-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung
und ein Bearbeitungsverfahren.
-
Hintergrund des Standes der
Technik
-
Bearbeitungsvorgänge wie
z. B. Wärmebehandlung
einschließlich
Schneiden, Perforieren, Schweißen,
Plattierungsaufbau und Quenchen wurden ausgeführt, indem ein Laserstrahl
auf eine Bearbeitungszielstelle eines Werkstücks gestrahlt wurde. Bei diesen
unterschiedlichen Arten von Laserbearbeitung wurden herkömmlicherweise
im allgemeinen ein YAG-Laserstrahl und ein Kohlendioxidgaslaser verwendet.
-
Wenn
ein YAG-Laser oder ein Kohlendioxidgaslaser verwendet wird, um eine
Energiedichte und eine Ausgangsleistung entsprechend der Laserbearbeitung
zu erhalten, wird der ausgesendete Laserstrahl zu einem vorbestimmten
Strahldurchmesser unter Verwendung einer Kondensorlinse oder eines Kondensorreflektionsspiegels
verringert und dann auf die Bearbeitungszielstelle ausgestrahlt.
Insbesondere beim Schweißen,
beim Plattierungsaufbau, Quenchen und ähnlichem, bei denen die Bearbeitungszielstelle
Wa in einem vorbestimmten Bereich eines Werkstücks W bearbeitet wird, ohne
daß ihr Zustand
in eine Gasphase überführt wird,
wird ein Laserstrahl L mit einem verringerten Durchmesser auf die
Bearbeitungszielstelle Wa im vorbe stimmten Bereich des Werkstücks W ausgestrahlt.
Außerdem wird
für einen
solchen Zweck wie die Verhinderung, daß die Bearbeitungszielstelle
Wa durchbrennt oder in diese eingedrungen wird und sich ein mittlerer
Abschnitt aufwölbt,
eine Abtastung oder eine Oszillation (nachfolgend wird sich darauf
im allgemeinen als Oszillation bezogen) in einem Zustand ausgeführt, in dem
der Laserstrahl L durch Vibration einer Kondensorlinse 3,
wie es in 21 gezeigt ist, oder durch wiederholtes
Rotieren eines Abtastspiegels 4, wie es in 22 gezeigt
ist, in Vibration versetzt wird.
-
25 zeigt
einen Fall, in dem ein Plattierungsaufbauen, bei dem ein Aufbaumaterials,
wie z. B. Pulvermetall, auf ein Grundmaterial aufgebracht wird,
unter Verwendung eines herkömmlichen
Verfahrens ausgeführt
wird. Ein Laserstrahl wird auf das Aufbaumaterial mit einer gleichmäßigen Ausgangsleistung
gestrahlt. Ferner zeigt 26 einen
Fall, indem aluminiumplattierte Stahlbleche, bei denen Aluminium
auf ein Grundmaterial plattiert wird, das aus Stahlblech hergestellt
ist, unter Verwendung eines herkömmlichen
Verfahrens laminiert und miteinander in dem Zustand verschweißt werden,
in dem die aluminiumplattierten Schichten aneinander befestigt sind.
Außerdem
zeigt 27 einen Fall, in dem zinkplattierte
Stahlbleche, wobei bei jedem von diesen Zink auf ein aus Stahlblech
hergestelltes Grundmaterial plattiert ist, unter Verwendung eines
herkömmlichen
Verfahren laminiert und in dem Zustand miteinander verschweißt werden,
in dem ihre zinkplattierten Schichten einander befestigt sind.
-
Ferner
wurden in den letzten Jahren, wie es in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2683158 offenbart
ist, unterschiedliche Arten von Bearbeitung unter Verwendung eines
Halbleiterlasersystems ausgeführt.
Das in der
Japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2683158 offenbarte Lasersystem ist ein Halbleiterlasersystem
mit einer Vielzahl an Halbleiterlasereinheiten, von denen jede einen
Laseroszillator hat. Die Halbleiterlasereinheiten erzeugen Laserstrahlen,
die von diesen ausgesendet werden. Jeder der Halbleiterlasereinheiten
weist eine Vielzahl an Gruppen von Halbleiterlasereinheiten auf.
Die Halbleiterlasereinheiten in jeder der Gruppen arbeiten im gleichen
Grundmodus in einer Horizontalrichtung und im gleichen Modus in
der Längsrichtung,
um Laserstrahlen mit der gleichen Wellenlänge zu erzeugen, haben einen
Fotoleit-Einzelmodus, der sich auf jeden der Halbleiterlasereinheiten
bezieht, und haben ein Verbindungselement zum Verbinden des Laserstrahls,
der von jedem der Halbleiterlaser ausgesendet wurden, mit einem
jeweiligen der Einzelmodus-Fotoleitfasern. Die Fotoleitfasern bilden
ein Faserbündel
mit einer Stirnfläche;
die Stirnfläche
bildet Faserstirnflächen,
die das Faserbündel
bilden, um alle Faserstirnflächen,
die Laserstrahlen mit der gleichen Wellenlänge erzeugen, in eine Strahlungsgruppe
zu bringen. Die Strahlungsgruppen, die Laserstrahlen mit voneinander
verschiedenen Wellenlängen
erzeugen, sind dann an der Stirnfläche angeordnet. Eine kohärente Laserstrahlung,
die durch jede der Halbleiterlasereinheiten erzeugt und von der
vorderen Stirnfläche
des Faserbündels
ausgesendet wurde, bildet die gesamte Laserstrahlung. Die gesamte
Laserstrahlung bestrahlt eine bestimmte Zielfläche eines Objektes, das bestrahlt
wird, während alle
Halbleiterlasereinheiten in Betrieb sind; eine Steuereinrichtung
ist vorgesehen, um jede der Halbleiterlasereinheiten in einem bestimmten
Zustand zu steuern. Da die Lichtintensität der Ausstrahlung für jedes
der Oberflächenelemente
spezifiziert werden kann, ist es möglich, die Ausstrahlung für jedes
der unterschiedlichen Oberflächenelemente
auf der Zieloberfläche
zu bestimmen.
-
Ferner
offenbart diese Patentveröffentlichung
beispielsweise zwei Strahlauftreff-Oberflächenabschnitte mit einzigartigen
Formen, die zum Vorheizen während
der Legierungsbearbeitung oder zur Nachbehandlung betrieben werden,
und einen ovalen Oberflächenabschnitt,
der sich parallel zur Bewegungsrichtung zur Achse in Längsrichtung
erstreckt.
-
Anders
ausgedrückt
nimmt das Lasersystem dieser Patentveröffentlichung eine Ein-Aus-Steuerung
für jede
der Halbleiterlasereinheiten vor, um die Laserstrahlung entsprechend
jedem der verschiedenen Oberflächenelemente
auf der Zielfläche
zu spezifizieren.
-
Bei
den vorstehend genannten herkömmlichen
Verfahren ist es jedoch, wenn eine spezifizierte Bearbeitung in
dem Zustand durchgeführt
wird, in dem der Laserstrahl L in einem spezifizierten Bereich oszilliert,
indem ein YAG-Laser
oder eine Kohlendioxidlaser verwendet wird, eine genaue Steuerung
zum Vibrieren der Kondensorlinse 3 (21) und
zum wiederholten Rotieren des Abtastspiegels 4 (22) erforderlich.
Außerdem
wird, da es erforderlich ist, daß die Laserbearbeitungsvorrichtung
mit einem Mechanismus zum Vibrieren der Kondensorlinse 3 oder einem
Mechanismus zum wiederholten Rotieren des Abtastspiegels 4 (seine
Darstellung ist nicht vorgenommen) versehen wird, die Vorrichtung
kompliziert und insgesamt groß;
eine Instandhaltung zum Instandhalten dieser Mechanismen ist ebenfalls
erforderlich. Ferner wird es durch die Vibration, die auf die Kondensorlinse
aufgebracht wird, und die wiederholte Rotation des Abtastspiegels 4 schwierig,
die Lebensdauer der Laserbearbeitungsvorrichtung zu verbessern.
-
Wenn
der Plattierungsaufbau vorgenommen wird, wie es in 25 gezeigt
ist, besteht ferner, da die Wärme
in einem mittleren Bereich des geschmolzenen Abschnitts vom Basismaterial
kaum zu realisieren ist, eine Tendenz dahingehend, daß der geschmolzene
Abschnitt wächst.
Im Gegensatz dazu wird sein Endabschnitt einfach abgekühlt, da
die Wärme
einfach freigegeben wird. Wenn daher ein Laserstrahl auf das Aufbaumaterial
mit einer gleichmäßigen Ausgangsleistung
gemäß Vorbeschreibung strahlt,
wird eine Temperaturdifferenz bewirkt. In diesem Fall wird im mittleren
Bereich, in dem sich der geschmolzene Abschnitt vergrößert, das
Basismaterial verdünnt
und ändert
sich die Zusammensetzung des Aufbaumaterials. Insbesondere in dem
Fall, in dem das Basismaterial aus Kupfer hergestellt und das Aufbaumaterials
aus Aluminium hergestellt ist, tritt, wenn das Basismaterial verdünnt wird
und sich die Zusammensetzung des Basismaterials ändert, ein Problem darin auf,
daß sich
die Härte
erhöht
und Risse gebildet werden mit Entsprechung zur Temperaturdifferenz.
Das Problem, das sich aus der Temperaturdifferenz zwischen den Abschnitten
der Bearbeitungszielstelle aufgrund der Ausstrahlung des Laserstrahls
mit einer gleichmäßigen Ausgangsleistung gemäß Vorbeschreibung
ergibt, entsteht nicht nur beim Plattierungsaufbau, sondern auch
bei der Wärmebehandlung,
wie z. B. beim Quenchen, und bei anderen Bearbeitungsarten.
