CN118081064A - 激光加工方法及激光加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光加工方法及激光加工装置,其目的是减少对按顺序运送的对象物进行激光加工时不合格产品的产生。激光加工方法是用激光加工按顺序运送的多个对象物,其中包括:在对第一对象物进行激光加工时由检测部检测第一对象物被运送到规定位置的第一检测工序、在对第二对象物进行激光加工时由检测部检测第二对象物被运送到规定位置的第二检测工序、根据第一检测工序中检测到第一对象物与第二检测工序中检测到第二对象物之间的时间以及对象物的运送速度,决定第二对象物的加工开始位置的决定工序、以及在聚光部的有效直径内照射激光并从所决定第二对象物的加工开始位置起到加工结束位置为止扫描激光的照射工序。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工方法及激光加工装置。
背景技术
专利文献1(日本专利申请公开2021-037685号公报)公开了一种被加工物的加工方法,该方法可以在被加工物的运送速度不同的情况下对被加工物进行加工。不过,专利文献1没有考虑对象物的高精度加工,在至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送并用激光加工对象物时,有些情况下无法充分确保从第一对象物的加工结束时刻到第二对象物的加工开始的时间,有可能发生加工不合格产品。
发明内容
本发明的一个实施方式的目的在于提供可以减少在至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送的对象物进行激光加工中加工不合格产品的产生的激光加工方法。
本发明的一个方式是激光加工方法,其至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送并用激光加工包括所述第一对象物及所述第二对象物的多个对象物,其中包括:
第一检测工序,在对所述第一对象物进行激光加工时由检测部检测所述第一对象物被运送到规定位置;
第二检测工序,在对所述第二对象物进行激光加工时由检测部检测所述第二对象物被运送到规定位置;
决定工序,根据所述第一检测工序中检测到所述第一对象物的时刻与所述第二检测工序中检测到所述第二对象物的时刻之间的时间、以及所述第一对象物及所述第二对象物的运送速度,决定所述第二对象物的加工开始位置;
照射工序,在聚光部的有效直径内照射所述激光,从所述决定工序中决定的所述第二对象物的所述加工开始位置起到所述加工结束位置为止扫描所述激光。
本发明的另一个方式是一种激光加工装置,其至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送并用激光加工包括所述第一对象物及所述第二对象物的多个对象物,其中包括:
运送部,用于至少按照所述第一对象物及所述第二对象物的顺序运送所述对象物;
加工部,用于用所述激光加工所述对象物;检测部,用于检测所述对象物;以及
决定部,用于决定所述第二对象物的加工开始位置,
所述检测部在对所述第一对象物进行激光加工时,检测所述第一对象物被运送到规定位置,从所述第二对象物的加工开始位置到加工结束位置为止用所述激光进行加工时,检测所述第二对象物被运送到所述规定位置,
所述决定部根据所述检测部检测到所述第一对象物的时刻与检测到所述第二对象物的时刻之间的时间、以及所述第一对象物及所述第二对象物的运送速度,决定所述第二对象物的加工开始位置,
所述加工部在聚光部的有效直径内照射所述激光,从所述决定工序中决定的所述第二对象物的所述加工开始位置起到所述加工结束位置为止扫描所述激光。
本发明的效果在于,能够减少对至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送对象物进行激光加工时加工不合格产品的产生。
附图说明
图1是第一实施方式的一例激光加工装置的示意图。
图2是激光加工装置的一例聚光部的示意图。
图3是一例作为对象物的容器主体的形状变化的示意图。
图4是第一实施方式的激光加工方法中一例第一对象物的加工开始位置的示意图。
图5是第一对象物的一例加工结束状态的示意图。
图6是第一实施方式的激光加工方法中加工开始位置到加工结束位置的距离L0的条件的示意图。
图7是第二实施方式的激光加工方法的一例处理流程图。
图8是第二实施方式的激光加工方法的一例加工状态的示意图。
图9是第二实施方式的激光加工方法的另一例加工状态的的示意图。
图10是第二实施方式的激光加工方法的另一例加工状态的示意图。
图11是第二实施方式的激光加工方法的另一例加工状态的示意图。
图12是第二实施方式的激光加工方法中一例透镜有效直径L3和最小值L1min之间关系的示意图。
图13是第二实施方式的激光加工方法中一例透镜有效直径L3和最大值L1max之间关系的示意图。
图14是第二实施方式的激光加工方法中、将多个激光装置配置在运送方向上的情况下一例对象物配置的示意图。
图15是使用多个激光装置的第三实施方式的激光加工方法中一例对象物配置的示意图。
具体实施方式
以下详述本发明的实施方式。本文中表示数值范围的"~",除非另有说明,否则前后记载的数值作为下限值及上限值包含其中。
<激光加工方法及激光加工装置>
本发明的一个实施方式涉及的激光加工方法是至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送并用激光加工包括所述第一对象物及所述第二对象物的多个对象物,其中包括:
第一检测工序,在对所述第一对象物进行激光加工时由检测部检测所述第一对象物被运送到规定位置;
第二检测工序,在对所述第二对象物进行激光加工时由检测部检测所述第二对象物被运送到规定位置;
决定工序,根据所述第一检测工序中检测到所述第一对象物的时刻与所述第二检测工序中检测到所述第二对象物的时刻之间的时间、以及所述第一对象物及所述第二对象物的运送速度,决定所述第二对象物的加工开始位置;
照射工序,在聚光部的有效直径内照射所述激光,从所述决定工序中决定的所述第二对象物的所述加工开始位置起到所述加工结束位置为止扫描所述激光。
本发明的一个实施方式涉及的激光加工装置至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送并用激光加工包括所述第一对象物及所述第二对象物的多个对象物,其中包括:
运送部,用于至少按照所述第一对象物及所述第二对象物的顺序运送所述对象物;
加工部,用于用所述激光加工所述对象物;检测部,用于检测所述对象物;以及
决定部,用于决定所述第二对象物的加工开始位置,
所述检测部在对所述第一对象物进行激光加工时,检测所述第一对象物被运送到规定位置,从所述第二对象物的加工开始位置到加工结束位置为止用所述激光进行加工时,检测所述第二对象物被运送到所述规定位置,
