fiber F during the output period.

ガルバノコントローラ５６は、レーザコントローラ５から入力された描画パターンのＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２の駆動角度、回転速度等を算出して、駆動角度、回転速度を表すモータ駆動情報をガルバノドライバ５７へ出力する。ガルバノドライバ５７は、ガルバノコントローラ５６から入力された駆動角度、回転速度を表すモータ駆動情報に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２を駆動制御して、パルスレーザＬを２次元走査する。 The galvano controller 56 calculates the drive angle, rotation speed, and the like of the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32 based on the XY coordinate data, galvano scanning speed information, and the like of the drawing pattern input from the laser controller 5. Motor drive information representing the drive angle and rotation speed is output to the galvano driver 57. The galvano driver 57 drives and controls the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32 based on the motor drive information representing the drive angle and rotation speed input from the galvano controller 56, and two-dimensionally scans the pulse laser L. To do.

そして、レーザコントローラ５には、ＰＣ７が双方向通信可能に接続されており、ＰＣ７から送信された加工内容を示す印字データ、レーザ加工装置本体部２の制御パラメータ、ユーザからの各種指示情報等を受信可能に構成されている。又、ＰＣ７には、入出力インターフェース（図示せず）を介して、マウスやキーボード等から構成される入力操作部７１、液晶ディスプレイ７２等が電気的に接続されている。従って、ＰＣ７は、入力操作部７１、液晶ディスプレイ７２を用いて、印字データの作成や制御パラメータの設定等に利用される。 A PC 7 is connected to the laser controller 5 so as to be capable of two-way communication, and print data indicating processing contents transmitted from the PC 7, control parameters of the laser processing apparatus main body 2, various instruction information from the user, and the like. It is configured to be able to receive. The PC 7 is electrically connected to an input operation unit 71 including a mouse and a keyboard, a liquid crystal display 72, and the like via an input / output interface (not shown). Accordingly, the PC 7 is used for creating print data, setting control parameters, and the like using the input operation unit 71 and the liquid crystal display 72.

（レーザ加工処理プログラムの内容）
続いて、第１実施形態に関するレーザ加工処理プログラムの処理内容について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図４に示すレーザ加工処理プログラムは、レーザコントローラ５のＲＯＭ６３に記憶されており、加工対象物Ｗの加工面ＷＡに対して、パルスレーザＬによってレーザ加工を施す際に、ＣＰＵ６１によって実行される。具体的には、ＣＰＵ６１は、ＰＣ７から送信された印字データをレーザ加工装置１が受信した時点で、当該レーザ加工処理プログラムの実行を開始する。 (Contents of laser processing program)
Then, the processing content of the laser processing program regarding 1st Embodiment is demonstrated in detail, referring drawings. The laser processing program shown in FIG. 4 is stored in the ROM 63 of the laser controller 5, and is executed by the CPU 61 when performing laser processing on the processing surface WA of the processing target W with the pulse laser L. Specifically, the CPU 61 starts executing the laser processing program when the laser processing apparatus 1 receives the print data transmitted from the PC 7.

図４に示すように、先ず、ＣＰＵ６１は、ＰＣ７から送信された印字データに基づいて、当該印字データの加工内容を構成する各点のＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等を含む描画データを生成する（Ｓ１）。生成した描画データをＲＡＭ６２に格納した後、ＣＰＵ６１は、Ｓ２に処理を移行する。 As shown in FIG. 4, first, based on the print data transmitted from the PC 7, the CPU 61 generates drawing data including XY coordinate data, galvano scanning speed information and the like of each point constituting the processing content of the print data. (S1). After storing the generated drawing data in the RAM 62, the CPU 61 shifts the processing to S2.

Ｓ２では、ＣＰＵ６１は、生成した描画データから、当該描画データに基づくレーザ加工における加工開始位置のＸＹ座標データを取得し、ガルバノスキャナ１９によるパルスレーザＬの照射位置を、加工開始位置に移動させる。加工開始位置へ移動させた後、ＣＰＵ６１は、Ｓ３に処理を移行する。 In S 2, the CPU 61 acquires XY coordinate data of a processing start position in laser processing based on the generated drawing data, and moves the irradiation position of the pulse laser L by the galvano scanner 19 to the processing start position. After moving to the machining start position, the CPU 61 proceeds to S3.

Ｓ３においては、ＣＰＵ６１は、描画データに基づくレーザ加工を開始する為に、レーザＯＮ信号を、レーザドライバ５１に対して出力する。励起用半導体レーザ部４０においては、このレーザＯＮ信号に基づいて、レーザドライバ５１からパルス状の駆動電流が入力される為、閾値電流を超えた電流値に比例した出力の波長の励起光が光ファイバＦ内に出射される。光ファイバＦを介して、励起光がレーザ発振器２１に入射されると、レーザ発振器２１は、当該励起光によってレーザ媒質が励起され、受動Ｑスイッチを介してパルスレーザＬを発振する。レーザＯＮ信号を出力した後、ＣＰＵ６１は、Ｓ４に処理を移行する。 In S 3, the CPU 61 outputs a laser ON signal to the laser driver 51 in order to start laser processing based on the drawing data. In the pumping semiconductor laser unit 40, since a pulsed drive current is input from the laser driver 51 based on this laser ON signal, pumping light having an output wavelength proportional to the current value exceeding the threshold current is emitted. The light is emitted into the fiber F. When excitation light is incident on the laser oscillator 21 via the optical fiber F, the laser oscillator 21 excites the laser medium by the excitation light and oscillates the pulse laser L via the passive Q switch. After outputting the laser ON signal, the CPU 61 proceeds to S4.

Ｓ４に移行すると、ＣＰＵ６１は、レーザＯＮ信号をレーザドライバ５１に出力した時刻を、第１時刻ＴａとしてＲＡＭ６２に記憶する。ＣＰＵ６１は、第１時刻ＴａをＲＡＭ６２に記憶した後、Ｓ４に処理を移行する。 In S4, the CPU 61 stores the time when the laser ON signal is output to the laser driver 51 in the RAM 62 as the first time Ta. After storing the first time Ta in the RAM 62, the CPU 61 proceeds to S4.

