CN101112735B - 激光加工装置、激光加工条件设定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种激光加工装置，其使得易于进行3维激光加工数据设定。其构成为，具有：加工条件设定部，其用于设定加工对象面的3维形状和加工图案，作为加工为期望的加工图案的加工条件；加工数据生成部，其按照由加工条件设定部设定的加工条件，生成加工对象面的激光加工数据；以及加工图像显示部，其可以以2维显示由加工数据生成部生成的激光加工数据的图像，其构成为，在由加工图像显示部以2维显示配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面的状态下，可以由加工条件设定部设定加工对象面的3维形状及加工图案。

Description

激光加工装置、激光加工条件设定装置及方法

技术领域

本发明涉及激光标刻装置等向加工对象物照射激光而进行打印等加工的激光加工装置、以及在激光加工装置中设定加工条件的激光加工条件设定装置、激光加工条件设定方法、激光加工条件设定程序、计算机可读取的存储介质及存储设备。 

背景技术

激光加工装置在规定的区域内扫描激光，向部件或产品等加工对象物(工件)的表面照射激光，进行打印或标刻等加工。图1表示激光加工装置的结构。该图所示的激光加工装置，具有激光控制部1、激光输出部2和输入部3。将由激光控制部1的激光激励部6产生的激励光，利用激光输出部2的激光振荡部50，照射到构成振荡器的激光介质8上，产生激光振荡。激光振荡光从激光介质8的出射端面出射，由扩束器53将光束直径扩大，利用光学部件54反射，导向扫描部9。扫描部9使激光L反射而向希望的方向偏光，从聚光部15出射的激光L，在工件W表面扫描，进行打印等加工。 

激光加工装置具有图2所示的扫描部9，以用于在工件上扫描激光输出光。扫描部9具有：X·Y轴扫描器14a、14b，其由一对电控反射镜构成；以及电控电动机51a、51b，其将各个电控反射镜固定在各自的旋转轴上而旋转。X·Y轴扫描器14a、14b如图2所示，以相互正交的姿态配置，以可以使得激光向X方向、Y方向反射而进行扫描。另外，在扫描部9的下方设有聚光部15。聚光部15由聚光透镜构成，用于进行聚光以使得激光照射到作业区域内，该聚光部15使用fθ透镜。 

另一方面，不单是这种进行2维平面内的加工的激光加工装置，还开发了可以在高度方向即Z轴方向上调整激光的焦距，进行3维 形状加工的激光加工装置。图3作为可以进行这种3维加工的激光加工装置的一个例子，表示通过增加Z轴扫描器而使焦距可以变化的激光加工装置。Z轴扫描器包括面向激光振荡部侧的入射透镜，和面向激光出射侧的出射透镜，可以通过驱动电动机等使得透镜滑动，以使得透镜间的距离相对地变化，调整焦距即高度方向的工作距离。 

专利文献1：特开2000-202655号公报 

发明内容

为了生成用于可以进行这种3维加工的激光加工装置进行加工的3维激光加工数据，多数情况下使用激光加工数据设定程序。但是，因为3维打印数据与2维打印数据相比，对于配置信息等需要设定大量的参数，所以目前在只有2维打印数据生成经验的用户使用激光加工数据设定程序生成3维激光加工数据时，存在门槛高且不易生成理想的设定的问题。 

本发明是为了解决这些问题而提出的。本发明的一个目的在于提供一种易于进行3维激光加工数据的设定的激光加工装置、激光加工条件设定装置、激光加工条件设定方法、激光加工条件设定程序、计算机可读取的存储介质及存储设备。 

为了实现上述目的，第1发明涉及的激光加工装置，向配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面照射激光，以可以加工出希望的加工图案，其具有：激光振荡部，其用于产生激光；激光扫描系统，其用于使由激光振荡部出射的激光在作业区域内扫描，该激光扫描系统包括：扩束器，其通过使配置在由激光振荡部照射的激光的光轴上的透镜沿着光轴移动，使激光的焦距可以调整；第1扫描器，其用于使透过扩束器的激光向第1方向扫描；以及第2扫描器，其用于使由第1扫描器扫描的激光向与第1方向大致正交的第2方向扫描；激光控制部，其用于控制激光振荡部及激光扫描系统；加工条件设定部，其用于设定加工对象面的3维形状和加工图案，作为加工出希望的加工图案的加工条件；加工数据生成部，其按照由加工条件设定部设定的加工条件，生成加工对象面的激光加工数据；以及加工图像显示部， 其可以以2维显示由加工数据生成部生成的激光加工数据的图像，该激光加工装置构成为，在由加工图像显示部以2维显示配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面的状态下，可以由加工条件设定部设定加工对象面的3维形状及加工图案。 

第2发明涉及的激光加工装置构成为，可以将由加工图像显示部以2维显示的作业区域内的加工对象面，切换为3维显示。 

第3发明涉及的激光加工装置构成为，可以在由加工图像显示部以2维显示作业区域内的加工对象面的状态下，同时显示作业区域内的加工对象面的3维显示画面。 

第4发明涉及的激光加工装置构成为，在由加工图像显示部以2维显示作业区域内的加工对象面时，显示激光照射方向上的平面图。 

第5发明涉及的激光加工装置还具有显示位置变更单元，其可以在由加工图像显示部以3维显示作业区域内的加工对象面时，将视点切换为从XY平面、YZ平面或ZX平面中的至少任一个观察的正面图。 

第6发明涉及的激光加工装置构成为，具有：3维编辑模式，其可以进行3维激光加工数据的编辑；以及2维编辑模式，其不能进行3维激光加工数据的编辑，而是进行2维激光加工数据的编辑，该激光加工装置构成为，可以通过编辑模式切换单元，切换2维编辑模式和3维编辑模式。 

第7发明涉及的激光加工装置，在激光加工装置启动时，缺省设定为2维编辑模式。 

第8发明涉及的激光加工装置，具有：加工不良区域检测单元，其可以根据加工对象面的3维形状及激光出射位置，运算无法加工区域，该无法加工区域是在可以扫描激光的作业区域内，要以由加工条件设定部设定的加工条件进行加工时，不能加工或加工不良的区域；以及设定警告单元，其可以在加工图像显示部中，以2维和/或3维显示由加工条件设定部设定的加工内容的大小时，在加工内容中的即使一部分配置在由加工不良区域检测单元运算出的无法加工区域内的情况下，在加工图像显示部中不显示加工内容。 

第9发明涉及的激光加工数据设定装置，其根据希望的加工图案，对激光加工装置设定加工数据，该激光加工装置向配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面照射激光，以可以加工出希望的加工图案，其特征在于，该激光加工数据设定装置具有：加工条件设定部，其用于设定加工对象面的3维形状和加工图案，作为加工出希望的加工图案的加工条件；加工数据生成部，其按照由加工条件设定部设定的加工条件，生成加工对象面的激光加工数据；以及加工图像显示部，其可以以2维显示由加工数据生成部生成的激光加工数据的图像，该激光加工装置构成为，在由加工图像显示部以2维显示配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面的状态下，可以由加工条件设定部设定加工对象面的3维形状及加工图案。 

第10发明涉及的激光加工数据设定方法，其根据希望的加工图案，对激光加工装置设定加工数据，该激光加工装置向配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面照射激光，以可以加工出希望的加工图案，其特征在于，该激光加工数据设定方法具有：设定工序，其由加工图像显示部以2维显示配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面，同时设定加工对象面的3维形状和加工图案，作为加工出希望的加工图案的加工条件；以及切换工序，其在上述设定工序中，根据需要，在由加工图像显示部以2维显示作业区域内的加工对象面的状态下，同时显示作业区域内的加工对象面的3维显示画面，或者将加工图像显示部的2维显示切换为3维显示。 

第11发明涉及的激光加工数据设定程序，其根据希望的加工图案，对激光加工装置设定加工数据，该激光加工装置向配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面照射激光，以可以加工出希望的加工图案，其特征在于，该激光加工数据设定程序具有：设定功能，其由加工图像显示部以2维显示配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面，同时设定加工对象面的3维形状和加工图案，作为加工出希望的加工图案的加工条件；以及切换功能，其在由加工图像显示部以2维显示作业区域内的加工对象面的状态下，同时显示作业区域内的加工对象面的3维显示画面，或者将加工图像显示部的2维显示切换 为3维显示。 

第12发明涉及的存储了程序的计算机可读取的存储介质或存储器，是用于存储上述程序。存储介质包括CD-ROM、CD-R、CD-RW或软盘、磁带、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、Blu-ray(注册商标)、HD DVD等的磁盘、光盘、光磁盘、以及半导体存储器等其它可存储程序的介质。另外，程序除了存储在上述存储介质中进行发布的方式外，还包括经由互联网等网络，通过下载发布的方式。并且，存储的设备包括以软件或固件等方式以可执行状态安装了上述程序的通用或专用设备。另外，程序中包含的各种处理或功能，可以通过计算机可执行的程序软件执行，也可以以规定的门阵列(FPGA、ASIC)等硬件实现，或者以程序软件与实现硬件的一部分要素的部分硬件模块混合的形式实现。 

发明的效果 

根据第1、9～12的发明，可以将3维激光加工数据设定为2维，即使是不擅长3维显示状态下的复杂设定的用户也能够比较容易地进行设定作业。根据第2发明，因为可以根据需要使加工图像显示部切换为2维显示和3维显示，所以能够根据设定作业适当地进行确认作业。根据第3发明，因为可以并列显示2维显示和3维显示，所以可以更加容易地进行设定作业时的确认。根据第4发明，因为可以2维显示以激光照射位置为视点的正面图，所以可以确认加工图案变形后显示的情况，例如在曲面上打印条形码的情况下，可以确认宽窄度的损坏状态等。根据第5发明，在加工图像显示部的3维显示时，能够快速切换到希望的正面图，适用于视点确认等。根据第6发明，通过设定不能进行3维激光加工数据的编辑的编辑模式，即使是不擅长3维激光加工数据编辑的用户，也可以在只能进行2维编辑的编辑模式下操作。根据第7发明，通过在启动时将容易编辑的2维编辑模式设定为缺省，即使是不擅长3维激光加工数据编辑的用户也能够毫无困难地进行操作。根据第8发明，可以很容易地在设定加工条件阶段确认加工内容是否正确地配置在可加工区域内。由此，与现有如果不 在实际进行加工，或不在设定了加工条件并将数据传送给激光加工装置控制部之后，便无法确认加工内容的配置是否合适的情况相比，因为能够在加工条件的设定阶段就提早确认，所以可以省掉重新设定的麻烦，可以高效地将加工内容设定在希望的位置，实现便于使用的用户加工数据的设定环境。 