所述决定部根据所述检测部检测到所述第一对象物的时刻与检测到所述第二对象物的时刻之间的时间、以及所述第一对象物及所述第二对象物的运送速度,决定所述第二对象物的加工开始位置,
所述加工部在聚光部的有效直径内照射所述激光,从所述决定工序中决定的所述第二对象物的所述加工开始位置起到所述加工结束位置为止扫描所述激光。
本发明的实施方式涉及的激光加工方法包括:第一检测工序,在用激光加工所述第一对象物时,通过检测部检测所述第一对象物被运送到规定位置;第二检测工序,在用激光加工所述第二对象物时,通过所述检测部检测所述第二对象物被运送到所述规定位置;决定工序,根据从所述第一检测工序中检测到所述第一对象物到所述第二检测工序中检测到所述第二对象物的时间、和所述第一对象物及所述第二对象物的运送速度,决定所述第二对象物的加工开始位置;在聚光部的有效直径内照射所述激光,从所述决定工序中决定的所述第二对象物的所述加工开始位置起到所述加工结束位置为止扫描所述激光,这样,在第一对象物和第二对象物之间的距离L1(以下简称为"距离L1")产生偏差的情况下,也能够吸收距离L1的偏差,在不受距离L1的偏差影响的状况下进行激光加工,因此,能够防止不合格产品的产生。另外,如果吸收距离L1的偏差,则需要将透镜有效直径增大与该吸收部分相当的部分,但即使在这种情况下,由于可以在透镜有效直径内不受距离L1的偏差影响的情况下进行激光加工,因此非加工时间固定,可望大幅提高生产效率。
距离L1表示相邻的第一对象物和第二对象物的各自中心之间的最短距离。
现有技术中,当聚光部为透镜时,在透镜焦距、透镜有效直径、光束直径等各种制约中,至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送,距离L1产生偏差的情况下,也无法实现在不受距离L1偏差的影响的情况下实现一边追随被运送的对象物一边连续进行激光加工。
一般而言,脉冲激光加工由下式(1)及(2)定义。即,每个脉冲的脉冲能量E是平均输出P除以频率v的值。能量密度F是脉冲能量E除以光束点直径面积S的值。
P=E·ν 式(1)
式(1)中,P为平均输出功率[单位:W],E为脉冲能量[单位:J],ν表示频率[单位:Hz]。
F=E/S 式(2)
式(2)中,F表示能量密度[单位:J/cm2],S表示光束点直径面积[单位:cm2],E表示脉冲能量[单位:J]。
按照公式(1)及公式(2),激光加工中使用的参数由使用的激光的各种因素和加工时的光束点直径来定义。
脉冲宽度表示1个脉冲的激光照射对象物的时间。对于纳秒(1×10-9秒)级的脉宽,进行与对象物的吸光光谱相应的热变性的激光加工。对于皮秒(10-12秒)以下的脉冲幅度,除了对象物的热变性,因所使用的激光的1/2~1/3的被称为多光子吸收的多个光子同时被吸收,造成发生电子及原子的状态的高能级迁移现象。其结果,固体状态的对象物不经过熔融状态而升华,会得到加工痕。
按照下式(3),目标加工直径d取决于入射光束半径ω0和照射激光的脉冲
能量E。d2=2·ω0 2·ln(F/Fth)式(3)
式(3)中,d为加工直径[cm2],ω0为入射光束半径[单位:cm2],F表示能量密度[单位:J/cm2],Fth表示加工阈值[单位:J/cm2]。
一个实施方式的激光加工方法以一边追随被运送的对象物一边进行激光加工为前提。为此,需要一边运送对象物一边在激光加工的加工距离内照射激光。
激光的照射范围(透镜有效直径)和透镜焦距存在平衡关系,因此,例如在透镜的设计上,短焦点距离的透镜中不可能具有大的透镜有效直径。
激光加工的要求规格之一是分辨率。为了满足所要求的分辨率,需要与分辨率相应的加工直径d。如果分辨率为例如600dpi,则加工直径d为42.3μm。为了得到所需要的加工直径d,可以从式(3)求出所需的入射光束半径ω0,决定透镜焦距。决定了镜头焦距,也就决定了透镜有效直径L3。
一个实施方式的激光加工方法中,在对第一对象物进行激光加工时,检测第一对象物被运送到规定位置,在对第二对象物进行激光加工时,通过检测部检测第二对象物,根据从检测到第一对象物到检测到第二对象物为止的时间、以及第一对象物和第二对象物的运送速度,决定第二对象物的加工开始位置,在聚光部的有效直径内照射激光,从第二对象物的加工开始位置起到加工结束位置为止进行激光扫描。
一实施方式的激光加工方法中,在从第一对象物的加工开始位置到加工结束位置为止用激光进行加工的情况下,优选从第一对象物的加工开始位置到加工结束位置的距离L0(以mm计)为第一对象物和第二对象物之间的距离L1(以下称为"距离L0")[单位:mm]以下(参见下式(i)),并且距离L0小于透镜有效直径L3(参见下式(ii))。在一实施方式的激光加工方法中,通过满足式(i)及式(ii),能够充分确保从第一对象物的加工结束到第二对象物的加工开始之间的时间,适当地修正扫描部的扫描时间、对象物的位置信息以及对象物的姿势信息等,抑制加工不合格产品的产生。
L0≤L1 (i)
L0<L3 (ii)
距离L0表示加工开始位置的第一对象物的中心和加工结束位置的第一对象物的中心之间的最短距离。
优选所需要的焦距的透镜满足透镜有效直径L3。
在一个实施方式中,距离L1是多个对象物之间距离的平均值L1ave,平均值L1ave至少包含距离L1的最小值L1min[单位:mm]和距离L1的最大值L1max[单位:mm]。
在一个实施方式中,优选最小值L1min和距离L0满足下式(I)。
L0≤L1min 式(I)
在满足上述式(I)的情况下,由于距离L1一定大于距离L0,所以能够充分确保第一对象物的加工结束与第二对象物的加工开始之间的时间,能够适当地补偿扫描装部的扫描时间、对象物的位置信息、以及对象物的姿势信息等,抑制加工不合格产品的产生。
在一实施方式中,优选最小值L1min、距离L0、最大值L1max满足下式(II)。
L1min≤L0≤L1max 式(II)
在满足上述式(II)的情况下,从多个对象物的偏差中产生了比距离L0小的L1条件。如果是以往的方法,如果过了第二对象物的加工开始位置就无法进行加工,因而生产效率下降。然而,在一实施方式的激光加工方法中,检测部可以测量第一对象物和第二对象物之间的距离,同时根据已知的运送速度求出第一对象物加工结束时的第二对象物位置。为此,即使在距离L1含有偏差时,也能够进行加工,抑制加工不合格产品的产生。
一实施方式中,在第一对象物的加工开始位置到加工结束位置用多束激光进行加工时,优选距离L0[单位:mm]和距离L1[单位:mm]满足下式(III)。
L0≤N·L1 式(III)
式(III)中的N表示激光的数量,是2以上的整数。
满足上述式(III),则即使在使用多束激光的情况下,也能够充分确保从第一对象物的加工结束到第二对象物的加工开始之间的时间,适当地补偿扫描部的扫描时间、对象物的位置信息、以及对象物的姿势信息、抑制加工不合格产品的产生。
<对象物>
对象物没有特别限制,可以根据目的适当选择,但优选是容器。容器具有容器主体和将收容物密闭在容器主体内的盖。