Ｓ５では、ＣＰＵ６１は、光センサ１８からの検出信号の有無に基づいて、光センサ１８がパルスレーザＬを検出したか否かを判断する。上述したように、光センサ１８は、レーザ発振ユニット１２によって出射されたパルスレーザＬの内、ハーフミラー１５で分離され、反射ミラー１７で反射された一部を検出する。光センサ１８がパルスレーザＬを検出した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、Ｓ６に処理を移行する。一方、光センサ１８がパルスレーザＬを検出していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、ＣＰＵ６１は、光センサ１８がパルスレーザＬを検出するまで、処理を待機する。 In S 5, the CPU 61 determines whether or not the optical sensor 18 has detected the pulse laser L based on the presence or absence of a detection signal from the optical sensor 18. As described above, the optical sensor 18 detects a part of the pulse laser L emitted from the laser oscillation unit 12 that is separated by the half mirror 15 and reflected by the reflection mirror 17. When the optical sensor 18 detects the pulse laser L (S5: YES), the CPU 61 proceeds to S6. On the other hand, when the optical sensor 18 has not detected the pulse laser L (S5: NO), the CPU 61 waits for processing until the optical sensor 18 detects the pulse laser L.

Ｓ６においては、ＣＰＵ６１は、光センサ１８がパルスレーザＬを検出した時刻を、第２時刻Ｔｂとして、ＲＡＭ６２に記憶する。第２時刻ＴｂをＲＡＭ６２に記憶した後、ＣＰＵ６１は、Ｓ７に処理を移行する。 In S6, the CPU 61 stores the time when the optical sensor 18 detects the pulse laser L in the RAM 62 as the second time Tb. After storing the second time Tb in the RAM 62, the CPU 61 shifts the process to S7.

Ｓ７に移行すると、ＣＰＵ６１は、ＲＡＭ６２に格納されている第１時刻Ｔａと、第２時刻Ｔｂを読み出し、第２時刻Ｔｂから第１時刻Ｔａを減算することでパルスレーザ検出周期Ｐを算出する。算出したパルスレーザ検出周期ＰをＲＡＭ６２に格納した後、ＣＰＵ６１は、Ｓ８に処理を移行する。 In S7, the CPU 61 reads the first time Ta and the second time Tb stored in the RAM 62, and calculates the pulse laser detection cycle P by subtracting the first time Ta from the second time Tb. After storing the calculated pulse laser detection cycle P in the RAM 62, the CPU 61 proceeds to S8.

Ｓ８では、ＣＰＵ６１は、パルスレーザ検出周期Ｐを算出した際の第１時刻Ｔａの数値を、次回のパルスレーザ検出周期Ｐを算出する際の第２時刻Ｔｂに代入する。その後、ＣＰＵ６１は、Ｓ９に処理を移行する。 In S8, the CPU 61 substitutes the numerical value of the first time Ta when the pulse laser detection period P is calculated into the second time Tb when the next pulse laser detection period P is calculated. Thereafter, the CPU 61 proceeds to S9.

Ｓ９においては、ＣＰＵ６１は、算出したパルスレーザ検出周期Ｐが所定の下限値Ｌｌより大きく、且つ、所定の上限値Ｕｌよりも小さいか否かを判断する。又、当該Ｓ９では、パルスレーザ検出周期Ｐが所定の数値範囲内であるか否かを判断していると換言することができる。この場合における所定の下限値Ｌｌ及び上限値Ｕｌは、パルスレーザＬが加工可能な状態で安定的に出力される場合における当該パルスレーザＬの周波数によって定められ、前記パルスレーザの出力周期の変化率が所定値よりも小さい状態を示す。 In S9, the CPU 61 determines whether or not the calculated pulse laser detection cycle P is larger than a predetermined lower limit value L1 and smaller than a predetermined upper limit value Ul. In S9, it can be said that it is determined whether or not the pulse laser detection cycle P is within a predetermined numerical range. In this case, the predetermined lower limit value Ll and upper limit value Ul are determined by the frequency of the pulse laser L when the pulse laser L is stably output in a processable state, and the rate of change of the output period of the pulse laser. Indicates a state in which is smaller than a predetermined value.

具体的に、パルスレーザＬが加工可能な状態で安定的に出力される場合におけるパルスレーザＬの周波数が、２５ｋＨｚ〜３５ｋＨｚの範囲である場合を挙げて、下限値Ｌｌ及び上限値Ｕｌについて説明する。この場合、前記下限値Ｌｌは、上記範囲の最大周波数である３５ｋＨｚに基づいて算出され、２８．６ｕｓｅｃに定められる。又、上限値Ｕｌは、上記範囲の最小周波数である２５ｋＨｚに基づいて算出され、４０ｕｓｅｃに定められる。 Specifically, the lower limit value Ll and the upper limit value Ul will be described by giving a case where the frequency of the pulse laser L when the pulse laser L is stably output in a processable state is in the range of 25 kHz to 35 kHz. . In this case, the lower limit value Ll is calculated based on 35 kHz, which is the maximum frequency in the above range, and is set to 28.6 usec. The upper limit value Ul is calculated based on 25 kHz, which is the minimum frequency in the above range, and is set to 40 usec.

パルスレーザ検出周期Ｐが所定の下限値Ｌｌより大きく、且つ所定の上限値Ｕｌより小さい場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、Ｓ１０に処理を移行する。一方、パルスレーザ検出周期Ｐが所定の下限値Ｌｌ以下若しくは所定の上限値Ｕｌ以上の何れかである場合（Ｓ９：ＮＯ）、ＣＰＵ６１は、Ｓ５に処理を戻し、再度、パルスレーザ検出周期Ｐの算出に関する処理（Ｓ５〜Ｓ８）を実行する。 When the pulse laser detection period P is larger than the predetermined lower limit value Ll and smaller than the predetermined upper limit value Ul (S9: YES), the CPU 61 proceeds to S10. On the other hand, when the pulse laser detection cycle P is either the predetermined lower limit value L1 or less or the predetermined upper limit value Ul or more (S9: NO), the CPU 61 returns the process to S5, and again of the pulse laser detection cycle P. Processing related to calculation (S5 to S8) is executed.