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式涉及的激光加工装置的结构的框图。 

图2是表示扫描部中的X·Y轴扫描器的配置状态的透明斜视图。 

图3是表示X·Y·Z轴扫描器的配置状态的透明斜视图。 

图4是表示图1的激光激励部的内部构造的斜视图。 

图5是表示激光加工装置的包括激光扫描系统在内的标刻头的结构的斜视图。 

图6是从背面方向观察图5的斜视图。 

图7是从侧面观察图5的侧面图。 

图8是说明激光加工装置的激光焦点位置在作业位置发生变化的状态的说明图。 

图9是表示增长焦距的情况下的激光扫描系统的侧面图。 

图10是表示缩短焦距的情况下的激光扫描系统的侧面图。 

图11是表示Z轴扫描器的正面图及剖面图。 

图12是表示可以进行3维打印的激光标刻系统的结构的框图。 

图13A是表示激光加工系统的框图。 

图13B是表示激光加工系统的另一个例子的框图。 

图13C是表示激光加工系统的又一个例子的框图。 

图14是表示激光加工数据设定程序的用户界面画面的一个例子的图。 

图15是表示设定多个打印模块的加工模块设定单元的一个例子的图。 

图16是表示作为加工机动作，选择虚线的情况下的设定画面的 图。 

图17是作为加工机动作，选择右旋圆·椭圆的情况下的设定画面的图。 

图18是表示将图17切换到3D编辑画面，以3维形状显示的设定画面的图。 

图19是表示指定图像数据的文件名的选择画面的图。 

图20是表示进行图像数据的打印的设定画面的图。 

图21是表示调整打印模块的布局的状态的图。 

图22是表示打印模块的设定一览表的图。 

图23是表示成批变更对象的多个打印模块的图。 

图24是表示图23的打印模块的3D形状成批变更画面的图。 

图25是表示将图23的打印模块成批变更为圆柱状的状态的图。 

图26是表示使多个打印模块以2维显示的状态的图。 

图27是表示使图26的打印模块以3维显示的状态的图。 

图28是表示将打印模块以2维显示的状态的图。 

图29是表示从图28的画面，利用鼠标设定打印组的状态的图。 

图30是表示从图28的画面，通过右击鼠标设定打印组的状态的图。 

图31是表示从图28的画面设定打印组的状态的图。 

图32是表示将图28的打印组以3维显示的状态的图。 

图33是表示对位于分散位置的打印模块设定打印组的例子的图。 

图34是表示对多个工件设定打印组的例子的图。 

图35是表示指定倾斜面作为打印面的例子的图。 

图36是表示指定倾斜面作为图35的打印图案的打印面的例子的图。 

图37是表示在图14中切换到“3D设定”的状态的图。 

图38是表示在图37中选择圆柱的状态的图。 

图39是表示从图38中将编辑显示栏切换到3维显示的状态的图。 

图40是使3D显示画面从斜上方显示的图。 

图41是使图40的3D显示画面从背侧显示的图。 

图42是使图40的3D显示画面向左移动而显示的图。 

图43是使图40的3D显示画面向右移动而显示的图。 

图44是使图40的3D显示画面向上移动而显示的图。 

图45是在XY平面上显示图40的3D显示画面的图。 

图46是在YZ平面上显示图40的3D显示画面的图。 

图47是在ZX平面上显示图40的3D显示画面的图。 

图48是表示用3维观察窗显示加工对象面的3维图像的状态的图。 

图49是表示输入2维打印图案信息的状态的图。 

图50是表示从轮廓指定栏选择ZMAP的状态的图。 

图51是表示ZMAP文件选择画面的图。 

图52是表示在ZMAP文件名输入栏中指定ZMAP的状态的图。 

图53是表示从图52将编辑显示栏切换到3维显示，显示打印对象面的3维形状的状态的图。 

图54是表示在图53的编辑显示栏中以3维显示的打印对象面上，叠加显示由ZMAP文件规定的3维形状数据的状态的图。 

图55是表示ZMAP生成画面的图。 

图56是表示在图55中打开STL文件的状态的图。 

图57是表示使在图56中以观察窗画面显示的3维形状数据向X坐标方向移动的状态的图。 

图58是表示变更在图57中以观察窗画面中显示的3维形状数据的视点的状态的图。 

图59是表示使3维形状数据向Z坐标方向(正)移动的状态。 

图60是表示使3维形状数据向Z坐标方向(负)移动的状态。 

图61是表示使3维形状数据向Y坐标方向移动的状态。 

图62是表示使3维形状数据向X坐标方向旋转的状态。 

图63是表示使3维形状数据向Y坐标方向旋转的状态。 

图64是表示使3维形状数据向Z坐标方向旋转的状态。 

图65是在观察窗画面上表示X坐标方向的可打印的区域。 

图66是在观察窗画面上表示Y坐标方向的可打印的区域。 

图67是在观察窗画面上表示Z坐标方向的可打印的区域。 

图68是表示以图58的姿态将STL数据变换为ZMAP数据的状态的图。 

图69是表示以图62的姿态将STL数据变换为ZMAP数据的状态的图。 

图70是表示在图69的ZMAP数据中将打印图案变形后的状态的图。 

图71是在3D显示画面中表示无法打印区域的图。 

图72是表示在图71中调整打印开始角度后的状态的图。 

图73是表示3D显示画面的显示设定画面的图。 

图74是表示显示可打印尺寸的例子的图。 

图75是表示显示用户指定的打印内容的尺寸的例子的图。 

图76是表示显示打印内容与其尺寸的例子的图。 

图77是表示在图76中打印内容位于打印不良区域的例子的图。 

图78是表示在图77中显示警告信息的例子的图。 

图79是表示在图77中显示指导信息的例子的图。 

图80是表示加工不良区域检测单元检测加工不良区域的方法的图。 

图81是表示各种设定画面的图。 

图82是表示设定3D显示画面中的配色的设定画面的图。 

图83是说明设定2D显示画面中的显示的设定画面的图。 

图84是说明设定2D显示画面中的配色的设定画面的图。 

图85是说明调整加工对象面的配置的设定画面的图。 

图86是说明设定打印条件而生成加工图案的顺序的流程图。 

图87是说明关于2维移动打印的条件设定的示意图，图87(a)是斜视图，图87(b)是平面图。 

图88是表示由移动加工条件设定部设定移动方向的画面例的图。 

图89是表示加工参数的设定画面的一个例子的图。 

图90(a)是在工件表面的蚀刻加工中形成倾斜面的剖面图，图90(b)是在工件表面打印加工书写标识的平面图。 

图91是说明散焦设定量的设定画面的一个例子的图。 

图92是说明可在激光加工数据中设定的项目的一览表。 

图93是说明对于3维状的工件，将Z坐标与XY坐标关联的状态的说明图。 

图94是说明利用Z轴扫描器的追踪功能而轨迹发生变化的状态的说明图。 

图95是确定使Z轴扫描器移动的轨迹的流程图。 

图96是说明激光出射打开的情况下的Z轴扫描器的移动的说明图。 

图97是说明激光出射关闭的情况下的Z轴扫描器的移动的说明图。 

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的实施方式。但是，以下所示的实施方式，例示了用于将本发明的技术思想具体化的激光加工装置、激光加工条件设定装置、激光加工条件设定方法、激光加工条件设定程序、计算机可读取的存储介质及存储设备，但本发明并不是将激光加工装置、激光加工条件设定装置、激光加工条件设定方法、激光加工条件设定程序、计算机可读取的存储介质及存储设备特别指定为下述内容。另外，本说明书绝不是将权利要求书所示的部件特别指定为实施方式的部件。特别地，实施方式所述的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特别说明，都不是将本发明的范围限定于此，而只不过是说明例。此外，各附图中所示的部件的大小或位置关系等，有时为了使得说明清楚而做了放大。并且，在以下的说明中，对于相同的名称、标号，代表相同或相当的部件，适当省略详细说明。另外，构成本发明的各个要素，可以采用由相同的部件构成多个要素、由一个部件兼用多种要素的方式，反之，也可以由多个部件分担实现 一个部件的功能来实现。 

在本说明书中，激光加工装置和与之相连接的用于操作、控制、输入输出、显示、其它处理等的计算机、打印机、外部存储装置的其它外围设备的连接，通过例如IEEE1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485、USB、PS2等串行连接、并行连接，或10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T等网络而电气连接，进行通信。连接不限于使用有线的物理连接，也可以是IEEE802.1x、OFDM方式等无线LAN或Bluetooth(注册商标)等利用了电波、红外线、光通信等无线连接等，此外，用于进行观察图像的数据保存或设定保存等存储介质，可以使用存储卡或磁盘、光盘、光磁盘、半导体存储器等。 

在以下的实施方式中，作为将本发明具体化的激光加工装置的一个例子，对激光标刻装置进行说明。但是，在本说明书中，激光加工装置不限于该名称，可以应用于一般的激光应用设备中，例如，激光振荡器或各种激光加工装置、打孔、标刻、裁剪、划线、表面处理等激光加工，以及作为激光光源，适当地应用于其它激光应用领域，例如DVD或Blu-ray(注册商标)等光盘的高密度存储再现用光源或通信用光源、印刷设备、照明用光源、显示器等显示装置用的光源、医疗设备等中。 

另外，在本说明书中，作为加工的典型例子，对于打印进行了说明，但如上所述并不限于打印加工，也可以应用于熔融或剥离、表面氧化、切削、变色等的使用激光的所有加工处理中。另外，所谓打印，使用以下的概念，即，除了文字或符号、图形等标记之外，还包括上述的各种加工。此外，在本说明书中，加工图案使用以下概念，即，平假名、片假名、汉字、字母或数字、记号、图形文字、图标、标识、条形码或2维代码等图形等，还包括直线、曲线等图形。特别地，在本说明书中，文字或符号所指的文字，是指OCR等光学式读取装置可读取的符号，其概念是除了字母或汉字、平假名、片假名之外，还包括数字和记号。另外，所谓符号，是指条形码或2维码。在2维码中有QR码、微QR码、数据矩阵(Data matrix；data code)、Veri码(Veri code)、Aztec码(Aztec code)、PDF417、Maxi码(Maxi code)等。另外，还有线性码和2维码混合的RSS或复合码等。RSS是缩减空间符号(Reduced Space Symbology)，使用RSS14、RSSStacked、RSS Limited、RSS Expanded等。复合码(Composite Code：CC)是将条形码或堆栈型2维码复合的编码，可以使用多种组合，作为基础的条形码，可以使用EAN/UPC(EAN-13，EAN-8，UPC-A，UPC-E)、EAN/UPC128及RSS族(RSS14，RSS Limited，RSS Expanded)这3种。另外，对于附加信息，可以使用MicroPDF417或PDF417的2维符号。另外，本实施方式可应用于将条形码与微QR码等矩阵型2维码组合后的码。 

图1表示构成激光加工装置100的框图。该图所示的激光加工装置100具有激光控制部1、激光输出部2和输入部3。 

(输入部3) 

输入部3与激光控制部1连接，输入用于操作激光加工装置的必要的设定，将其传送给激光控制部1。设定内容是激光加工装置的动作条件或具体的打印内容等。输入部3是键盘或鼠标、控制台等输入设备。另外，也可以另外设置显示部82，其确认由输入部3输入的输入信息，或显示激光控制部1的状态等。显示部82可以使用LCD或阴极射线管等的显示器。另外，如果使用触摸屏方式，则也可以兼用作输入部和显示部。由此，也可以不外部连接计算机等，而由输入部进行激光加工装置的必要的设定。 

(激光控制部1) 

激光控制部1具有控制部4、存储器部5、激光激励部6和电源7。将由输入部3输入的设定内容存储在存储器部5中。控制部4在需要时从存储器中读入设定内容，根据与打印内容对应的打印信号，使激光激励部6动作，激励激光输出部2的激光介质8。存储器部5可以使用RAM或ROM等半导体存储器。另外，存储器部5除了内置于激光控制部1中之外，还可以使用可插拔的PC卡或SD卡等半导体存储卡、卡式硬盘等存储卡。由存储卡构成的存储器部5，可以容易地由计算机等外部设备更新，通过将由计算机设定的内容写入存储卡，对激光控制部1进行设置，可以不将输入部与激光控制部连接 而进行设定。特别地，半导体存储器由于数据读写速度快，且没有机械动作部分，所以抗振动等，可以防止硬盘类的故障所造成的数据丢失。 

此外，控制部4为了使由激光介质8激励的激光L在打印对象物(工件)W上进行扫描以进行设定的打印，向扫描部9输出使激光输出部2的扫描部9动作的扫描信号。电源7作为恒压电源，向激光激励部6施加规定电压。控制打印动作的打印信号是PWM信号，对应于其HIGH/LOW切换激光L的ON/OFF，其1个脉冲与所激励的激光L的1个脉冲对应。PWM信号根据与其频率对应的占空比确定激光强度，但也可以构成为，根据基于频率的扫描速度改变激光强度。 

(激光激励部6) 

激光激励部6具有光学地接合的激光激励光源10和激光激励光源聚光部11。图4的斜视图表示激光激励部6的内部的一个例子。该图所示的激光激励部6，将激光激励光源10和激光激励光源聚光部11固定在激光激励部外壳12内。激光激励部外壳由导热性好的铜等金属构成，使得激光激励光源10高效地向外部散热。激光激励光源10由半导体激光或灯等构成。在图4的例子中，使用将多个半导体激光二极管元件以直线状排列的激光二极管阵列，来自各个元件的激光振荡以直线状输出。激光振荡入射到激光激励光源聚光部11的入射面，作为会聚后的激光激励光从出射面输出。激光激励光源聚光部11由聚焦透镜等构成。来自激光激励光源聚光部11的激光激励光经由光缆13等入射到激光输出部2的激光介质8中。激光激励光源10和激光激励光源聚光部11、光缆13通过空间或光纤而光学地结合。 

(激光输出部2) 

激光输出部2具有激光振荡部50。产生激光L的激光振荡部50具有：激光介质8；输出反射镜及全反射镜，其沿着激光介质8发出的感应光的光路，隔着规定距离相对配置；配置在它们之间的光圈；以及Q开关等。利用输出反射镜和全反射镜之间的多次反射，将激光介质8发出的感应光放大，利用Q开关的动作，在短周期内进行 通断，且利用光圈进行模式挑选，经过输出反射镜，输出激光L。图1所示的激光输出部2具有激光介质8和扫描部9。激光介质8经由光缆13，利用从激光激励部6入射的激光激励光激励，进行激光振荡。激光介质8采用所谓的端面抽运(end pumping)的激励方式，即，从杆状的一个端面输入激光激励光进行激励，从另一个端面出射激光L。 

(激光介质8) 

在上述例子中，作为激光介质8使用了杆状的Nd:YVO₄的固体激光介质。另外，固体激光介质的激励用半导体激光的波长，设定为该Nd:YVO₄的吸收光谱的中心波长即809nm。但是，不限于该例子，作为其它固体激光介质，也可以使用例如掺杂了稀土类的YAG、LiSrF、LiCaF、YLF、NAB、KNP、LNP、NYAB、NPP、GGG等。另外，通过在固体激光介质中组合波长变换元件，可以将输出的激光L的波长变换为任意的波长。另外，作为激光介质，也可以取代块状而使用光纤作为振荡器的所谓光纤激光。 

此外，也可以不使用固体激光介质，换言之，不构成为使激光振荡的共振器，而使用只进行波长变换的波长变换元件。在这种情况下，对半导体激光的输出光进行波长变换。作为波长变换元件，可以使用例如KTP(KTiPO₄)、有机非线性光学材料或其它无机非线性光学材料，例如KN(KNbO₃)、KAP(KAsPO₄)、BBO、LBO或块型的分极反转元件(LiNbO₃(Periodically Polled Lithium Niobate：PPLN)、LiTaO₃等)。另外，也可以采用下述激光的激励光源用半导体激光，其通过使用掺杂了Ho、Er、Tm、Sm、Nd等稀土类的氟化物光纤而提高变换能力。这样，在本实施方式中，可以采用各种类型作为激光产生源。 

此外，激光振荡部不限于固体激光，也可以采用气体激光，其使用CO₂、氦-氖、氩、氮等气体作为介质。例如，使用二氧化碳激光的情况下的激光振荡部，在激光振荡部的内部填充二氧化碳(CO₂)，内置电极，根据由激光控制部施加的打印信号，激励激光振荡部内的二氧化碳，使激光激励。 

(扫描系统) 

下面，在图5、图6、图7中表示激光加工装置的激光扫描系统。在这些图中，图5是表示激光加工装置的激光扫描系统的结构的斜视图，图6表示从反方向观察图5的斜视图，图7表示侧面图。如这些图中所示的激光加工装置具有：扩束器53，其内置使产生激光L的激光振荡部和光路一致的Z轴扫描器；X轴扫描器14a；以及Y轴扫描器14b，其配置为与X轴扫描器14a正交。该激光扫描系统，使由激光振荡部出射的激光L，利用X轴扫描器14a、Y轴扫描器14b，在作业领域WS内进行2维扫描，并且，可以利用Z轴扫描器14c，在高度方向调整工作距离即焦距，从而可以以3维状进行打印加工。此外，X轴扫描器、Y轴扫描器、Z轴扫描器，当然也可以相互代替而实现同样的功能。例如，可以构成为由Y轴扫描器接受从Z轴扫描器出射的激光，或者配置为由X轴扫描器控制Y轴、由Y轴扫描器控制Z轴。另外，在附图中，作为聚光透镜的fθ透镜省略图示。 

在激光加工装置中，通常，为了使由第2反射镜(Y轴扫描器)反射的激光聚光以照射作业区域，在第2反射镜与作业区域之间，配置被称为fθ透镜的聚光透镜。fθ透镜进行Z轴方向的校正。具体来说，如图8(a)所示，是这样的校正：越靠近作业区域WS的端部则越延长焦点位置，使其位于工件的加工对象面上。因为激光的焦点位置会成为圆弧状的轨迹，所以在加工对象面为平面的情况下，如果设定为在铅直下方的位置、图8(a)中表示加工对象面的平面WM的中心处，其焦点位置重合，则越远离中心即越靠近作业区域WS的周边，焦点位置越远离加工对象面(激光L’)，焦点不一致而加工精度下降。因此，如图8(b)所示，利用fθ透镜进行校正，以使得越靠近作业区域WS的端部，激光L的焦点位置越长。通过虚拟地进行变换，以使得加工对象面的平面WM成为WM’所示的凸状曲面的校正面，则可以使激光L的焦点位置位于平面WM上。 

在激光标刻器中，例如在要形成点径大约小于50μm的细光束的情况下，优选配置fθ透镜。另一方面，在采用大于上述较小的点径、点径约为100μm左右(通常经常使用的点径)的光束直径的情况下， 通过使Z轴扫描器的扩束器具有的Z轴激光透镜向Z轴方向移动，可以进行fθ透镜应进行的Z轴方向的校正，作为校正控制。由此，在点径较大的情况下，也可以省略fθ透镜。在上述图8(a)的例子中，使fθ透镜应进行的Z轴方向的校正，由Z轴扫描器的校正控制进行。另一方面，在点径较小的情况下，因为在Z轴扫描器校正中焦点位置调整不充分，所以如上所述采用fθ透镜。在本实施方式中，作为激光的点径，准备细点、标准、宽点这3种，其中只有细点型用fθ透镜校正作业区域WS端部的倾斜，标准及宽点中不使用fθ透镜，而由Z轴扫描器进行校正。 

在利用Z轴扫描器的扩束器所具有的Z轴聚光透镜进行Z轴方向的校正控制的情况下，也进行与使用上述fθ透镜的校正同样的校正。在图8(b)中说明的校正面WM’的高度即Z坐标，由XY坐标唯一地确定。因此，通过将校正后的Z坐标与每个XY坐标相关联，只要按照XY轴扫描器的移动，使Z轴扫描器移动到相关联的Z坐标处，就可以总是在焦点位置进行加工。相关联的数据，由图13A所示的激光加工数据设定装置的存储部5A保存。或者，可以保存在激光加工装置的激光控制部具有的存储器部5中并进行传送。由此，按照作业区域内的XY坐标的移动，确定校正后的Z坐标，因此，可以在作业区域内基本均匀地照射调整过焦点位置的激光。 