-容器主体-
关于容器主体,对其材质、形状、大小、结构、颜色等没有特别限制,可以根据目的适当选择。
容器主体的材质没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如树脂、玻璃等。其中,优选透明树脂或透明玻璃,特别优选透明树脂。
用于容器主体的树脂,举例来说,有聚乙烯醇(PVA)、聚己二酸丁二醇酯/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯琥珀酸酯、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯、环氧、生物聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乳酸共混物(PBAT)、淀粉共混聚酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯琥珀酸酯、聚乳酸(PLA)、聚羟基丁二酸/羟基己酸(PHBH)、聚羟基链烷酸(PHA)、生物PET30、生物聚酰胺(PA)610,410,510、生物PA 1012,10T、生物PA11T、MXD10、生物聚碳酸酯、生物聚氨酯、生物PE、生物PET100、生物PA11、生物PA1010等。其中可以单独使用一种,也可以两种以上同时使用。其中,从环境负担观点出发,优选聚乙烯醇、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯琥珀酸酯等生物分解性树脂。
容器形状没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如圆柱形、四角柱形、盒形、锥形、瓶形等。其中,从标记精度的观点出发,优选圆柱形。容器主体具有瓶状形状时,瓶状容器主体可以包括口部、连接口部的肩部、连接肩部的躯干部和连接躯干部的底部。
容器主体大小没有特别限制,可以根据容器用途适当选择。
容器主体结构没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如,单层结构或多层结构都可以。
容器主体颜色例如有无色透明、有色透明、有色不透明等。优选无色透明。
-盖-
盖的材质、形状、大小、结构、颜色等没有特别限制,可以根据目的适当选择。
盖的材质没有特别限制,可以根据目的适当选择,举例来说有树脂、玻璃、金属、陶瓷等。从成形性的观点出发,优选树脂。
可以用与上述容器主体的树脂相同的树脂作为盖的树脂。
关于盖的形状及大小,只要是能够封闭容器主体的开口部,形状及大小均没有特别限制,可以根据目的适当选择。
盖的结构没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选例如具有在开封时与容器主体分开的第一部分和留在容器主体上的第二部分。
为了在开封时手会不打滑,优选在第一部分的侧面上形成凹凸形状。优选第二部分的侧面上不形成凹凸形状,表面平坦。
盖的颜色有例如有色不透明、有色透明等。从图像读取性观点出发,优选有色不透明。
-收容物-
关于收容物,举例来说有液体、气体、粒状固体物等。
关于液体,举例来说有水、茶、咖啡、红茶、清凉饮料、液体洗涤剂、液体化妆品等。如果容器是液体饮料,则容器通常具有诸如透明、白色、黑色、棕色或黄色的颜色。
关于气体,举例来说有氧气、氢气、氮气等。
关于粒状固体物,举例来说有果肉、蔬菜、椰果、木薯淀粉、果冻、魔芋等的碎片或颗粒、粉末洗涤剂、化妆料等。
<运送工序和运送部>
运送工序是至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送包括第一对象物和第二对象物在内的对象物。
运送部举例来说有传送带等。
运送部运送对象物的运送速度没有特别限制,可以根据目的适当选择。
<决定工序和决定部>
决定工序是根据检测工序中检测到第一对象物的时刻到检测第二对象物为止的时间、以及第一对象物和第二对象物的运送速度,决定第二对象物的加工开始位置的工序,由决定部执行。这样,即使距离L1发生偏差,也可以通过决定工序来吸收距离L1的偏差,防止加工不合格产品的产生。
<检测工序和检测部>
检测工序是检测对象物位置的工序,由检测部执行。
检测部在对第一对象物进行激光加工时检测第一对象物被运送到规定位置,在对第二对象物进行激光加工时检测第二对象物被运送到规定位置。
检测部包括光投射部和光接受部。
光投射部既可以是透射型,也可以是反射型。
检测方法的类型没有特别限制。
可以根据对象物的透射度或形状等使用各种装置作为检测部。检测部也可以复合使用。
检测工序包括第一检测工序和第二检测工序。
第一检测工序是在对第一对象物进行激光加工时由检测部检测第一对象物被运送到规定位置。
第二检测工序是在对第二对象物进行激光加工时由检测部检测第二对象物被运送到规定位置。
<加工工序和加工部>
加工工序是用激光加工对象物,由加工部执行。
-加工部-
加工部具有例如激光光源、扫描部以及聚光部。
激光光源是发射激光的光源。激光光源存在于激光器中。对于激光光源没有特别的限制,可以根据目的适当选择,举例来说有准分子激光、Nd:YAG激光、Nd:YVO4激光、半导体激光器等。
激光光源能够反复输出具有一定峰值强度的短脉冲激光。
短脉冲激光由包含峰值强度一定的多个脉冲的脉冲列构成。短脉冲激光是指具有纳秒(1×10-9秒)以下的脉冲宽度的激光。优选短脉冲激光的脉冲宽度为飞秒(10-15秒)级到皮秒(10-12秒)级。优选短脉冲激光的重复频率为10kHz~1MHz,更优选为500kHz~1MHz。
-扫描部-
扫描部在规定方向上扫描从激光光源入射的激光。关于扫描部,举例来说有检流计镜、多角镜、MEMS(Micro Electro Mechanical System)镜、多角扫描仪等的旋转多面镜等。
-聚光部-
聚光部会聚激光。可以用透镜等作为聚光部,使得经过扫描部扫描的激光的扫描速度固定,同时,使激光在对象物的至少某个规定位置上会聚。这种透镜举例来说,有fθ透镜、反正弦透镜等。
<照射工序>
在照射工序中,在聚光部的有效直径内照射激光,从决定工序中所决定的第二对象物的加工开始位置起到加工结束位置为止,进行激光扫描。聚光部的有效直径是指激光的照射范围,是激光能够穿过的聚光透镜的直径。如果简化为一个透镜,则该透镜的直径(=最大直径)便成为有效直径。
<其他部>
其他部的设置没有特别的限制,可以按照目的适当选择,例如控制部等。
上述控制部只要能够控制上述各部的动作,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如,可以列举序列发生器、计算机等设备。
以下参考附图,详细说明一种实施方式涉及的激光加工方法及激光加工装置。各附图对于相同的构成部分用相同的符号表示,省略重复说明。下述构成部件的数量、位置、形状等不限于本实施方式,可以采用实施方式涉及的激光加工方法及激光加工装置实施时优选的数量、位置、形状等。
