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[Technisches Gebiet]
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Diese Offenbarung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren.
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[Technologischer Hintergrund]
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Die Laserbearbeitungsvorrichtung ist als eine Vorrichtung bekannt, die an einem Werkstück eine Schneidbearbeitung durchführt. Die Laserbearbeitungsvorrichtung führt an einem Werkstück eine Schneidbearbeitung durch, indem sie ihren Laserkopf relativ zum Werkstück bewegt, während sie Laserlicht vom Laserkopf auf das Werkstück abstrahlt. Bei der herkömmlichen Laserbearbeitung ist ein Verfahren zur Laserbearbeitung bekannt, bei dem die Laserbearbeitung mit einer auf der Oberfläche des Werkstücks angebrachten Schutzfolie, um das Werkstück vor Beschädigungen zu schützen, durchgeführt wird. In einigen Fällen, in denen die Laserbearbeitung an einem Werkstück mit einer Schutzfolie durchgeführt wird, werden auf der Schutzfolie Markierungen angebracht, um Informationen über das Werkstück anzubringen. So ist beispielsweise eine Laserbearbeitungsvorrichtung bekannt, die eine Markierung auf der Schutzfolie eines Werkstücks vornimmt (siehe beispielsweise das nachstehende Patentdokument 1).
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[Literatur zum Stand der Technik]
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[Patentdokumente]
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[Patentdokument 1] ungeprüfte japanische Patentanmeldung Offenlegungsnummer
2018 - 167 294 -
[Kurzbeschreibung der Erfindung]
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[Durch die Erfindung zu lösendes Problem]
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Die herkömmliche Technik weist jedoch folgende Probleme auf. In Bezug auf die in Patentdokument 1 beschriebene Laserbearbeitungsvorrichtung wird offenbart, wie lediglich auf der Schutzfolie eine Markierung erzeugt werden kann. Diese Laserbearbeitungsvorrichtung passt die Leistung des Laserlichts an und begrenzt den Bearbeitungsbereich auf eine vorgegebene Tiefe, so dass die Schutzfolie nicht durchdrungen wird. Die Steuerung einer Laserbearbeitungsvorrichtung so, dass die Schutzfolie nicht durchdrungen wird, ist jedoch im Allgemeinen schwierig, und es müssen enge Bearbeitungsbedingungen festgelegt werden. Außerdem erreicht das Laserlicht, auch wenn es nur eine sehr geringe Menge ist, das Werkstück, sobald das Laserlicht die Schutzfolie durchdringt, und verursacht einen Schaden auf dem Werkstück.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme gemacht und ist darauf gerichtet, eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die bei der Bearbeitung eines Werkstücks, an dem eine Schutzfolie angebracht ist, ohne Beschädigung des Werkstücks eine Markierung auf der Schutzfolie anbringen kann.
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[Mittel zur Lösung der Probleme]
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Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen und die vorstehend beschriebene Aufgabe zu erreichen, umfasst eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß dieser Offenbarung einen Laser-Oszillator zum Erzeugen von Laserlicht, einen Bearbeitungstisch, um ein Werkstück darauf zu platzieren, wobei das Werkstück auf einer seiner Oberflächen eine Schutzfolie aufweist, wobei die Schutzfolie eine Laserlicht-Absorptionsschicht umfasst, einen Laserkopf, um das Werkstück mittels des Laserlichts zu bearbeiten, und eine Steuereinheit, um eine Position des Laserkopfes so einzustellen, dass eine Fokuslage des Laserlichts in eine Position weg von der Oberfläche des Werkstücks hin zum Laserkopf gebracht wird, und um die Leistung des Laserlichts so zu steuern, dass eine Markierung angebracht wird, indem bewirkt wird, dass die Laserlicht-Absorptionsschicht das Laserlicht absorbiert und somit das Innere der Schutzfolie verändert.
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[Wirkungen der Erfindung]
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Der Effekt der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß dieser Offenbarung ist, dass ohne Beschädigung eines Werkstücks auf einer Schutzfolie ein Markieren durchgeführt werden kann.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Konfigurationsdiagramm einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1.
- 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht in der Nähe einer Bearbeitungsstelle eines Werkstücks aus 1.
- 3A ist ein schematisches Layout, wenn mittels der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 eine Bearbeitung durchgeführt wird.
- 3B ist eine schematische Darstellung nach der Bearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1.
- 4A ist ein Diagramm, das eine Schutzfolie nach der Bearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 4B ist ein Diagramm, das ein Werkstück nach der Bearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf der Laserbearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 6 zeigt ein Konfigurationsdiagramm einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2.
- 7 zeigt eine vergrößerte Ansicht in der Nähe einer Bearbeitungsstelle eines Werkstücks in einem allgemeinen Beispiel einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die ein Hilfsgas verwendet.
- 8 zeigt eine vergrößerte Ansicht in der Nähe einer Bearbeitungsstelle eines Werkstücks der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2.
- 9A ist eine Querschnittsansicht eines Laserkopfes entlang der X-X-Linie aus 8.
- 9B ist eine Querschnittsansicht eines Laserkopfes gemäß einer Variante von Ausführungsform 2.
- 10 zeigt ein Konfigurationsdiagramm einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3.
- 11 zeigt eine Draufsicht auf einen Bearbeitungstisch gemäß Ausführungsform 3.
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[Ausführungsformen der Erfindung]
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Nachfolgend werden Laserbearbeitungsvorrichtungen gemäß den Ausführungsformen dieser Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind den gleichen oder einander entsprechenden Teilen die gleichen Symbole zugeordnet. Sich wiederholende Erläuterungen werden gegebenenfalls vereinfacht oder weggelassen. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung durch die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt ist. In den nachstehend beschriebenen Zeichnungen kann der Maßstab der einzelnen Komponenten von dem tatsächlichen Maßstab abweichen.
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Ausführungsform 1
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Im Folgenden wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 beschrieben.