各个扫描器具有：电控反射镜，其作为反射光的反射面，是全反射镜；电控电动机，其用于将电控反射镜固定在旋转轴上，使之旋转；以及位置检测部，其检测旋转轴的旋转位置，作为位置信号输出。另外，扫描器与驱动扫描器的扫描器驱动部连接。扫描器驱动部与扫描器控制部74连接，由扫描器控制部74接收控制扫描器的控制信号，根据该信号驱动扫描器。例如，扫描器驱动部根据控制信号调整驱动扫描器的驱动电流。另外，扫描器驱动部设有调整机构，其调整与控制信号对应的各个扫描器的旋转角的随时间变化。调整机构由调整扫描器驱动部的各个参数的可变电阻等半导体部件构成。 

(Z轴扫描器14c) 

Z轴扫描器14c构成调整激光L的点径，并由此调整焦点距离 的扩束器53。也就是说，通过由扩束器使入射激光和出射激光的相对距离变化，可以放大/缩小激光的光束直径，使焦点位置也变化。扩束器53为了高效地向细点进行聚光，如图5所示，配置在电控反射镜的前段，可以在调整从激光振荡部输出激光L的光束直径的同时，调整激光L的焦点位置。根据图9～图11说明Z轴扫描器14c调整工作距离的方法。图9、图10是激光扫描系统的侧面图，图9表示加长激光L的焦点距离的情况，图10表示缩短焦点距离的情况。另外，图11是Z轴扫描器14c的正面图及剖面图。如上述各图所示，Z轴扫描器14c包括面向激光振荡部侧的入射透镜16、和面向激光出射侧的出射透镜18，可以使这些透镜间的距离相对地变化。在图9～图11的例子中，将出射透镜18固定，并利用驱动电动机等，使入射透镜16可以沿光轴方向滑动。图11省略出射透镜18的图示，表示入射透镜16的驱动机构。在本例中，利用线圈和磁铁使可动件可以在轴向上滑动，将入射透镜16固定在可动件上。但是，也可以将入射透镜侧固定而使出射透镜侧可以移动，也可以使入射透镜、出射透镜均可以移动。 

如图9所示，如果使得入射透镜16和出射透镜18间的距离靠近，则焦点位置较远，焦点距离(工作距离)增大。反之，如图10所示，如果使得入射透镜16与出射透镜18间的距离增大，则焦点位置靠近，焦点距离减小。 

此外，可以进行3维加工、即向工件的高度方向的加工的激光加工装置，除了如图9、图10所示的调整Z轴扫描器的方式之外，还可以利用其它方式，例如使聚光透镜物理移动，或使激光输出部或标刻头本身可以移动等。 

在上述实施例中，对扩束器采用搭载了入射透镜和出射透镜这2个透镜的构造，通过使这2个的入射透镜和出射透镜之间的相对距离变化，可以调整激光的焦点距离。但是，也可以将任一个透镜固定在从激光振荡部照射的激光的光轴上的固定侧，该情况下，只要利用扩束器的机构，仅使另一侧的透镜沿从激光振荡部照射的激光的光轴移动即可。 

(距离指示器) 

另外，为了将焦点位置调整到可以进行3维加工的激光标刻器的作业区域中心，可以显示引导图案，其表示使激光在作业区域WS内扫描时的照射位置。图5～图6所示的激光标刻器的激光扫描系统，作为距离指示器，具有：引导用光源60，以及半透明反射镜62，其作为引导光光学系统的一个方式，用于使得来自引导用光源60的引导光G与激光扫描系统的光轴一致，同时，作为指示光调整系统，还具有：指示器用光源64，其用于照射指示光P；指示器用扫描反射镜14d，其形成在Y轴扫描器14b的背面，作为第3反射镜；以及固定反射镜66，其使由指示器用扫描反射镜14d反射的来自指示器用光源64的指示光P再次反射，向焦点位置照射。该距离指示器，通过由指示器用光源64照射表示激光焦点位置的指示光P，进行调整以使得在由引导光G显示的引导图案的大致中心照射指示光P，从而指示激光的焦点位置。 

此外，在上述例子中，通过在激光扫描系统中设置可以调整激光的焦点距离的机构以可以进行3维加工。但是，也可以通过使载置工件的平台位置可以在上下方向调整，进行调整平台高度的控制以使得激光的焦点在工件的作业面连结，由此同样地可以进行3维加工。另外，通过使平台可以向X轴或Y轴方向移动，可以省略激光扫描系统的该扫描器。这些结构适用于将工件载置在平台上进行加工的方式，而不适用于在生产线输送工件上的方式。 

(激光标刻器的系统结构) 

下面，在图12中表示可以进行3维打印的激光标刻器的系统结构。该图中所示的激光加工系统，具有：标刻头150；控制器1A，其作为激光控制部1，与标刻头150连接而对其进行控制；以及激光加工数据设定装置180，其与控制器1A连接，可进行数据通信，对控制器1A设定打印图案，作为激光加工数据。激光加工数据设定装置180，在图12的例子中，是向计算机安装激光加工数据设定程序，实现激光加工数据设定功能。激光加工数据设定装置除了计算机之外，还可以使用连接了触摸屏的可编程逻辑控制器(PLC)、或其它 专用硬件等。另外，激光加工数据设定装置也可以起到控制激光加工装置的动作的控制装置的作用。例如，可以由一台计算机综合作为激光加工数据设定装置的功能，和作为具有激光输出部的标刻头的控制器的功能。此外，激光加工数据设定装置，除了由与激光加工装置不同的部件构成之外，也可以与激光加工装置集成，例如，可以采用组装入激光加工装置中的激光加工数据设定电路等。 

并且，还可以在控制器1A上，根据需要连接各种外部设备190。例如可以设置：图像传感器等图像识别装置，其确认输送到生产线上的工件的类别、位置等；位移计等距离测定装置，其获取与工件和标刻头150之间的距离相关的信息；PLC，其按照规定的顺序进行设备的控制；以及检测工件的通过的PD传感器等其它各种传感器等，控制器1A与它们连接，可进行数据通信。 

(激光加工数据设定装置) 

用于将平面状的打印数据打印成3维状的设定信息即激光加工数据，由激光加工数据设定装置180设定。图13A表示作为激光加工数据设定装置180的一个例子的框图。该图所示的激光加工数据设定装置180具有：输入部3，其用于输入各种设定；运算部80，其由加工数据生成部80K等构成，根据由输入部3输入的信息，生成激光加工数据；显示部82，其用于显示设定内容或运算后的激光加工数据；以及存储部5A，其用于存储各种设定数据。另外，存储部5A包含将多个加工参数的组合关联而保存的参照表5a。显示部82具有：加工图像显示部83，其以3维显示加工对象面的图像；以及标刻头图像显示单元84，其在图像显示部83上以3维显示加工对象面的图像时，显示标刻头的图像。输入部3作为用于输入以期望的加工图案进行加工的加工条件的加工图案输入单元3C，实现下述单元的功能：加工面轮廓输入单元3A，其用于输入表示工件打印面的3维形状的轮廓信息；加工图案输入单元3B，其用于输入打印图案信息；加工模块设定单元3F，其在作业区域内设置多个加工模块，可以对每个模块设定加工图案；组设定单元3J，其用于设定加工组，该加工组是将由加工模块设定单元3F设定的多个加工模块汇总而成；以及位 置调整单元3K，其可以调整配置在加工对象面上的加工图案的位置。加工面轮廓输入单元3A还实现下述单元的功能：基本图形指定单元3a，其用于指定表示加工对象面的基本图形；以及3维形状数据输入单元3b，其用于从外部输入表示加工对象面的3维形状数据。存储部5A相当于图1的存储器部5，是存储由输入部3设定的轮廓信息或打印图案信息等信息的部件，可以使用固定存储装置等存储介质或半导体存储器等。显示部82，除了设置专用的显示器之外，还可以使用与系统连接的计算机的显示器。 

(运算部80) 

运算部80实现下述单元的功能：加工数据生成部80K，其用于根据由加工条件设定部3C设定的加工条件，生成用于进行实际加工的加工数据；初始位置设定单元80L，其在显示部82中显示3维激光加工数据时，确定在加工对象面上配置激光加工数据的初始位置；加工不良区域检测单元80B，其检测无法在作业区域照射激光而无法进行加工、或加工不良的加工不良区域；高亮处理单元80I，其用于进行高亮处理，该高亮处理是对由加工不良区域检测单元80B检测出的加工不良区域，以与可以加工的区域不同的方式显示；以及设定警告单元80J，其用于在由加工条件设定部3C设定加工图案时，检测设定为在含有加工不良区域的区域内进行某个加工的情况，并发出警告。另外，根据需要还可以实现下述单元的功能：加工条件调整单元80C，其将加工不良区域中的加工条件调整为可以加工；以及坐标变换单元，其将打印图案信息从平面状变换为3维空间坐标数据，以使得打印数据与打印面虚拟地一致。该运算部80由FPGA或LSI等IC等构成。 

另外，在图13A的例子中，由专用的硬件构成激光加工数据设定装置180，但这些部件也可以由软件实现。特别地，如图12所示，可以在通用的计算机上安装激光加工数据设定程序，使其发挥激光加工数据设定装置180的作用。另外，在图13A的例子中，使激光加工数据设定装置180与激光加工装置100为独立的设备，但也可以将它们一体地集成。例如，可以在激光加工装置自身上增加激光加工数 据设定功能。 

在图13A的例子中，加工数据生成部80K配置在激光加工数据设定装置180侧。例如，在通用的计算机上安装激光加工数据设定程序，由起到激光加工数据设定装置180的功能的计算机实现加工数据生成部80K的功能。另一方面，加工数据生成部也可以设置在激光加工装置的控制器侧。在图13B的框图中，表示在控制器中设置加工数据生成部180K的例子。通过将加工数据生成部80K、180K分别设置在激光加工装置100侧和激光加工数据设定装置180侧，在激光加工装置100、激光加工数据设定装置180中的任意一个装置上，都可以分别生成激光加工数据，或接收激光加工数据、进行编辑、显示。在图13B的例子中，可以由激光加工装置100侧的加工数据生成部180K生成激光加工数据，由激光加工数据设定装置180侧的加工数据生成部80K接收该激光加工数据，显示在显示部82上。 

或者，也可以采用仅在激光加工装置侧设置加工数据生成部，不在激光加工数据设定装置侧设置的结构。将该例表示在图13C的框图中。激光加工装置100根据由加工数据生成部180K生成的激光加工数据，进行加工和显示。 

(激光加工数据设定程序) 

下面，使用激光加工数据设定程序，根据图14以后的用户界面画面，说明根据由加工条件设定部3C输入的文字信息生成加工图案的顺序。此外，在这些程序的用户界面画面的例子中，各个输入栏或各个按钮等的配置、形状、显示方法、尺寸、配色、图案等，当然都可以适当地进行变更。也可以通过设计的变更，成为更易观察、评价或判断容易的显示、或易于操作的布局。例如，可以如下适当地变更：使详细设定画面由其它窗口中显示、在同一显示画面内显示多个画面等。另外，在这些程序的用户界面画面中，对虚拟设置的按钮类或输入栏的打开/关闭操作、数值、命令输入等的指定，由与安装了程序的计算机连接的输入部3进行。在本说明书中，所谓“按下”，除了与按钮类的物理接触操作之外，还包括利用输入部点击或选择而虚拟地按下的情况。构成输入部等的输入输出设备通过有线或无线与计算机 连接，或者固定在计算机等上。作为通常的输入部，可以举出例如鼠标、键盘、滑动鼠标、指点杆(trackpoint)、输入板、操纵杆、控制台、滚轮(jogdial)、数字化仪、光笔、数字键盘、触控屏、指控杆(accupoint)等各种定位设备。另外，这些输入输出设备，不限于程序的操作，也可以用于激光加工装置等硬件的操作。此外，也可以对显示界面画面的显示部82的显示器本身使用触摸屏或触摸面板，用户可以通过用手直接接触画面进行输入或操作，或者，也可以使用声音输入或其它已有的输入单元，或者同时使用上述单元。 

激光加工数据设定程序可以进行3维激光加工数据的编辑。但是，考虑对3维数据编辑不擅长的用户，准备只能进行平面上的设定而无法进行3维上的编辑的“2D编辑模式”，可以与能够进行3维激光加工数据的加工的“3D编辑模式”切换。在设有这样的多个编辑模式的情况下，设置表示当前的编辑模式的编辑模式显示栏270，和切换编辑模式的编辑模式切换按钮272。在图14的例子中，在激光加工数据设定程序启动时，为“2D编辑模式”，在设置在画面右上部的编辑模式显示栏270中显示当前的编辑模式是“2D编辑模式”。通过将操作比较容易的2维编辑模式设定为启动时的缺省编辑模式，即使是对3维激光加工数据编辑不擅长的用户，也可以毫无困难地进行操作。另外，启动时的编辑模式为用户可以变更的结构，擅长操作的用户可以设定为不必切换编辑模式，而进行3维激光加工数据编辑的方式。 

另外，在设置在编辑模式显示栏270右侧的编辑模式切换按钮272中，显示表示可以切换为3D模式的“3D”的文字。如果从该状态按下编辑模式切换按钮272，则可以切换到“3D编辑模式”，同时编辑模式显示栏270的显示变更为“3D编辑中”(图15等)。并且，编辑模式切换按钮272显示文字“2D”，表示可以从3D编辑模式切换到2D编辑模式。由此，通过设置限制或排除了3D显示或编辑的“2D编辑模式”，在用户希望进行对2维加工面的加工数据的设定·编辑的情况下，提供只进行对2维加工面的设定·编辑的用户界面，从而可以实现用户界面简化和与之相伴的操作性的提高。另外，即使在用户 希望进行对3维加工平面的加工数据的设定·编辑的情况下，也不是立刻进行不习惯的3D显示，而是采取以下的顺序：利用上述的之前非常习惯的“2D编辑模式”，进行对2维加工面的加工数据的设定·编辑，再利用“3D编辑模式”，将由上述“2D编辑模式”设定·加工的2维加工数据，进行向希望的3维加工数据的再次加工·编辑，由此，“3D编辑模式”也可以实现对用户来说容易判断的用户界面，和与之相伴的操作性的提高。 

图14所示的2D编辑模式及图15所示的3D编辑模式，外观上构成基本相同。在图14的2D编辑模式中，设定3维形状的“形状设定”标签204i灰显，不可选择。从图14的画面上按下编辑模式切换按钮272，切换到图15所示的3D编辑模式，由此可以进行形状设定标签204i的选择。这样，在2D编辑模式和3D编辑模式中，程序的用户界面基本不会变化，通过限制可以设定的项目，能够简单而顺利地进行从2D编辑模式到3D编辑模式或反向的转换。 

如上所述，因为在该激光加工数据设定程序中，即使是3D编辑模式，也采用与2D编辑模式基本相同的用户界面，所以3维激光加工数据的设定·编辑作业也可以以与2维激光加工数据的设定基本相同的要领进行。即使在3D编辑模式中，首先，也是由与2D编辑模式同样的用户界面，指定打印图案的文字尺寸或形状。然后，针对2维状的打印图案的设定，在3维激光加工数据中增加必要的3维形状信息。此时，用户可以一边切换从打印方向即激光照射方向正面地观察实际的打印数据的2维显示、和从任意方向观察的3维显示，一边进行设定。由此，可以提供一种简单的用户界面，其即使是只有2维打印数据生成经验的用户，也可以简单地生成3维用户加工数据。 