<第一实施方式>
图1是第一实施方式涉及的一例激光加工装置的示意图。如图1所示,激光加工装置10作为光学系统,向对象物18照射激光20,具备激光器11、扩束器12、扫描部13、照射控制部14、聚光部15、以及检测部16。
图1中设对象物18的运送方向为X方向,与对象物18的运送方向正交的方向、即与激光20的行进方向不同的方向为Y方向。图1显示以运送速度V把对象物18运送到运送方向(X方向)下游的状态。图1中的箭头表示激光20照射对象物18时的光学系统及对象物18的运送方向。
对象物18在被运送的同时,受到从激光器11射出的激光20照射。
对象物18只要是受到激光20照射的就没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选是容器。在对象物18为树脂容器的情况下,优选可通过激光20使容器的容器主体的性质和状态发生变化。
激光器11是发射激光20的装置。激光器11射出具有合适功率(光强度)的激光20,以改变受到激光20照射的对象物18的基材的表面及内部中至少任意一个的性质和状态。
对激光20的种类没有特别的限制,但从光强度观点出发,优选脉冲激光。
激光器11可以控制激光20的射出的ON或OFF、射出频率的控制、以及光强度的控制等。举例来说,可以用波长为355nm、激光20的脉冲宽度为10皮秒、平均输出功率为30W~50W的激光装置作为一例激光器11。
改变对象物18的基材的性质和形状的区域中的激光20,优选直径为1μm~200μm。
图1中虽然只显示一个激光器11,但是也可以设置多个激光器11。在使用多个激光器11的情况下,也可以对每个激光器11独立地进行开或关的控制、射出频率的控制以及光强度的控制等。
扩束镜12用于增扩激光。从激光器11射出的平行光的激光20通过扩束器12将直径增大后入射扫描部13。
扫描部13扫描激光20。扫描部13具有反射镜13a和反射镜13b。反射镜13a及反射镜13b具有通过电动机等驱动部改变反射角度的功能。
反射镜13a是扫描镜,可通过改变反射角度使入射的激光20在X方向上扫描。可以用检流计镜、多角镜、MEMS(Micro Electro Mechanical System)镜等作为反射镜13a。
本实施方式中虽然给出了反射镜13a及反射镜13b在X方向上一维扫描激光20的示例,但并不限定于此。也可以用例如在正交的两个方向上改变反射角度的扫描反射镜作为反射镜13a和反射镜13b,在XY方向上二维扫描激光20。
受到反射镜13a及反射镜13b扫描的激光20照射对象物18的基材的表面或内部中至少一方。
照射控制部14将控制激光输出的信号输出到激光器11,将扫描激光20的信号输出到反射镜13b。
照射控制部14与作为检测部16的一部分的光接受部16b连接,控制光接受部16b,进行运算存储处理。
聚光部15会聚激光。聚光部15是透镜,使受到反射镜13a及反射镜13b扫描的激光20的扫描速度恒定,同时使激光20会聚在对象物18的基材的表面或内部的至少一方的规定位置上。可以用例如保持扫描速度一定的fθ透镜、反正弦透镜等透镜作为聚光部15。聚光部15也可以由多个透镜构成。
优选聚光部15构成为激光20的光束点直径为改变对象物18的基材的性质及形状的范围中最小。
图2是激光加工装置10的一例聚光部15的示意图。关于透镜有效直径L3与激光20的扫描之间的关系,在聚光部15的透镜有效直径L3内进行对象物18的激光加工。也就是说,在表示聚光部的透镜有效直径L3的虚线范围内,用反射镜13b扫描激光20,照射到对象物18上,对对象物18进行激光加工。
为了得到激光加工所需的能量,照射的激光20的光束直径越小,能量越集中,因而激光加工变得容易。相反,激光20的光束直径越大,激光加工越难。光束直径随透镜焦距而变化,因而透镜焦距越长,透镜有效直径就越大。相反,透镜焦距越短,透镜有效直径就越小。因此,由于透镜有效直径和透镜焦距间存在平衡关系,所以在设计透镜时,需要在透镜焦距和透镜有效直径之间取得平衡。
如图1所示,检测部16检测对象物18的位置。检测部16具有光投射部16a及光接受部16b。在运送方向上激光器11的上游,光投射部16a及光接受部16b检测对象物18的位置。
检测部16既可以是透射型,也可以是反射型,检测部16的检测方法的类型没有特别的限制。在反射型的情况下,检测部16从光投射部16a向对象物18投射光。检测部16根据光接受部16b中的位置或受光之前的时间来检测对象物18的位置。在透射型的情况下,检测部16从光投射部16a向对象物18投射光,由光接受部16b接收透过的光,检测对象物的位置。
由于各种传感器的设置位置、对象物18的运送场所及运送速度V为已知的参数,因此能够根据这些现有参数决定激光20的照射时间。
以下说明一例以容器主体为对象物18,用激光加工对象物18时,对象物18的性质及形状的变化。图3是一例作为对象物18的容器主体的性质及形状变化的示意图。如图3(a)所示,向作为对象物18的容器主体的一部分表面照射激光20,使容器主体的一部分表面蒸发,从而容器主体的表面形成凹部形状。如图3(b)所示,在作为对象物18的容器主体的一部分表面上照射激光20,使容器主体的一部分表面熔融,容器主体的表面上形成凹部,与图3(a)相比,凹部的周围部隆起。如图3(c)所示,在作为对象物的容器主体的一部分表面上照射激光20,使容器主体的表面的一部分结晶,从而容器主体的一部分表面成为结晶状态。最后,如图3(d)所示,在作为对象物的容器主体的一部分表面上照射激光20,使容器主体的内部或表面产生气泡,从而容器主体的一部分表面附近的内部或表面变为发泡状态。因此,如图3(a)~(d)所示,通过在对象物即容器主体上照射激光20,可以改变容器主体的性质及形状。
这样,通过改变作为对象物的容器主体一部分表面的形状,或者使容器主体的一部分表面结晶或容器主体内部形成泡沫等改变容器主体的性质,可以使容器主体的表面或内部产生性质及形状的变化。
如图3(a)及(b)所示,例如采用照射波长为355nm~1064nm、脉冲宽度为10fs~500ns的脉冲激光作为使对象物即容器主体的一部分表面蒸发而形成凹部形状的方法。这样,受到激光照射的部分的容器主体的一部分表面蒸发,在容器主体的一部分表面形成微小的凹部。
还可以通过将波长为355nm~1064nm的连续(Continuous Wave,CW)激光照射容器主体的一部分表面,也可以使容器主体的一部分表面熔融,在容器主体的一部分表面形成凹部。进而如图3(d)所示,在容器主体的一部分表面熔融后继续照射激光,可以让容器主体的内部及表面起泡、白浊化。
如图3(c)所示,在使容器主体的一部分表面变为结晶状态的情况下,设容器主体为例如聚对苯二甲酸乙酯(PET)树脂,照射波长为355nm~1064nm的CW激光,使容器主体的温度急剧上升,然后,通过减弱激光功率等退火的方法等。这样,可以使容器主体的一部分表面的PET树脂成为结晶状态,发生白浊。在提高温度后,通过关闭激光等进行快速冷却,PET树脂成为非晶态,变为透明。