-
Wenn
ferner die aluminiumplattierten Stahlbleche laminiert und miteinander
verschweißt
werden, wie es in 26 gezeigt ist, werden die aluminiumplattierten
Schichten, die einander berühren,
geschmolzen; es wird eine intermetallische Phase aus Aluminium und
Eisen an den geschmolzenen Abschnitten erzeugt. Da die auf diese
Weise erzeugte intermetallische Phase eine hohe Härte hat,
tritt ein Problem darin auf, daß die
geschmolzenen Abschnitte spröde
werden.
-
Wenn
ferner die zinkplattierten Stahlbleche laminiert und miteinander
verschweißt
werden, wie es in 27 gezeigt ist, werden, da die
zinkplattierten Schichten einen niedrigen Schmelzpunkt haben, diese
verdampft, um Blasen zu erzeugen. In diesem Fall tritt ein Problem
darin auf, daß die
Blasen am hinteren Abschnitt des Schweißbades in der Bearbeitungsrichtung
abgeblasen werden (siehe den Pfeil in 27) und
in der Schweißraupe
Blaslunker erzeugt werden.
-
Hingegen
wird beim Lasersystem, das in der Patentveröffentlichung Nr.
2683158 offenbart ist, eine Laserstrahlung
lediglich entsprechend unterschiedlicher Oberflächenelemente auf die Zielfläche ausgestrahlt,
indem die Ein-Aus-Steuerung für
jede der Halbleiterlasereinheiten einfach ausgeführt wird. Wenn das Werkstück W bearbeitet
wird, indem der Zustand der Bearbeitungszielstelle Wa des Werkstücks in eine
Flüssigphase
ohne Oszillation geändert
wird, wie die, die in dem Fall ausgeführt wurde, in dem der YAG-Laser
oder der Kohlendioxidlaser gemäß Vorbeschreibung
verwendet wurde, wird die Bearbeitungszielstelle Wa ohne Verwirbelung
bzw. Rühren
geschmolzen und dann erneut verfestigt. Daher wird, wie es in den
23 und
24 gezeigt
ist, eine Verzögerung
G beim erneuten Verfestigen teilweise am hinteren Abschnitt in Bearbeitungsrichtung erzeugt.
In diesem Fall kann ein Riß C,
der ähnlich
einer Schrumpfungsausnehmung oder einem Blaslunker ist, in der Raupe
Y erzeugt werden. Aus diesem Grund ist bei dem Lasersystem, das
in dieser Patentveröffentlichung
offenbart ist, wie im vorstehend genannten Fall, in dem der YAG-Laser
oder der Kohlendioxidgaslaser verwendet wird, die Installation eines Laseroszillators
an den Halbleiterlasereinheiten erforderlich. In diesem Fall ist
für die
Steuerung Genauigkeit erforderlich; das System wird kompliziert
und groß;
eine Instandhaltung ist eben falls erforderlich. Außerdem ist
die Erhöhung
der Lebensdauer des Systems schwierig.
-
Aus
der Offenlegungsschrift
DE
43 01 689 A1 , die den nächstliegenden
Stand der Technik darstellt, ist eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung
mit einer Steuerung und einem Halbleiterstapel bekannt, dessen einzelne
Flächenelemente
ein einen Laserstrahl kontinuierlich aussendendes Flächenelement und
ein Flächenelement,
dessen Strahlungsausgangsleistung sich über der Zeit ändert und
das das kontinuierlich aussendende Flächenelement umgibt, aufweisen
können.
-
Die
Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung aus dem Dokument
EP 0 836 905 A1 weist ein
Lasermodul mit gestapelten Diodenbarren auf. Dem Modul ist eine
Fokussieroptik zugeordnet, über
die der Bearbeitungsstrahl der Diodenbarren auf der Werkstückoberfläche als
Linienfokus abgebildet wird. Die Intensitätsverteilung der Laserstrahlung
auf der Werkstückoberfläche erfolgt über das
Zu- und Abschalten sowie das Regeln einzelner Diodenbarren oder
Laserdioden.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen
Probleme getätigt; eine
Aufgabe von dieser ist, eine Laserbearbeitungsvorrichtung mit einer
einfachen Struktur vorzusehen, die die Laserbearbeitung in geeigneter
Weise ausführen
kann, indem ein Laserstrahl einfach und genau mit einer vorbestimmten
Energiedichte und Ausgangsleistung sowie in einer vorbestimmten
Zeitdauer auf eine Bearbeitungszielstelle in einem vorbestimmten
Bereich ausgestrahlt wird, und die außerdem in der Größe verringert
werden kann und mit einer einfachen Instandhaltung gewartet werden
kann und die eine verbesserte Lebensdauer hat.
-
Außerdem besteht
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren
zum geeigneten Ausführen
der Laserbearbeitung vorzusehen, indem ein Laserstrahl mit einer
vorbestimmten Energiedichte und Ausgangsleistung sowie in einer vorbestimmten
Zeitdauer auf eine Bearbeitungszielstelle in einem vorbestimmten
Bereich bei einer einfachen Steuerung gestrahlt wird.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Eine
Erfindung, die sich auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung bezieht,
ist dadurch gekennzeichnet, daß diese,
um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, einen Halbleiterstapel,
der eine Vielzahl von Halbleiterlaserelemente aufweist und in eine
Vielzahl von Blöcken
unterteilt ist, und eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Strahlenausgangsleistung
eines Laserstrahls von jedem der Blöcke, so daß dieser über der Zeit änderbar
ist, aufweist.
-
Der
Halbleiterstapel ist in einen Block, der kontinuierlich einen Laserstrahl
ausstrahlt, und einen Block unterteilt, dessen Stahlungsausgangsleistung des
Laserstrahls über
der Zeit geändert
ist.
-
Die
Blöcke,
bei denen die jeweilige Strahlungsausgangsleistung des Laserstrahls über der Zeit
geändert
wird, können
um den Block angeordnet sein, der einen Laserstrahl kontinuierlich
ausstrahlt.
-
Der
Block, der einen Laserstrahl kontinuierlich ausstrahlt, ist vorn
bzw. hinten in einer Bearbeitungsrichtung angeordnet.
-
Ferner
ist eine Erfindung, die sich auf ein Laserbearbeitungsverfahren
bezieht, durch die Merkmale von Anspruch 3 gekennzeichnet. Dabei
ist ein Halbleiterstapel, der eine Vielzahl von Halbleiterlaserelementen
aufweist, in eine Vielzahl von Blöcken aufgeteilt und wird eine
Strahlungsausgangsleistung eines Laserstrahls, der von jedem der
Blöcke
ausgesendet wird, über
der Zeit geändert.
-
Die
Strahlungsausgangsleistung des Laserstrahls, der von jedem der Blöcke ausgesendet
wird, kann aufeinanderfolgend zwischen den benachbarten Blöcken geändert werden.
-
Es
kann ein Block, der einen Laserstrahl kontinuierlich ausstrahlt,
vorn bzw. hinten in Bearbeitungsrichtung angeordnet sein, und die
Strahlungsausgangsleistung des Blocks, der sich am hinteren Abschnitt
in Bearbeitungsrichtung befindet, kann niedrig eingestellt sein.
-
Die
Laserbearbeitung kann eine Aufbaubearbeitung sein, bei der ein Aufbaumaterial
auf einem Basismaterial aufgebaut wird.
-
Die
Laserbearbeitung kann Schweißen
sein, bei dem flachmaterial- bzw. blechartige Materialien, von denen
jedes ein plattiertes Basismaterial aufweist, miteinander verschweißt werden.
-
Das
blechartige Material kann ein aluminiumplattiertes Stahlblech ist.
-
Das
blechartige Material kann ein zinkplattiertes Stahlblech ist.
-
Bei
der Erfindung steuert die Steuereinrichtung die Ausgangsleistung
des Laserstrahl, der von jedem der Halbleiterlaserelemente des Halbleiterstapels
auf die Bearbeitungszielstelle ausgestrahlt wird, in einem vorbestimmten
Bereich, so daß die
Ausgangsleistung für
jeden der unterteilten Blöcke
in einer vorbestimmten Reihenfolge durch eine Ein/Aus-Steuerung
oder eine Intensitätsänderungssteuerung,
eine Steuerung zum Verlängern
und Verkürzen
der Strahlungszeitdauer oder eine Steuerung einer Kombination von
diesen geändert
wird. Im Ergebnis kann die Bearbeitungszielstelle des Werkstücks genau
und in geeigneter Weise innerhalb eines vorbestimmten Bereiches
bearbeitet werden. Wenn der Zustand der Bearbeitungszielstelle zu
einer flüssigen
Phase geändert
wird, wird eine Rührwirkung
bei der Bearbeitungszielstelle erzeugt, indem die Strahlung des
Laserstrahls über
der Zeit geändert wird.
Auf diese Weise wird das Auftreten einer Teilverzögerung bei
der Verfestigung unterdrückt
und wird die Bearbeitungszielstelle gleichmäßig erneut verfestigt, wodurch
die Erzeugung von Blaslunkern und Rissen unterdrückt wird. Außerdem wird,
wenn die Strahlungsausgangsleistung des Laserstrahls aufeinanderfolgend
zwischen den benachbarten Blöcken
geändert
wird, der Laserstrahl auf die Bearbeitungszielstelle in oszillierender
Weise ausgestrahlt.