根据图14及图15说明加工条件设定部3C的一个例子。图14及图15表示用户加工数据设定程序的用户界面画面的一个例子，在画面左侧，设置对在工件上打印的加工图案的图像进行显示的编辑显示栏202，在右侧设置指定各种数据作为具体的加工条件的打印图案输入栏204。在打印图案输入栏204中，作为选择设定项目的标签，可以切换“基本设定”标签204h、“形状设定”标签204i、“详细设定” 标签204j。在图14的例子中，选择“基本设定”标签204h，在这里设置加工种类指定栏204a、文字数据指定栏204d、文字输入栏204b、详细设定栏204c。加工种类指定栏204a，指定包括字符串或图案、标识、花纹、图等图像的打印图案作为加工图案的种类，或者指定是否进行作为加工机的动作。在图14的例子中，从加工种类指定栏204a中，由单选按钮选择字符串、标识·图、加工机动作的类别。另外，文字数据指定栏204d，指定文字数据的种类。在这里，从下拉菜单中选择条形码、2维码、RSS·复合码(Composite Code：CC)中的某一个。并且，对应于所选择的文字数据的种类，在种类指定栏204q中选择更详细的类别。例如，在选择了文字的情况下，指定缺省类别，在选择了条形码的情况下，指定CODE39、ITF、2of 5、NW7、JAN、Code 28等条形码的类别，在选择了2维码的情况下，指定QR码、微QR码、DataMatirx等2维码的类别，在选择了RSS·复合码的情况下，指定RSS-14、RSS-14 CC-A、RSS Stacked、RSS Stacked CC-A、RSS Limited、RSS Limited CC-A等RSS码类别、或者RSS复合码类别。在文字输入栏204b中，输入希望打印的文字信息。所输入的文字，在文字数据指定栏中选择了文字的情况下，直接作为字符串进行打印。另一方面，在指定了符号的情况下，按照所选择的符号的类别，生成将输入的字符串编码后的加工图案。加工图案的生成，除了由加工条件设定部3C进行之外，也可以由加工数据生成部进行。在本例中，由运算部80进行。另外，在详细设定栏204c中切换标签，指定“打印数据”标签204e、“尺寸·位置”标签204f、“打印条件”标签204g等打印条件的详细内容。 

在图14的例子中，在文字数据指定栏204d中指定QR码，在“打印数据”标签204e中，由数值指定单元格尺寸、打印线宽、错误校正率、版本等。另外，可以根据需要指定模式自动、黑白反转、密码等。 

此外，如果从加工种类指定栏204a中选择加工机动作，则加工类别可以从下拉菜单中选择，可以选择定点、直线、虚线、左旋圆·椭圆、右旋圆·椭圆、触发ON中定点等。在加工机动作中，取代文字输入栏而设置线段坐标指定栏278作为加工图案，由坐标指定直线或 圆弧等的轨迹。图16表示作为加工机动作的一个例子，选择虚线作为加工类别的情况下的设定画面。另外，图17是选择了右旋圆·椭圆的情况下的设定画面，图18进一步切换至3D编辑而以3维形状显示的设定画面。 

另外，激光加工装置不限于字符串，也可以进行标识或图等的图像数据的打印。在图19及图20中，表示进行这种图像数据的打印的设定画面的例子。如图19所示，如果从加工种类选择栏204a中选择“标识·图”，则在“打印内容”标签217中显示文件名输入栏，可以参考外部文件。通过预先用光栅数据或矢量数据生成标识或图，将其保存，可以指定并读入这些外部文件，在编辑显示栏202中显示。而且，如图20所示，在“打印条件”标签218中设定打印功率或扫描速度等。 

(加工模块设定单元) 

如上所述，设定与一个打印模块相关的打印图案信息。另外，还可以设定多个打印模块。也就是说，可以在加工区域中设定多个打印模块，由不同的打印条件进行打印加工。打印模块除了对一个工件或加工(打印)对象面设定多个外，还可以分别对加工区域内的多个工件进行各种设定。 

加工模块的设定，由加工模块设定单元进行。在图14的例子中，作为加工模块的设定单元的一种方式，在打印图案输入栏204的上栏，设置模块编号选择栏。在模块编号选择栏中，设置显示模块编号的编号显示栏，作为编号指定单元，设置“＞”按钮、“＞＞”按钮、“＜”按钮、“＜＜”按钮。如果按下“＞”按钮，则模块编号增加1，可以进行新的打印模块的设定。另外，在变更设定后的打印模块的设定的时候，也同样地操作“＞”按钮而选择模块编号，即可以调出相应的打印模块的设定。另外，如果按下“＞＞”按钮，则跳到最后的模块编号。并且，如果按下“＜”则退一个模块编号，如果按下“＜＜”则跳到开始的模块编号。此外，也可以在模块编号选择栏的数值显示栏中直接输入数值，指定模块编号。由此，在模块编号选择栏中选择打印模块，对各个打印模块指定打印图案信息。在该例子中，模块编号可以设定为0～ 255。 

在图15中，表示设定了3个打印模块的例子。作为模块编号000，表示在图14中设定的QR码，作为模块编号001，表示条形码，作为模块编号002，表示字符串。在图15的例子中，由文字数据指定栏204d指定条形码，由“打印数据”标签204e通过数值指定条形码的高度、宽窄度、打印线宽、粗细比等。另外，可以根据需要指定检验数位的有无、黑白反转等。 

另外，关于打印模块的配置，还可以设定配置位置调整(相对中心轴的中心旋转、右偏移、左偏移等)、重复多个打印模块的情况下的重复顺序、位置统一等的布局。例如在图21中，表示使各个打印模块向画面左右方向的中央位置移动的例子。同样地，也可以进行与上下方向的中央的位置统一。由此，可以自动调整多个打印模块的配置。 

此外，还可以由坐标等指定各个打印模块的配置。在图21的例子中，对于模块编号002的字符串，由构成位置调整单元3K的“尺寸·位置”标签204f，利用数值指定模块坐标的X坐标、Y坐标。从该画面上还可以指定文字高度、文字宽度、文字间隔等作为文字尺寸。并且，指定横向书写、纵向书写的种类、3维打印时的圆柱内周、外周的种类等，作为模块形状。 

(打印模块的设定一览表) 

按照该方式设定的打印模块如图22所示，还可以一览显示设定项目。在图15的例子中，通过从菜单的“编辑”中选择“模块一览表”，可以由另一窗口显示图22的模块一览画面。由该一览画面，可以删除已完成设定的打印模块，或进行复制而增加新的打印模块。另外，也可以构成为选择希望的打印模块而调整设定项目。 

(3D形状的成批变更) 

此外，还可以具有成批变更功能，即成批地变更多个打印模块的形状。作为一个例子，考虑以下情况：希望对于图23所示的由2个圆锥和球构成的3个打印模块，将它们都变更为圆柱状。如果按下设在图23的设定画面左端的工具条最下段的“3D形状的成批变更” 按钮274，则显示图24的3D形状成批变更画面275。在3D形状成批变更画面275上，显示当前设定的打印模块的一览，表示各个坐标位置或图形类别、字符串等。从该画面上，用复选框选择希望变更的打印模块，由成批变更形状指定栏276指定希望的形状。在图24的例子中，在成批变更形状指定栏276中作为下拉菜单，准备平面、圆柱、球、圆锥、3D加工机、ZMAP等。同时，在希望对变更后的模块形状进行指定等情况下，将“成批变更模块形状”栏277的复选框选中，输入变更后的详细内容。在图24的例子中，作为变更后的形状，由成批变更形状指定栏276指定“圆柱”，并且，对于变更后的模块形状，输入直径和配置面。如果在设定结束后按下“OK”，则如图25所示，打印模块成批地变换为同一直径的圆柱状。这样，通过可以成批地变换多个打印模块的形状，容易地进行变更作业，省去对各个打印模块变更设定的麻烦。特别地，在希望将多个打印模块形状变换为同一形状的情况下有效，由此可以大幅度提高效率。 

(打印组) 

另外，还可以设定将多个打印模块汇总而成的打印组，以打印组为单位，进行激光的输出值、扫描速度等打印条件的设定。根据图26～图34，说明该情况。该图26表示由模块设定单元3F设定多个打印模块，在编辑显示栏202中以2维状显示的状态，图27表示将其切换到3维状的显示的状态。在上述例子中，如图14等所示，在一个打印模块中只能打印1行数据。因此，在希望进行多行打印等情况下，要通过设定多个打印模块，将这些打印模块并列配置来应对。在图26及图27的例子中，对于圆筒状的工件，在上段设定字符串“abcde”的圆柱状打印模块B1(模块编号000)，在其下段设定字符串“ABCDE”的圆柱状打印模块B2(模块编号001)，将它们上下重叠配置。对于这些打印模块B1、B2，设定各打印条件。因此，目前用户对每个打印模块单独地设定打印条件。但是，该情况下，因为打印模块1和2是向同一工件上的打印，所以激光的输出、扫描速度等作为打印条件来说共同的项目很多。因为目前必须对这些项目单独设定相同的打印条件，所以作业繁杂。特别地，如果打印模块数增多， 则相应地设定要花费时间。为了应对这种问题，可以将多个打印模块汇总而作为打印组，进行以打印组为单位的打印条件设定。具体来说，由组设定单元3J进行打印组设定。 

(组设定单元3J) 

作为组设定单元3J，在图28所示的例子中，在打印图案输入栏204中设置组设定栏250。更具体地说，将组设定栏250的“进行组设定”栏251的复选框选中，选择希望分组的打印模块，同时由组编号指定栏252指定组编号。在打印模块选择中，例如如图29所示，从编辑显示栏202中，由例如鼠标等定位设备指定范围，以使其包含希望选择的打印组，或者，也可以适当地使用一边按下CTRL键一边用鼠标左击等方法。由此，在选择了希望分组的打印模块之后，通过按下组设定栏250的“分组”按钮253，设定分组。或者，如图30所示，在指定范围或通过鼠标单击等指定多个希望分组的打印模块后，从鼠标的右击菜单256中选择“分组”菜单257，选择“分组”。另外，组编号在每次设定新的组时就从000增加1，自动地赋值。在该例中，可以设定直至254个组。如上所述，如果进行分组，则打印条件等将以组为单位成批地进行。在图28的例子中，在以2维显示编辑显示栏202的状态下，指定打印模块B1和B2，由打印按钮输入栏204的组设定栏250，设定为打印组G1(组编号000)。由此，在编辑显示栏202中，显示包围2段字符串的外框BW，以表示打印组G1的范围。在图31中，表示外框的显示从打印模块外框BW变为打印组的外框GW的情况。由此，可以对字符串“abcde”和“ABCDE”的全体，按1个打印模块的方式进行处理，可以成批地设定激光的输出值或扫描速度、打印模块的尺寸或偏移位置的调整等。 

另外，外框的显示方法，除了同样地显示打印模块和打印组显示之外，也可以使它们不同地进行显示。例如，使表示打印模块的外框BW由细线表示、使表示打印组GW的外框由粗线表示，通过分别显示，可以区别打印模块与打印组。另外，可以通过使得线型为实线、虚线等，或将线的显示颜色变更为绿、蓝、红等，将它们区别。 

这种组设定作业，如图28所示，优选在使编辑显示栏202为2 维显示的状态下进行。这是因为在平面图的显示中，可以将打印模块显示为符号，易于选择。但是，也可以如图32所示，设定为在使编辑显示栏202为3维显示(具体内容如后所述)的状态下进行。通过可以从2维、3维的任一状态设定组，可以提高使用方便性。 

另外，要取消分组，则从图28的组设定栏250中，按下“取消组”按钮254，或者，从图29的分组菜单257中，选择“取消组”。由此，因为可以将暂时分组而成的打印模块重新分解，所以有利于希望对分组后的一部分部设定个别的打印条件的情况等。 

此外，打印分组并不仅是将相邻的打印模块之间分组，也可以将位于分散位置的打印模块进行分组。例如，如图33所示，在将排列为2列的字符串“abcde”和“ABCDE”，打印在3组罐状的工件侧面上的情况下，将字符串“abcde”的3个打印模块B3、B4、B5汇总，设定为打印模块G2，将字符串“ABCDE”的3个打印模块B6、B7、B8汇总，设定为打印模块G3。由此，可以分别独立地设定字符串“abcde”的打印的浓度，和字符串“ABCDE”的打印的浓度，对于同一字符串来说，以相同的浓度进行打印，对于不同的字符串来说，以不同的浓度进行打印。由此，分组除了仅将相邻的字符串或标识等图像汇总之外，还可以根据打印条件设定的难易程度等，任意地设定。 

以上，对于对配置在作业区域内的一个工件，设定多个打印模块的例子进行了说明，但在一个作业区域内配置多个工件的情况下，在对各个工件设定单独的打印时等，也可以适当地进行分组。图34表示在作业区域内配置3个工件W1～3的情况下，对各个工件进行不同的打印，同时对工件W1，将排列为2列的字符串“abcde”和“ABCDE”分组的例子。另外，在该例中，也可以对工件W2和W3设定相同的打印条件。由此，因为可以对多个工件和多个打印模块的任意组合设定组，所以可以简单地进行与打印目的或用途对应的适当的设定，可以减轻用户的设定作业的负担。 

(工件的轮廓信息) 

下面，回到图14中，对于设定工件的轮廓信息的顺序进行说明。在图14的例子中，表示在平面状的工件上打印的例子。在该激光加 工数据设定程序中，加工对象面不限于平面状，也可以是3维形状的加工对象面的设定。与工件的加工对象面的3维形状相关的轮廓信息，可以由图13A的加工面的轮廓输入单元3A设定。作为指定轮廓信息的方法，可以考虑以下方法。 

(1)由可输入3维形状的程序，对工件进行作图而指定的方式 

这是根据程序作图而指定工件形状的方式。例如，按照已有的3维CAD或3维建模工具、绘图工具的方式，准备平面或直线等的描绘工具，由用户直接绘出3维形状。该方法对于习惯于3维形状作图的用户可以容易地使用，反之，对这种作图不擅长的用户，存在门槛高的问题。 

(2)以对话形式，使用户输入用于确定工件形状的参数的方式 

这是按照窗口方式，通过由用户以对话形式指定必要的信息而确定形状的方法。该方法因为不需要与3维作图相关的知识，所以有易于使用的优点。例如，作为基本图形指定工件形状，指定确定该形状的参数。具体来说，预先以选项的方式提示工件的形状，对应于选择出的形状，再提示输入确定该形状的输入参数的设定项目。例如，如果加工对象面为斜面状，则指定基准点的坐标位置或法线矢量的方向等。另外，如果是圆柱状，则指定基准点的坐标位置、圆柱半径、圆柱中心轴的方向等。或者，如果是球状，则指定中心点的坐标位置、球半径等。 

(3)选择基本图形的方式 

另外，不限于对话形式，也可以是选择基本图形，指定与基本图形相关的参数的方式。也就是说，由用户选择预先准备的圆柱状、圆锥状、球状等基本图形，提示确定选择出的基本图形的参数，通过由用户输入数值，可以容易地从2维形状变换为3维形状。通过用基本图形近似地表现工件，有指定简单且可以准确地进行的优点。 

(4)输入预先对于工件形状生成的3D数据的数据文件而进行变换的方式 

这是对预先由3维CAD等其它程序生成的工件数据文件进行变换而使用的方式。利用该方法，因为可以使用已生成的数据，所以可 以大幅度地节省工件的形状指定作业。可读入的数据文件形式，可以使用DXF、IGES、STEP、STL、GKS等各种通用的格式。另外，也可以直接输入并变换DWG等特定的应用软件的专用格式。 