容器主体作为对象物,其性质及形状的变化不限于图3的(a)~(d)所示的内容。也可以通过由树脂材料构成的容器主体的黄变、氧化反应或表面改性等使容器主体的性质及形状发生变化。
进而可以进行加热控制,即,事先在容器主体上涂布吸收所照射的激光20并将光能转换为热能的吸收剂(转换材料),利用由吸收剂转换的热能,在容器主体上形成凹部或凸部。通过在容器主体上形成凹部或凸部,可以表示文字、记号、图形等。
<第一实施方式>以下说明用图1所示的第一实施方式的激光加工装置激光加工对象物18的第一实施方式涉及的激光加工方法。图4是第一实施方式涉及的激光加工方法中第一对象物的加工开始位置的示意图。在图4中,将第一对象物作为图1所示的对象物18的第一对象物18a(图中的1st),第二对象物作为第二对象物18b(图中的2nd),将第一对象物18a及第二对象物18b统称为对象物18。
在第一实施方式中,对第一对象物18a从加工开始位置到加工结束位置进行激光加工时,加工开始位置与加工结束位置之间的距离L0(单位:mm)和第一对象物18a与第二对象物18b之间的距离L1(单位:mm)满足下式(i)。
L0≤L1 (i)
第一实施方式涉及的激光加工方法能够充分确保从第一对象物18a的加工结束到第二对象物18b的加工开始之间的时间,适当地补偿扫描部的扫描时间、对象物18的位置信息、以及对象物18的姿势信息等,因此能够抑制加工不合格产品的产生。
如图4所示,沿运送方向依次(图4中的箭头方向)运送第一对象物18a及第二对象物18b。在图4中,实线表示第一对象物18a的加工开始位置,虚线表示第一对象物18a的加工结束位置。两点划线表示透镜中心(以下,其他附图也相同)。距离L0表示第一对象物18a的加工开始位置与加工结束位置之间的距离,距离L1表示第一对象物18a与第二对象物18b之间的距离。
图5是一例第一对象物18a的加工结束状态的示意图。如图5所示,在第一对象物18a及第二对象物18b之后,第三对象物18c在运送方向上受到运送。第一对象物18a和第二对象物18b的距离L1与第二对象物18b和第三对象物18c的距离L1相等。在图5中第一对象物18a的加工结束时,第二对象物18b处于第一对象物18a的加工开始位置的上游。设对象物的运送速度为V[m/s]、待机距离为L2[m],保持该位置关系下,从第一对象物18a激光加工结束后,到开始对第二对象物18b激光加工为止的时间为对象物的待机距离L2除以对象物的运送速度V所得到的值(L2/V[s])。
如果将检流计镜从加工结束位置跳跃到加工开始位置的时间设为t 1[s],在检测对象物18的位置及对象物18的姿势后,将与检测到的对象物18的位置及对象物18的姿势一致的加工数据的运算时间设为t2[s],则各自的处理时间的最大值为t 1·L2[s]及t2·L2[s]。
由于运送部一方的对象物的配置精度,第一对象物18a和第二对象物18b的距离L1产生偏差。当距离L0>距离L1时,待机距离L2小于0(待机距离L2<0)。激光加工装置10具备检测部16,因此,可以根据第一对象物18a和第二对象物18b通过检测部16的时间差t3[s]和运送速度V[m/s],求出待机距离L2[m]。也就是说,通过将运送速度V[m/s]乘以时间t3[s]来求出待机距离L2[m],用求出的待机距离L2[m]除以运送速度V[m/s]来求出待机时间L2[s]。
当待机距离L2小于0时,对象物18未受到激光加工的实施,而是直接被运送到下游,在下游的检查部中被判断为不合格品,不被出货。
图6是第一实施方式涉及的激光加工方法中的从加工开始位置与加工结束位置之间的距离L0的条件的示意图。如图6所示,当设透镜有效直径设为L3,加工宽度为W时,距离L0的最大值L0max为L3+W(=L3+1/2·W+1/2·W)。由于加工宽度W是透镜有效直径L3,所以最大距离L0max为2×L3。例如在f920镜头中,透镜有效直径L3为470mm,因此最大距离L0max为940mm(=470mm×2)。另一方面,由于距离L0的最小值L0min是不对对象物进行跟踪加工的条件,因此最小距离L0min为0mm。
<第二实施方式>
第二实施方式的激光加工方法包括:检测工序,在对第二对象物进行激光加工时,由检测部检测第二对象物;决定工序,根据检测工序中从检测到第一对象物的时刻到检测第二对象物为止的时间、以及第一对象物及第二对象物的运送速度,决定第二对象物的加工开始位置;照射工序,在聚光部的有效直径内照射激光,从第二对象物的加工开始位置起到加工结束位置为止进行激光扫描。还可以包括根据需要的其他工序。
根据第二实施方式的激光加工方法,即使在距离L1产生偏差的情况下,也能够吸收距离L1的偏差,在激光加工时不受距离L1的偏差的影响,减少不合格产品的产生。此外,吸收距离L1的偏差后,需要将透镜有效直径增大该吸收部分,但即使在这种情况下,由于激光加工时透镜有效直径内不受距离L1的偏差的影响,因此非加工时间固定,能够大幅提高生产率。
以下参考附图详述第二实施方式。第二实施方式中对与已经说明了的第一实施方式相同的构成赋予相同的参照符号,并且省略其说明。
图7是第二实施方式涉及的激光加工方法的一例处理流程图。以下参考图7,说明图1的照射控制部14执行的第二实施方式涉及的激光加工方法的处理流程。图7的处理流程在依次运送第一对象物18a、第二对象物18b的过程中被反复执行,一部分工序同时执行。
以下以第二对象物18b为中心进行说明。设定在步骤S1中检测到第一对象物18a,在步骤S2中根据第一对象物18a的检测位置及运送速度决定加工开始位置,在步骤S3中进行照射工序、在步骤S4中进行运送工序。在第一对象物18a的加工流程之后,返回到开始第二对象物18b的检测的步骤S1。
在步骤S1中,当激光加工装置10的检测部16检测到第二对象物18b时,处理前往步骤S2。
在步骤S2中,根据在前段流程的工序中检测到第一对象物18a的时刻到检测第二对象物18b为止的时间、以及第一对象物18a和第二对象物18b的运送速度,决定第二对象物18b的加工开始位置,而后处理前往步骤S3。
在步骤S3中,激光加工装置10在聚光部的有效直径内照射激光,由扫描部照射激光20,从第二对象物18b的加工开始位置到加工结束位置为止进行激光扫描,而后处理前往步骤S4。
在步骤S4中,通过激光加工装置10的运送部把第二对象物18b运送到规定位置。如果第二对象物18b之后有第三对象物18c(参见图8),则再次返回步骤S1执行处理。而如果第二对象物18b之后没有第三对象物18c,则结束本处理。