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1 zeigt ein Konfigurationsdiagramm der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 umfasst einen Laser-Oszillator 2, eine Übertragungseinheit 3, einen Laserkopf 4, einen Bearbeitungstisch 5, eine Steuereinheit 6, eine Antriebseinheit 7 und einen Speicher 8. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 führt an einem Werkstück, beispielsweise einem plattenförmigen Werkstück aus Metall, Laserbearbeitungen wie beispielsweise Schneiden, Nuten und Bohren durch.
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Der Laser-Oszillator 2 ist beispielsweise ein Faserlaser-Oszillator, der Laserlicht erzeugt. Das vom Laser-Oszillator 2 erzeugte Laserlicht wird über die Übertragungseinheit 3, beispielsweise eine optische Faser, in den Laserkopf 4 geleitet. Der Laser-Oszillator 2 kann auch ein vom Faserlaser-Oszillator verschiedener Oszillator sein, wie beispielsweise ein Kohlendioxid-Laser-Oszillator, ein YAG-Laser-Oszillator oder ein YVO-Laser-Oszillator. Der Laser-Oszillator 2 ist mit einer Steuereinheit verbunden, welche die Leistung und dergleichen des Laserlichts steuert.
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Der Laserkopf 4 strahlt das über die Übertragungseinheit 3 eingeleitete Laserlicht aus und bearbeitet ein Werkstück 10. Der mit der Antriebseinheit 7 verbundene Laserkopf 4 bewegt sich relativ zum Werkstück 10 in horizontaler und vertikaler Richtung. Durch die Bestrahlung mit dem Laserlicht vom Laserkopf 4 kann das Werkstück 10 in eine gewünschte Form gebracht werden.
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Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 umfasst den Bearbeitungstisch 5. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 führt eine Bearbeitung des Werkstücks 10 durch, indem sie Laserlicht vom Laserkopf 4 ausstrahlt, während das Werkstück 10 auf dem Bearbeitungstisch 5 platziert ist. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die Oberseite (obere Oberfläche) des Werkstücks 10 die dem Laserkopf 4 zugewandte Oberfläche und die Rückseite des Werkstücks die Oberfläche ist, die den Bearbeitungstisch 5 berührt, wenn das Werkstück positioniert ist.
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Der Bearbeitungstisch 5 ist mit der Antriebseinheit 7 verbunden. Somit wird der Bearbeitungstisch 5 durch die Antriebseinheit 7 angetrieben. Durch die Bewegung des Bearbeitungstisches 5 wird das auf dem Bearbeitungstisch 5 liegende Werkstück 10 in Bewegung gesetzt. Durch die Bewegung des Bearbeitungstisches 5 selbst kann das Werkstück 10 zusammen mit dem Bearbeitungstisch 5 bewegt werden. Durch die Verwendung eines Mechanismus, wie beispielsweise Rollen, der am Bearbeitungstisch 5 vorgesehen ist, kann das Werkstück 10 auf dem Bearbeitungstisch 5 bewegt werden.
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Die Steuereinheit 6 steuert andere Einheiten und Komponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung 1. Darüber hinaus fungiert die Steuereinheit 6 auch als Verarbeitungseinheit zur Verarbeitung von Daten im Zusammenhang mit dem Betrieb der Laserbearbeitungsvorrichtung 1. Die Steuereinheit 6 umfasst beispielsweise eine CPU, einen Hauptspeicher, ein drahtgebundenes oder drahtloses Kommunikationsgerät, eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle für die Kommunikation mit verschiedenen externen Geräten, ein Eingabegerät wie beispielsweise eine Tastatur oder eine Maus, ein Anzeigegerät wie beispielsweise einen Anzeigemonitor und ein Computergerät, das verschiedene Programme ausführt, die für den Betrieb und die Datenverarbeitung der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 erforderlich sind.
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Innerhalb der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 ist die Steuereinheit 6 mit dem Laser-Oszillator 2, der Antriebseinheit 7 und dem Speicher 8 verbunden und steuert deren Betrieb. Die Steuereinheit 6 steuert durch Steuerung des Laser-Oszillators 2 die Strahlung des Laserlichts. Die Steuereinheit 6 steuert die Leistung, die Frequenz, das Tastverhältnis, die Energiedichte und dergleichen des vom Laser-Oszillator 2 erzeugten Laserlichts.
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Außerdem steuert die Steuereinheit 6 durch die Steuerung der Antriebseinheit 7 die Bewegung des Laserkopfes 4 und des Bearbeitungstisches 5. Mit anderen Worten, durch die Steuerung der Antriebseinheit 7 kann die Steuereinheit 6 die Relativbewegung zwischen dem Laserkopf 4 und dem auf dem Bearbeitungstisch 5 platzierten Werkstücks 10 steuern. Durch die Steuerung der horizontalen Bewegung des Laserkopfes 4 mittels der Antriebseinheit 7 kann die Steuereinheit 6 die Bewegungsrichtung, das Ausmaß der Bewegung, die Bearbeitungsgeschwindigkeit und dergleichen steuern. Durch die Steuerung der vertikalen Bewegung des Laserkopfes 4 kann die Steuereinheit 6 auch die Fokuslage des Laserlichts einstellen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Steuereinheit 6 auch eine vertikale Bewegung des Bearbeitungstisches 5 steuern kann.
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Der Speicher 8 ist ein Speichergerät, wie beispielsweise eine Festplatte, und ist in dem Computergerät vorgesehen. Der Speicher 8 speichert Verarbeitungsprogramme, die von der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 verwendet werden, und verschiedene Daten wie beispielsweise Sollwerte für die von der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 durchgeführte Verarbeitung. Es wird darauf hingewiesen, dass der Speicher 8 in der Steuereinheit 6 enthalten sein kann.
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Das Werkstück 10 mit einer auf seiner Oberseite angebrachten Schutzfolie 11 ist das zu bearbeitende Objekt. Das Werkstück 10 wird auf den Bearbeitungstisch 5 gelegt und durch das vom Laserkopf 4 abgestrahlte Laserlicht bearbeitet. Die Schutzfolie 11 schützt die Oberseite des Werkstücks 10. Dadurch wird das Werkstück 10 vor Beschädigungen durch äußere Einwirkungen geschützt.