(5)直接对2维信息指定高度信息 

对表示平面状的打印内容的打印图案，用数值指定高度或高度方向的倾角。作为一个例子，说明按照图36所示的方式，将由图35的字符串“ABCDEFGHIJKLM”构成的打印模块B9，打印在倾斜面上的例子。向倾斜面的打印，如图35所示，在由编辑显示栏202以2维显示打印对象面的状态下，由打印图案输入栏204在形状选择栏206中指定平面，同时用“布局”标签216设定打印模块B9的X轴、Y轴偏移量。此外，如图36所示，可以在设置在“模块形状·配置”标签211上的旋转角设定栏211B中，通过指定旋转角进行设定。旋转角可以分别在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上由数值或滑块指定，在图36的例子中，指定X旋转30°。在该方法中，有可以简单地表现单纯的阶梯状或倾斜面的优点。不适于半面、复杂形状的指定。 

(6)由图像传感器等图像识别装置实际读取而获得工件形状的方式 

由图像传感器等读入工件，用图像识别等方法自动获得数据。 

以上方法中，在这里采用(3)和(4)的方法。具体来说，可以使用从预先准备的基本图形中选择的方法、和输入存有3维形状的文件的方法。根据图37～图39说明该情况。从图14的画面中，如果将选择打印图案输入栏204的设定项目的标签从“基本设定”标签204h切换到“形状设定”标签204i，则成为图37所示的画面，作为选择轮廓信息的输入方法的轮廓输入选择单元，显示轮廓指定栏205。在图37的轮廓指定栏205中，用单选按钮选择基本图形、ZMAP、加工机动作中的某一个。 

(基本图形指定单元3a) 

利用从基本图形中选择方法，选择预先准备的基本图形的形状。作为基本图形，有平面、圆柱、球、圆锥等。在图37的例子中，作为基本图形指定单元3a的一种方式，在轮廓指定栏205中选择基本 图形，在设在其下栏的形状选择栏206中选择“平面”。在这里，如图38所示，如果选择圆柱，则编辑显示栏202的2维显示从平面状切换到圆柱状。也就是说，因为显示刻在圆柱状的工件上QR码的XY坐标平面图，所以变形显示为，越是靠近QR码的右侧横向宽度越窄。 

(3D显示) 

另外，还可以立体地显示加工对象面。在该例子中，作为加工图像显示部，可以将编辑显示栏202的显示形式，在2维状的显示和3维状的显示间切换。如果按下设在图38的画面上的显示切换按钮(3D)207，则如图39所示，编辑显示栏切换到3维显示，可以立体地确认加工对象面的3维形状。此外，如果从图39的画面按下显示切换按钮(2D)207，则切换到图38的画面。由此，每次按下显示切换按钮207，就在2D显示和3D显示间进行切换，并且，与之相应地，显示切换按钮207的显示也切换为表示另一个显示状态的2D和3D。另外，在图39的3D显示画面上，也与图38的2D显示画面同样地，由外框K包围显示加工图案的区域。 

另外，在图39的例子中，2D显示和3D显示的显示切换按钮207，设置在浮动工具条上。浮动工具条可以移动到任意位置。并且，还可以构成为，切换浮动工具条的显示/不显示，或者加入常规工具条中。 

(3D显示画面的视点变更) 

在3D显示画面中，可以变更到任意的视点。在图40～图47中，表示从不同的视点以3D显示画面显示将图38所示的QR码打印在圆柱状的工件上的打印面的例子。从图38的2D显示画面，如果按下浮动工具条的显示切换按钮(3D)207，则可以切换到图39的3D显示画面。通过从该3D显示画面操作滚动条209，如图40～图47所示，可以自由变更3维显示画面的视点。图40是从斜上方观察作业区域的斜视图，图41表示使作业区域从图40的状态旋转，从背侧显示工件的例子。在视点的变更中，除了使用滚动条之外，也可以构成为，通过用鼠标拖动3D显示画面上的任意点等，使工件旋转。 

另外，如果按下设在浮动工具条上的“滚动条的移动/旋转切换”， 则滚动条的用途从工件的旋转切换到画面的移动。如果从图40的画面操作水平方向的滚动条，则如图42或图43所示，可以以维持3维显示的显示角度的状态，将视野向左右平移。另外，如果操作垂直方向的滚动条，则如图44所示，可以在上下方向移动视野。由此，通过将滚动条在画面的移动与旋转间切换使用，对于不习惯3D显示的操作的用户，也可以比较简单地变更视野。 

此外，也可以将3D显示画面切换为从规定的视点的显示。在图40的例子中，在浮动工具条上设置“显示位置”变更栏207，这里可以将视点变更为XY平面等、规定的显示。例如，图45表示在XY平面上显示打印面的例子，显示与图38所示的2D显示画面对应的平面图。另外，图46、图47分别表示YZ平面、ZX平面的显示例子。另外，还可以由各个画面操作滚动条等，变更显示的视点。由此，在3维显示中，也可以快速切换到从规定方向观察的显示画面，在显示的变更、恢复或确认时等有利。 

(3维观察窗260) 

在上述例子中，将编辑显示栏202切换为2维显示和3维显示中的某一个。但是，也存在希望并列显示同一个工件的2维显示和3维显示的情况。为了对应这一要求，准备用另一窗口打开的3维观察窗260。在图48中，表示显示3维观察窗260的例子。在上图38的例子中，作为用于打开3维观察窗260的另一3维画面调出单元，将2画面显示按钮207C设置在浮动工具条上。如图38所示，在由编辑显示栏202以2维显示的状态下，如果按下2画面显示按钮207C，则如图48所示，在另一窗口中显示3维观察窗260。3维观察窗260可以通过拖动而配置在任意位置。此外还可以改变窗口大小。并且，还可以进行由3维观察窗260显示的工件W的姿态、角度的变更、旋转等操作。在该3维显示中，显示网格或刻度，以容易进行视点的掌握。这些网格或刻度显示也可以打开/关闭。 

此外，如图39所示，在由编辑显示栏202以3维显示的状态下，因为不需要另外打开3维显示画面，所以调出3维观察窗260的浮动工具条的2画面显示按钮207C灰显，为不可选择状态，以防止误操 作。但是，在希望由另一画面显示2维显示的情况下，也可以另外显示2维观察窗栏。此外，这些显示只是一个例子，各栏的布局、大小、位置关系等当然是可以任意变化的。例如，可以用另一窗口显示包含设定栏的各栏。由此，可以在显示部82中，作为显示加工对象面的3维形状图像的加工图像显示部38，使用编辑显示栏202或3维观察窗260等。 

(3维形状数据输入单元3b) 

另一方面，图49～图54表示预先生成由3维CAD等规定工件的形状的3维形状数据，输入该数据文件的例子。利用该方法，将2维打印图案信息粘贴到从外部输入的3维形状数据中。首先，如果从图49的画面中，将字符串“ABCDEFGHIJKLM”输入文字输入栏204b，并在图50的画面上，从作为3维形状数据输入单元3b的轮廓指定栏250选择ZMAP，则取代形状选择栏，显示ZMAP文件名输入栏292。在这里，所谓的ZMAP文件，是3维形状数据文件的一种，是每一个XY坐标具有一个高度方向的Z坐标信息的文件形式。如果按下设在ZMAP文件名输入栏292右侧的“参照”按钮293，则显示图51所示的文件选择画面294，由此，选择规定了打印对象的工件形状的ZMAP文件。此外，ZMAP文件为预先生成的文件。由此，如图52所示，在ZMAP文件名输入栏292中指定ZMAP(该例子中为dolphin.M3D)。在该状态下，在编辑显示栏202中，显示将字符串“ABCDEFGHIJKLM”粘贴到由ZMAP文件规定的3维形状数据中的状态。 

另外，如果从该状态按下设在浮动工具条的左端的显示切换按钮(3D)207，则如图53所示，编辑显示栏202从2维显示切换到3维显示，可以立体地确认加工对象面的3维形状。如该图所示，以3维显示在包含在ZMAP文件中的3维形状数据上的指定的位置粘贴字符串“ABCDEFGHIJKLM”后的状态。由此，在加工图像显示部中，可以以2维或3维确认工件的打印面上的打印状态。 

而且，在指定了ZMAP的阶段，设在浮动工具条右端的“ZMAP显示”栏207D的复选框切换为可选(参考图52)。从图53的状态， 如果使“ZMAP显示”栏207D的复选框为选中，则如图54所示，在编辑显示栏202的3维显示打印对象面上，叠加显示由ZMAP文件规定的3维形状数据。由此，因为不仅打印对象面，包括工件的整体形状都可以以3维显示，所以用户可以在视觉上确认打印的整体图像。 

此外，其构成为，将打印图案即字符串粘贴到规定工件形状的ZMAP中时，如图53及图54所示，将打印图案正投射到3维打印对象面上，在从一个方向(在该例子中是上面)观察打印对象面的情况下，打印图案正确地重现。也就是说，即使从在图49的编辑显示栏202中以2维显示字符串“ABCDEFGHIJKLM”的状态，变换为3维形状(图53、图54)，其平面图也如图52所示不变化。在这里，直接使用打印图案所具有的平面信息(XY坐标)，将与打印图案的XY坐标对应的ZMAP的XY坐标位置处的高度信息(Z坐标)，作为打印图案的3维信息添加。在该方法中，因为只有高度信息参照ZMAP，平面信息直接使用，所以将2维的打印图案变换为3维时的数据处理容易，具有可实现低负载、高速化的优点。特别地，当工件形状复杂时，该方法在处理能力或速度方面有利。另外，在从一个方向观察确认打印结果的用途中，还具有可以重现正确的形状的优点。例如，即使在将条形码等符号打印在曲面上的情况下，也可以通过正确地设定读取方向，消除在条形码端部宽窄度变化而产生读取误差的问题。另外，在OCR中，也同样地可以减少文字倾斜，实现读取率高的高精度的打印。 

另一方面，在上述使用基本图形的向3维激光加工数据变换的方法中，采用将打印图案粘贴到将基本形状以平面状展开的展开图中的方法。也就是说，编辑显示栏202中的打印图案的2维显示，按照图37、图38的方式变化。该情况下，适用于确认方向不由一个方向确定的情况等，例如，当打印产品的制造年月日或序列号等字符串时，进行用户易判读的打印。 

如上所述，可以在轮廓指定栏205中切换由基本图形指定单元3a进行的基本图形的指定、和由3维形状数据输入单元3b进行的 ZMAP文件的指定，轮廓指定栏205起到作为基本图形指定单元3a和3维形状数据输入单元3b的切换单元的作用。 

(ZMAP数据的生成) 

下面，说明由预先生成的通用的3维形状数据文件生成ZMAP数据的顺序。作为生成3维形状数据文件的单元，可以使用3D-CAD程序或3D-CG程序等。作为由这种3维形状数据生成程序生成并保存的数据形式，有DXF、IGES、STEP、STL、GKS等通用格式或DWG、DWF、CDR、AI等特定的应用程序的专用格式。在本实施方式中，利用STL(Stereo Lithography)文件形式。STL是在3角形的平面上构建所有的面的数据，有易于处理的优点。由此，利用3D-CAD程序等，预先生成规定工件形状的STL数据。此外，也可以在激光加工数据设定程序中，具有STL等3维形状数据生成功能。 

将按照这种方式生成的STL数据，读入激光加工数据设定程序。如果从程序的编辑菜单中选择“ZMAP生成”，则显示图55所示的ZMAP生成画面300。ZMAP生成画面300，在左栏设有用于以3维显示3维形状数据的观察窗画面301、在右栏设有调整在观察窗画面301中显示的3维形状数据的姿态的调整栏302。因为如果从该画面选择文件菜单的“打开STL文件”，则STL文件的选择对话框打开，所以指定已生成的STL文件的保存地址，选择规定希望的工件形状的STL文件。在图56中说明打开STL文件的状态的ZMAP生成画面300。在该状态下，表示设置在右栏上的“STL显示”按钮303为按下状态，在观察窗画面301上显示STL文件。STL文件打开的状态下的观察窗画面301中的3维形状数据的初始位置，在该例子中，设定为3维形状数据的顶点位于原点。此外，也可以任意设定初始位置。 

然后，操作STL文件，确定希望变形为ZMAP的姿态。在这里，由设置在图56的右栏的调整栏302，调整由STL文件规定的3维形状数据的坐标或旋转角。例如，如果由坐标调整栏304，使其向X坐标方向移动-60mm，则如图57所示，由观察窗画面301显示的3维形状数据进行平移。同样地，也可以在Z坐标方向上进行调整，从图58所示的状态，如图59(Z坐标10mm)、图60(Z坐标-10mm) 所示，使3维形状数据在高度方向垂直移动，如图61所示，还可以调整Y坐标方向(Y坐标50mm)。这些坐标位置的指定，除了从坐标调整栏304的数值输入栏直接输入数值之外，还可以通过按下设在右侧的箭头按钮305来操作。箭头按钮305，由配置为十字状的按钮305a调整XY坐标，然后，由设置在Z坐标调整栏304右侧的上下箭头按钮305b调整Z坐标。由此，用户可以直观地移动3维形状数据。 

而且，通过由旋转角调整栏306指定旋转角度，可以使由观察窗画面301显示的3维形状数据旋转。在旋转角调整栏306上，分别设置X旋转、Y旋转、Z旋转栏，通过数值或滑块指定旋转角度。图62、图63、图64分别表示X旋转、Y旋转、Z旋转的例子。 

此外，还可以在观察窗画面301上显示可打印区域。通过由设置在调整栏302上的打印区域显示栏307将X方向、Y方向、Z方向的复选框置为选中，可以显示可打印区域的各个方向上的分界面KM。分别在图65、图66、图67中说明显示X方向、Y方向、Z方向的分界面KM的例子。另外，这些分界面KM可以同时显示多个。由此，用户可以一边观察一边调整是否适当地在可打印区域内配置3维形状数据。 

另外，在ZMAP生成画面300上，也可以进行由画面旋转或滚动引起的视点变更，利用滚动条进行操作。通过按下“旋转/滚动”按钮308，可以将滚动条的功能切换为3维形状数据的旋转和画面滚动而使用。 

而且，还可以使ZMAP生成画面300具有STL文件的简单变形功能。例如，可以使其具有STL文件的放大/缩小率的变更、剪裁等。 

由此，如果确定3维形状数据的姿态，则变换为ZMAP。如果从图58的画面上，按下设在ZMAP生成画面300的右栏上的“ZMAP显示”按钮310，则显示“是否变换为ZMAP？”等确认对话框，如果按下“OK”，则执行从STL文件向ZMAP文件的变换，如图68所示，生成ZMAP数据。在ZMAP文件中，因为只有一个高度信息，所以，由观察窗画面301显示的3维形状数据的XY坐标面以下的数据被去 除，只有上半平面的形状。在激光加工装置中，因为无法向工件的背侧照射激光，所以只有工件的一个面、即上半面的数据就足够。 

此外，在希望在工件的背面打印的情况下，如图62所示，使3维形状数据旋转，调整为背面为上侧的姿态，在该姿态下，变换为ZMAP。在图62的例子中，在从图57的状态使X旋转角为180°的状态下，变换为ZMAP，得到图69所示的ZMAP数据。由此，可以通过旋转工件，进行工件背面的打印。 

ZMAP显示中，成为“ZMAP显示”按钮310按下的状态，表示观察窗画面301中的显示切换为ZMAP显示。由此，使执行文件变换的按钮，兼用作表示由观察窗画面301显示的显示内容的功能。此外，在ZMAP显示中，如果按下“STL显示”按钮301，则ZMAP显示返回到变换前的STL。由此，可以返回到变换前的STL文件，还可以进行操作的重做或重新设定、重新保存。 