具体来说,优选如下执行图7所示的流程图。图7的步骤S1的检测工序包括第一检测工序和第二检测工序。在第一检测工序中,在对第一对象物18a进行激光加工时检测部检测第一对象物18a被运送到规定位置,在第二检测工序中,在对第二对象物18b进行激光加工时检测部检测第二对象物18b被运送到规定位置。在图7的步骤S2的决定工序中,根据从第一检测工序中检测到第一对象物18a的时刻到第二检测工序中检测第二对象物18b为止的时间、以及第一对象物18a及第二对象物18b的运送速度,决定第二对象物18b的加工开始位置。在图7的步骤S3的照射工序中,在聚光部的有效直径内照射激光20,从决定工序中决定的第二对象物18b的加工开始位置到加工结束位置为止扫描激光20。
在第二实施方式的激光加工方法中,第一对象物18a和第二对象物18b之间的距离L1是多个对象物18的距离的平均值L1ave[m],平均值L1ave是至少包括距离L1的最小值L1min[mm]和最大值L1max[mm]的平均值。
优选最小值L1min、距离L0和最大值L1max满足下式(I I)。
L1min≤L0≤L1max(I I)
由此,从多个对象物18的偏差产生比距离L0小的L1条件。现有技术由于已经过了第二对象物18b的加工开始位置,因而无法进行加工,造成生产效率下降。但是,在第二实施方式的激光加工方法中,检测部16可以测量第一对象物18a和第二对象物18b之间的距离,同时,根据已知的运送速度,在第一对象物18a加工结束时,求出第二对象物18b的位置。因此,按照第二实施方式的激光加工方法,即使距离L1产生了偏差,也可以进行加工,从而可以抑制次品的产生。
图8是第二实施方式涉及的激光加工方法的一例加工状态等。在图8的(a)和(b)中,第一对象物18a和第二对象物18b被按此顺序沿作为运送方向的箭头方向运送。在图8中实线表示第一对象物18a的加工开始位置,虚线表示第一对象物18a的加工结束位置,双点划线表示透镜中心(以下的其他附图也相同)。
图8的(a)显示最小值L1min为第一对象物18a和第二对象物18b的距离的最小值,最小值L1min≤距离L0的条件。
图8的(b)显示第一对象物18a及第二对象物18b之后,第三对象物18c在运送方向上受到运送的状态。最小值L1min是第一对象物18a与第二对象物18b之间的距离的最小值,L1表示第二对象物18b与第三对象物18c之间的距离。在第一对象物18a加工结束时,第二对象物18b位于第一对象物18a的加工开始位置的下游(参见图8(b))。
运送部的运送速度V[m/s]是固定的。为此,检测部16检测到第一对象物18a的位置后,通过监视第二对象物18b的检测时间,可以确定第二对象物18b的加工开始位置。即,根据第一对象物18a的检测和激光20接下来照射加工的对象物即第二对象物18b的检测,确定第二对象物18b的加工开始位置,从而能够控制激光照射加工。
图9~图11显示第二实施方式涉及的激光加工方法的另一例加工状态。如图9的(a)和(b)所示,在第二对象物18b上照射激光20,从所决定的第二对象物18b的加工开始位置到加工结束位置为止扫描激光20,进行激光加工。其结果,虽然透镜有效直径L3增加了相当于吸收距离L1的偏差,但是可以在不受距离L1的偏差的影响的情况下在透镜有效直径L3内进行激光加工。
如图10的(a)及(b)所示,第一对象物18a及第二对象物18b在运送方向(图10中的箭头方向)上受到运送。图10的(a)表示最大值L1max为第一对象物18a与第二对象物18b之间的距离的最大值,最大值L1max为距离L0以上(L0≦L1max)的条件。
图10的(b)表示第一对象物18a及第二对象物18b之后,第三对象物18c在运送方向上受到运送的状态。L1max是第一对象物18a与第二对象物18b之间的距离的最大值,距离L1是第二对象物18b与第三对象物18c之间的距离的最大值。
在第一对象物18a的加工结束时,第二对象物18b位于第一对象物18a的加工开始位置的上游(参照图10(b))。
由于运送装置的运送速度V[m/s]是固定的,所以通过检测部16检测到第一对象物18a后监视第二对象物18b的检测时间,能够确定第二对象物18b的加工开始位置。
如图11的(a)及(b)所示,对第二对象物18b进行激光加工,从所决定的第二对象物18b的加工开始位置起到加工结束位置为止,照射并扫描激光20。其结果,虽然透镜有效直径L3增大了相当于吸收距离L1的偏差的量,但是,可以在不受距离L1的偏差的影响的情况下在透镜有效直径L3内进行激光加工。
图12是第二实施方式涉及的激光加工方法的一例透镜有效直径L3与最小L1min之间关系的示意图。图12的(a)和(b)表示透镜有效直径L3和最小值L1min之间的关系。如图12(a)所示,最小值L1min是彼此相邻的第一对象物18a和第二对象物18b之间的最短距离,即对象物的直径D。此时,对与第一对象物18a邻接的第二对象物18b进行激光加工所需的距离L0如图12(b)所示,由以下式(4)表示。式(4)中的δ可以通过下式(5)求出。
L0=δ+L3/2+W/2 式(4)
δ=D-L0/2 式(5)
图12的(b)中的双点划线表示透镜中心。在图12的(b)中,第一对象物18a位于加工结束位置。最小值L1min意味着第一对象物18a和第二对象物18b接触。设该状态下的第二对象物18b的中心与透镜中心之间的距离为δ。
从式(4)及(5)导出以下的式(4)'。
L0=D-L0/2+L3/2+W/2式(4)'
透镜有效直径L3可以用下式(6)表示。
L3=3·L0-2·D-W 式(6)
图13是第二实施方式涉及的激光加工方法的一例透镜有效直径L3与最大值L1max之间关系的示意图。图13的(a)和(b)显示透镜有效直径L3与第一对象物18a和第二对象物18b之间的距离L1的最大值L1max的关系。最大值L1max是在第三对象物18c和第二对象物18b相邻状态下第二对象物18b和第一对象物18a的最大距离。
如图13的(b)所示,在第二对象物18b与第三对象物18c接触的状态下最大值L1max为最大,可以用下式(7)表示。在最大值L1max时,第二对象物18b与第三对象物18c接触,第一对象物18a与第三对象物18c的距离为2·L1,如下式(8)所示。
L1max=W/2+L3/2+L0/2 式(7)
2·L1=D+L1max 式(8)
在图13的(b)所示状态的情况下,需要可在第二对象物18b上扫描的透镜有效直径L3。根据上式(8),当消除最大值L1max时,可导出下式(9)。
L3=4·L1-L0-2·D-W 式(9)
由于最大加工宽度Wmax=对象物的直径D,因此,透镜有效直径L3由下式(10)表示。
L3=4·L1-L0-3·D 式(10)
在图13的(a)及(b)中,距离L1大于距离L0(距离L1>距离L0),因此,所需的透镜有效直径L3必须满足上式(10)。
例如,f920透镜的透镜有效直径L3为470mm,距离L1为150m,对象物的直径D为20mm,因此距离L0为70mm。f920透镜作为加工用镜头,是光束直径较大的透镜。因此,在需要更精致的激光加工的情况下,优选使用f100透镜等焦距短的透镜。但是,由于焦距短的透镜的透镜有效直径L3小,所以通过在满足上式(10)的范围内改变距离L1及L0,可以得到所需要的激光加工。