Ｓ１０に移行すると、ＣＰＵ６１は、パルスレーザ検出周期Ｐが所定の下限値Ｌｌより大きく、且つ所定の上限値Ｕｌより小さいことから、パルスレーザが加工可能な状態で安定的に出力されていると判断し、ガルバノコントローラ５６に対して、ガルバノスキャナ１９の駆動開始を意味する制御指令を出力する。ガルバノコントローラ５６に制御指令が入力された段階で、ガルバノスキャナ１９は、前記加工対象物Ｗのレーザ加工の開始を伴うパルスレーザＬの走査を開始する。その後、ＣＰＵ６１は、Ｓ１１に処理を移行する。 After shifting to S10, the CPU 61 determines that the pulse laser is stably output in a processable state because the pulse laser detection period P is larger than the predetermined lower limit value Ll and smaller than the predetermined upper limit value Ul. Then, a control command indicating the start of driving of the galvano scanner 19 is output to the galvano controller 56. When a control command is input to the galvano controller 56, the galvano scanner 19 starts scanning the pulse laser L accompanying the start of laser processing of the workpiece W. Thereafter, the CPU 61 proceeds to S11.

Ｓ１１では、ＣＰＵ６１は、Ｓ１で生成した描画データに含まれるＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等に基づいて、加工対象物Ｗの加工面ＷＡに対して、ＰＣ７からの印字データに定められた加工内容で、パルスレーザＬによるレーザ加工を施す。その後、ＣＰＵ６１は、Ｓ１２に処理を移行する。 In S11, the CPU 61 processes the processing data determined by the print data from the PC 7 on the processing surface WA of the processing object W based on the XY coordinate data, galvano scanning speed information, and the like included in the drawing data generated in S1. The laser processing by the pulse laser L is given according to the contents. Thereafter, the CPU 61 proceeds to S12.

Ｓ１２においては、ＣＰＵ６１は、ＰＣ７から送信された印字データの加工内容に基づくレーザ加工を完了したか否かを判断する。印字データに基づくレーザ加工を全て完了している場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、当該レーザ加工処理プログラム（図４参照）を終了する。一方、印字データに基づくレーザ加工を全て完了していない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ＣＰＵ６１は、Ｓ１１に処理を戻し、印字データに基づくレーザ加工を継続する。 In S12, the CPU 61 determines whether or not the laser processing based on the processing content of the print data transmitted from the PC 7 has been completed. When all the laser processing based on the print data has been completed (S12: YES), the CPU 61 ends the laser processing program (see FIG. 4). On the other hand, when the laser processing based on the print data has not been completed (S12: NO), the CPU 61 returns the process to S11 and continues the laser processing based on the print data.

（レーザ加工に関する制御信号の時系列変化）
続いて、第１実施形態に係るレーザ加工処理プログラムを実行している場合において、レーザ加工に関する制御信号の時系列変化について図面を参照して説明する。
上述したように、第１実施形態に関するレーザ加工装置１においては、レーザＯＮ信号を、レーザドライバ５１に出力した後（Ｓ３）、第１時刻Ｔａ、第２時刻Ｔｂを測定し、これらを用いて、パルスレーザ検出周期Ｐを算出する（Ｓ７）。 (Time-series change of control signal related to laser processing)
Subsequently, in the case where the laser processing program according to the first embodiment is being executed, a time series change of a control signal related to laser processing will be described with reference to the drawings.
As described above, in the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment, after outputting the laser ON signal to the laser driver 51 (S3), the first time Ta and the second time Tb are measured and used. Then, the pulse laser detection period P is calculated (S7).

図５に示すように、加工対象物Ｗに対して出射されるパルスレーザＬのレーザ強度は、パルスレーザ検出周期Ｐを３回算出した段階で、レーザ加工を安定して行うことができる加工閾値Ｉｐを超え、その後、加工閾値Ｉｐを超える強度で安定する。尚、金属加工の場合、加工閾値Ｉｐは、２０ｋＷであり、検出閾値Ｉｄは、０．１Ｗ程度である。ここで、図５に示す場合、１回目〜３回目までのパルスレーザ検出周期Ｐは、所定の下限値Ｌｌ以下若しくは所定の上限値Ｕｌ以上の何れかに該当し（Ｓ９：ＮＯ）、ガルバノスキャナ１９の走査が開始されることはない。 As shown in FIG. 5, the laser intensity of the pulse laser L emitted to the workpiece W is a processing threshold at which laser processing can be stably performed at the stage where the pulse laser detection period P is calculated three times. It stabilizes at an intensity exceeding Ip and then exceeding the processing threshold Ip. In the case of metal processing, the processing threshold value Ip is 20 kW, and the detection threshold value Id is about 0.1 W. Here, in the case shown in FIG. 5, the first to third pulse laser detection period P corresponds to either the predetermined lower limit value L1 or less or the predetermined upper limit value Ul or more (S9: NO), and the galvano scanner. Nineteen scans are never started.