在由观察窗画面301确认由变换后的ZMAP规定的3维形状数据正确地表现工件加工面之后，保存该ZMAP文件。具体来说，选择文件菜单的“保存为ZMAP”，在希望的保存位置命名保存。 

通过将这样生成的ZMAP数据，指定为表示工件的打印面的3维形状数据，可以将打印图案变换为3维形状。下面说明根据所指定的ZMAP数据，将打印图案变换为3维形状的顺序。 

(将打印图案变换为3维形状的顺序) 

如图49所示，将字符串“ABCDEFGHIJKLM”输入文字输入栏204b中，并且在图52的画面中，从轮廓指定栏205中选择ZMAP(dolphin.M3D)，从ZMAP文件名输入栏292指定上述生成的ZMAP文件。其结果，作为打印图案的字符串“ABCDEFGHIJKLM”变换为3维形状，在图52中显示XY平面上的打印图案。如果在该状态下按下显示切换按钮(3D)207，则如图53所示，编辑显示栏202从2维显示切换到3维显示，可以立体地确认打印对象面的3维形状。如以上各图所示，以从观察方向(上表面)观察到的打印图案与图52相同的方式进行变形，以将字符串表现在打印对象面上。 

此外，如果使“ZMAP显示”栏207D的复选框选中，则如图54 所示，在编辑显示栏202中，在打印对象面的3维形状的基础上，叠加显示由ZMAP文件规定的工件的3维形状。同样地，在选择图69的ZMAP文件作为3维形状数据的情况下，如图70所示，使打印图案变形为3维形状。由此，用户可以切换只有打印对象面或工件整体形状的3维显示，进行设定作业。用户从该状态调整将打印图案粘贴到3维形状数据的哪个位置上。 

(作业区域设定时的3维显示) 

在将作业区域(打印区域)设定在3维形状的工件上，将含有工件形状的打印区域以3维显示的情况下，在这里构成为，按照下述方式可以直观看到打印区域相对工件位于适当的可以打印的位置的情况。 

首先，对于工件，在从激光标刻器的标刻头的出射位置发出激光的情况下，对于激光与打印对象面所成的角度处于规定的角度范围内(可以判断适于进行打印的规定的角度范围)的情况，以及虽然可以进行打印，但可能打印质量较低(小于或等于上述规定角度或不足)的情况，进行对打印对象面的着色区分。具体地说，在判断为可以适当进行打印的角度范围内不进行着色，而在虽然可以进行打印，但打印质量可能较低的角度范围内，着色为红色。由此，可以根据3维显示画面，通过目视判断所设定的打印区域是只设定在适当的范围内，还是打印区域的某一部分为红色(打印质量可能较低的角度范围)。 

另外，在从标刻头的激光出射位置观察设定在工件上的打印区域，工件的加工面(打印区域设定区域)位于背侧的情况下，判断为不可打印，在3维显示画面上，不显示设定在工件上的打印区域(打印内容)。由此，用户可以快速掌握自己所设定的打印区域相对于工件处于哪种状态(位置关系等)，容易地进行该打印区域的位置修正等。 

另外，不限于由3维显示画面显示的单元，在任何一种方法中，都应该适当地采用可以直观看到“可以提供最佳的打印状态的角度范围”、表示打印质量低下的角度范围的“打印不良区域”、“无法打印区域”等方法。例如以文本将与“可以提供适当的打印状态的角度范围”、 “打印不良区域”、“无法打印区域”等相关的内容显示在用户界面画面上，或者也可以利用声音或警告音、对话框等。另外，也可以只显示某一个项目，例如，对于不管打印质量如何，只要能够打印就可以的用户来说，只要提供“无法打印区域”的信息即可。 

这样，由于因工件形状或打印区域而产生激光无法达到的阴影部等，在3维打印中，因工件形状或工件与标刻头的位置关系等，会产生无法打印或不充分的区域。因此，构成为根据这些因素，预先运算可以打印的区域，如果在无法打印的区域中设定激光加工数据，则向用户发出警告等，促使其重新进行设定。这种运算可以由运算部80进行。使运算部80可以实现下述单元的功能：加工不良区域检测单元80B，其检测在作业区域中，无法照射激光而无法加工或加工不良的加工不良区域；加工条件调整单元80C，其进行调整，以使得加工不良区域中的加工条件为可以加工；高亮处理单元80I，其进行高亮处理，以用于对由加工不良区域检测单元80B检测到的加工不良区域，用与可加工区域不同的方式显示；以及设定警告单元80J，其在用加工条件设定部3C设定加工图案时，检测设定为对含有加工不良区域的区域进行某种加工的情况，并发出警告。 

而且，在上述例子中，区别“可提供最佳打印状态的角度范围”和“打印质量低下的角度范围”的角度，在装置侧除了使用缺省的初始值的结构之外，也可以在用户界面上设定输入项目，以使得用户可以重新输入设定其它角度。具体来说，因激光照射到工件加工面的角度而在加工中产生限制，激光与打印面的法线方向所成的角度θ越接近90°时，加工越困难，加工精度越低下。θ的上限(加工极限角度)被称为极限角度，通常指定为60°。该数值除了固定式之外，用户也可以进行调整。 

(无法打印区域) 

另外，在编辑显示栏202中，在加工对象面内，也可以用加工不良区域检测单元80B，运算因角度或阴影等原因造成的无法打印的区域，由高亮处理单元80I进行高亮处理并显示。在图39的例子中，将可以在圆柱侧面附近打印，但打印角度浅而打印不良的打印区域， 由高亮处理单元80I用红色表示。另外，在因为从激光照射点观察位于背侧，所以无法物理地照射激光而无法打印的区域，也就是说，将在XY面上从正上方观察工件的情况下，工件的加工对象面位于背侧的区域作为无法打印区域。这些打印不良区域或无法打印区域，由加工不良区域检测单元80B运算。在所设定的加工图案涉及无法打印区域而无法打印的情况下，设定警告单元80J在编辑显示栏202中不显示加工图案，以可以促使用户重新设定。例如，在可以打印但最佳打印在可能的角度范围外(打印不良区域)的情况下，以红色显示。由此，并不只是分为可以打印、无法打印两种，而是作为无法进行最佳打印的范围、打印不良区域、无法打印区域这样的划分多个而分段地显示打印质量低下，可以向用户提示详细信息，能够研究更合适的布局或配置。 

在图71、图72的例子中，因为加工图案的一部分涉及无法打印区域，所以设定警告单元80J在编辑显示栏202中不显示作为加工图案的条形码。因此，利用位置调整单元3K等调整打印位置，以使得加工图案位于可以打印区域。例如，由图71的“形状设定”标签204i内的画面内配置设定栏208调整打印的开始角度，通过从缺省值-90°变更为-120°，如图72所示，显示加工图案的条形码。由此，调整打印的开始位置或范围、或者条形码的宽窄度、打印线条宽度等的设定，进行设定以使其可以正确打印。此外，也可以不手动进行这种调整，而是由加工条件调整单元80C自动地进行。另外，编辑显示栏202中的加工图案显示/不显示的打开/关闭或其阈值，可以任意设定。 

高亮处理单元80I的无法打印区域的显示功能的打开/关闭，从图73的“激光参数设定”画面进行。在该画面上，通过将无法打印显示功能设定栏的“显示”复选框置为非选中，可以将无法打印区域的显示功能关闭。另外，在图73的“激光参数设定”画面上，除此之外还可以进行激光参数设定。具体来说，可以确认、调整焦点位置或Z方向的有效范围、有效角度(临界角度)等。 

此外，如果利用加工不良区域检测单元80B运算加工不良区域 或无法加工区域，则还可以确定可加工区域的大小或位置。因此，设定警告单元80J还可以在显示部82中显示打印区域的坐标范围或可以打印的最大尺寸等信息。通过用数值等显示具体的设定例等，可以作为用户进行重新设定时的指标使用，提供易操作的环境。 

(设定警告单元80J) 

设定警告单元80J，在加工图案中一部分配置在由加工不良区域检测单元80B运算出的无法加工区域内的情况下，在显示部82中不显示加工图案。目前，在由可进行3维加工的激光加工装置进行打印加工的时候，为了确认设定不当而无法正确进行打印的情况，只能实际进行打印而进行确认，或者，在打印条件的设定完成后，将设定数据传送到激光标刻器的控制器部的存储器中，在将数据展开后，由控制部确认可否进行打印。打印条件的设定，是指定工件的打印对象面的形状(例如，圆柱、圆锥、球等)，在其中指定打印内容(例如，字符串)。因为利用确定工件形状的半径等其打印区域的参数，确定其中可以打印的打印尺寸(可以打印区域)，所以必须设定小于该尺寸的打印内容。但是，目前，在打印条件的设定作业中，用户无法清楚是否可以进行打印，在认真选择打印对象而设定了打印内容之后，如果不是将打印条件暂时传送给控制器部而进行展开之后，则无法进行错误检查。因为这种设定作业、数据传送、展开动作需要一定的时间，所以使用不便。 

对此，在本实施方式中，利用设定警告单元80J，实现下述功能，即在打印条件的编辑过程中，将打印的可否或优劣通知用户。作为具体的通知方法，可以使用在选择了打印对象时显示可以打印尺寸的方法、在用户设定了打印内容的尺寸的阶段进行显示的方法、以及将打印对象和打印内容合成显示的方法等。 

图74表示选择了打印对象时，显示可以打印尺寸的例子。在图74的例子中，将工件设定为圆柱状，由加工不良区域检测单元80B运算在圆柱状的侧面附近，相对于激光而入射角较浅、打印不良的区域(加工不良区域)，由高亮处理单元80I以红色显示。同时，由设定警告单元80J以框状显示可以打印的区域。框状的部分表示圆柱状 工件可以打印的尺寸，用户可以在框状范围内进行打印。框状可以通过使颜色或粗细、线型等变化而显示，提高可以打印区域的识别性，可以容易地区别。 

图75表示在由用户设定的阶段显示打印内容的尺寸的例子。在图75的例子中，在用户指定打印内容的尺寸时，所指定的打印内容的大小以框状显示。由此，因为可以将当前指定的打印内容的尺寸反映在显示部82上而立即确认，所以用户可以快速确认是否可以恰当地进行打印，还可以根据需要进行重新设定。在图75的例子中，判断红色所示的打印不良区域与框状不干涉，可以确认为能够正确进行打印。 

图76及图77表示在图75的基础上，将打印内容和打印对象合成显示的例子。该情况下，因为在图75的表示打印内容尺寸的框状中，显示实际的打印内容(在该例子中为字符串“ABC”)，所以识别性进一步提高，用户可以直观地确认实际的打印状态。在图75的例子中，可以确认配置在框状内的字符串ABC与以红色表示的打印不良区域不干涉。另一方面，图77因为可以确认外框与打印不良区域干涉，所以用户可以进行重新设定，以在可以打印区域内配置字符串。 

另外，在产生了这种干涉的情况下，还可以明确地显示消息。在图78的例子中，设定警告单元80J在显示部82上显示“未设定适当的打印条件”这样的警告消息，促使用户进行重新设定。另外，不仅是警告，也可以用数值等显示重新设定的具体的设定例，提示重新设定的指导。在图79的例子中，表示显示“请在○×○的打印范围内进行设定”的指导消息的例子。或者，也可以变更为“请将打印位置移动到○○～○○范围内”、“请将文字尺寸设定为小于或等于○○”等消息，或者可以将它们组合起来显示。由此，提示用户进行重新设定时的指标，提供易于操作的环境。另外，提示或警告不限于文字信息，也可以同时使用警告音或语音指导等。由此，利用设定警告单元80J，警告由当前的设定无法进行要求的打印，或者引导至适当的设定例。 

(加工不良区域检测单元80B) 

在这里，对于图13A的框图中所示的加工不良区域检测单元80B 的具体内容进行说明。由于工件的形状或输送速度、扫描激光LB的扫描器的扫描速度等各种原因，有时存在打印不良的区域。在这种情况下，目前，因为没有了解加工不良区域的装置，所以，如果错误地在加工不良区域内设定了加工图案，则会产生打印不良或打印错误。因此，通过目测检查等检查打印不良，不仅需要回收的时间，而且打印不良的工件因为很难重新利用，所以必须废弃，产生浪费。因此，在本实施方式中，在设定阶段检测出产生在加工不良区域进行打印的设定，并通知用户。为了实现这一点，在3维激光加工数据设定装置中设置加工不良区域检测单元80B。此外，这里的加工不良的含义为，除了加工不良区域外，还包括可能检测出无法加工区域的结构。 

(加工不良区域的检测方法) 

根据图80说明加工不良区域检测单元80B检测加工不良区域的方法。考虑对于图80的近似长方体状的工件W，从上方扫描激光LB进行打印的情况。而且，在本例中，激光LB固定Z轴(高度)方向，使从打印面到扫描反射镜表面的高度为K。另外，可以分别用第1反射镜、第2反射镜在X轴、Y轴上进行扫描，第1反射镜、第2反射镜在Y轴方向相距L，向该X轴方向倾斜θ1。该情况下，当通过这两个扫描反射镜，将光束会聚到任意坐标A(X，Y，Z)处时，下式数学式1成立。 

(数学式1) 

$\tan {\mathrm{\θ}}_1=\frac{X}{\sqrt{Y^2+{(K-Z)}^2}+L}$

其中，激光LB的矢量由下式数学式2表示。 

(数学式2) 

(X-Ltanθ₁，Y，Z-K) 

因此，激光LB由下式数学式3表示。 

(数学式3) 

x＝(X-Ltanθ₁)t+X 

y＝Yt+Y 

z＝(Z-K)t+Z 

如果将数学式3代入数学式1，则可以得到下式数学式4。 

(数学式4) 

$x=(X-\frac{\mathrm{LX}}{\sqrt{Y^2+{(K-Z)}^2+L}})t+X$

y＝Yt+Y 

z＝(Z-K)t+Z 

激光LB是否可以照射到任意的坐标点A(X，Y，Z)，也就是说，是否成为阴影而成为加工不良区域，是由上述数学式4的直线是否与打印对象的工件有交点来确定的。因此，加工不良区域检测单元80B，可以通过运算上式检测加工不良区域。另外，在上述的例子中，为了简化说明而使工件静止，但即使在生产线上输送工件的情况下等，在工件移动的情况下，也可以考虑工件的移动量，运算各个时刻的加工不良区域。 

另外，对于因扫描器的扫描速度的不同引起的加工不良来说，由于与X轴·Y轴扫描器相比，Z轴扫描器扫描速度慢，所以在对倾斜面的加工中成为问题。该情况下，由工件形状或加工面上的加工图案的形状，检测倾斜角度，在X·Y轴与Z轴的倾斜大于或等于规定值的情况下，判断为打印不良。此外，对于这种因扫描器扫描速度引起的打印不良，可以通过调整打印参数消除。也就是说，因为其原因是Z轴扫描器无法跟随X·Y轴扫描器的扫描速度，所以通过降低X·Y轴扫描器的扫描速度，可以使Z轴扫描器跟得上X·Y轴扫描器的扫描，从而能够进行正确的加工。因此，在该加工不良区域的加工期间，可以通过调整使X·Y轴扫描器的扫描速度降低的加工条件，消除加工不良区域。作为该加工条件的调整、重新设定的单元，可以根据需要使运算部80具有加工条件调整单元80C，其进行调整以使得加工不良区域内的加工条件为可以加工。 

(加工条件调整单元80C) 