图14是第二实施方式涉及的激光加工方法中,将多个激光装置配置在运送方向上时的一例对象物配置的示意图。图14的(a)表示在将多台激光器11配置在运送方向上进行激光加工时,由第一台激光器11激光加工的第一对象物18a1(1-1st)和由第二台激光器11激光加工的第二对象物18b1(2-1st)各自的加工开始位置。
图14的(b)表示图14的(a)中的第一对象物18a1(1-1st)及第二对象物18b1(2-1st)移动了距离L0的状态。图14的(b)显示多台激光器11用各自的激光第二次激光加工的由第一台激光器11激光加工的第一对象物18a2(1-2nd)及由第二台激光器11激光加工的第二对象物18b2(1-2nd)各自的加工开始位置。
如图14所示,在将多个激光器11配置在运送方向上的情况下,需要将由第一台激光器11激光加工的第一对象物18a1(1-1st)和由第二台激光器11激光加工的第二对象物18b1(2-1st)分别运送到与加工开始位置的激光20的位置相距待机距离L2的位置。
另外,由第一台激光器11激光加工的第一对象物18a2(1-2nd)和由第二台激光器11激光加工的第二对象物18b2(2-2nd)都需要被运送到与加工开始位置的激光20的位置相距待机距离L2的位置。
此时,当设多台激光器11为N台(N为2以上的整数),同一台激光器11激光加工的距离L0时,如图14的(a)所示,由第一台激光器11激光加工的第一对象物18a1(1-1st)和由第二台激光器11激光加工的第二对象物18b1(2-1st)被配置在相隔L1/N的位置上。如图14的(b)所示,由第一台激光器11激光加工的第一对象物18a2(1-2nd)和由第二台激光器11进行激光加工的第二对象物18b2(2-2nd)均配置为相隔L1/N的位置上。
因此,在本实施方式的激光加工方法中,当设激光器11为N台(N为2以上的整数),由同一台激光器11激光加工的距离为L0时,通过满足距离L0/N,以及式(6)或式(7),可以将由第一台激光器11激光加工的第一对象物18a和由第二台激光器11激光加工的第二对象物18b分别运送到与加工开始位置的激光20的位置相距待机距离L2的位置。因此,本实施方式的激光加工方法能够使用多台激光器11对多个对象物18进行激光加工。此时,通过将各激光器11的激光光轴间隔设为L1,可以使所需的透镜有效直径L3最小。
<第三实施方式>
第三实施方式涉及的激光加工方法是依次运送至少第一对象物及第二对象物,用多束激光加工多个对象物的激光加工方法,在从第一对象物的加工开始位置到加工结束位置用多束激光进行加工的情况下,加工开始位置与加工结束位置之间的距离L0[mm]和第一对象物与第二对象物之间的距离L1[mm]满足下式(III)。
L0≤N·L1 (III)
其中,N表示激光光束的数量,是2以上的整数。
根据本实施方式涉及的激光加工方法,即使在用多个激光20对包括多个第一对象物18a及第二对象物18b在内的多个对象物18进行激光加工时,也能够充分确保从多个第一对象物18a的加工结束到多个第二对象物18b的加工开始的时间,能够适当地补偿扫描部的扫描时间、多个对象物18的位置信息以及多个对象物18的姿势信息,因此能够抑制加工不合格产品的产生。
以下参考附图详述第三实施方式。在第三实施方式中对与已经说明的第一实施方式和第二实施方式相同构成,用相同符号表示,并且省略其说明。
图15是第三实施方式的激光加工方法中一例用多个激光器11进行激光加工时对象物配置的示意图。在图15中,多个激光器11配置在运送方向上,由第一台激光器11激光加工的第一对象物18a1(1-1st)和由第二台激光器11激光加工的第一对象物18a2(1-2nd)依次受到运送。
由第一台激光器11激光加工的第一对象物18a1(1-1st)及由第二台激光器11激光加工的第一对象物18a2(1-2nd)分别同时受到激光加工。
在第一台激光器11对第一对象物18a1(1-1st)及第二台激光器11对第一对象物18a2(1-2nd)的加工结束时,由第一台激光器11加工的第二对象物18b1(2-1st)及由第二台激光器11加工的第二对象物18b2(2-2nd)分别位于第一对象物18a1(1-1st)及第二台第一对象物18a2(1-2nd)的加工开始位置的上游。通过保持该位置关系,如果设对象物18的运送速度为V[m/s]、待机距离为L2[m],则第一台激光器11对第一对象物18a1(1-1st)及第二台激光器11对第一对象物18a2(1-2nd)进行激光加工后,到第一台激光器11对第二对象物18b1(2-1st)及第二台激光器11对第二对象物18b2(2-2nd)开始激光加工为止的时间,分别为待机距离L2[m]除以运送速度V[m/s]所得的值(V·L2[s])。
设检波镜等的镜13a(扫描镜)从加工结束位置返回(跳跃)到加工开始位置的时间为t 1,和在检测对象物的位置及对象物的姿势后,配合检测到的对象物的位置及对象物的姿势的加工数据的运算时间为t2,各自的处理时间的最大值为V/L2[s]。
由于运送部一方的对象物配置精度,第一对象物18a和第二对象物18b的距离L1产生偏差。当距离L0大于距离L1(L0>L1)时,待机距离L2小于0(L2<0)。激光加工装置10具有检测部16,因此,可以根据第一对象物18a和第二对象物18b通过检测部16的时间差t3和运送速度V[m/s]来计算等待距离L2。
当待机距离L2小于0(L2<0)时,不对对象物18实施激光加工,对象物18直接被运送到下游,在下游的检查装置中被判断为不合格品,不被出货。
在第三实施方式涉及的激光加工方法中,即使在激光加工装置10具备多台激光器11的情况下,如果设透镜有效直径为L3、加工宽度为W,则距离L0的最大值L0max成为透镜有效直径L3和加工宽度W之和(L0max=L3+W)。由于最大加工宽度W为透镜有效直径L3,因此最大加工宽度L0max为透镜有效直径L3乘以2(L0max=2·L3)。例如,f920透镜的透镜有效直径L3为470mm,因此最大焦距L0max为940mm(=470mm×2)。另一方面,由于距离L0的最小距离L0min是不对对象物进行跟踪加工的条件,因此最小距离L0min为0mm(L0min=0mm)。
因此,本实施方式的激光加工方法,即使在使用多个激光20用激光加工多个对象物18的情况下,也能够充分确保从结束激光加工的多个对象物18的加工结束起,到接下来接受激光加工的多个对象物18的加工开始为止的时间,适当地补偿扫描部的扫描时间、多个对象物18的位置信息、以及多个对象物18的姿势信息,因此能够抑制加工不合格产品的产生。
以上描述了本发明的实施方式,但上述实施方式仅仅是一些例子,对本发明没有限制。上述实施方式可以以其他各种方式实施,只要是在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种改变等。这些实施方式及其变形均属于本发明范围,同时也包含在其均等范围中。