一方、４回目のパルスレーザ検出周期Ｐは、所定の下限値Ｌｌより大きく、且つ所定の上限値Ｕｌより小さくなる為（Ｓ９：ＹＥＳ）、このタイミングＳｔの時点をもって、ガルバノスキャナ１９の走査が開始される。この時、パルスレーザＬの強度は、加工閾値Ｉｐを超えた強度で安定している為、当該レーザ加工装置１によれば、加工対象物Ｗの走査を開始した時点で、パルスレーザＬの強度が不足して加工不良を生じることはない。又、当該レーザ加工装置１によれば、パルスレーザＬを光センサ１８で実際に検出した結果を用いて、パルスレーザ検出周期Ｐを算出し、ガルバノスキャナ１９の走査開始時期を決定している為、加工可能なパルスレーザＬの出力タイミングが変動した場合であっても、その影響を受けることはない。 On the other hand, since the fourth pulse laser detection period P is larger than the predetermined lower limit value Ll and smaller than the predetermined upper limit value Ul (S9: YES), scanning of the galvano scanner 19 starts at the timing St. Is done. At this time, since the intensity of the pulse laser L is stable at an intensity exceeding the processing threshold value Ip, according to the laser processing apparatus 1, the intensity of the pulse laser L at the time when scanning of the processing object W is started. There is no shortage of processing and no processing defects will occur. Further, according to the laser processing apparatus 1, the pulse laser detection period P is calculated using the result of actual detection of the pulse laser L by the optical sensor 18, and the scanning start time of the galvano scanner 19 is determined. Even when the output timing of the processable pulse laser L fluctuates, it is not affected.

以上説明したように、第１実施形態に関するレーザ加工装置１は、レーザ発振ユニット１２及び励起用半導体レーザ部４０と、ガルバノスキャナ１９と、レーザコントローラ５と、光センサ１８とを備えており、レーザコントローラ５による制御によって、レーザ発振ユニット１２から出射されたパルスレーザＬを用いて加工対象物Ｗを加工することが可能である。そして、パルスレーザＬは、レーザ媒質を有するレーザ発振器２１を有するレーザ発振ユニット１２と、励起用半導体レーザ部４０が協働し、レーザ媒質が励起用半導体レーザ部４０からの前記励起光を受光して励起すると、自動的に出射するように構成されている。従って、当該レーザ加工装置１によれば、加工可能なレベルのパルスレーザＬが出射されるタイミングがレーザ加工装置１の使用環境又は経年劣化等の影響により変動する可能性がある。 As described above, the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment includes the laser oscillation unit 12, the excitation semiconductor laser unit 40, the galvano scanner 19, the laser controller 5, and the optical sensor 18. It is possible to process the workpiece W using the pulse laser L emitted from the laser oscillation unit 12 under the control of the controller 5. In the pulse laser L, the laser oscillation unit 12 having the laser oscillator 21 having the laser medium and the pumping semiconductor laser unit 40 cooperate, and the laser medium receives the pumping light from the pumping semiconductor laser unit 40. When excited, the light is automatically emitted. Therefore, according to the laser processing apparatus 1, there is a possibility that the timing at which the pulse laser L having a level that can be processed is emitted varies due to the use environment of the laser processing apparatus 1 or the influence of deterioration over time.

当該レーザ加工装置１によれば、レーザコントローラ５が、光センサ１８によって検出されたパルスレーザＬの出力時刻に基づくパルスレーザ検出周期Ｐを算出し（Ｓ７）、算出されたパルスレーザ検出周期Ｐが所定周期以下であるか否かを判断する為（Ｓ９）、光センサ１８によるパルスレーザＬの実際の検出結果に基づいて、当該パルスレーザＬの出力状態が加工対象物Ｗを加工可能な状態であるか否かを判断することができ、もって、加工可能なパルスレーザＬの出力タイミングが変動することに対応することができる。そして、当該レーザ加工装置１によれば、パルスレーザ検出周期Ｐが所定周期以下であると判断した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）に、前記加工対象物Ｗの加工開始を伴うガルバノスキャナ１９の走査を開始する為（Ｓ１０）、加工可能な状態のパルスレーザＬを用いて、当該加工対象物Ｗの加工を開始することができる。 According to the laser processing apparatus 1, the laser controller 5 calculates the pulse laser detection cycle P based on the output time of the pulse laser L detected by the optical sensor 18 (S7), and the calculated pulse laser detection cycle P is calculated. In order to determine whether or not it is equal to or less than the predetermined period (S9), based on the actual detection result of the pulse laser L by the optical sensor 18, the output state of the pulse laser L is in a state where the workpiece W can be processed. It can be determined whether or not there is, and therefore it is possible to cope with fluctuations in the output timing of the pulse laser L that can be processed. And according to the said laser processing apparatus 1, when it is judged that the pulse laser detection period P is below a predetermined period (S9: YES), the scanning of the galvano scanner 19 accompanying the start of the process of the said workpiece W is started. In order to do this (S10), the processing of the workpiece W can be started using the pulse laser L in a processable state.

このように、当該レーザ加工装置１によれば、加工可能な強度のパルスレーザＬの出力タイミングが変動した場合であっても、加工可能なパルスレーザを出力可能な状態で、加工対象物Ｗの加工を開始することができるので、パルスレーザの強度不足に起因する加工が不十分な箇所等を生じさせることはなく、もって、加工品質を高く維持することができる。 As described above, according to the laser processing apparatus 1, even when the output timing of the pulse laser L having a processable intensity varies, the processing target W can be output in a state in which a processable pulse laser can be output. Since the machining can be started, there is no occurrence of an insufficiently machined portion or the like due to insufficient intensity of the pulse laser, and the machining quality can be maintained high.

又、パルスレーザ検出周期Ｐの判定に用いられる上限値Ｕｌ及び下限値Ｌｌは、パルスレーザが加工可能な状態で安定的に出力される場合における当該パルスレーザＬの周波数によって定められ、パルスレーザの出力周期の変化率が所定値よりも小さい状態を示すものであり、前記パルスレーザの出力が安定した際の周期である。ここで、当該所定値の具体例について説明する。パルスレーザＬの出力が安定した状態であっても、パルスレーザＬの周期の変動は、実測値において、平均±２ｕｓｅｃ程度である。パルスレーザＬの出力周期を４０ｕｓｅｃとした場合に、変化率が５％以内であれば、パルスレーザＬの出力が安定した状態ということができる。つまり、この場合の所定値は、５％となる。従って、当該レーザ加工装置１によれば、加工可能なパルスレーザＬの出力タイミングが変動した場合であっても、出力が安定した状態のパルスレーザＬを用いて加工対象物Ｗの加工を行うことができ、より確実に加工品質を維持することができる。 Further, the upper limit value Ul and the lower limit value Ll used for the determination of the pulse laser detection period P are determined by the frequency of the pulse laser L when the pulse laser is stably output in a processable state. This indicates a state in which the rate of change of the output cycle is smaller than a predetermined value, and is the cycle when the output of the pulse laser is stabilized. Here, a specific example of the predetermined value will be described. Even in the state where the output of the pulse laser L is stable, the fluctuation of the cycle of the pulse laser L is an average of about ± 2 usec in actual measurement values. When the output period of the pulse laser L is 40 usec and the rate of change is within 5%, it can be said that the output of the pulse laser L is stable. That is, the predetermined value in this case is 5%. Therefore, according to the laser processing apparatus 1, even when the output timing of the pulse laser L that can be processed fluctuates, the workpiece W is processed using the pulse laser L in a stable output state. And the processing quality can be maintained more reliably.