加工条件调整单元80C，根据倾斜的加工面的倾斜角度、X·Y轴分量、Z轴分量的比例、Z轴扫描器的扫描速度、工件的传送速度等，运算可以加工的条件。运算出的加工条件的调整方案，可以由显示部82显示。由此，参考用户所指示的调整方案，重新设定加工条件。或者，可以由加工条件调整单元80C自动地重新设定加工条件。该情况下，因为可以一并地自动重新设定加工条件，所以可以减轻用 户的负担，即使是加工不良区域也可以实现正确的加工。同样地，在存在X轴·Y轴扫描器的扫描速度的波动问题对加工产生障碍的情况下，也可以通过进行调整以使得扫描速度快的扫描器与慢的扫描器的扫描速度一致，从而消除加工不良。 

(高亮处理) 

如上所述，如果加工不良区域检测单元80B检测到加工不良区域，则在显示部82中显示工件时，通过由高亮处理单元80I区分加工不良区域和可以加工的可加工区域而进行显示，可以使得用户直观地掌握加工不良区域。作为这种用于将加工不良区域和可加工区域与其它区域进行区别显示的高亮处理，除了用彩色着色外，还可以适当地使用以下的可以与其它区域区别显示方式，例如施加灰度、浓度、阴影、填充等的图案、增亮、闪烁、灰显等。另外，在图71的例子中，将加工不良区域着色为红色，但也可以与之相反地，采用在可以加工的区域着色地高亮处理。由此，可以促使用户在着色的区域内设定加工图案。 

(激光出射方向的显示) 

此外，在3D显示画面上，也可以显示激光出射方向。在图40的例子中，在编辑显示栏202中，以图标状的图像MK显示激光标刻器的标刻头，且以直线状显示从标刻头出射的激光LK的轨迹。由此，因为可以表示打印的方向，所以易于掌握其与上述无法打印区域间的关系。此外，也可以切换上述标刻头的图像MK的显示/不显示。在图81中，作为进行各种设定的设定画面，表示标刻头图像MK的显示/不显示的设定画面210的一个例子。这样，通过将“显示激光标刻器”栏的复选框置为选中/非选中，可以容易地切换显示/不显示。由此，在将加工对象面的3维图像显示在加工图像显示部83中时，标刻头图像MK作为3维地显示其与标刻头的位置的头部图像显示单元84而起作用。 

(坐标轴的显示) 

另外，通过显示作业区域的坐标轴，可以简单地进行坐标位置确认。在图40等的例子中，显示作业区域的XYZ坐标轴。这些坐标 轴通过用不同的颜色显示，即使使显示旋转也可以容易地区别XYZ坐标轴。而且，在图40等的例子中，使标刻头位于XY坐标的原点上，以使得Z轴与标刻头的激光轨迹一致。由此，可以使得用户通过图像容易地判断地显示坐标空间中的标刻头的位置关系。 

另外，还可以切换坐标轴显示的打开/关闭。通过从图81的设定画面，将“显示坐标轴”栏的复选框选中/非选中，可以容易地切换坐标轴的显示/不显示。在该例中，XYZ坐标轴的显示/不显示一起设定，但也可以构成为对于坐标轴X、Y、Z，单独地切换显示的打开/关闭。此外，除了这种XYZ坐标轴之外，还可以显示任意的基准线。例如，在对圆柱状工件的侧面进行打印时，为了明确基准位置，可以沿长度方向在侧面显示基准线。基准线可以在任意位置设置1条或多条，指定矢量的方向或坐标等。 

(标刻头的图标) 

图中的标刻头，显示为模仿标刻头的形状的图标状。形状或颜色依据于实物的标刻头。但是，对于标刻头的背侧的颜色，优选以与表面侧不同的颜色显示。在上述图41中，使标刻头图像MK的背面为白色，着色为与图40等所示的标刻头图像MK的上面的灰色不同的颜色。由此，即使变更为3D显示画面的视点，使打印面旋转而从背侧显示，用户也可以很容易地掌握观察背侧的情况。在图41的例子中采用白色，当然也可以采用不同的颜色。而且，其构成为，用户可以任意指定、变更各种显示颜色。在图82中，表示变更3D显示画面的配色的画面例。另外，不只是配色，还可以变更实线、虚线等线的图案，或填充的填充图案这些显示的图案。在图83、图84中，分别表示2D显示画面中的显示的变更画面、3D显示画面中的配色的变更画面的例子。从这些画面中，用户可以设定希望的颜色或图案、显示/不显示等。 

由此，通过将标识器的标刻头的图像与加工对象面同时以3维显示，用户可以直观地掌握两者的位置关系。因此，可以容易地确认设定内容的图像，减少设定错误。在本例中，对应于加工面的移动或视点变更，标刻头的图像也相应地更新显示。而且，在图41等的例 子中，可以在2D显示中，变更放大/缩小等显示倍率，但在3D显示中，将倍率固定。这是考虑不习惯于3D显示操作的用户，限制可以变更的项目。但是，当然也可以构成为，在3D显示中，也可以进行工件图像的放大/缩小，而且与此对应，标刻头的图像也可以放大/缩小。此外，也可以与工件的放大/缩小无关地，将标刻头图像的大小固定。因为标刻头的显示的一个目的是位置关系的确认，所以通过固定标刻头的大小，可以使得在缩小显示时，不会丢失标刻头的位置。 

另外，在上述例子中，为了说明工件静止状态下的打印，在3D显示中以作业区域为中心进行显示。但是，如后所述对于移动的工件，也可以使用可以打印的激光标刻器，在这种移动打印时，可以在比静止打印作业打印区域更宽的范围内显示3D。也就是说，因为在移动打印的情况下，可以打印区域实际上更宽，所以通过3D显示宽阔的可以打印区域的整体，可以容易地进行打印设定的确认。特别地，在较长的工件向长度方向上传送时等，通过用一个画面显示工件整体，易于整体地掌握。另外，当然也可以根据需要使画面滚动而显示整体。 

(打印模块的配置) 

此外，激光加工数据设定程序具有调整加工对象面的配置的功能。在图85的例子中，如果在选择了构成位置调整单元3K的“形状设定”标签204i的状态下，选择详细设定栏204c的“模块形状·配置”标签211，则可以指定打印模块的基准位置的坐标或旋转角、模块形状的详细内容。由此，可以任意地变更加工对象面的配置。另外，模块形状的详细内容，在如图85所示指定圆柱的加工对象面的情况下，可以在“模块形状”栏212中指定圆柱的半径、以及打印面是圆柱的内面还是外面。 

(激光加工数据的设定顺序) 

根据图86的流程图，说明使用上述的用户加工数据设定程序，由加工条件设定部3C设定打印条件，并由加工数据生成部80K生成加工图案的顺序。首先，在图86的步骤S21中，设定加工图案。在这里，由加工条件设定部3C输入字符串，并指定进行编码的符号的类别。在图14的例子中，由加工种类指定栏204a选择字符串，从文 字输入栏204b输入“012345”作为字符串，同时从文字数据指定栏204的“文字数据种类”栏指定“条形码”作为符号的种类，并指定“CODE39”作为条形码的详细类型。根据按照这种方式指定的信息，运算部80生成加工图案。在这里，因为选择了条形码而不是字符串，所以生成条形码，条形码的图像显示在编辑显示栏202中。 

此外，在本例中，根据从加工条件设定部3C输入的文字信息，运算部80自动生成符号作为加工图案，但也可以直接输入符号。例如可以采用下述方法：由加工条件设定部选择并输入已经生成的符号的图像数据，或者从加工条件设定部粘贴由其它程序生成的符号等。 

另外，在步骤S22中，从加工条件设定部3C输入轮廓信息。在图14的例子中，将打印图案输入栏204的列表从“基本设定”标签204h切换到“形状设定”标签204i，从图37的轮廓指定栏205选择圆柱作为基本图形。由此，如图38所示，编辑显示栏202的显示从平面状切换到圆柱状。另外，如果将编辑显示栏202的显示形式切换为3D显示，则如图39所示，可以立体地确认加工对象面的3维形状。此外形状的指定可以对每个字符串即打印模块设定，也可以对多个字符串统一地指定形状。 

由此，在步骤S21中指定打印图案信息，由编辑显示栏202显示该加工图案的平面图之后，通过在步骤S22中指定轮廓信息，并变换为3维加工图案，由编辑显示栏202确认，则可以在视觉上确认加工图案的变化。此外，上述步骤S21与步骤S22也可以交换顺序。也就是说，可以先指定加工对象面的形状，然后指定打印图案信息。 

在按照上述方式得到3维空间坐标数据作为加工数据后，根据需要进行调整作业。例如，可以举出布局的调整或向高度方向(z方向)的微调。在微调中，可以采用设置在程序的用户界面上的滑块调整或鼠标轮滚动等方法。 

在按照上述顺序，结束生成最终的激光加工数据的设定作业之后，将所得到的激光加工数据从激光加工数据设定程序，传送到图12所示的激光加工装置控制器1A中。为了执行传送，要按下设在激光加工数据设定程序的画面左下方的“传送·读出”按钮215。由此，设 定数据被传送到控制器1A内的存储器中并展开，设定内容被替换，反映新的打印条件。 

在激光加工装置中，根据激光加工数据进行打印加工。另外，也可以在实际加工开始时，首先进行测试打印。由此，可以事先确认能否进行希望的打印图案的打印。另外，根据测试打印结果，还可以重新设定激光加工数据。 

在上述例子中，说明了在一个工件上指定一个打印图案的例子，但通过重复同样的顺序，可以在一个工件上指定多个打印图案。另外，不限于在激光加工数据设定程序的一个画面上只显示一个工件的结构，也可以在一个画面上显示多个工件，在各个工件上分别指定打印图案。 

(移动打印的设定方法) 

另外，在激光加工装置中，不仅可以对静止的工件，也可以构成为对于移动的工件也可以由加工数据生成部80K运算适当的条件而进行打印。作为一个例子，根据图87说明平面状的工件移动的打印的设定方法。在2维的移动打印中，对于移动的工件，在2维打印对象面上打印。在这种打印的情况下，(1)确定要打印的打印内容，(2)设定平面移动的加工条件，(3)开始打印，(4)在打印内容的XY坐标上，增加与工件移动量对应的坐标。在图87(a)的例子中，指定字符串“ABC”作为打印内容。另外，作为平面移动的打印条件，包括移动方向、移动条件、打印范围等。下面，对于平面移动加工条件依次进行说明。 

(移动方向) 

作为平面移动加工条件之一的移动方向，指定工件的移动方向。在该例中，因为打印对象的工件从左向右移动，所以由移动加工条件设定部指定其移动方向。作为移动加工条件设定部的一个例子，图88表示加工生产线条件设定画面240。在该图中，选择“移动/打印方向”标签241，设定工件的XY移动方向及Z移动方向。在该例中，由平面图及侧面图表示激光加工装置的标刻头，与此对应地，指定工件的生产线的朝向及移动方向。通过从该视觉上的显示例进行选择， 用户易于掌握相互间的位置关系，可以容易地设定，同时减少设定错误。在图87的例子中，在相对于标刻头的长度方向的打印朝向与图87(a)正交的情况下，按照工件的移动方向选择上或下方向。选择后，在上下方向并列地显示打印内容即“ABC”。 

(移动条件) 

移动条件是指定是以规定的速度移动(无反馈的开环控制)，还是利用编码器进行的反馈控制。在这里，选择工件是等速移动还是编码器控制。 

(打印范围) 

可以打印的范围，是由与X方向和Y方向对应设置的扫描器的可动范围确定的，其最大的可以打印范围设定为，由图14或图39所示的编辑显示栏202显示的部分与其对应。用户通过在该显示编辑显示栏202内设定打印对象文字等，可以自动地设定打印范围。 

如果指定这些平面移动加工条件，则可以运算打印开始后的XY坐标位置及各坐标位置处的激光的打开/关闭。XY坐标可以在与打印内容的文字对应的XY坐标上，增加相对于工件移动方向的坐标而工件移动的量进行计算。在图87的例子中，因为工件向X方向移动，所以只对X方向增加工件的移动速度，对Y坐标保持原值。 

另外，不限于平面移动的例子，也可以进行旋转体等3维移动打印。该情况下，也与上述平面移动打印同样地，(1)确定要进行打印的打印内容，(2)设定旋转移动的加工条件，(3)开始打印，(4)在打印内容的XY坐标上，增加与工件移动量对应的坐标。 

(散焦量的设定) 

以上的加工数据生成部80K，根据由加工条件设定部3C设定的加工条件，生成加工数据，以使其成为与3维状的加工对象面一致的基本设定条件。但是，也可以设定散焦量，以有意识地使其与加工对象面不一致。 

为了有意识地对打印面设定特定的散焦量，相对于焦点与打印面一致的基本设定条件，指定散焦量。在图89中表示进行这种设定的加工参数设定画面的一个例子。在图89中，在加工参数设定栏204n 中设置指定散焦量的散焦量设定栏204o，输入用户所期望的值。作为散焦量，例如，如果输入正值，则焦点位置设定在远离激光加工装置而距离打印面所设定的值的位置。反之，如果输入负值，则焦点位置设定在靠近激光加工装置而距离打印面所设定的值的位置。 

另外，也可以作为设定加工条件时的设定项目，设定作为激光的散焦量的点径、工件材质等加工参数。此时，通过随着所指定的加工参数的变更，自动地变更其它加工条件，用户可以容易地进行只改变特定的设定项目的条件给定。在图89所示的激光加工数据设定程序的画面上，在画面右侧的“详细设定”标签204j的下段，设置工作距离、散焦量、点径、加工对象工件的设定栏。由于工作距离由激光加工装置确定，所以通常自动设定。散焦量指定距离激光的焦点位置(工作距离)的偏移量。另外，点径以焦点位置的点径为基准，按比例指定。而且，通过从选项选择加工对象的工件的材质或加工目的，加工对象工件调整为适合于所选择的工件的加工的激光能量密度。在该例中，可以举出对铁的黑色打印、对不锈钢的黑色打印、ABS树脂、聚碳酸酯树脂、苯酚树脂这样的工件材质，以及树脂熔融、表面粗化这样的加工目的，用户根据要求的加工目的，选择单选按钮。 

这些设定项目相互关联。也就是说，通过调整散焦量，可以调整激光的能量密度，但同时点径也变化。另外，如果选择工件的材质或加工目的，则因为要选择与目的一致的激光的能量密度，所以散焦量或点径将产生变化。因此，在将点径维持为恒定，且希望调整激光能量密度的情况下，目前，仅设定散焦量，而不寻求点径不变的加工参数的组合，需要调整激光输出值或扫描速度这样的其它设定项目。该作业因为要一边观察实际在工件上扫描激光进行加工的结果，一边调整各个项目值，反复调试错误，发现最佳的加工参数组合，所以极为复杂，很麻烦。 

因此，在参照表5a中预先登录与一个加工参数对应而应变更的其它加工参数值的组合，在调整一个加工参数时，参照参照表5调出相应的其它加工参数的组合，自动设定该值，由此，可以仅使必要的设定项目变化。具体地说，如果从图89的画面设定了散焦量或点径、 加工对象工件中的任意一个，则自动输入其它项目所对应的值。另外，即使从该状态改变散焦量，也自动调整其它加工参数(例如激光输出或扫描速度)等，以使点径或加工对象工件维持为恒定。由此，因为用户可以快速地只改变要求的项目，所以可以非常容易地调整为希望的加工结果。 

(散焦量的连续变化) 