-
Bei
der Erfindung kann die Ausgangsleistung des Blocks, der einen Laserstrahl
kontinuierlich ausstrahlt, zu einer konstanten Ausgangsleistung
oder einer vorbestimmten Ausgangsleistung durch die Intensitätsänderungssteuerung
geändert
werden. Außerdem ändert sich
die Ausgangsleistung des Blocks, dessen Strahlungsausgangsleistung
vom Laserstrahl über
der Zeit geändert
wird, durch die Ein/Aus-Steuerung oder die Intensitätsänderungssteuerung,
die Steuerung zur Verlängerung
und Verkürzung
der Strahlungszeitdauer oder eine Steuerung einer Kombination von
diesen.
-
Bei
der Erfindung kann die Strahlungsausgangleistung von jedem der Blöcke, der
um den Block angeordnet ist, der einen Laserstrahl kontinuierlich
ausstrahlt, über
der Zeit geändert
werden.
-
Bei
der Erfindung können
sich die Blöcke, deren
jeweilige Strahlungsausgangsleistung des Laserstrahls über der
Zeit geändert
wird, um die Blöcke herum
befinden, einschließlich
des Bereiches zwischen diesen, die sich jeweils vorn und hinten
in Bearbeitungsrichtung befinden bzw. einen Laserstrahl kontinuierlich
ausstrahlen.
-
Ferner
kann bei der Erfindung, wenn der Laserstrahl in einer solchen Weise
ausgestrahlt wird, daß sich
seine Ausgangsleistung für
jeden der unterteilten Blöcke
im Halbleiterstapel in einer vorbestimmten Reihenfolge durch eine
Ein/Aus-Steuerung oder eine Intensitätsänderungssteuerung, eine Steuerung
zur Verlängerung
und Verkürzung
der Strahlungszeitdauer oder eine Steuerung einer Kombination von
diesen ändert,
die Bearbeitungszielstelle des Werkstücks in geeigneter Weise in
einem vorbestimmten Bereich bearbeitet werden. Wenn der Zustand
der Bearbeitungszielstelle zu einer flüssigen Phase geändert wird,
wird eine Rührwirkung
in der Bearbeitungszielstelle durch die Änderung der Strahlungsausgangsleistung
des Laserstrahls über
der Zeit erzeugt. Auf diese Weise wird eine teilweise Verzögerung bei
der Verfestigung unterdrückt
und wird die Bearbeitungszielstelle gleichmäßig erneut verfestigt. Im Ergebnis
wird die Erzeugung von Blaslunkern oder Rissen unterdrückt.
-
Bei
der Erfindung kann sich die Strahlungsausgangsleistung des Laserstrahls,
der von jedem der Blöcke
ausgestrahlt wird, aufeinanderfolgend zwischen den benachbarten
Blöcken ändern; dadurch
wird der Laserstrahl zu einem vorbestimmten Bereich der Bearbeitungszielstelle
in einer oszillierenden Weise ausgestrahlt.
-
Bei
der Erfindung kann der Block, der einen Laserstrahl kontinuierlich
ausstrahlt, vorn bzw. hinten in Bearbeitungsrichtung angeordnet
sein; der Laserstrahl wird mit einer niedrigen Ausgangsleistung
von dem Block ausgestrahlt, der sich am hinteren Abschnitt in Bearbeitungsrichtung
befindet. Auf diese Weise wird eine Rührwirkung sicher am hinteren
Abschnitt im geschmolzenen Bad erzeugt; eine teilweise Verzögerung bei
der Verfestigung wird unterdrückt;
das geschmolzene Bad wird gleichmäßig erneut verfestigt. Im Ergebnis
wird die Erzeugung von Blaslunkern oder Rissen unterdrückt.
-
Bei
der Erfindung kann der Laserstrahl in geeigneter Weise ausgestrahlt
werden, um eine Rührwirkung
auszuüben.
Auf diese Weise wird eine Aufbaubearbeitung zum Aufbauen eines Aufbaumaterials
auf einem Basismaterial in geeigneter Weise ohne Erzeugung von jeglichen
Rissen ausgeführt.
-
Bei
der Erfindung kann der Laserstrahl in geeigneter Weise ausgestrahlt
werden, um eine Rührwirkung
auszuüben.
Auf diese Weise wird ein Schweißen
zum Aneinanderschweißen
der blechartigen Materialien, von denen jedes ein plattiertes Basismaterial
aufweist, in geeigneter Weise ohne Erzeugung einer intermetallischen
Phase und eines Blaslunkers ausgeführt.
-
Bei
der Erfindung kann der Laserstrahl in geeigneter Weise ausgestrahlt
werden, um eine Rührwirkung
auszuüben.
Auf diese Weise wird ein Schweißen,
um blechartige Materialien, die aluminiumplattierte Stahlbleche
sind, miteinander zu verschweißen,
ohne Erzeugung einer intermetallischen Phase in geeigneter Weise
ausgeführt.
-
Bei
der Erfindung kann der Laserstrahl in geeigneter Weise ausgestrahlt
werden, um eine Rührwirkung
auszuüben.
Auf diese Weise wird ein Schweißen,
um blechartige Materialien, die zinkplattierte Stahlbleche sind,
miteinander zu verschweißen,
in geeigneter Weise ohne Erzeugung eines Blaslunkers ausgeführt.
-
Entsprechend
dem Hintergrund der Erfindung kann die Strahlungsausgangsleistung
eines Blocks, der einen Laserstrahl zu den Seitenkanten in Bearbeitungsrichtung
aussendet, hoch eingestellt sein; dadurch wird der bearbeitete Abschnitt
in Breitenrichtung gleichmäßig ausgebildet.
-
Entsprechend
dem Hintergrund der Erfindung kann die Strahlungszeitdauer eines
Blocks, der einen Laserstrahl zur Seitenkante in Bearbeitungsrichtung
ausstrahlt, lang eingestellt sein, wodurch der Bearbeitungsabschnitt
in Breitenrichtung gleichmäßig ausgebildet wird.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine konzeptionelle Darstellung zur Erläuterung eines Aspekts einer
Laserbearbeitungsvorrichtung des Hintergrundes der vorliegenden
Erfindung und von Einzelheiten der durch diese ausgeführten Steuerung.
-
2 ist
eine graphische Darstellung, die Einzelheiten der Steuerung bei
einem weiteren Aspekt zeigt.
-
3 ist
eine graphische Darstellung, die Einzelheiten der Steuerung in noch
einem anderen Aspekt zeigt.
-
4 ist
eine graphische Darstellung, die Einzelheiten der Steuerung in noch
einem anderen Aspekt zeigt.
-
5 ist
eine konzeptionelle Darstellung zur Erläuterung eines Zustands, in
dem Schweißen
ausgeführt
wird, indem der Laserstrahl in rotierender Weise durch Verwendung
der Laserbearbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.
-
6 ist
eine Querschnittsansicht einer vortrefflichen Raupe, die an einer
in 5 gezeigten Bearbeitungszielstelle ausgebildet
ist.
-
7 ist
eine konzeptionelle Darstellung zur Erläuterung eines weiteren Aspekts
eines Halbleiterstapels der Laserschweißvorrichtung und eines modifizierten
Aspekts der durch diese ausgeführten Steuerung.
-
8 ist
eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Aspekts
eines Halbleiterstapels der Laserschweißvorrichtung und eines Zustands,
in dem Schweißen
ausgeführt
wird.
-
9 ist
eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung eines noch weiteren
Aspekts eines Halbleiterstapels der Laserschweißvorrichtung und eines Zustands,
in dem ein Plattierungsaufbau ausgeführt wird.
-
10 ist
eine konzeptionelle graphische Darstellung zur Erläuterung
eines noch weiteren Aspekts eines Halbleiterstapels der Laserschweißvorrichtung
und von Einzelheiten der Steuerung zum Ausführen der Markierung.
-
11 ist
eine konzeptionelle graphische Darstellung zur Erläuterung
eines Aspekts der Änderung
des Halbleiterstapels über
der Zeit und der Bearbeitungsrichtung (entlang des Pfeils) in dem
Fall, in dem ein Plattierungsaufbau durch Verwendung eines Laserbearbeitungsverfahrens
ausgeführt
wird.
-
12 ist
eine konzeptionelle Darstellung zur Erläuterung eines Aspekts der Steuerung
des in 11 gezeigten Halbleiterstapels.
-
13 ist
eine graphische Darstellung, die eine Ausgangsleistung eines Laserstrahls
zeigt, der im Ergebnis der in 12 gezeigten
Steuerung ausgestrahlt wird, und eine Querschnittsansicht zur Erläuterung
des Zustands, in dem der Plattierungsaufbau durch diese Steuerung
in geeigneter Weise ausgeführt
wird.
-
14 ist
eine konzeptionelle Darstellung zur Erläuterung eines Aspekts der Anordnung
des Halbleiterstapels der Laserbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung und des von diesem ausgestrahlten Laserstrahls.
-
15 ist
eine konzeptionelle Darstellung zur Erläuterung eines weiteren Aspekts
der Anordnung des Halbleiterstapels der Laserbearbeitungsvorrichtung
und des von diesem ausgestrahlten Laserstrahls.
-
16 ist
eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines geschweißten Abschnitts
der aluminiumplattierten Stahlbleche, die entsprechend dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung laminiert und miteinander verschweißt sind.
-
17 ist
eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels
der Anordnung des Halbleiterstapels der Laserverarbeitungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung und der Änderung beim ausgestrahlten
Laserstrahl.
-
18 ist
eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Anordnung des Halbleiterstapels der Laserbearbeitungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung und der Änderung beim ausgestrahlten
Laserstrahl.