（第２実施形態）
次に、上述した第１実施形態と異なる実施形態（第２実施形態）について、図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、第２実施形態に関するレーザ加工装置１は、上述した第１実施形態に関するレーザ加工装置１と同一の基本的構成を有しており、レーザ加工処理プログラムの処理内容が相違する。従って、第１実施形態と同一の構成、処理内容に関する説明は省略する。 (Second Embodiment)
Next, an embodiment (second embodiment) different from the above-described first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. The laser processing apparatus 1 according to the second embodiment has the same basic configuration as the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment described above, and the processing content of the laser processing program is different. Therefore, the description about the same structure and processing content as 1st Embodiment is abbreviate | omitted.

（レーザ加工処理プログラムの内容）
第２実施形態においても、レーザ加工処理プログラムは、第１実施形態と同様に、レーザコントローラ５のＲＯＭ６３に記憶されており、加工対象物Ｗの加工面ＷＡに対して、パルスレーザＬによってレーザ加工を施す際に、ＣＰＵ６１によって実行される。 (Contents of laser processing program)
Also in the second embodiment, the laser processing program is stored in the ROM 63 of the laser controller 5 as in the first embodiment, and laser processing is performed on the processing surface WA of the processing target W by the pulse laser L. Is executed by the CPU 61.

図６に示すように、Ｓ２１では、ＣＰＵ６１は、第１実施形態におけるＳ１と同様に、ＰＣ７から送信された印字データに基づいて、描画データを生成する（Ｓ２１）。描画データをＲＡＭ６２に格納した後、ＣＰＵ６１は、Ｓ２２に処理を移行する。 As shown in FIG. 6, in S21, the CPU 61 generates drawing data based on the print data transmitted from the PC 7 in the same manner as in S1 in the first embodiment (S21). After storing the drawing data in the RAM 62, the CPU 61 shifts the processing to S22.

Ｓ２２では、ＣＰＵ６１は、第１実施形態におけるＳ２と同様に、生成した描画データ基づくレーザ加工における加工開始位置のＸＹ座標データを取得し、ガルバノスキャナ１９によるパルスレーザＬの照射位置を、加工開始位置に移動させる。加工開始位置へ移動させた後、ＣＰＵ６１は、Ｓ２３に処理を移行する。 In S22, as in S2 in the first embodiment, the CPU 61 acquires XY coordinate data of the machining start position in the laser machining based on the generated drawing data, and determines the irradiation position of the pulse laser L by the galvano scanner 19 as the machining start position. Move to. After moving to the processing start position, the CPU 61 proceeds to S23.

Ｓ２３においては、ＣＰＵ６１は、第１実施形態におけるＳ３と同様に、描画データに基づくレーザ加工を開始する為に、レーザＯＮ信号を、レーザドライバ５１に対して出力する。レーザＯＮ信号を出力した後、ＣＰＵ６１は、Ｓ２４に処理を移行する。 In S23, the CPU 61 outputs a laser ON signal to the laser driver 51 in order to start laser processing based on the drawing data, similarly to S3 in the first embodiment. After outputting the laser ON signal, the CPU 61 proceeds to S24.

Ｓ２４に移行すると、ＣＰＵ６１は、第１実施形態におけるＳ４と同様に、光センサ１８からの検出信号の有無に基づいて、光センサ１８がパルスレーザＬを検出したか否かを判断する。光センサ１８がパルスレーザＬを検出した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、Ｓ２５に処理を移行する。一方、光センサ１８がパルスレーザＬを検出していない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、ＣＰＵ６１は、光センサ１８がパルスレーザＬを検出するまで、処理を待機する。 After shifting to S24, the CPU 61 determines whether or not the optical sensor 18 has detected the pulse laser L based on the presence or absence of a detection signal from the optical sensor 18 as in S4 in the first embodiment. When the optical sensor 18 detects the pulse laser L (S24: YES), the CPU 61 proceeds to S25. On the other hand, when the optical sensor 18 has not detected the pulse laser L (S24: NO), the CPU 61 waits for processing until the optical sensor 18 detects the pulse laser L.

Ｓ２５では、ＣＰＵ６１は、光センサ１８がパルスレーザＬを検出したことを、パルス検出数ｉとして計数し、ＲＡＭ６２に形成したパルス検出数ｉのカウンタに１加算する。パルス検出数ｉのカウンタに１加算した後、ＣＰＵ６１は、Ｓ２６に処理を移行する。 In S 25, the CPU 61 counts that the optical sensor 18 has detected the pulse laser L as a pulse detection number i, and adds 1 to the pulse detection number i counter formed in the RAM 62. After adding 1 to the counter of the pulse detection number i, the CPU 61 proceeds to S26.