本发明的实施方式例举如下。
<1>一种激光加工方法,其至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送并用激光加工包括所述第一对象物及所述第二对象物的多个对象物,其中包括:
第一检测工序,在对所述第一对象物进行激光加工时由检测部检测所述第一对象物被运送到规定位置;
第二检测工序,在对所述第二对象物进行激光加工时由检测部检测所述第二对象物被运送到规定位置;
决定工序,根据所述第一检测工序中检测到所述第一对象物的时刻与所述第二检测工序中检测到所述第二对象物的时刻之间的时间、以及所述第一对象物及所述第二对象物的运送速度,决定所述第二对象物的加工开始位置;
照射工序,在聚光部的有效直径内照射所述激光,从所述决定工序中决定的所述第二对象物的所述加工开始位置起到所述加工结束位置为止扫描所述激光。。
<2>根据<1>所述的激光加工方法,其中,距离L1是多个对象物之间的距离的平均值L1ave,所述平均值L1ave是至少包含所述距离L1的最小值L1min和最大值L1max的平均值。
<3>根据<2>所述的激光加工方法,所述最小值L1min和所述加工开始位置与所述加工结束位置之间的距离L0满足下式(I),
L0≤L1min (I)。
<4>根据<2>或<3>所述的激光加工方法,其中,从所述加工开始位置到所述加工结束位置的距离L0、所述最小值L1min、以及所述最大值L1max满足下式(II),
L1min≤L0≤L1max (II)。
<5>根据<1>~<4>的任一项所述的激光加工方法,其中,在从所述第一对象物的加工开始位置到加工结束位置为止用多个所述激光进行加工的情况下,所述加工开始位置与所述加工结束位置之间的距离L0和所述第一对象物与所述第二对象物之间的距离L1满足下式(III),
L0≤N·L1 (III)
式中的N表示激光的数量,是2以上的整数。
<6>根据<1>~<5>中任一项所述的激光加工方法,其中,所述对象物是容器。
<7>一种激光加工装置,其至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送并用激光加工包括所述第一对象物及所述第二对象物的多个对象物,其中包括:
运送部,用于至少按照所述第一对象物及所述第二对象物的顺序运送所述对象物;
加工部,用于用所述激光加工所述对象物;检测部,用于检测所述对象物;以及
决定部,用于决定所述第二对象物的加工开始位置,
所述检测部在对所述第一对象物进行激光加工时,检测所述第一对象物被运送到规定位置,在从所述第二对象物的加工开始位置到加工结束位置为止用所述激光进行加工时,检测所述第二对象物被运送到所述规定位置,
所述决定部根据所述检测部检测到所述第一对象物的时刻与检测到所述第二对象物的时刻之间的时间以及所述第一对象物及所述第二对象物的运送速度,决定所述第二对象物的加工开始位置,
所述加工部在聚光部的有效直径内照射所述激光,从所述决定工序中决定的所述第二对象物的所述加工开始位置起到所述加工结束位置为止扫描所述激光
根据上述<1>至<6>中的任一项所述的激光加工方法及上述<7>所述的激光加工装置,可以解决现有的各种问题,达到本发明的目的。
附图标记说明
10 激光加工装置
11 激光器
12 扩束器
13 扫描部
13a 反射镜
13b 反射镜
14 照射控制装置
15 聚光部
16 检测部
16a 光投射部
16b 光接受部
18 对象物
18a、18a1、18a2、18a1(1-1st)、18a2(1-2nd) 第一对象物
18b、18b1、18b2、18b1(2-1st)、18b2(2-2nd) 第二对象物
18c 第三对象物
Claims (7)
1.一种激光加工方法,其至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送并用激光加工包括所述第一对象物及所述第二对象物的多个对象物,其中包括:
第一检测工序,在对所述第一对象物进行激光加工时由检测部检测所述第一对象物被运送到规定位置;
第二检测工序,在对所述第二对象物进行激光加工时由检测部检测所述第二对象物被运送到规定位置;
决定工序,根据所述第一检测工序中检测到所述第一对象物的时刻与所述第二检测工序中检测到所述第二对象物的时刻之间的时间、以及所述第一对象物及所述第二对象物的运送速度,决定所述第二对象物的加工开始位置;
照射工序,在聚光部的有效直径内照射所述激光,从所述决定工序中决定的所述第二对象物的所述加工开始位置起到所述加工结束位置为止扫描所述激光。
2.根据权利要求1所述的激光加工方法,其中,距离L1是多个对象物之间的距离的平均值L1ave,所述平均值L1ave是至少包含所述距离L1的最小值L1min和最大值L1max的平均值。
3.根据权利要求2所述的激光加工方法,所述最小值L1min和所述加工开始位置与所述加工结束位置之间的距离L0满足下式(I),
L0≤L1min (I)。
4.根据权利要求2或3所述的激光加工方法,其中,从所述加工开始位置到所述加工结束位置的距离L0、所述最小值L1min、以及所述最大值L1max满足下式(II),
L1min≤L0≤L1max (II)。
5.根据权利要求1~4的任一项所述的激光加工方法,其中,在从所述第一对象物的加工开始位置到加工结束位置为止用多个所述激光进行加工的情况下,所述加工开始位置与所述加工结束位置之间的距离L0和所述第一对象物与所述第二对象物之间的距离L1满足下式(III),
L0≤N·L1 (III)
式中的N表示激光的数量,是2以上的整数。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的激光加工方法,其中,所述对象物是容器。
7.一种激光加工装置,其至少按照第一对象物及第二对象物的顺序运送并用激光加工包括所述第一对象物及所述第二对象物的多个对象物,其中包括:
运送部,用于至少按照所述第一对象物及所述第二对象物的顺序运送所述对象物;
加工部,用于用所述激光加工所述对象物;检测部,用于检测所述对象物;以及
决定部,用于决定所述第二对象物的加工开始位置,
所述检测部在对所述第一对象物进行激光加工时,检测所述第一对象物被运送到规定位置,从所述第二对象物的加工开始位置到加工结束位置为止用所述激光进行加工时,检测所述第二对象物被运送到所述规定位置,
所述决定部根据所述检测部检测到所述第一对象物的时刻与检测到所述第二对象物的时刻之间的时间、以及所述第一对象物及所述第二对象物的运送速度,决定所述第二对象物的加工开始位置,
所述加工部在聚光部的有效直径内照射所述激光,从所述决定工序中决定的所述第二对象物的所述加工开始位置起到所述加工结束位置为止扫描所述激光。
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