-
19 ist
eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Anordnung des Halbleiterstapels der Laserbearbeitungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung und der Änderung beim ausgestrahlten
Laserstrahl.
-
20 ist
eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines Zustands, in
dem das geschmolzene Bad am hinteren Abschnitt in Bearbeitungsrichtung
gerührt
wird und in dem ein Loch zur Freigabe des Gases aus der Blase, die
in diesem erzeugt wird, in der Blase ausgebildet wird, wodurch die
Erzeugung eines Blaslunkers in der geschweißten Raupe verhindert wird.
-
21 ist
eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Standes der Technik,
bei dem eine Kondensorlinse in Vibration versetzt wird, um einen Laserstrahl
zu oszillieren.
-
22 ist
eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines Standes der Technik,
wobei ein Abtastspiegel 4 wiederholt in Rotation versetzt
wird, um einen Laserstrahl zu oszillieren.
-
23 ist
eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Tatsache,
daß in
einem Fall, in dem der Zustand der Bearbeitungszielstelle eines Werkstücks in eine
flüssige
Phase geändert
wird, ohne daß ein
Laserstrahl oszilliert wird, und dann eine Bearbeitung vorge nommen
wird, eine Verzögerung
bei der Verfestigung teilweise auftritt.
-
24 ist
eine Querschnittsansicht einer Raupe, die mit einem Riß an der
in 23 gezeigten Bearbeitungszielstelle erzeugt wurde.
-
25 ist
eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer Ausgangsleistung
eines Laserstrahls, der oszilliert wird, um entsprechend einem Stand
der Technik gleichmäßig auzustrahlen,
und eines Falls, in dem ein Plattierungsaufbau unter Verwendung
des Laserstrahls ausgeführt
wird.
-
26 ist
eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines Falls, in dem
ein Laserstrahl oszilliert wird, um mit einer gleichmäßigen Ausgangsleistung
entsprechend dem Stand der Technik ausgestrahlt zu werden, und in
dem aluminiumplattierte Stahlbleche in einem Zustand laminiert und
miteinander verschweißt
werden, in dem ihre aluminiumplattierten Schichten aneinander befestigt
sind.
-
27 ist
eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines Falls, in dem
ein Laserstrahl oszilliert wird, um mit einer gleichmäßigen Ausgangsleistung
entsprechend einem Stand der Technik ausgestrahlt zu werden, und
in dem zinkplattierte Stahlbleche in einem Zustand laminiert und
miteinander verschweißt
werden, in dem ihre zinkplattierten Schichten aneinander befestigt
sind.
-
Beste Ausführungsform der Erfindung
-
Als
erstes wird ein Aspekt des Hintergrundes der vorliegenden Erfindung
der Laserbearbeitungsvorrichtung detailliert hauptsächlich auf
der Grundlage von 1 beschrieben. In den Zeichnungen
bezeichnen identische Bezugszeichen und Symbole die gleichen oder
entsprechende Bestandteile.
-
Die
Laserbearbeitungsvorrichtung weist im allgemeinen auf: einen Halbleiterstapel
(auf den sich ebenfalls als ein Halbleiterlasermodul bezogen wird) 1,
der eine Vielzahl von Halbleiterlaserelementen aufweist (ihre Darstellung
wurde unterlassen), und eine Steuereinrichtung (obwohl ihre Darstellung
unterlassen wurde, wird ihre Funktion später beschrieben) zum Steuern
der Emission des von jedem der Halbleiterlaserelementen ausgesendeten
Laserstrahls. Der Halbleiterstapel 1 ist in eine Vielzahl
von Blöcken
B11, B12, B13, B14 entsprechend der Bearbeitungszielstelle Wa eines
Werkstücks
W unterteilt. Die Steuereinrichtung steuert die Ausstrahlung des Laserstrahls
von jedem der Blöcke
B11, B12, B13, B14, um bezüglich
der Zeit änderbar
zu sein.
-
Jedes
der Halbleiterlaserelemente sendet einen Laserstrahl mit einer vorbestimmten
Energiedichte von einer seiner Stirnflächen, wenn diesem elektrische
Energie zugeführt
wird, aus. Die Ausgangsleistung und die Strahlungszeitdauer des
ausgesendeten Laserstrahls können
durch die Änderung der
Größe der zuzuführenden
elektrischen Energie oder der Zeitdauer zum Zuführen der elektrischen Energie
beliebig geändert
werden. Beim Halbleiterstapel 1 sind die Halbleiterlaserelemente
in einer solchen Weise angeordnet, daß ihre Stirnflächen, die den
Laserstrahl ausstrahlen, in einer Linie angeordnet sind, um einen
Halbleiterstab (seine Darstellung wurde unterlassen) zu bilden.
Der Halbleiterstapel 1 wird durch das Ansammeln einer Vielzahl
von Halbleiterstäben
gebildet. Der Halbleiterstapel 1 kann in eine beliebige
Form gebracht werden, indem eine Vielzahl von Halbleiterlaserelementen
in einer Matrix angeordnet wird. Bei dem in 1 gezeigten
Aspekt ist zum einfachen Verständnis
ein Zustand dargestellt, in dem die Halbleiterlaserelemente in einer
solchen Weise laminiert sind, daß die Stirnfläche 1a des Halbleiterstapels 1 zum
Aussenden des Laserstrahls eine im wesentlichen rechteckige Form
hat und die Stirnfläche 1a,
die auf diese Weise ausgebildet ist, in vier rechteckige Blöcke B11,
B12, B13, B14 unterteilt ist, die im wesentlichen gleiche Größen (Bereiche) zueinander
haben. Die Formen der Stirnfläche 1a des
Halbleiterstapels 1 zum Aussenden des Laserstrahls und
der Blöcke
B11, B12, B13, B14, die durch das Unterteilen der Stirnfläche 1a erhalten
werden, und die Anzahl der Blöcke,
die durch das Unterteilen der Stirnfläche 1a erhalten wird,
kann entsprechend der Form der Bearbeitungszielstelle Wa des Werkstücks W beliebig
bestimmt werden.
-
Wenn
nötig ist
eine Kondensorlinse 3 (siehe 5) zwischen
der Stirnfläche 1a des
Halbleiterstapels 1 zum Aussenden des Laserstrahls und
der Bearbeitungszielstelle Wa des Werkstücks W vorgesehen, um den ausgesendeten
Laserstrahl auf die Bearbeitungszielstelle Wa mit einem vorbestimmten Brennpunkt
zu strahlen.
-
Bei
diesem Aspekt sind Energiequellen P1, P2, P3, P4 zum Zuführen von
elektrischer Energie mit den unterteilten Blöcken B11, B12, B13 bzw. B14 in
entsprechender Weise verbunden. Die Steuereinrichtung, deren Darstellung
unterlassen wurde, steuert die elektrische Energie, die von den
jeweiligen Energiequellen P1, P2, P3, P4 den jeweiligen Blöcken B11,
B12, B13, B14 zugeführt
werden soll, in einer solchen Weise, daß sich die elektrische Energie
entsprechend der vergangenen Zeit ändert. Im Ergebnis ändert sich
die Ausgangsleistung des Laserstrahls, der vom Halbleiterstapel 1 ausgesendet
wurde, bezüglich
der Zeit in der Reihenfolgen der benachbarten Blöcke B11, B12, B13, B14, B11
und so weiter. Daher kann bei der Laserbearbeitungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung ein Laserstrahl mit einer geeigneten Energiedichte
einfach auf die Bearbeitungszielstelle Wa des Werkstücks in dem
Zustand ausgestrahlt werden, in dem der Laserstrahl in oszillierender
Weise (in diesem Aspekt) gedreht wird, ohne daß ein Mechanismus zum Vibrieren
der Kondensorlinse (21) oder ein Mechanismus zum wiederholten
Rotieren des Abtastspiegels 4 (22), wie
diese beim Stand der Technik verwendet wurden, zum Einsatz gelangt.
Folglich kann eine spezifizierte Laserbearbeitung stabil ausgeführt werden.
Außerdem
kann die Struktur der Laserbearbeitungsvorrichtung zur Verringerung
der Größe vereinfacht
werden und kann die Lebensdauer der Vorrichtung verbessert werden.
-
Bei
der Laserbearbeitungsvorrichtung mit dieser Struktur wird die elektrische
Energie, die jedem der Blöcke
zugeführt
werden soll, in Abhängigkeit
von der beabsichtigten Bearbeitung eingestellt, z. B. Bearbeitung
wie Schweißen
und Plattierung, bei denen der Zustand der Bearbeitungszielstelle
Wa des Werkstücks
W zu einer flüssigen
Phase geändert wird,
eine Wärmebehandlung
wie z. B. Quenchen und Tempern, eine Bearbeitung wie Markieren,
wo der Zustand der Bearbeitungszielstelle Wa des Werkstücks W nicht
in eine flüssige
Phase geändert
wird, oder Bearbeiten, wo der Zustand der Bearbeitungszielstelle
Wa des Werkstücks
W zu einer gasförmigen Phase
geändert
und dieses dann verdampft wird. Auf diese Weise kann der Laserstrahl
mit einer Ausgangsleistung ausgestrahlt werden, die für die beabsichtigte
Bearbeitung erforderlich ist. Außerdem kann der Bereich, in
dem der Laserstrahl ausgestrahlt werden kann, entsprechend den Größen des
laminierten und geformten Halbleiterstapels 1 und der unterteilten
Blöcke
B11, B12, B13, B14 bestimmt werden.