Ｓ２６においては、ＣＰＵ６１は、ＲＡＭ６２に格納されているパルス検出数ｉの値が所定の目標値Ｎより大きいか否かを判断する。この場合における所定の目標値Ｎは、パルスレーザが加工可能な状態で安定的に出力されるまでの期間に対応し、パルスレーザの出力が加工閾値Ｉｐより大きい状態となるまでに要する検出回数を示す。パルス検出数ｉが所定の目標値Ｎより大きい場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、Ｓ２７に処理を移行する。一方、パルス検出数ｉが所定の目標値Ｎ以下である場合（Ｓ２６：ＮＯ）、Ｓ２４に処理を戻し、再度、パルスレーザ検出周期Ｐの算出に関する処理（Ｓ２４〜Ｓ２５）を実行する。 In S 26, the CPU 61 determines whether or not the value of the pulse detection number i stored in the RAM 62 is greater than a predetermined target value N. The predetermined target value N in this case corresponds to a period until the pulse laser is stably output in a state where it can be processed, and the number of detections required until the output of the pulse laser becomes larger than the processing threshold value Ip. Show. When the pulse detection number i is greater than the predetermined target value N (S26: YES), the CPU 61 proceeds to S27. On the other hand, when the pulse detection number i is equal to or smaller than the predetermined target value N (S26: NO), the process returns to S24, and the process (S24 to S25) relating to the calculation of the pulse laser detection period P is executed again.

Ｓ２７に移行すると、ＣＰＵ６１は、パルス検出数ｉが所定の目標値Ｎより大きいことから、パルスレーザＬが加工可能な状態で安定的に出力されていると判断し、第１実施形態におけるＳ１０と同様に、ガルバノコントローラ５６に対して、ガルバノスキャナ１９の駆動開始を意味する制御指令を出力する。その後、ＣＰＵ６１は、Ｓ２８に処理を移行する。 When the process proceeds to S27, the CPU 61 determines that the pulse laser L is stably output in a processable state because the number of detected pulses i is larger than the predetermined target value N, and the process of S10 in the first embodiment is as follows. Similarly, a control command indicating the start of driving of the galvano scanner 19 is output to the galvano controller 56. Thereafter, the CPU 61 proceeds to S28.

Ｓ２８では、ＣＰＵ６１は、第１実施形態におけるＳ１１と同様に、描画データに含まれるＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等に基づいて、加工対象物Ｗの加工面ＷＡに対して、パルスレーザＬによるレーザ加工を施す。その後、ＣＰＵ６１は、Ｓ２９に処理を移行する。 In S28, the CPU 61 applies the pulse laser L to the processing surface WA of the processing target W based on the XY coordinate data, galvano scanning speed information, and the like included in the drawing data, similarly to S11 in the first embodiment. Apply laser processing. Thereafter, the CPU 61 shifts the process to S29.

Ｓ２９においては、ＣＰＵ６１は、第１実施形態におけるＳ１２と同様に、ＰＣ７から送信された印字データの加工内容に基づくレーザ加工を完了したか否かを判断する。印字データに基づくレーザ加工を全て完了している場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、当該レーザ加工処理プログラム（図６参照）を終了する。一方、印字データに基づくレーザ加工を全て完了していない場合（Ｓ２９：ＮＯ）、ＣＰＵ６１は、Ｓ２８に処理を戻し、印字データに基づくレーザ加工を継続する。 In S29, the CPU 61 determines whether or not the laser processing based on the processing content of the print data transmitted from the PC 7 has been completed, similar to S12 in the first embodiment. When all the laser processing based on the print data has been completed (S29: YES), the CPU 61 ends the laser processing program (see FIG. 6). On the other hand, when all the laser processing based on the print data is not completed (S29: NO), the CPU 61 returns the process to S28 and continues the laser processing based on the print data.

（レーザ加工に関する制御信号の時系列変化）
続いて、第２実施形態に係るレーザ加工処理プログラムを実行している場合において、レーザ加工に関する制御信号の時系列変化について図面を参照して説明する。
上述したように、第２実施形態に関するレーザ加工装置１においては、レーザＯＮ信号を、レーザドライバ５１に出力した後（Ｓ２３）、光センサ１８によってパルスレーザＬを検出する毎に、パルス検出数ｉを計算する（Ｓ２５）。 (Time-series change of control signal related to laser processing)
Subsequently, in the case where the laser processing program according to the second embodiment is being executed, a time series change of a control signal related to laser processing will be described with reference to the drawings.
As described above, in the laser processing apparatus 1 according to the second embodiment, after the laser ON signal is output to the laser driver 51 (S23), each time the pulse laser L is detected by the optical sensor 18, the number of detected pulses i. Is calculated (S25).

図７に示すように、加工対象物Ｗに対して出射されるパルスレーザＬのレーザ強度は、光センサ１８によってパルスレーザＬを検出する毎に強くなっていき、パルス検出数ｉが所定の目標値Ｎを超えた後は、レーザ加工を安定して行うことができる加工閾値Ｉｐを超え、その後、加工閾値Ｉｐを超える強度で安定する。即ち、第２実施形態におけるレーザ加工装置１では、パルス検出数ｉが目標値Ｎよりも小さい段階（Ｓ２６：ＮＯ）では、パルスレーザの強度が加工閾値Ｉｐ未満若しくは不安定な状態である為、ガルバノスキャナ１９の走査が開始されることはない。 As shown in FIG. 7, the laser intensity of the pulse laser L emitted to the workpiece W increases as the pulse laser L is detected by the optical sensor 18, and the number of detected pulses i is a predetermined target. After exceeding the value N, it exceeds the processing threshold value Ip at which laser processing can be performed stably, and then stabilizes at an intensity exceeding the processing threshold value Ip. That is, in the laser processing apparatus 1 in the second embodiment, at the stage where the number of detected pulses i is smaller than the target value N (S26: NO), the intensity of the pulse laser is less than the processing threshold value Ip or unstable. The scanning of the galvano scanner 19 is not started.