此外，还可以使加工参数在激光加工中连续地变化。由此，可以加工出图90所示的加工图案。图90(a)是表示在工件表面的蚀刻加工中形成倾斜面的例子的剖面图。图90(b)是在工件表面打印加工书写标识的平面图。为了进行这种加工，要通过将激光的散焦量或点径设定为连续变化来实现。此时，与上述内容同样地，以追随散焦量或点径的连续变化的方式，加工数据生成部80K连续地调整其它的加工参数，进行自动调整以使得只有所指定的设定项目连续变化。其结果是，加工位置或大小这样不需要变更的设定项目，维持以前的值进行加工，可以容易地设定只使用户希望的设定项目变化的加工条件。 

在图91中，表示设定这种激光加工的连续变化的设定画面的一个例子。在图91的例子中，如果将“进行连续变化”栏的复选框置为选中，则切换到连续变化的设定画面。在这里，由坐标位置指定进行连续变化的范围。另外，如果将希望使之变化的设定项目的复选框置为选中，则显示范围的输入栏，以可以指定数值。在图91的例子中，选择散焦量的复选框，指定开始位置的散焦量和完成位置的散焦量。所指定的散焦量自动设定为在所指定的范围内均匀地连续变化。另外，也可以只指定开始值或结束值，并指定变化的增量·减量或变化率。另外，如果设定散焦量，则点径栏的对应的数值也参照参照表5a，自动输入到输入栏。由此，如果指定了某一个项目，则其它项目也自动输入对应的值，因此，用户不需要考虑加工参数之间的相互关系，只要设定必要的项目就可以变更为希望的加工条件。 

此外，在图91的例子中，在文字数据指定栏204d选择“RSS&CC(RSS·复合码)”，在编辑显示栏202及3D观察窗260中显示复合码。由“RSS&CC”，可以设定在RSS码或RSS码的上方增加 微PDF码的复合码。在该例中，由种类指定栏204q选择“RSS-14CC-A”作为复合码。另外，为了在文字输入栏204b中，易于输入附加信息输入所要求的分界文字或其它控制码、特殊字符码、外部字符等的输入，所以还可以设置具有这些输入用按钮的第2浮动工具条296。由此，用户可以容易地进行特殊码的输入作业。 

如上所述，对于加工对象的工件的材质、加工图案、表面状态、加工时间等的设定项目，通过自由改变激光的光束直径，可以在短时间内简单地变更。 

(设定的保存·读入) 

此外，还可以将暂时设定的加工条件的加工参数保存为设定数据，在必要时调用。例如，通过从文件菜单中选择“换名保存”，命名任意的名称而保存设定信息，在将来要对相同的工件进行相同的加工时，调出保存的设定数据，可以大大地节省阶段更替所需要的时间和精力。另外对于经常使用的设定，通过预先登录，只要利用该设定则即使是初学者也可以容易地进行加工条件的设定。另外，通过以登录·保存的数据的设定条件为基础进行调整，可以大大地节省设定的麻烦。由此，即可以使设定信息重新使用，对设定作业的省力化有很大的贡献。 

如上所述，使用了激光加工数据设定程序的激光加工数据设定方法的基本流程为以下的顺序：首先使用2维设定用用户界面，作为2维状的打印图案信息，设定打印字符串或布局等，然后在3维设定用用户界面中，设定用于将打印图案变换为3维形状的3维信息或布局。如果具体说明该顺序，则首先在2维设定用用户界面上的设定中，输入规定打印对象的字符串、条形码、2维码、或者用户规定的图形等的信息，以及它们的大小、每个文字的倾斜度、线宽等与平面布局相关的数据。关于数据输入，可以进行直接数值输入，也可以从由加工图像显示部以2维状显示的图像上直接编辑。例如，可以通过鼠标操作进行尺寸调整或调整或布局等。这些设定可以在2维显示中进行。 

然后，对于上述设定的打印图案，使用3维设定用用户界面， 增加与3维形状及布局相关的信息。如果根据上述图37及图38的例子，说明3维形状的指定，则在由图38的“形状设定”标签204i中将“圆柱”指定为字符串的形状的阶段，使得字符串变形为粘贴到圆筒表面，如图38所示，变形为从由编辑显示栏202所示的正面即打印对象的正上方观察的打印图像的形状。 

其中，正面图与立体图的变换以如下方式进行。例如，在圆柱这样可以展开为平面图的立体图形的情况下，可以考虑是以2维设定的打印图案的字符串配置在展开图上。在从展开图生成立体的情况下，可以通过运算，很容易地计算出所设定的字符串配置在立体表面的哪个位置。另外，为了生成该3维形状的正面图，要将排列了字符串的圆筒，生成从打印对象面的无限远正面观察的情况下的显示图，从该状态去除要打印的字符串以外的信息。也就是说，通过排除与3维形状的工件相关的信息，可以生成要进行打印的字符串的正面图。另外，并不限于这种粘贴该展开图的方法，也可以适当采用将以2维设定的字符串从任意方向投影到立体图形表面的方法，或在立体表面进行近似地映射的方法。 

此外，从3维设定用用户界面调整设定了3维形状的打印图案的布局。布局的调整是一边在3维显示画面上直观地确认打印图案的立体位置关系，一边由2维显示画面显示正面图，进行微小的位置调整。例如，设定作为基本图形的基准的坐标位置的指定，根据图形的倾斜、图形的基准点，设定文字配置在哪个位置等的信息。关于该设定，除了直接用数值输入外，还可以由加工图像显示部2维和/或3维地在配置在作业区域内的工件的图像上直接编辑。作为在这些设定中可以设定的项目，可以举出例如图92所示的一览表所示的事项。 

(加工条件) 

加工条件中包括表示加工内容的加工图案信息、以及根据加工对象面的形状将加工图案变形为3维状的3维形状信息。加工图案是字符串或条形码、2维码等符号，或标识等图像数据。另外，在货架打印等的统一加工模式中，在加工图案中还包含生产年月日或序列号等变量。变量除了加工日期等加工时所指定的规定值之外，还可以使 用如序列号等根据加工位置、加工顺序等而递加的值等。通过将这种信息添加到工件上，可以实现与可追溯性对应的3维打印。 

(Z轴扫描器的追踪功能) 

在用激光扫描系统3维扫描激光，在工件上打印的情况下，通过使Z坐标与XY坐标相关联，可以与X轴、Y轴扫描器的移动一致而以追踪的方式使Z轴移动。根据图93说明该情况。在对如图93(a)所示的三角锥状的工件进行打印的情况下，如图93(b)所示，如果关联与XY坐标对应的Z轴，则可以容易地生成3维的激光加工数据。由此，与X、Y轴扫描器指示的XY坐标对应，Z坐标由Z轴扫描器自动地确定，可以进行希望的3维打印。该情况下，追随X轴、Y轴扫描器的移动，Z轴扫描器持续移动。 

另一方面，通常Z轴扫描器与X轴、Y轴扫描器相比，因机构上、构造上的差别，存在响应特性通常较差的倾向。也就是说，从Z轴扫描器得到动作指示到实际完成动作所需的响应时间，长于X、Y轴扫描器本身，响应性较差。因此，如果使Z轴扫描器持续追踪XY轴扫描器的移动，则产生直至Z轴扫描器的移动速度完成的等待时间，或使X·Y轴扫描器的响应速度减小，无论怎样，都会使打印所需要的时间变长。因此，在本实施方式中可以进行下述的控制，即，并不是使该Z轴扫描器的追踪功能持续打开，而是在不需要追踪的情况下，将追踪功能关闭，仅在必要时才打开。 

具体地说，在图93的例子中，如图94所示，使标刻打开时的轨迹为按照关联的追踪移动，另一方面，标刻关闭时的轨迹为，不使Z坐标变化而保持为恒定值。由此，由于可以在标刻关闭的期间，例如在中断打印而使XY轴扫描器移动的期间，中断Z轴扫描器的动作，所以可以以XY轴扫描器原本的响应速度移动，缩短整体的标刻处理时间。例如，用标刻的打开/关闭区分Z坐标的决定，在标刻打开的情况下，输出与XY坐标相关联的Z坐标，在关闭的情况下，输出不与XY坐标关联的规定的Z坐标。规定的Z坐标，除了维持前一阶段的标刻结束时的Z坐标之外，还可以采用规定的坐标位置(例如，装置启动时的Z坐标、最下位置、最上位置等)。或者，可以使其 移动至下一阶段的标刻开始位置。如果是这一方法，则可以顺利地进行下一阶段的标刻开始。 

作为更具体的Z轴扫描器的控制方法，根据图95的流程图及图96及图97，说明从当前坐标(Xa、Ya、Za)移动到目标坐标(Xb、Yb、Zb)的情况。首先，在图95的步骤S’1中，判断激光出射的打开或关闭。在激光出射打开的情况下，进入步骤S’2，通过具有与XY坐标相关联的Z坐标的3维轨迹。具体地说，如图96所示，从XY轴扫描器(Xa，Ya)向(Xb、Yb)移动。另外，Z轴扫描器在与XY坐标相关联的Z坐标处，从Za移动到Zb。 

另一方面，在步骤S’1中，在激光出射关闭的情况下，进入步骤S’3，通过移动时间缩短的轨迹。具体地说，如图97所示，从XY轴扫描器(Xa、Ya)向(Xb、Yb)移动。此时，Z轴扫描器中断追踪功能，以最短路径从Za向目标坐标Zb移动。由此，与图96相比，可以消除Z轴扫描器的无用动作，相应地仅使XY扫描器高速移动。由此，在输出与X、Y坐标相关联的Z坐标时，通过使Z坐标根据激光出射的打开/关闭的信息进行变化，可以作为整体改善扫描器的响应特性，缩短打印时间。 

另外，Z轴扫描器的追踪功能，不限于上述图93这样的与工件的3维形状对应的Z坐标的关联，在图8所示的光学特性校正中也可以使用。也就是说，在用Z轴扫描器进行fθ透镜的焦点位置校正的情况下，也可以进行Z坐标的关联，使用Z轴扫描器追踪功能。该情况下，也可以通过在激光出射关闭时将激光追踪功能关闭，节省多余的等待时间，改善响应性，缩短打印需要的时间。由此，根据激光出射的打开/关闭，使得Z轴轨迹变化，特别地，在出射关闭时消除多余的Z轴方向动作，可以缩短处理时间，实现高效的扫描器的驱动。 

本发明的激光加工装置、激光加工条件设定装置、激光加工条件设定方法、激光加工条件设定程序、用户可读取的存储介质及存储设备，可以广泛应用于在例如标刻、打孔、剪裁、划线、表面处理等对具有立体形状的立体表面进行激光照射的处理中，进行立体形状的 设定。此外，对于可以进行3维打印的激光标刻器的例子进行了说明，而本发明对于可以进行2维打印的激光标刻器也适用。 

Claims (5)

1.一种激光加工装置，其向配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面照射激光，以可以加工出希望的加工图案，其特征在于，具有：

激光振荡部，其用于产生加工用激光；

激光扫描系统，其用于使由前述激光振荡部出射的激光在扫描区域内扫描加工对象面，前述扫描区域定义为由前述激光扫描系统的可扫描范围限定的作业区域，该激光扫描系统包括：扩束器，其通过使配置在由前述激光振荡部照射的激光的光轴上的透镜沿着光轴移动，使激光的焦距可以调整；第1扫描器，其用于使透过前述扩束器的激光向第1方向扫描；以及第2扫描器，其用于使由前述第1扫描器扫描的激光向与前述第1方向大致正交的第2方向扫描；

激光控制部，其用于控制前述激光振荡部及前述激光扫描系统，从而根据激光加工条件加工前述加工对象面；

加工图案设定部，其用于设定加工图案和前述扫描区域内前述加工图案的位置，作为前述激光加工条件；

作业设定部，其用于设定前述加工对象面的3维形状，作为前述激光加工条件；

2维显示部，其用于显示至少前述扫描区域的全部范围，及根据在前述扫描区域内的前述位置，以2维显示前述加工图案；

加工数据生成部，其按照由前述加工条件设定部设定的加工条件，生成加工对象面的激光加工数据；以及

3维显示部，其用于以3维显示前述扫描区域的前述全部范围，及根据数据显示叠加在前述扫描区域上的前述加工对象面的前述3维形状，该数据表示前述加工图案设定部设定的前述加工图案和前述加工图案的前述位置、以及前述作业设定部设定的前述加工对象面的前述3维形状；

其中，前述加工图案设定部可对叠加在前述3维显示部显示的前述扫描区域内的3维加工对象曲面上的前述加工图案进行重新配置，

前述作业设定部从多个规定的3维形状中选择前述加工对象面的前述三维形状。

2.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，

前述3维显示部可以选择性地在X-Y坐标平面、Y-Z坐标平面和Z-X坐标平面内以3维显示所述加工对象面。

3.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，还具有：

不良表面区域检测单元，其用于检测前述加工对象面的不良加工对象面区域，该不良加工对象面区域是激光束照射不到的前述加工对象面的区域、及以规定角度范围内的一个角度曝光于激光束照射的前述加工对象面的区域，该规定角度范围至少由前述作业设定部设定的前述激光加工条件决定；以及

警告部，当前述加工图案与前述不良加工对象面区域至少部分重合时，其使2维显示部不显示前述加工图案。

4.一种激光加工数据设定装置，其根据希望的加工图案，对激光加工装置设定加工数据，具有扫描部的该激光加工装置向配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面照射激光，以可以根据激光加工条件加工出希望的加工图案，该作业区域是一个扫描区域，其在一方向上由前述扫描部的第一可扫描范围限定，在与前述方向正交的另一方向上由前述扫描部的第二可扫描范围限定，其特征在于，该激光加工数据设定装置具有：

加工图案设定部，其用于设定加工图案和前述扫描区域内前述加工图案的位置，作为前述激光加工条件；

作业设定部，其设定前述加工对象面的3维形状，作为前述激光加工条件；

2维显示部，其用于显示至少前述扫描区域的全部范围，及根据在前述扫描区域内的前述位置，以2维显示前述加工图案；

加工数据生成部，其按照由前述加工条件设定部设定的加工条件，生成加工对象面的激光加工数据；以及

3维显示部，其用于以3维显示前述扫描区域的前述全部范围，及根据数据显示叠加在前述扫描区域上的前述加工对象面的3维形状，该数据表示前述加工图案设定部设定的前述加工图案和前述加工图案的前述位置、以及前述作业设定部设定的前述加工对象面的前述3维形状；

其中，前述加工图案设定部可对叠加在前述3维显示部显示的前述扫描区域内的3维加工对象曲面上的前述加工图案进行重新配置，

前述作业设定部从多个规定的3维形状中选择前述加工对象面的前述三维形状。

5.一种激光加工数据设定方法，其根据希望的加工图案，对激光加工装置设定加工数据，该激光加工装置向配置在作业区域内的加工对象物的加工对象面照射激光，以可以加工出希望的加工图案，其特征在于，该激光加工数据设定方法具有：

第一显示工序，在显示部的2维显示屏上以2维显示作业区域内的加工对象面；

设定工序，设定前述加工对象面的3维形状、加工图案和在前述作业区域内的前述加工图案的位置，作为激光加工条件，同时将配置于作业区域内的加工对象面的2维显示示出在前述显示部的前述2维显示屏内，该作业区域是一个扫描区域，其在一方向上由前述扫描部的第一可扫描范围限定，在与前述方向正交的另一方向上由前述扫描部的第二可扫描范围限定；以及

第二显示工序，通过下述两种方式中的一种方式显示前述加工对象面：将前述2维显示屏上的前述2维显示切换成3维显示；或者在前述显示部上设置3维显示屏，用以示出前述加工对象面的3维显示，同时在2维显示屏上示出前述加工对象面的前述2维显示，

其中，前述加工对象面的前述3维形状从多个规定的3维形状中选出。

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