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Die Schutzfolie 11 ist zudem aus einem Material gefertigt, das für die Wellenlänge des von der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 verwendeten Laserlichts geeignet ist, so dass das Laserlicht eine Markierungsbearbeitung durchführen kann. Die Schutzfolie 11 ist mit Klebstoff auf der Oberseite des Werkstücks 10 befestigt und kann bei Bedarf abgezogen werden. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 kann eine Laserbearbeitung des Werkstücks 10 durchführen, während die Schutzfolie 11 am Werkstück 10 befestigt ist.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 die Laserbearbeitung beschrieben. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht in der Nähe einer Bearbeitungsstelle des Werkstücks 10 aus 1. Die Bearbeitungsstelle ist ein Bereich, an dem durch das von der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 abgestrahlte Laserlicht eine Bearbeitung erfolgt. In 2 ist zur Vereinfachung der Erläuterung nur die Spitze des Laserkopfes 4 gezeigt, welche sich in der Nähe der Bearbeitungsstelle befindet. Die Pfeilrichtung gibt die Richtung an, in der das Laserlicht abgestrahlt wird. Der eingekreiste Punkt an der Pfeilspitze bezeichnet eine Bearbeitungsstelle P. In dieser Figur ist gezeigt, dass die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 das Laserlicht in Richtung der Bearbeitungsstelle P abstrahlt, wo die Bearbeitung stattfindet.
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Wie in 2 gezeigt, ist am Werkstück 10 die einen zweischichtigen Aufbau aufweisende Schutzfolie 11 angebracht. Diese Schutzfolie 11 umfasst eine Laserlicht-Absorptionsschicht 11a mit hoher Absorptionsfähigkeit für das Laserlicht und eine Laserlicht-Transmissionsschicht 11b mit geringer Absorptionsfähigkeit für das Laserlicht. Die Schutzfolie 11 weist die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a auf derjenigen Seite auf, die der Oberseite des Werkstücks 10 zugewandt ist, und weist die Laserlicht-Transmissionsschicht 11b auf der Seite des Laserkopfes 4 auf. Das bedeutet, die Schutzfolie 11 weist eine Struktur auf, bei der die Laserlicht-Transmissionsschicht 11b oberhalb der Laserlicht-Absorptionsschicht 11a gestapelt ist. Es ist zu beachten, dass die Schutzfolie 11 die Laserlicht-Transmissionsschicht 11b nicht notwendigerweise umfassen muss. Alternativ kann sich zwischen der Laserlicht-Transmissionsschicht 11b und der Laserlicht-Absorptionsschicht 11a eine weitere Schicht befinden, und kann sich zwischen dem Werkstück 10 und der Laserlicht-Absorptionsschicht 11a eine weitere Schicht befinden.
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Die Schichten der Schutzfolie 11 werden im Folgenden beschrieben. Die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a, die eine hohe Absorption(sfähigkeit) für das Laserlicht aufweist, besteht aus einem schwarz oder grau eingefärbten Kautschuk/Naturgummi oder einem thermoplastischen Kunststoff/Harz. Für den Kautschuk und den thermoplastischen Kunststoff, die schwarz eingefärbt sind, können solche verwendet werden, die als schwarzes Pigment ein Pulver aus Kohlenschwarz oder karbonisiertem Graphit enthalten, welche das Laserlicht im Allgemeinen stark absorbieren. Die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a umfasst ein Material, das ein Haftvermögen entwickelt, um an dem Werkstück 10 befestigt zu werden. Das schwarze Pigment ist nicht auf die vorstehend genannten Stoffe beschränkt, solange die Absorptionsrate für Laserlicht hoch ist. Die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a erreicht ihre hohe Absorptionsrate für Laserlicht, indem sie ein schwarzes Pigment mit einer hohen Absorptionsrate für Laserlicht umfasst. Wenn die Absorptionsrate für das Laserlicht hoch ist, bedeutet dies hier beispielsweise, dass die Absorptionsrate für das Laserlicht 30 % übersteigt. Ein Pigment mit einer Absorptionsrate für das Laserlicht von mehr als 30 % absorbiert das Laserlicht, um eine Umwandlung der Laserlicht-Absorptionsschicht leicht zu fördern.
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Die Laserlicht-Transmissionsschicht 11b, die eine geringe Absorption(sfähigkeit) für das Laserlicht aufweist, besteht aus einem ungefärbten thermoplastischen Kunststoff oder einem weiß eingefärbten thermoplastischen Kunststoff. Für den weiß eingefärbten thermoplastischen Kunststoff können beispielsweise solche verwendet werden, die Zinkoxid oder Titanoxid enthalten, welche weiße Pigmente sind, welche das Laserlicht im Allgemeinen gering absorbieren. Das weiße Pigment ist nicht auf die vorstehend genannten beschränkt, solange die Absorptionsrate für das Laserlicht gering ist. Die Laserlicht-Transmissionsschicht 11b erreicht ihre geringe Absorptionsrate für das Laserlicht, indem sie ein weißes Pigment mit einer geringen Absorptionsrate für das Laserlicht umfasst. Wenn die Absorptionsrate für das Laserlicht gering ist, bedeutet dies hier beispielsweise, dass die Absorptionsrate für das Laserlicht 30 % oder weniger beträgt.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Absorptionsrate für das Laserlicht nicht allein durch die Farbe der Laserlicht-Absorptionsschicht 11a bestimmt wird. Solange eine Schutzfolie eine Absorptionsrate aufweist, die für das von der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 verwendete Laserlicht geeignet ist, kann die Schutzfolie als Schutzfolie 11 verwendet werden.
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Was Materialien betrifft, welche die einzelnen Schichten bilden, so umfasst die Schicht als Hauptbestandteil Kautschuk, Polyethylen oder dergleichen. Wenn die Hauptkomponente der Schicht 50 Gew.-% oder mehr ausmacht, kann eine andere Kunststoffkomponente oder dergleichen beigemischt werden.