ここで、当該目標値Ｎの具体例について説明する。試作した複数台のレーザ加工装置において、レーザＯＮ信号の出力からガルバノスキャナの動作開始までの遅延時間は、０〜２８００ｕｓｅｃの範囲であった。又、上述した具体例において、パルスレーザＬの最も短い周期は、２８．６ｕｓｅｃであり、約２８ｕｓｅｃとなる。遅延時間の最大値を、パルスレーザＬの最も短い周期で除算すれば、パルスレーザＬの出力が加工可能な強度で安定した状態となるまでに要するパルス検出数ｉの最大値を求めることができる。つまり、この場合の目標値Ｎは、２８００ｕｓｅｃを、２８ｕｓｅｃで除算して得られる１００となる。目標値Ｎを１００とすることで、試作した複数台のレーザ加工装置のいずれにおいても、パルスレーザＬの出力が加工可能な強度で安定した状態で、加工対象物Ｗの加工を開始することができる。 Here, a specific example of the target value N will be described. In a plurality of prototype laser processing apparatuses, the delay time from the output of the laser ON signal to the start of the operation of the galvano scanner was in the range of 0 to 2800 usec. In the specific example described above, the shortest period of the pulse laser L is 28.6 usec, which is about 28 usec. If the maximum value of the delay time is divided by the shortest period of the pulse laser L, the maximum value of the number of detected pulses i required until the output of the pulse laser L becomes stable at a workable intensity can be obtained. . That is, the target value N in this case is 100, which is obtained by dividing 2800 usec by 28 usec. By setting the target value N to 100, in any of a plurality of prototype laser processing apparatuses, the processing of the workpiece W can be started in a state where the output of the pulse laser L is stable at a processable intensity. it can.

一方、第２実施形態においては、パルス検出数ｉが所定の目標値Ｎよりも大きくなっている（Ｓ２６：ＹＥＳ）為、このタイミングＳｔの時点で、ガルバノスキャナ１９の走査が開始される。この時、図７に示すように、パルスレーザＬの強度は加工閾値Ｉｐを超えた強度で安定している為、当該レーザ加工装置１によれば、加工対象物Ｗの走査を開始した時点で、パルスレーザＬの強度が不足して加工不良を生じることはない。又、当該レーザ加工装置１によれば、パルスレーザＬを光センサ１８で実際に検出した結果を用いて、ガルバノスキャナ１９の走査開始時期を決定している為、加工可能なパルスレーザＬの出力タイミングが変動した場合であっても、その影響を受けることはない。 On the other hand, in the second embodiment, since the pulse detection number i is larger than the predetermined target value N (S26: YES), scanning of the galvano scanner 19 is started at the timing St. At this time, as shown in FIG. 7, since the intensity of the pulse laser L is stable at an intensity exceeding the processing threshold value Ip, according to the laser processing apparatus 1, the scanning of the processing object W is started. The intensity of the pulse laser L is not insufficient, and processing defects do not occur. Further, according to the laser processing apparatus 1, since the scanning start time of the galvano scanner 19 is determined using the result of actual detection of the pulse laser L by the optical sensor 18, the output of the processable pulse laser L is output. Even if the timing fluctuates, it will not be affected.

以上説明したように、第２実施形態に関するレーザ加工装置１は、レーザ発振ユニット１２及び励起用半導体レーザ部４０と、ガルバノスキャナ１９と、レーザコントローラ５と、光センサ１８とを備えており、レーザコントローラ５による制御によって、レーザ発振ユニット１２から出射されたパルスレーザＬを用いて加工対象物Ｗを加工することが可能である。そして、パルスレーザＬは、レーザ媒質を有するレーザ発振器２１を有するレーザ発振ユニット１２と、励起用半導体レーザ部４０が協働し、レーザ媒質が励起用半導体レーザ部４０からの前記励起光を受光して励起すると、自動的に出射するように構成されている。従って、当該レーザ加工装置１によれば、加工可能なレベルのパルスレーザＬが出射されるタイミングがレーザ加工装置１の使用環境又は経年劣化等の影響により変動する可能性がある。 As described above, the laser processing apparatus 1 according to the second embodiment includes the laser oscillation unit 12, the excitation semiconductor laser unit 40, the galvano scanner 19, the laser controller 5, and the optical sensor 18. It is possible to process the workpiece W using the pulse laser L emitted from the laser oscillation unit 12 under the control of the controller 5. In the pulse laser L, the laser oscillation unit 12 having the laser oscillator 21 having the laser medium and the pumping semiconductor laser unit 40 cooperate, and the laser medium receives the pumping light from the pumping semiconductor laser unit 40. When excited, the light is automatically emitted. Therefore, according to the laser processing apparatus 1, there is a possibility that the timing at which the pulse laser L having a level that can be processed is emitted varies due to the use environment of the laser processing apparatus 1 or the influence of deterioration over time.

当該レーザ加工装置１によれば、レーザコントローラ５が、光センサ１８によって検出されたパルス検出数ｉを計算し（Ｓ２５）、算出されたパルス検出数ｉが所定の目標値Ｎより大きいか否かを判断する為（Ｓ２６）、検出部によるパルスレーザＬの実際の検出結果に基づいて、当該パルスレーザの出力状態が加工対象物Ｗを加工可能な状態であるか否かを判断することができ、もって、加工可能なパルスレーザＬの出力タイミングが変動することに対応することができる。そして、当該レーザ加工装置１によれば、パルス検出数ｉが所定の目標値Ｎより大きいと判断した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）に、前記加工対象物Ｗの加工開始を伴うガルバノスキャナ１９の走査を開始する為（Ｓ２７）、加工可能な状態のパルスレーザを用いて、当該加工対象物Ｗの加工を開始することができる。 According to the laser processing apparatus 1, the laser controller 5 calculates the number of detected pulses i detected by the optical sensor 18 (S25), and whether or not the calculated number of detected pulses i is greater than a predetermined target value N. Therefore, based on the actual detection result of the pulse laser L by the detection unit, it can be determined whether or not the output state of the pulse laser is a state where the workpiece W can be processed. Accordingly, it is possible to cope with fluctuations in the output timing of the pulse laser L that can be processed. Then, according to the laser processing apparatus 1, when it is determined that the pulse detection number i is greater than the predetermined target value N (S26: YES), the galvano scanner 19 is scanned with the start of processing the workpiece W. In order to start (S27), the processing of the workpiece W can be started using a pulse laser that can be processed.