-
Als
nächstes
wird das Laserbearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung detailliert
auf der Grundlage der 1 bis 6 bezüglich dem Fall
beschrieben, in dem Schweißen
ausgeführt
wird, indem die Laserbearbeitungsvorrichtung verwendet wird, die
gemäß Vorbeschreibung
strukturiert ist.
-
Beim
Laserbearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist im allgemeinen
der Halbleiterstapel 1, der eine Vielzahl von Halbleiterlaserelementen
aufweist, in eine Vielzahl von Blöcken B11, B12, B13, B14 unterteilt
und wird der Strahlungsausgang des Laserstrahls L, der von jedem
der Blöcke
B11, B12, B13, B14 ausgesendet wird, gesteuert, um sich über der
Zeit zu ändern;
außerdem
wird der Strahlungsausgang des Laserstrahls L gesteuert, um zwischen
den benachbarten Blöcken
B11, B12, B13, B14 aufeinanderfolgend zu wechseln.
-
Als
erstes wird die Stirnfläche 1a des
Halbleiterstapels 1 zum Aussenden des Laserstrahls angeordnet,
um der Bearbeitungszielstelle Wa des Werkstücks W gegenüberzuliegen. Zwischen der Bearbeitungszielstelle
Wa und der Stirnfläche
A1 des Halbleiterstapels 1 wird, wenn nötig, eine Kondensorlinse 3 in
einer solchen Weise eingestellt und angeordnet, daß der Laserstrahl
L mit einem vorbestimmten Konvergierungsdurchmesser ausgestrahlt
werden kann. Der Halbleiterstapel 1 des in 1 gezeigten
Aspekts s ist in einer solchen Weise unterteilt, daß die Blöcke B11
und B12, B12 und B13, B13 und B14 und B14 und B11 gemäß Vorbeschreibung
benachbart angeordnet sind.
-
In
diesem Zustand wird elektrische Energie mit einer vorbestimmten
Größe von den
Energiequellen P1, P2, P3, P4 den entsprechenden Blöcken B11, B12,
B13, B14 durch die Steuereinrichtung zu vorbestimmten Zeitpunkten
zugeführt;
gleichzeitig werden die Bearbeitungszielstelle Wa und der Halbleiterstapel 1 entlang
der Schweißrichtung
relativ bewegt. Zu diesem Zeitpunkt führt die Steuereinrichtung die Steuerung
in einer solchen Weise aus, daß die
zugeführte
elektrische Energie zwischen den benachbarten Blöcken B11, B12, B13, B14 entsprechend
dem Verstreichen von Zeit aufeinanderfolgend geändert wird. Die Steuerung wird
nachfolgend beschrieben.
-
Beim
in 1 gezeigten Aspekt wird die Steuerung so ausgeführt, daß die elektrische
Energie zu einem der Blöcke
B11, B12, B13, B14 aufeinanderfolgend von den Energiequellen P1,
P2, P3, P4 in einer solchen Weise zugeführt (EIN) wird, daß der Laserstrahl
L aufeinanderfolgend von nur einem der Blöcke B11, B12, B13, B14, B11
und so weiter entsprechend dem Zeitablauf ausgesendet wird, wohingegen
die Zuführung
von elektrischer Energie zu den verbliebenen Blöcke gestoppt wird (AUS).
-
Bei
dem in 2 gezeigten Aspekt wird die Steuerung in einer
solchen Weise ausgeführt,
daß die
elektrische Energie aufeinanderfolgend von den Energiequellen P1,
P2, P3, P4 den entsprechenden benachbarten Blöcken B11, B12, B13, B14 überdeckend
in einer solchen Weise zugeführt
wird, daß der Laserstrahl
von einer Vielzahl benachbarter Blöcke B11 und B12, B12 und B13,
B13 und B14, B14 und B11 und so weiter in einer überdeckenden Weise entsprechend
dem Zeitablauf aufeinanderfolgend ausgesendet wird, wohingegen die
Zuführung
von elektrischer Energie zu den verbliebenen Blöcken gestoppt wird (AUS). Auf
die jeweilige in den 1 und 2 gezeigte
Steuerung wird sich als EIN/AUS-Steuerung bezogen.
-
Bei
dem in 3 gezeigten Aspekt wird die Steuerung so ausgeführt, daß die elektrische
Energie mit einer konstanten Größe zu jedem
der Blöcke
B11, B12, B13, B14 geführt
wird, ohne die elektrische Energie auszuschalten, die von den Quellen
P1, P2, P3, P4 zugeführt
wird; die Größe der zugeführten elektrischen
Energie wird in der Reihenfolge der Blöcke B11, B12, B13, B14, B11
und so weiter erhöht.
Daher wird bei diesem Aspekt ein Laserstrahl L mit einer Ausgangsleistung
von konstantem Pegel oder größer immer
von jedem der Blöcke
B11, b12, B13, B14 ausgesendet; die Ausgangsleistung des Laserstrahls, der
von einem der Blöcke
B11, B12, B13, B14 ausgesendet wird, erhöht sich mit dem Verstreichen
der Zeit. Auf die in 3 gezeigte Steuerung wird sich als
eine Intensitätsänderungssteuerung
bezogen.
-
Bei
den in den 1 bis 3 gezeigten
Aspekten wird die zugeführte
elektrische Energie (d. h. die Strahlungsausgangsleistung) in Rechteckwellenform
gesteuert. Im Gegensatz dazu wird bei dem in 4 gezeigten
Aspekt die elektrische Energie, die von den jeweiligen Energiequellen
P1, P2, P3, P4 den entsprechenden Blöcken B11, B12, B13, B14 zugeführt wird,
in einer solchen Weise gesteuert, daß die elektrische Energie entsprechend
dem Zeitablauf aufeinanderfolgend erhöht und allmählich verringert wird, so daß die elektrische
Energie eine Sinuskurve oder eine freie Wellenform darstellt. Wenn
sich die Wellenform der in diesem Aspekt gezeigten graphischen Darstellung
auf dem niedrigsten Pegel (auf dem unteren Pegel) befindet, ist
es wenn nötig
möglich,
die Steuerung auszuführen,
bei der die zuzuführende
elektrische Energie wie im Fall der in den 1 und 2 gezeigten
Ein/Aus-Steuerung ausgeschaltet wird. Außerdem ist es ebenfalls möglich, eine
Steuerung auszuführen,
bei der die Zuführung von
elektrischer Energie mit einer vorbestimmten Größe oder größer fortgesetzt wird, ohne
die zugeführte
elektrische Energie auszuschalten, wie im Fall der in 3 gezeigten
Intensitätsänderungssteuerung.
-
Die
vorliegende Erfindung weist ebenfalls Steuerungen auf, bei denen
sich die Größe der elektrischen
Energie, die von den Energiequellen P1, P2, P3, P4 den Blöcken B11,
B12, B13, B14 zugeführt werden
soll, und/oder die Zeitdauer für
die Zuführung von
dieser von denen der in den 1 bis 4 gezeigten
Aspekte wenn nötig
so lange unterscheidet, wie die Strahlungsausgangsleistung des Laserstrahls,
der von jedem der Blöcke
B11, B12, B13, B14 ausgesendet wird, gesteuert wird, um eine Änderung über der
Zeit herbeizuführen.
-
Gemäß Vorbeschreibung
wird die elektrische Energie, die von der jeweiligen Energiequelle
P1, P2, P3, P4 zu jedem der Blöcke
B11, B12, B13, B14 geführt
wird, gesteuert, um eine Änderung über der
Zeit herbeizuführen.
Auf diese Weise wird, wie es in 5 gezeigt
ist, die Position, die mit dem Laserstrahl (im Fall der Ein/Aus-Steuerung) bestrahlt
wird, oder die Position, die mit dem Laserstrahl mit einer großen Strahlungsausgangsleistung
(im Fall der Intensitätsänderungssteuerung)
bestrahlt wird, in einer rotierenden Weise (entlang des Pfeils S
in 5) entsprechend dem Zeitablauf in diesem Aspekt
bewegt, so daß der
Laserstrahl L innerhalb des Bereiches oszilliert, in dem der Laserstrahl
L durch alle Blöcke
B11, B12, B13, B14 ausgestrahlt werden kann. Im Ergebnis wird der
Laserstrahl L mit einer geeigneten Energiedichte auf die Bearbeitungszielstelle Wa
des Werkstücks
W mit einer geeigneten Ausgangsleistung gestrahlt. Daher wird, wenn
die Bearbeitungszielstelle Wa des Werkstücks W geschweißt wird,
eine Position bei der Bearbeitungszielstelle Wa, wo ihr Zustand
in eine flüssige
Phase geändert
wird und dann erneut verfestigt wird, aufeinanderfolgend (entlang
des Pfeils s in 5) entsprechend der Bewegung
der Position, die mit dem Laserstrahl L bestrahlt wird, oder der
Position, die mit dem Laserstrahl L mit einer großen Strahlungsausgangslei stung
bestrahlt wird, bewegt. Dann nimmt das Material, das zu einer flüssigen Phase
geändert
wurde, eine Rührwirkung
in einer solchen Weise auf, daß dieses vibriert.
Auf diese Weise kann das Auftreten der Verzögerung bei der Verfestigung
(das Bezugszeichen G in 23), die
beim Stand der Technik verursacht wurde, unterdrückt werden, wodurch der Riß, wie ein Schrumpfungshohlraum
(Bezugszeichen C in 24) oder ein Blaslunker beseitigt
werden kann. Im Ergebnis ist es möglich, daß eine vortreffliche Raupe
Y ohne Fehler beim Schweißen,
wie es auch in 6 gezeigt ist, erzeugt wird.