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Zum Beispiel kann für die Schutzfolie 11 FIBERGUARD (eingetragenes Warenzeichen) SPV-310GH Serie, hergestellt von Nitto Denko Corporation, verwendet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Dicke der Schutzfolie 11 nicht besonders beschränkt ist, aber eine Schutzfolie 11 mit einer Dicke von 0,050 mm bis 0,200 mm vorzuziehen ist, da sie beim Anbringen auf das Werkstück 10 eine gute Verarbeitbarkeit aufweist. Der vorstehend angegebene Zahlenbereich umfasst sowohl die obere als auch die untere Grenze, die den Zahlenbereich definieren. Dies ist auch in der nachfolgenden Beschreibung der Fall, sofern nicht anders angegeben.
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Nachfolgend wird der Betrieb der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 anhand von 3 bis 5 beschrieben. 3A zeigt ein schematisches Layout während einer Laserbearbeitung mit der Laserbearbeitungsvorrichtung 1, und 3B zeigt ein schematisches Diagramm eines Werkstücks nach der Laserbearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 1. 4A ist ein Bild, das ein Beispiel der Schutzfolie 11 nach der Laserbearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 zeigt, und 4B ist ein Bild, das ein Beispiel des Werkstücks 10 nach der Laserbearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 zeigt. 4B zeigt ein Bild, in dem ein Teil der Schutzfolie 11 von dem in 4A gezeigten Werkstück 10 abgezogen ist. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Laserbearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 zeigt.
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3A zeigt schematisch, wie Laserlicht L auf die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a der Schutzfolie 11 gestrahlt wird. Die Fokuslage F des Laserlichts L wird auf eine Position eingestellt, die auf der Seite des Laserkopfes 4 von der Oberseite des Werkstücks 10 entfernt ist. In der Praxis wird die Fokuslage F des Laserlichts L auf eine Position eingestellt, die auf der Seite des Laserkopfes 4 von der Oberfläche der Schutzfolie 11 entfernt ist. Die Fokuslage F wird in einen Zustand eingestellt, in welchem sich die Bearbeitungsstelle in einer sogenannten defokussierten Position befindet. Die Energiedichte des Laserlichts L ist an der Fokuslage, an der das Laserlicht konzentriert wird, am höchsten. Daher wird die Fokuslage F in der vorliegenden Ausführungsform in eine Position eingestellt, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert, so dass die Energiedichte des Laserlichts L, welches das Werkstück 10 bestrahlt, geringer als die Energiedichte des Laserlichts L in der Fokuslage ist. Dies gilt auch für die anderen Ausführungsformen.
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Durch das vorstehend beschriebene Einstellen der Fokuslage F auf die Position, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert, kann das Laserlicht das Innere der Schutzfolie 11 mit einer geringeren Energiedichte als der Energiedichte an der Fokuslage F bestrahlen. Mit anderen Worten kann durch die Einstellung auf die defokussierte Position vermieden werden, dass die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a lokal mit Laserlicht hoher Energiedichte bestrahlt wird. Daher kann das Laserlicht daran gehindert werden, die Schutzfolie 11 zu schneiden und das Werkstück 10 zu beschädigen.
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Wenn die Oberseite des Werkstücks 10 als Bezugsebene festgelegt wird, kann die Position, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert, durch den Abstand zwischen der Bezugsebene und der Fokuslage F repräsentiert werden. Die Position der Oberseite des Werkstücks 10 wird als Bezugsebene auf 0 gesetzt. Befindet sich die Fokuslage F auf der Seite des Laserkopfes 4, so wird die Fokuslage durch einen positiven Wert (+) in der Einheit mm dargestellt.
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Befindet sich die Fokuslage F hingegen auf der dem Laserkopf 4 gegenüberliegenden Seite, wird die Fokuslage durch einen negativen Wert (-) in der Einheit mm dargestellt. Befindet sich die Fokuslage F beispielsweise auf der Seite des Laserkopfes 4 um 10 mm von der Oberseite des Werkstücks 10 entfernt, beträgt die Fokuslage + 10 mm.
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Die Position, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert, wird beispielsweise auf eine Position eingestellt, die 0,5 mm bis 10 mm von der Oberseite des Werkstücks 10 auf der Seite des Laserkopfes 4 entfernt ist, also eine Position im Bereich von + 0,5 mm bis + 10 mm. Ferner sollte die Position, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert, im Hinblick auf die Energiedichte des Laserlichts, das die Schutzfolie 11 bestrahlt, vorzugsweise im Bereich von + 2 mm bis + 8 mm und noch bevorzugter im Bereich von + 4 mm bis + 6 mm liegen. Wenn die Defokussierung der Bearbeitungsstelle in einem Abstand von der Schutzfolie 11 eingestellt ist, wird die Bearbeitung weder durch von der Installationsumgebung der Vorrichtung während der Bearbeitung ausgehenden Vibrationen noch durch die Rauheit der Oberfläche der Schutzfolie oder des Werkstücks selbst beeinträchtigt, so dass die Schutzfolie 11 nicht durch das Laserlicht, welches an der Fokuslage hohe Energiedichte aufweist, geschnitten wird. Auf diese Weise wirkt sich die Einstellung auf die defokussierte Position vorteilhaft auf die Gewährleistung einer stabilen Qualität der Markierungsbearbeitung auf der Schutzfolie aus.
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Als Nächstes wird 3B beschrieben. 3B zeigt den Zustand nach der Bestrahlung der am Werkstück 10 befestigten Schutzfolie 11 mit Laserlicht. Wie in 3B gezeigt, sind die mit Laserlicht bestrahlte Laserlicht-Absorptionsschicht 11a und die Oberseite des Werkstücks 10 voneinander getrennt und bilden einen Zwischenraum H. Das bedeutet, die Schutzfolie 11 wird innerlich umgewandelt. Dies bedeutet, dass das Laserlicht die Schutzfolie 11 durch Umwandlung der Laserlicht-Absorptionsschicht 11a umgewandelt hat, ohne das Werkstück 10 zu beschädigen oder die Schutzfolie 11 zu zerstören.