このように、当該レーザ加工装置１によれば、加工可能なパルスレーザＬの出力タイミングが変動した場合であっても、加工可能なパルスレーザＬを出力可能な状態で、加工対象物Ｗの加工を開始することができるので、パルスレーザの強度不足に起因する加工が不十分な箇所等を生じさせることはなく、もって、加工品質を高く維持することができる。 As described above, according to the laser processing apparatus 1, even when the output timing of the processable pulse laser L varies, the processing of the processing object W in a state where the processable pulse laser L can be output. Therefore, there is no occurrence of a portion where processing is insufficient due to insufficient intensity of the pulse laser, and the processing quality can be maintained high.

又、パルス検出数ｉの判定に用いられる目標値Ｎは、パルスレーザが加工可能な状態で安定的に出力されるまでの期間に対応し、パルスレーザの出力が加工閾値より大きい状態となるまでに要する検出回数を示す。従って、当該レーザ加工装置１によれば、加工可能なパルスレーザＬの出力タイミングが変動した場合であっても、出力が安定した状態のパルスレーザＬを用いて加工対象物Ｗの加工を行うことができ、より確実に加工品質を維持することができる。 The target value N used for determining the number of detected pulses i corresponds to a period until the pulse laser is stably output in a processable state, until the output of the pulse laser becomes larger than the processing threshold. The number of detections required for. Therefore, according to the laser processing apparatus 1, even when the output timing of the pulse laser L that can be processed fluctuates, the workpiece W is processed using the pulse laser L in a stable output state. And the processing quality can be maintained more reliably.

尚、上述した実施形態において、レーザ加工装置１は、本発明におけるレーザ加工装置の一例である。そして、レーザ発振ユニット１２及び励起用半導体レーザ部４０は、本発明における出射部の一例であり、ガルバノスキャナ１９は、本発明における走査部の一例である。又、ＣＰＵ６１は、本発明における制御部の一例であり、光センサ１８は、本発明における検出部の一例である。励起用半導体レーザ部４０は、本発明における半導体レーザ部の一例であり、レーザ発振ユニット１２は、本発明における発振器の一例である。 In the embodiment described above, the laser processing apparatus 1 is an example of a laser processing apparatus in the present invention. The laser oscillation unit 12 and the excitation semiconductor laser unit 40 are an example of an emission unit in the present invention, and the galvano scanner 19 is an example of a scanning unit in the present invention. The CPU 61 is an example of a control unit in the present invention, and the optical sensor 18 is an example of a detection unit in the present invention. The pumping semiconductor laser unit 40 is an example of a semiconductor laser unit in the present invention, and the laser oscillation unit 12 is an example of an oscillator in the present invention.

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、パルスレーザ検出周期Ｐを判定する際に、上限値Ｕｌ及び下限値Ｌｌを用い、パルス検出数ｉに関する判定をする際には、目標値Ｎを用いていたが、この態様に限定されるものではない。光センサ１８によるパルスレーザの検出結果を用いて、パルスレーザＬの強度が加工閾値Ｉｐを超えて安定した状態となったことを特定することができれば、種々の態様を採用し得る。 Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the embodiment described above, the upper limit value Ul and the lower limit value Ll are used when determining the pulse laser detection cycle P, and the target value N is used when determining the number of detected pulses i. However, it is not limited to this embodiment. If it is possible to identify that the intensity of the pulse laser L has exceeded the processing threshold value Ip using the detection result of the pulse laser by the optical sensor 18, various modes can be adopted.

１レーザ加工装置
２レーザ加工装置本体部
３レーザヘッド部
５レーザコントローラ
６電源ユニット
１２レーザ発振ユニット
１５ハーフミラー
１７反射ミラー
１８光センサ
１９ガルバノスキャナ
２１レーザ発振器
４０励起用半導体レーザ部
Ｗ加工対象物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 2 Laser processing apparatus main-body part 3 Laser head part 5 Laser controller 6 Power supply unit 12 Laser oscillation unit 15 Half mirror 17 Reflection mirror 18 Optical sensor 19 Galvano scanner 21 Laser oscillator 40 Excitation semiconductor laser part W Work object

Claims

An emission part for emitting a pulse laser for processing the object to be processed;
A scanning unit that scans the pulse laser emitted from the emitting unit;
A control unit for controlling the emitting unit and the scanning unit;
A detection unit for detecting the pulse laser emitted from the emission unit,
The emitting part is
A semiconductor laser that emits excitation light; and
A laser medium that is excited by receiving the excitation light emitted from the semiconductor laser unit, and an oscillator that automatically emits the pulse laser when the laser medium receives and excites the excitation light; and Have
The controller is
Based on the output of the pulse laser detected by the detector, the output period of the pulse laser is calculated,
Determining whether or not the calculated output period of the pulse laser is a predetermined period or less;
When it is determined that the output period of the pulse laser is equal to or less than a predetermined period, the laser processing apparatus controls to start scanning of the scanning unit accompanying the start of processing of the processing object.

The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the predetermined period is a period in which a change rate of an output period of the pulse laser is smaller than a predetermined value.

An emission part for emitting a pulse laser for processing the object to be processed;
A scanning unit that scans the pulse laser emitted from the emitting unit;
A control unit for controlling the emitting unit and the scanning unit;
A detection unit for detecting the pulse laser emitted from the emission unit,
The emitting part is
A semiconductor laser that emits excitation light; and
A laser medium that is excited by receiving the excitation light emitted from the semiconductor laser unit, and an oscillator that automatically emits the pulse laser when the laser medium receives and excites the excitation light; and Have
The controller is
In one processing for the workpiece, after the pulse laser is first detected by the detection unit, the number of detections of the pulse laser detected by the detection unit is further counted.
It is determined whether the number of times of detection of the pulse laser by the detection unit is a predetermined number or more,
When it is determined that the number of times of detection of the laser is equal to or greater than a predetermined number of times, control is performed so as to start scanning of the scanning unit accompanying the start of processing of the workpiece.

The laser processing apparatus according to claim 3, wherein the predetermined number of times is a number of detections required until the output of the pulse laser becomes greater than a processing threshold.