-
Als
nächstes
wird ein weiteres Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die gleichen oder entsprechenden Bestandteile wie beim vorstehend
genannten Aspekt werden mit den gleichen Bezugszeichen und Symbolen
bezeichnet; ihre Beschreibung wird unterlassen; nur die sich unterscheidenden
Bestandteile werden beschrieben.
-
Bei
einem in 7 gezeigten Aspekt ist ein Halbleiterstapel 1 entsprechend
der Breite einer Bearbeitungszielstelle Wa ausgebildet und in einer
solchen Weise in Blöcke
B21 bis B26 unterteilt, daß die Blöcke in Dickenrichtung
des Halbleiterstapels 1 in einer Linie angeordnet sind.
Ferner steuert eine Steuereinrichtung die elektrische Energie, die
jedem der Blöcke
B21 bis B26 zugeführt
werden soll, in einer solchen Weise, daß die Ausgangsleistung eines
ausgestrahlten Laserstrahls L aufeinanderfolgend über der
Zeit in der Reihenfolge der benachbarten Blöcke B21, B22, B23, B24, B25,
B26 geändert
wird, so daß dieser
oszilliert. In diesem Zustand werden der Halbleiterstapel 1 und
die Bearbeitungszielstelle Wa des Werkstücks W relativ bewegt, um eine
vorbestimmte Bearbeitung auszuführen.
-
Zu
diesem Zeitpunkt kann wenn nötig
die Zuführung
von elektrischer Energie in einer solchen Weise gesteuert werden,
daß die
elektrische Energie in einer einzigen Richtung in der Reihenfolge
der angeordneten Blöcke
B21, B22, B23, B24, B25, B26, B21 und so weiter, wie es durch einen
Pfeil mit Strich-Punkt-Linie in jeder der Fig. (a), (b) und (c)
von 7 gezeigt ist, zugeführt wird. Alternativ dazu kann
die Zuführung
von elektrischer Energie ebenfalls in einer solchen Weise gesteuert
werden, daß die
elektrische Energie reziprok in der Reihenfolge der Blöcke B21,
B22, B23, B24, B25, B26, B25 und so weiter, wie es durch einen Pfeil
mit Strich-Zweipunkt-Linie
gezeigt ist, zugeführt
wird. Ferner kann die Größe (Intensität) der Ausgangsleistung
des Laserstrahls, der von jedem der Blöcke B21 bis B26 ausgesendet
wird, wenn nötig,
wie es in 7(a) gezeigt ist, auf einen
zueinander identischen Pegel eingestellt werden. Alternativ kann,
wie es in 7(b) gezeigt ist, die Größe (Intensität) der Ausgangsleistung
des Laserstrahls L eingestellt werden, so daß diese in Abhängigkeit
von den Position in Breitenrichtung des Bearbeitungszielstelle Wa
beispielsweise in einer solche Weise geändert wird, daß diese
von den mittleren Blöcken
B22 bis B25 zu zumindest dem Block 21 an einem Ende und/oder B26
allmählich
erhöht
wird. Außerdem
kann die Zeitdauer zum Aussenden des Laserstrahls L von jedem der
Blöcke
B21 bis B26 eingestellt werden, so daß diese in Abhängigkeit
von den Positionen in Breitenrichtung der Bearbeitungszielstelle
Wa beispielsweise in einer solchen Weise geändert wird, daß die Zeitdauer
in zumindest dem Block B21 an einem Endabschnitt und/oder B26 länger und
in den mittleren Blöcken B23,
B24, wie es in 7(c) gezeigt ist, kürzer eingestellt
wird.
-
Bei
einem in 8 gezeigten Aspekt ist ein Halbleiterstapel 1 so
ausgebildet, daß dieser
eine Breite hat, die gleich der maximal möglichen Breite der Bearbeitungszielstelle
Wa der unterschiedlichen Typen an Werkstücken W oder größer als
diese ist, und ist dieser in einer solchen Weise in identische Breiten
unterteilt, daß die
sechs Blöcke
B21 bis B28 in einer Linie in Breitenrichtung des Halbleiterstapels 1 angeordnet
sind. Andrerseits ist die Breite der Bearbeitungszielstelle Wa,
die in 8 gezeigt ist, schmaler als die Breite des Halbleiterstapels 1 und gleich
der Gesamtbreite der sechs Blöcke
der Blöcke B21
bis B28. Daher werden die Blöcke
B21 und B28 an den beiden Enden oder die Blöcke B21 und B22 oder die Blöcke B27,
B28 an einem Ende nicht mit der elektrischen Energie von den entsprechenden Energiequellen
(Aus) versorgt; der Laserstrahl wird so gesteuert, daß dieser
von den verbleibenden Blöcken,
die der Bearbeitungszielstelle Wa entsprechen, in einer solchen
Weise ausgesendet wird, daß sich die
Ausgangsleistung des Laserstrahls über der Zeit ändert. Ferner
ist es wenn nötig,
wenn die Steuerung, bei der die Größe der Strahlungsausgangsleistung und/oder
die Strahlungszeitdauer des Laserstrahls L in Abhängigkeit
von den Positionen der Blöcke
B21 bis B28 in Breitenrichtung geändert wird, wie es in (a),
(b) und (c) von 7 gezeigt ist, ebenfalls zusammen
mit der vorstehend genannten Steuerung in den Fall ausgeführt wird,
in dem zwei blechartige Materialien als beispielsweise Werkstück W zusammengeschweißt werden,
möglich,
mit unterschiedlichen Breiten der Bearbeitungszielstelle Wa umzugehen, deren
Differenz durch eine Lücke
und ähnliches
zwischen den blechartigen Materialien W, W bedingt ist.
-
In
einem in 9 gezeigten Aspekt befindet sich
ein Plattierpulvermaterial in Ringform mit einer großen Breite
als ein Aufbaumaterial auf einer Bearbeitungszielstelle Wa; ein
Halbleiterstapel 1 und die Bearbeitungszielstelle Wa sind
in einer solchen Weise strukturiert, daß diese bewegt werden, um relativ umgeführt zu werden.
Der Halbleiterstapel 1 ist in eine Vielzahl von Blöcken B21
bis B26 in einer solchen Weise unterteilt, daß die Blöcke in einer Linie in Breitenrichtung
auf dem Halbleiterstapel 1. d. h. in einer Radialrichtung
der ringförmigen
Bearbeitungszielstelle Wa angeordnet sind. Der Halbleiterstapel 1 kann
in der Form eines Fächers
oder Trapezes in einer solchen Weise ausgebildet werden, daß eine Tiefe
D einer Stirnfläche 1 zum
Aussenden eines Laserstrahls zu dem Block hin, der sich an der äußersten Peripherie
befindet, in Abhängigkeit
von der Länge der
Bearbeitungszielstelle Wa in ihrer Umfangsrichtung erhöht ist.
Ferner kann die Größe der elektrischen
Energie, die jedem der Blöcke
B21 bis B26 zugeführt
werden soll, und/oder die Zeitdauer für ihre Zuführung in einer solchen Weise
gesteuert werden, daß die
Strahlungsausgangsleistung des Laserstrahls größer wird und/oder die Strahlungszeitdauer zu
dem Block hin, der sich an der äußersten
Peripherie befindet, in Abhängigkeit
von der Länge
der Bearbeitungszielstelle Wa in ihrer Umfangsrichtung länger wird.
-
Bei
der vorstehend genannten Struktur wird, wenn die Ausgangsleistung
des von jedem der Blöcke
B21 bis B26 ausgesendeten Laserstrahls geändert wird, so daß dieser
in Breiten-(Radial-)Richtung der Bearbeitungszielstelle Wa entsprechend
dem Zeitablauf in dem Zustand oszilliert, in dem der Halbleiterstapel 1 und
die Bearbeitungszielstelle Wa bewegt werden, um eine kreisförmige Relativbewegung auszuführen, das
Plattierpulvermaterial, das sich an der ringförmigen Bearbeitungszielstelle
befindet, mit dem Laserstrahls L mit einer geeigneten Ausgangsleistung
bestrahlt und nimmt dieses eine Rührwirkung auf, um unabhängig von
seiner Position in Radialrichtung vibriert zu werden. Im Ergebnis
wird eine in geeigneter Weise aufgebaute Plattierschicht ausgebildet.
-
In
einem in 10 gezeigten Aspekt wird ein Halbleiterstapel 1 entsprechend
einer Dicke der Werkstücks
W ausgebildet, und wird dieser in Blöcke B31 bis B44 in einer solchen
Weise unterteilt, daß die Blöcke in einer
Linie in Breitenrichtung des Halbleiterstapels 1 angeordnet
sind. Ferner führt
eine Steuereinrichtung eine Ein/Aus-Steuerung für die elektrische Energie aus,
die jedem der Blöcke
B31 bis B44 zugeführt
werden soll. Wenn ein Laserstrahl von einer Vielzahl von benachbarten
Blöcken
B34 bis B42 ausgesendet wird, ändert
die Steuereinrichtung aufeinanderfolgend die Ausgangsleistung des
Laserstrahls, der von den Blöcken
B34 bis B42 ausgesendet wird, bezüglich der Zeit, so daß dieser
oszilliert. In diesem Zustand führen
der Halbleiterstapel 1 und die Bearbeitungszielstelle Wa
des Werkstücks
W eine Relativbewegung aus, um eine vorbestimmte Bearbeitung auszuführen.
-
Wie
es in 10 gezeigt ist, wird der Laserstrahl
in diesem Aspekt auf die Fläche
des Werkstücks
Wa gestrahlt, so daß die
Farbe des bestrahlten Abschnitts zu einer Farbe wechselt, die sich
von dem Abschnitt unterscheidet, der nicht mit dem Laserstrahl bestrahlt
wird, um eine Markierung auf dem bestrahlten Abschnitt vorzunehmen.