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Von der Seite der Oberseite des Werkstücks 10, auf der die Schutzfolie 11 angebracht ist, aus betrachtet kann der umgewandelte Teil der Schutzfolie 11 visuell wahrgenommen werden. Diese Umwandlung der Schutzfolie 11 kann als Markierung wahrgenommen werden. Neben der in 3B gezeigten Umwandlung der Schutzfolie 11 umfasst die im Inneren der Schutzfolie 11 auftretende Umwandlung auch die Umwandlung, die einen Hohlraum im Inneren der Schutzfolie 11 selbst erzeugt und eine Veränderung des Reliefs auf der Oberfläche der Schutzfolie 11 bewirkt.
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In der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 wird die Leistung des Laserlichts zum Durchführen der Markierung gesteuert, welche Markierung erfolgt, indem die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a dazu veranlasst wird, das Laserlicht zu absorbieren, und indem das Innere der Schutzfolie 11 verändert wird. Die Leistung des Laserlichts wird in Abhängigkeit von der Fokuslage, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert, entsprechend verändert. Die Leistung des Laserlichts wird beispielsweise zwischen 50 W und 100 W gesteuert, um das Innere der Schutzfolie 11 zu verändern. Vorzugsweise wird die Leistung des Laserlichts auf
70 W bis 90 W eingestellt, um das Innere der Schutzfolie 11 zuverlässig zu verändern. Es ist zu beachten, dass beim Schneiden von Blechen mit einem FaserLaser die Leistung des Laserlichts in der Regel auf beispielsweise 1 kW oder mehr eingestellt wird. Mit anderen Worten, eines der Merkmale der Laserbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, dass die Leistung des Laserlichts, das bei der Durchführung der Markierung verwendet wird, wesentlich niedriger eingestellt ist, als die Leistung des Laserlichts, das bei der normalen Laserbearbeitung verwendet wird.
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Wie vorstehend beschrieben, wird die Leistung des Laserlichts so gesteuert, dass das Innere der Schutzfolie 11 verändert wird, indem die Fokuslage auf die Position eingestellt wird, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert, und indem die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a veranlasst wird, das Laserlicht zu absorbieren. Infolgedessen wird die Markierung auf der Schutzfolie 11 angebracht. Da die Fokuslage in eine Position gebracht wird, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert, wird die Markierung mit Laserlicht geringerer Energiedichte durchgeführt. Dies erleichtert die Steuerung des Laserlichts im Vergleich zur bei der herkömmlichen Technik durchgeführten Steuerung, bei der die Strahlung des Laserlichts in Bezug auf die Oberfläche der Schutzfolie streng kontrolliert wird.
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Die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a absorbiert das Laserlicht und wird durch die thermische Energie erwärmt, wodurch sie umgewandelt wird. Aufgrund der Umwandlung der Laserlicht-Absorptionsschicht 11a wird auch die Laserlicht-Transmissionsschicht 11b umgewandelt. Durch die Umwandlung dieser beiden Schichten wird die Schutzfolie 11 umgewandelt. Der Begriff „Markierung“, der in der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, umfasst nicht die Markierung, die durch die Zerstörung der Oberfläche der Schutzfolie 11 verursacht wird, wie beispielsweise durch Einkerben, Schneiden und dergleichen, welche durch das Laserlicht verursacht werden. Dies gilt auch für die anderen Ausführungsformen.
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Wird das Laserlicht in Übereinstimmung mit den Bedingungen für die Bereitstellung einer Markierung auf der Schutzfolie 11 bei entlang einer vorbestimmten Bahn bewegtem Laserkopf 4 auf die Schutzfolie 11 angewendet, wird die vorbestimmte Bahn auf der Folie markiert. Durch die Durchführung der Laserbearbeitung auf diese Weise kann die Markierung in einer gewünschten Form auf der Schutzfolie 11 angebracht werden, ohne die Folie zu zerstören.
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Da die Markierung durch Umwandlung des Inneren der Schutzfolie 11 erfolgt, beschädigt das Laserlicht das Werkstück 10 nicht. Da die Schutzfolie 11 nicht geschnitten wird, entstehen aus der Schutzfolie 11 keine Fremdkörper. Da als Laserlicht-Absorptionsschicht 11a eine schwarz eingefärbte Schicht mit hoher Absorptionsrate für das Laserlicht verwendet wird, wird die Umwandlung der Laserlicht-Absorptionsschicht 11a durch die Energie des Laserlichts gefördert, wodurch zuverlässig verhindert wird, dass die Bearbeitung die Oberseite des Werkstücks 10 erreicht. Da als Laserlicht-Transmissionsschicht 11b eine weiß eingefärbte Schicht verwendet wird, die eine geringe Absorptionsrate für das Laserlicht aufweist, kann die Sichtbarkeit der Markierung verbessert werden.
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Nachfolgend wird ein Werkstück, an dem die Laserbearbeitung tatsächlich durchgeführt wurde, unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4A ist ein Bild der Oberfläche der Schutzfolie 11 des Werkstücks 10, an dem die Laserbearbeitung tatsächlich durchgeführt wurde. 4B ist ein Bild eines Zustands, in dem ein Teil der Schutzfolie 11 von dem in 4A gezeigten Werkstück 10 abgezogen wurde, um die Oberseite des Werkstücks 10 freizulegen.
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Wie in 4A gezeigt, ist zu erkennen, dass die Oberfläche 11c der Schutzfolie eine Markierung aufweist, in der Buchstaben und Zahlen als „ABC45“ aneinandergereiht sind. Dies deutet darauf hin, dass durch die Bestrahlung der Schutzfolie 11 mit dem Laserlicht eine Umwandlung innerhalb der Schutzfolie 11 stattgefunden hat, wodurch die Markierung entstanden ist. In dem Markierungsabschnitt ist die Oberseite des Werkstücks 10 nicht freiliegend. Bei der Untersuchung eines Querschnittsbildes des Werkstücks 10 und der Schutzfolie 11 nach der Laserbearbeitung wird, auch wenn dies nicht gezeigt ist, bestätigt, dass sich zwischen der Oberseite 10a des Werkstücks 10 und der Schutzfolie 11 Zwischenräume gebildet haben.