Die elektrische Energie, die von jeder der Energiequellen (ihre
Darstellung ist hier unterlassen) den vorbestimmten Blöcken B34
bis B42 von den Blöcken
B31 bis B44 zugeführt
wird, ist auf die Größe eingestellt,
die für
die Markierung geeignet ist. Wenn eine im wesentlichen T-förmige Markierung
auf die Fläche
des Werkstücks W
als Bearbeitungszielstelle Wa, wie es in 10 gezeigt
ist, aufgebracht wird, wird den Blöcken B31 bis B33 und B43 bis
B44 keine elektrische Energie zugeführt. Andrerseits wird, wenn
der Halbleiterstapel 1 die Bearbeitungszielstelle T1 als
ein Ergebnis der Rela tivbewegung bezüglich dem Werkstück W erreicht,
die elektrische Energie aufeinanderfolgend den Blöcken B34
bis B42 in einer solchen Weise (EIN) zugeführt, daß sich die Ausgangsleistung
des Laserstrahls zwischen den benachbarten Blöcken B34 bis B42 entsprechend
der verstrichenen Zeit ändert.
Dann, wenn der Halbleiterstapel 1 weiter die Bearbeitungszielstelle
T2 als ein Ergebnis der Relativbewegung bezüglich des Werkstücks W erreicht,
wird die Zuführung
von elektrischer Energie zu den Blöcke B34 bis B37 und B39 bis
B42 gestoppt (AUS); die Zuführung
von elektrischer Energie wird nur für den Block B38 fortgesetzt.
Danach wird, wenn der Halbleiterstapel 1 die Bearbeitungszielstelle
T3 im Ergebnis der Relativbewegung bezüglich des Werkstücks W erreicht,
die Zuführung
von elektrischer Energie zum Block B38 ebenfalls gestoppt (Aus).
Der Block B38 kann ferner in kleinere Blöcke unterteilt werden, obwohl
die Darstellung unterlassen ist; die Strahlungsausgangsleistung
des Laserstrahls kann gesteuert werden, um sich im Block B38 über der
Zeit zu ändern.
-
Die 11 bis 13 zeigen
einen Aspekt, in dem, wie im Fall des in 7 gezeigten
Aspekts, ein Halbleiterstapel 1 entsprechend der Breite
der Bearbeitungszielstelle Wa ausgebildet und in Blöcke B21
bis B30 in einer solchen Weise unterteilt ist, daß die Blöcke in einer
Linie entlang der Breite des Halbleiterstapels 1 angeordnet
sind; der Plattieraufbau wird unter Verwendung dieser Struktur ausgeführt. Wie
es in einem unteren Abschnitt in 13 gezeigt ist,
befindet sich ein Plattierpulvermaterial, das aus einem Pulvermetall
und ähnlichem
hergestellt ist, als ein Aufbaumaterial auf einer Bearbeitungszielstelle Wa
eines Basismaterials als ein Werkstück W. Eine nicht dargestellte
Steuereinrichtung steuert die elektrische Energie, die jedem der
Blöcke
B21 bis B30 zugeführt
werden soll, in einer solchen Weise, daß ein Laserstrahl L, der von
den benachbarten Blöcken B30,
B29, B28, ... B23, B22, B21 ausgestrahlt wird, in einem Zustand
ausgestrahlt wird, in dem sich sowohl seine Ausgangsleistung als
auch seine Strahlungszeitdauer, wie es in 12 gezeigt
ist, ändern.
Der Laserstrahl L wird aufeinanderfolgend in einer oszillierenden
Weise in einem Zustand ausgestrahlt, in dem seine Ausgangsleistung
allmählich
verringert wird und seine Ausstrahlzeitdauer zu einem mittleren Abschnitt
der Bearbeitungszielstelle Wa hin verringert wird, anders ausgedrückt sich
seine Ausgangsleistung allmählich
erhöht
und auch seine Strahlungzeitdauer zu den beiden Endabschnitten hin
verlängert
ist. Gemäß Vorbeschreibung
besteht, da die Wärme
in einem mittleren Bereich des geschmolzenen Abschnitts des Basismaterials
kaum freigegeben werden kann, eine Tendenz dahingehend, daß sich der
geschmolzene Abschnitt vergrößert und
sich sein Endabschnitt einfach abkühlt, da die Wärme einfach freigegeben
wird. Im Gegensatz dazu wird in diesem Aspekt, wie es im oberen
Abschnitt in 13 gezeigt ist, die Ausgangsleistung
des ausgestrahlten Laserstrahls in einer solchen Weise gesteuert,
daß die Ausgangsleistung
des ausgestrahlten Laserstrahls im mittleren Abschnitt der Bearbeitungszielstelle
Wa relativ klein ist und an beiden Endabschnitten relativ groß ist. Folglich
wird die Differenz bei den Temperaturen von Abschnitt zu Abschnitt
bei der Bearbeitungszielstelle Wa unterdrückt; gleichzeitig wird der geschmolzene
Abschnitt des Basismaterials zu einer gleichmäßig und angemessenen Tiefe
in Breitenrichtung (in einer linken und rechten Richtung in 13) ausgebildet.
Daher wird kein Riß erzeugt,
der beim Stand der Technik verursacht wurde, wo der Laser auf das
Aufbaumaterial mit einer gleichmäßigen Ausgangsleistung
(siehe 25) gestrahlt wurde, wodurch
sich ergeben hat, daß sich
das Basismaterial verdünnt,
wodurch sich eine Änderung
bei der Zusammensetzung des Aufbaumaterials und eine Erhöhung der
Härte (vergleiche 13 und 25)
ergibt. Diese Steuerung ist nicht nur auf den Plattieraufbau sondern
auch auf eine Wärmebehandlung,
wie z. B. Quenchen oder ähnliches,
anwendbar. Außerdem ist
die Steuerung des Laserstrahls L, der von den Blöcken B21 bis B30 ausgesendet
wird, nicht auf die Ein/Aus-Steuerung der Ausgangsleistung des Laserstrahls
L sowie die Steuerung der Verlängerung
und Verkürzung
der Strahlungszeitdauer gemäß Vorbeschreibung
begrenzt; sowohl die Ein/Aus-Steuerung als
auch die Steuerung der Verlängerung
und Verkürzung
der Strahlungszeitdauer kann ausgeführt werden, oder die Intensitätsänderungssteuerung
des Laserstrahls L kann kombiniert oder allein ausgeführt werden.
-
Die 14 bis 16 zeigen
einen Aspekt, bei dem ein Halbleitermodul 1 in einen Block
Ba, der einen Laserstrahl La zu einer Bearbeitungszielstelle Wa
bei der Bearbeitung kontinuierlich ausstrahlt, und einen Block Bb,
der einen Laserstrahl Lb ausstrahlt, dessen Strahlungsausgansleistung über der
Zeit geändert
wird, unterteilt ist; aluminiumplattierte Stahlbleche werden laminiert
und in einem Zustand zusammengeschweißt, in dem die aluminiumplattierten Schichten
miteinander in Berührung
stehen.
-
Bei
einem Halbleitermodul 1 von 14 ist, wie
es in einem oberen Abschnitt in 14 gezeigt ist,
eine Vielzahl von Blöcken
Bb, deren jeweilige Ausgangsleistung sich über der Zeit ändert, in
einer solchen Weise angeordnet, daß diese den Block Ba umgeben,
der kontinuierlich den Laserstrahl La ausstrahlt. Die Blöcke Bb werden
in einer solchen Weise gesteuert, daß diese den Laserstrahl Lb
aufeinanderfolgend rotierend ausstrahlen, so daß dieser oszilliert, wie es
durch einen Pfeil S in 14 gezeigt ist. Wie es in einem
unteren Abschnitt in 14 gezeigt ist, ist der Laserstrahl
Lb, der von den Blöcken
Bb in einer oszillierenden Weise ausgestrahlt wird, nicht auf das
Ausgestrahlt-Werden allein begrenzt, sondern können die Blöcke Bb in einer solchen Weise gesteuert
werden, daß die
Laserstrahlen Lb, Lb und so weiter von zwei oder mehr der Blöcken Bb
ausgestrahlt werden können.
-
Bei
einem Halbleitermodul 1 von 15 sind,
wie es in einem oberen Abschnitt in 15 gezeigt
ist, ist eine Vielzahl von Blöcken
Bb, deren jeweilige Strahlungsausgangsleistung über der Zeit geändert wird,
entlang beider Seitenkanten eines Blocks Ba angeordnet, der den
Laserstrahl La parallel zur Schweißrichtung (ein Pfeil M) kontinuierlich ausstrahlt.
Die Blöcke
Bb werden in einer solchen Weise gesteuert, daß diese den Laserstrahl Lb
in eine Richtung wiederholt oder in eine reziproke Richtung in einer
oszillierenden Weise, wie es durch einen Pfeil S in 15 gezeigt
ist, aufeinanderfolgend ausstrahlen. In den 14 und 15 zeigt
der Pfeil M eine Schweißrichtung.