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Außerdem ist aus 4B ersichtlich, dass die Oberseite 10a des Werkstücks 10 in keiner Weise beschädigt ist. Das heißt, die Laserbearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 wird nur an der Schutzfolie 11 und nicht an dem Werkstück 10 durchgeführt. Somit kann die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die Markierung auf der Schutzfolie 11 vornehmen, ohne das Werkstück 10 zu beschädigen.
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Zurückkommend zu 3 wird der Mechanismus beschrieben, der es der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 ermöglicht, die Markierung durchzuführen. Wenn das Laserlicht mit der Fokuslage F auf die Position eingestellt wird, welche die Bearbeitungsstelle auf der Seite des Laserkopfes 4 defokussiert, wie in 3A gezeigt, durchdringt das Laserlicht die Laserlicht-Transmissionsschicht 11b und wird von der Laserlicht-Absorptionsschicht 11a absorbiert. Wenn das Laserlicht von der Laserlicht-Absorptionsschicht 11a absorbiert wird, erzeugt das Material, aus dem die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a besteht, wie beispielsweise ein Gummi, ein Kunststoff oder dergleichen, Wärme und schmilzt dann.
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Auch nach dem Schmelzen des Materials, aus dem die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a besteht, wird das Laserlicht weiter absorbiert und die Energie gespeichert. Dadurch verdampft das geschmolzene Material. Das durch das Verdampfen des Materials entstehende Gas bildet zwischen der Schutzfolie 11 und dem Werkstück 10 einen Raum. Wenn das Gas durch das Verdampfen des Materials zunimmt, wird die Schutzfolie 11 so verändert, dass sie von innen nach oben gedrückt wird. Dadurch wird die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a vom Werkstück 10 getrennt, und es entsteht der Zwischenraum H. Durch diese Vorgänge wird der Zustand von 3B erreicht.
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Es ist zu beachten, dass die Leistung des Laserlichts in der vorliegenden Ausführungsform gesteuert wird, wobei die Fokuslage in eine Position gebracht wird, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert, um die Markierung durch Umwandlung des Inneren der Schutzfolie 11 zu erreichen, ohne sie zu zerstören. Daher ist es wichtig, die Energie des Laserlichts, das auf die Laserlicht-Absorptionsschicht anzuwenden ist, zu steuern. Die von der Steuereinheit 6 durchzuführende Steuerung des Laserlichts ist jedoch nicht auf die Steuerung der Position, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert, und der Leistung des Laserlichts beschränkt, sondern umfasst auch die Steuerung anderer verschiedener Bedingungen, die das Laserlicht betreffen. Dies gilt auch für die anderen Ausführungsformen.
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Die Einstellung der anderen verschiedenen Bedingungen des Laserlichts bei der Durchführung der Markierung umfasst zum Beispiel das Einstellen der Frequenz des Laserlichts auf 50 Hz bis 100 Hz, des Tastverhältnisses auf 5 % bis 10 % und der Bearbeitungsgeschwindigkeit auf 500 mm/min bis 1000 mm/min. Die Frequenz des Laserlichts kann auf 70 Hz bis 90 Hz eingestellt werden. Die Bedingungen für die Frequenz und das Tastverhältnis des Laserlichts sowie die Bearbeitungsgeschwindigkeit sind nicht auf die vorstehend genannten beschränkt, sondern können in Abhängigkeit von den für die Schutzfolie 11 verwendeten Materialien und der Dicke der Folie nach Bedarf geändert werden.
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Als Nächstes wird ein Laserbearbeitungsverfahren, das von der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 verwendet wird, unter Bezugnahme auf das in 5 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
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Vor Beginn der Laserbearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 wird das Werkstück 10 mit der darauf angebrachten Schutzfolie 11, welche Schutzfolie 11 die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a umfasst, vorbereitet und auf den Bearbeitungstisch 5 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 gelegt (S1).
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Als Nächstes steuert die Steuereinheit 6 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 den Laserkopf 4, um die Fokuslage des Laserlichts auf eine Position einzustellen, die von der Oberfläche der Schutzfolie 11 auf der Seite des Laserkopfes 4 entfernt ist, also die Position, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert (S2: Fokuslage-Einstell-Schritt). Derweilen steuert die Steuereinheit 6 auch die Antriebseinheit 7, um den Laserkopf 4 in eine Position zu bewegen, die der Bearbeitungsstelle des Werkstücks 10 entspricht.
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Als Nächstes steuert die Steuereinheit 6 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die Leistung des Laserlichts, um die Bearbeitung so durchzuführen, dass die Markierung dadurch erfolgt, dass die Laserlicht-Absorptionsschicht 11a dazu veranlasst wird, das Laserlicht zu absorbieren, und somit das Innere der Schutzfolie 11 verändert wird (S3: Laserlichtleistung-Steuer-Schritt). Es wird darauf hingewiesen, dass die Steuereinheit 6 die anderen verschiedenen Bedingungen und Parameter des Laserlichts steuert, indem sie die Leistung des Laserlichts zur Durchführung der Bearbeitung steuert. Die verschiedenen Bedingungen und Parameter können im Voraus festgelegt werden.
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Durch die Durchführung der Laserbearbeitung mittels der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 entsprechend den vorstehend beschriebenen Schritten wird die Markierung auf der Schutzfolie 11 angebracht, ohne das Werkstück 10 zu beschädigen. Was die Reihenfolge der vorstehenden Schritte angeht, können in den vorstehenden Schritten S2 und S1 vertauscht werden, wenn die Position der Oberfläche der Schutzfolie 11 aus den Informationen über die Dicke des Werkstücks 10 vor der Durchführung der Laserbearbeitung bekannt ist.
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Ausführungsform 2
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Im Folgenden wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 beschrieben.
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Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 wird anhand von 6 bis 9 beschrieben. 6 zeigt ein Konfigurationsdiagramm der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2. Wie in 6 gezeigt, umfasst die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 zusätzlich zur Konfiguration der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 eine Gaszufuhreinheit 9. In der folgenden Beschreibung wird hauptsächlich die von Ausführungsform 1 abweichende Konfiguration beschrieben.
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Die Gaszufuhreinheit 9, die mit der Steuereinheit 6 verbunden ist, liefert und stoppt ein Hilfsgas, indem sie von der Steuereinheit 6 gesteuert wird. Die Gaszufuhreinheit 9 führt dem Laserkopf 4 durch eine Gaszufuhrleitung, die für die Zufuhr des Hilfsgases vorgesehen ist, das Hilfsgas zu. 7 zeigt eine vergrößerte Ansicht in der Nähe der Bearbeitungsstelle des in 6 gezeigten Werkstücks. 7 ist ein Beispiel für die Laserbearbeitungsvorrichtung 1, welche das Hilfsgas verwendet. Wie in 7 gezeigt, strömt das dem Laserkopf 4 zugeführte Hilfsgas durch eine Verteilungseinheit, welche eine in der Mitte des Laserkopfes 4 vorgesehene Zufuhröffnung 4a ist, und wird aus der Spitze des Laserkopfes 4 ausgestoßen. Mit dieser Konfiguration kann der Laserkopf 4 das Laserlicht abstrahlen und gleichzeitig das Hilfsgas ausstoßen.
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Bei der Laserbearbeitung wird aus dem Werkstück 10 Schmelze erzeugt. Bei der allgemeinen Laserbearbeitung strahlt der Laserkopf 4 während der Bearbeitung des Werkstücks 10 das Laserlicht ab, während er das Hilfsgas ausstößt, so dass das Hilfsgas die vom Werkstück 10 erzeugte Schmelze abbläst. Als Hilfsgas wird Stickstoffgas oder Sauerstoffgas verwendet.
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Durch Steuerung der Gaszufuhreinheit 9 kann die Steuereinheit 6 den Druck und die Durchflussmenge des Hilfsgases einstellen. Die Steuereinheit 6 kann die Art des Hilfsgases ändern, indem sie ein Gaszufuhrventil der Gaszufuhreinheit 9 umschaltet. Der Druck des von der Gaszufuhreinheit 8 gelieferten Hilfsgases wird beispielsweise auf 0,1 MPa bis 0,5 MPa eingestellt.
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8 ist ein Diagramm, das die Umgebung der Spitze des Laserkopfes 4 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 zeigt. Wie in 8 gezeigt, umfasst der Laserkopf 4 innerhalb seines Hauptkörpers als Verteilungseinheit Zufuhröffnungen 4a und ist der Laserkopf 4 so konfiguriert, dass das Hilfsgas durch das Innere des Hauptkörpers des Laserkopfes 4 strömt. 9 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie X-X von 8. Wie in 9A gezeigt, weist der Laserkopf 4 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Der Laserkopf 4 weist im Inneren seines Hauptkörpers vier Hilfsgas-Zufuhröffnungen 4a auf. Die vier Zufuhröffnungen 4a sind gleichmäßig voneinander und entlang der Umfänge des Laserkopfes 4 beabstandet.
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Die Steuereinheit 6 steuert die Gaszufuhreinheit 9, um das Hilfsgas über die Verteilungseinheit zuzuführen. Die Steuereinheit 6 kann die Gaszufuhreinheit 9 so steuern, dass sie wenigstens eine der vier Zufuhröffnungen 4a für die Zufuhr des Hilfsgases auswählt. Mit dieser Konfiguration kann die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 das Hilfsgas während der Laserbearbeitung auf eine vorbestimmte Position um die Bearbeitungsstelle P herum ausstoßen.
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Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 liefert das Hilfsgas bei der Durchführung der in Ausführungsform 1 beschriebenen Markierung durch Steuerung der Gaszufuhreinheit 9 mit Hilfe der Steuereinheit 6. Die Steuereinheit 6 kann das Hilfsgas von der Gaszufuhreinheit 9 in einer Weise zuführen, die für die Durchführung der Markierung geeignet ist. Bei dieser Konfiguration kann die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 bei der Durchführung der Markierung den durch das Laserlicht erhitzten Markierungsabschnitt kühlen, indem sie das Hilfsgas um ihn herum ausstößt. Durch die Kühlung des Markierungsabschnitts kann eine weitere Umwandlung aufgrund der in der Schutzfolie 11 verbleibenden Wärme unterdrückt und somit das Ablösen der Schutzfolie 11 verhindert werden.
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Außerdem kann die Steuereinheit 6 durch Steuerung der Gaszufuhreinheit 9 die Zufuhröffnungen 4a zum Zuführen des Hilfsgases auswählen. Dadurch kann das Hilfsgas in Abhängigkeit von der Form der Markierung ausgestoßen werden. Diese Konfiguration verhindert, dass die Markierung durch eine übermäßige Abkühlung durch das Hilfsgas undeutlich wird.
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Ungeachtet des vorstehenden Beispiels kann die Anzahl der entlang der Umfänge anzuordnenden Zufuhröffnungen 4a fünf oder mehr, oder drei oder weniger betragen. Die Querschnittsform der Zufuhröffnungen 4a ist nicht auf eine kreisförmige Form beschränkt, sondern kann auch eine dreieckige, viereckige oder polygonale Form aufweisen. Alternativ kann, wie in 9B als Variante gezeigt, entlang der Umfänge eine Zufuhröffnung 4a mit einem ringförmigen Querschnitt vorgesehen sein.
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Weiter kann das Hilfsgas in einer Variante von Ausführungsform 2 in Übereinstimmung mit der Richtung der Markierungsbearbeitung zugeführt werden. Um eine spezifische Beschreibung der Richtung der Markierungsbearbeitung zu geben, ist, wenn eine Markierungsbearbeitung durch Steuerung der Bewegung des Laserkopfes 4 entlang der Form der Markierung erfolgt, die Richtung, in die sich der Laserkopf 4 bewegt, die Richtung der Markierungsbearbeitung. Die Verteilungseinheit kann beispielsweise so bereitgestellt werden, dass das Hilfsgas von hinter dem Markieren, das von der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 durchgeführt wird, ausgestoßen werden kann.