-
Als
ein Ergebnis der in den 14 und 15 gezeigten
Struktur nimmt bei einem geschmolzenen Bad X, das an der Bearbeitungszielstelle
Wa ausgebildet ist, da der Laserstrahl Lb bewegt und ausgestrahlt
wird, um um die Seitenkanten des Gebietes, das mit der Laserstrahl
La bestrahlt wird, der kontinuierliche ausgestrahlt wird, oder entlang
von diesen zu oszillieren (der Pfeil s, der im unteren Abschnitt
in den 14 und 15 gezeigt ist),
das geschmolzene Metall eine Rührwirkung
auf. Aufgrund dieser Wirkung tritt, selbst wenn die aluminiumplattierten
Stahlbleche laminiert und in einem Zustand aneinander geschweißt sind,
in dem ihre aluminiumplattierten Schichten miteinander in Berührung stehen,
wie es in 16 gezeigt ist, kein Zustand
auf, in dem die aluminiumplattierten Schichten, die miteinander
in Berührung
stehen, geschmolzen und gesteigert sind; daher wird eine intermetallische Phase
des Aluminiums und Eisen erzeugt, wie es beim Stand der Technik
verursacht wurde (26). Im Ergebnis ist der geschweißte Abschnitt
in diesem Aspekt in einem geeigneten Zustand ausgebildet, ohne daß dieser
spröde
ist. Die Steuerung des Laserstrahls Lb, der von den Blöcken Bb
ausgesendet wird, ist nicht auf die Ein/Aus-Steuerung der Ausgangsleistung
des Laserstrahls L gemäß Vorbeschreibung
begrenzt; die Ein/Aus-Steuerung kann in Kombination mit der Steuerung
für die
Verlängerung und
Verkürzung
der Strahlungszeitdauer oder mit der Intensitätsänderungssteuerung des Laserstrahls
Lb ausgeführt
werden; alternativ dazu kann eine dieser Steuerungen allein ausgeführt werden.
Eine solche Struktur ist nicht auf einen Fall begrenzt, in dem die aluminiumplattierten
Stahlbleche laminiert und miteinander verschweißt sind, sondern kann auch
bei anderen Schweißtypen
oder Plattieraufbauarten, z. B. bei einer Wärmebehandlung, wie z. B. Quenchen, angewendet
werden.
-
Die 17 bis 20 zeigen
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem ein Halbleitermodul 1 in einen Block Ba, der einen
Laserstrahl La zu einer Bearbeitungszielstelle Wa kontinuierlich
ausstrahlt, und einen Block Bb, der einen Laserstrahl Lb, dessen Strahlungsausgangsleistung über der
Zeit geändert wird,
ausstrahlt, unterteilt ist; zinkplattierte Stahlbleche werden laminiert
und in einem Zustand miteinander verschweißt, in dem die zinkplattierten
Schichten einander berühren.
In den 17 bis 20 zeigt ein
Pfeil M eine Schweißrichtung.
Die Struktur dieses Ausführungsbeispiels
weicht von dem in den 14 bis 16 gezeigten
Aspekt darin ab, daß der
Block, der den Laserstrahl La kontinuierlich ausstrahlt, vorn Ba
bzw. hinten Ba' in
Schweißrichtung
angeordnet ist und daß eine
Vielzahl von oszillierenden Blöcken
Bb um beide Blöcke
Ba, Ba', einschließlich des
Bereichs zwischen diesen, angeordnet ist. Außerdem wird die Ausgangsleistung
des Laserstrahls La',
der vom Block Ba' ausgestrahlt
wird, der sich in Schweißrichtung
hinten unter den Blöcken
Ba, Ba' befindet,
die den Laserstrahl La kontinuierlich ausstrahlen, so gesteuert,
daß diese
niedriger als die Ausgangsleistung des Laserstrahls La ist, die
vom Block Ba ausgestrahlt wird, der sich vorn befindet.
-
Bei
einem Halbleitermodul 1 von 17 ist eine
Vielzahl von Blöcken
Bb, deren jeweilige Strahlungsausgangsleistung über der Zeit geändert wird, zwischen
dem vorderen und hinteren Block Ba, Ba' angeordnet, die den Laserstrahl La
bzw. La' kontinuierlich
ausstrahlen. Die Blöcke
Bb werden gesteuert, um den Laserstrahl Lb aufeinanderfolgend in
einer oszillierenden Weise auszustrahlen.
-
Bei
einem Halbleitermodul 1 von 18 befindet
sich eine Vielzahl von Blöcken
Bb, deren jeweilige Strahlungsausgangsleistung über der Zeit geändert wird,
zwischen dem vorderen und hinteren Block Ba, Ba', die den Laserstrahl La bzw. La' kontinuierlich ausstrahlen.
Diese Blöcke
Bb sind in zwei Linien angeordnet; außerdem sind diese so angeordnet,
daß sie
bezüglich
der Schweißrichtung
in einer solchen Weise geneigt sind, daß die Linien vorn zueinander beabstandet
sind und sich hinten aneinander annähern.
-
Bei
einem Halbleitermodul 1 von 19 ist eine
Vielzahl von Blöcken
Bb, deren jeweilige Strahlungsausgangsleistung über der Zeit geändert wird, in
einer solchen Weise angeordnet, daß diese einen hinteren Block
Ba' umgeben, der
einen Laserstrahl La' kontinuierlich
ausstrahlt.
-
Bei
allen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung der 17 bis 19 wird,
selbst wenn Blasen V im Ergebnis der Verdampfung aufgrund des niedrigen
Schmelzpunktes der zinkplattierten Schicht, wie es in 20 gezeigt
ist, erzeugt werden, der Laserstrahl La' vom Block Ba' ausgesendet, der hinten angeordnet
ist, um die Löcher
Va zur Freigabe des Gases der Blasen V auszubilden. Außerdem werden
die Blöcke
Bb gesteuert, um den Laserstrahl Lb in einer oszillierenden Weise
auszustrahlen; im Ergebnis nimmt das geschmolzene Metall eine Rührwirkung
in einem Bereich zwischen oder um die Abschnitte ein, die mit den
Laserstrahlen La, La' kontinuierlich
bestrahlt werden. Daher werden, selbst in dem Fall, in dem zinkplattierte
Stahlbleche laminiert und miteinander verschweißt werden, keine Blasen B abgeblasen,
um Blaslunker H im geschweißten
Abschnitt im hinteren Teil des Schweißbades X in Schweißrichtung
M zu erzeugen, wie diese beim Stand der Technik erzeugt wurden (siehe 27). Die
Löcher
Va zur Freigabe des Gases der Blasen V, die durch den Laserstrahl
La' ausgebildet
werden, verschwinden, bevor das geschmolzene Bad verfestigt wird,
da die Blasen V mit dem geschmolzenen Metall des geschmolzenen Bades
X gefüllt
sind.
-
Auch
in diesem Ausführungsbeispiel
ist die Steuerung des Laserstrahls Lb, der von den Blöcken Bb
ausgesendet wird, nicht auf die Ein/Aus-Steuerung der Ausgangsleistung
des Laserstrahls L gemäß Vorbeschreibung
beschränkt;
die Ein/Aus-Steuerung kann in Kombination mit der Steuerung zur Verlängerung
und Verkürzung
der Strahlungszeitdauer oder der Intensitätsänderungssteuerung des Laserstrahls
Lb ausgeführt
werden; alternativ dazu kann jede dieser Steuerungen allein ausgeführt werden.
Eine solche Struktur ist nicht auf einen Fall beschränkt, in
dem zinkplattierte Stahlbleche laminiert und miteinander verschweißt sind,
sondern kann auf andere Schweißtypen
oder Plattieraufbauarten, z. B. auf eine Wärmebehandlung, wie z. B. Quenchen,
angewendet werden.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Laserbearbeitungsvorrichtung
mit einer einfachen Struktur vorzusehen, die eine Laserbearbeitung
in geeigneter Weise ausführen
kann, indem ein Laserstrahl einfach und genau in oszillierender
Weise mit einer vorbestimmten Energiedichte und mit einer vorbestimmten
Ausgangsleistung sowie in einer vorbestimmten Zeitdauer auf eine
Bearbeitungszielstelle in einem vorbestimmten Bereich ausgestrahlt
wird, und die in der Größe verringert werden
kann, die mit einfacher Instandhaltung gewartet werden kann und
die eine verbesserte Lebensdauer hat.
-
Außerdem ist
es entsprechend der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich, ein
Verfahren zum geeigneten Ausführen
einer Laserbearbeitung vorzusehen, indem ein Laserstrahl mit einer
vorbestimmten Energiedichte und einer vorbestimmten Ausgangsleistung
sowie in einer vorbestimmten Zeitdauer auf eine Bearbeitungszielstelle
in einem vorbestimmten Bereich durch einfache Steuerung gestrahlt wird.
-
Die
vorliegende Erfindung sieht somit eine Laserbearbeitungsvorrichtung
mit einer einfachen Struktur vor, die eine Laserbearbeitung in geeigneter Weise
ausführen
kann, indem ein Laserstrahl in einfacher Weise mit einer vorbestimmten
Energiedichte auf eine Bearbeitungszielstelle in einem vorbestimmten
Bereich gestrahlt wird, und die außerdem in der Größe verringert
werden kann, mit einfacher Instandhaltung gewartet werden kann und
die eine verbesserte Lebensdauer hat.
-
Die
Vorrichtung weist auf: einen Halbleiterstapel 1 mit einer
Vielzahl von Halbleiterlaserelementen und eine Steuereinrichtung
zum Steuern des Aussendens des Laserstrahls, der von jedem der Halbleiterlaserelemente
ausgestrahlt wird. Der Halbleiterstapel 1 ist in eine Vielzahl
an Blöcke
B11, B12, B13, B14 entsprechend der Bearbeitungszielstelle eines
Werkstücks
unterteilt. Die Steuerung steuert die Strahlung des Laserstrahls
von jedem der Blöcke B11,
B12, B13, B14, so daß sich
diese über
der Zeit ändert.