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Die Steuereinheit 6 steuert die Gaszufuhreinheit 9 so, dass das Hilfsgas ausgestoßen wird, während das Markieren voranschreitet. In dieser Konfiguration wird das Hilfsgas nur von hinten auf die voranschreitende Markierung gestrahlt. Daher wird nur der Bereich, in dem die Markierung abgeschlossen ist, gekühlt, und der Bereich, in dem die Markierung nicht abgeschlossen ist, wird nicht gekühlt. Infolgedessen wird die Markierung deutlicher.
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Als weitere Variante kann das Hilfsgas in Abhängigkeit von der Form der Markierung zugeführt werden. Der Begriff „Form der Markierung“ bezieht sich hier auf eine Form, beispielsweise eine Linie, die während einer bestimmten Bearbeitungszeit bei der Markierungsbearbeitung gezeichnet wird. Wenn die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 bei der Markierungsbearbeitung beispielsweise eine gerade Linie zeichnet, kann das Hilfsgas durch Steuerung der Gaszufuhreinheit 9 so durch die Verteilungseinheit geblasen werden, dass die gezeichnete gerade Linie von Gasstößen des Hilfsgases eingeschlossen wird.
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Mit dieser Konfiguration kann die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 das Ablösen der Schutzfolie 11, das durch die Markierung verursacht werden könnte, zuverlässig verhindern, weil das Hilfsgas, das so ausgestoßen wird, dass es die Form der Markierung umgibt, die Schutzfolie 11 entlang der Form der Markierung verdichtet.
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Ausführungsform 3
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Im Folgenden wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 3 beschrieben.
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Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 3 wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 zeigt ein Konfigurationsdiagramm der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 3. Wie in 10 gezeigt, umfasst die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 zusätzlich zu der Konfiguration der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 von Ausführungsform 2 eine Folieninformations-Empfangseinheit 12. In der folgenden Beschreibung wird hauptsächlich eine von der in den Ausführungsformen 1 und 2 verschiedene Konfiguration beschrieben.
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Die Folieninformations-Empfangseinheit 12, die mit der Steuereinheit 6 verbunden ist, sendet an die Steuereinheit 6 Informationen über die Schutzfolie 11. Es ist zu beachten, dass die Folieninformations-Empfangseinheit 12 in der Steuereinheit 6 enthalten sein kann.
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Die Folieninformations-Empfangseinheit 12 empfängt Folieninformationen über die Schutzfolie, wobei die Folieninformationen von außen in die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 eingegeben werden. Beispielsweise empfängt sie die von einem Bediener über eine Eingabeschnittstelle oder dergleichen eingegebenen Folieninformationen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Folieninformationen unter Verwendung eines an die
Laserbearbeitungsvorrichtung 1 angeschlossenen Lesegeräts von einem Barcode oder zweidimensionalen Barcode gelesen werden können, der Informationen repräsentiert, die mit den Folieninformationen verbunden sind. Das an die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 angeschlossene Lesegerät kann die Folieninformationen automatisch von dem auf dem Bearbeitungstisch 5 abgelegten Werkstück 10 ablesen.
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Der Begriff „Folieninformationen“ bezeichnet hier Informationen über die Schutzfolie 11, die auf dem Werkstück 10, welches Ziel der Laserbearbeitung ist, angebracht ist. Die Folieninformationen umfassen beispielsweise Informationen über Material, Schichtzusammensetzung, Dicke, Produktnummer und Absorptionsrate des Laserlichts der Schutzfolie 11.
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Die Folieninformations-Empfangseinheit 12 überträgt die empfangenen Folieninformationen an die Steuereinheit 6. Die Steuereinheit 6 liest aus dem Speicher 8 die Markierungsbedingungen aus, die den von der Folieninformations-Empfangseinheit empfangenen Folieninformationen entsprechen.
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Die Markierungsbedingungen umfassen hier beispielsweise die Position des Laserkopfes 4, die der Position entspricht, welche die Bearbeitungsstelle defokussiert, und die Leistungsbedingungen des Laserlichts, wobei die Position und die Bedingungen für jede Folie als Folieninformation spezifiziert wurden. Die Markierungsbedingungen können ferner Bedingungen für das Laserlicht wie Frequenz und Tastverhältnis, Bearbeitungsgeschwindigkeit, Art des Hilfsgases, Druck des Hilfsgases, Durchsatz des Hilfsgases und dergleichen umfassen. Es wird darauf hingewiesen, dass hier davon ausgegangen wird, dass die Markierungsbedingungen, die den Folieninformationen entsprechen, im Speicher 8 gespeichert werden, bevor die Markierung durchgeführt wird.
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Die Steuereinheit 6 liest die Markierungsbedingungen, die den Folieninformationen entsprechen, aus dem Speicher 8 aus und stellt dann die Position des Laserkopfes 4 und die Leistung des Laserlichts auf der Grundlage der Markierungsbedingungen ein. Wenn die Markierungsbedingungen andere verschiedene Bedingungen umfassen, nimmt die Steuereinheit 6 eine Einstellung für die anderen verschiedenen Bedingungen vor. Die Steuereinheit 6 führt die Markierungsbearbeitung auf der Grundlage der eingestellten Bedingungen durch. Wie vorstehend beschrieben, kann die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die Markierungsbedingungen auf der Grundlage der eingegebenen Folieninformationen einstellen, so dass die Markierung effizient und mit einfacher Bedienung durchgeführt werden kann.
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In einer Variante von Ausführungsform 3 kann weiter eine Testbearbeitung gemäß den Markierungsbedingungen durchgeführt werden, die den von der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 eingestellten Folieninformationen entsprechen. Die Testverarbeitung ist eine Verarbeitung um zu prüfen, ob die Markierung auf dem Werkstück 10 gemäß den eingestellten Markierungsbedingungen korrekt ausgeführt werden kann, bevor die Markierung tatsächlich durchgeführt wird.
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Diese Variante wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. 11 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Werkstück 10 auf dem Bearbeitungstisch 5 platziert ist. Der Bearbeitungstisch 5 umfasst einen Werkstück-Bearbeitungsbereich 5a zur Durchführung der Bearbeitung des Werkstücks 10 und einen Test-Bearbeitungsbereich 5b, der außerhalb des Werkstück-Bearbeitungsbereichs angeordnet ist, um die Testbearbeitung des Test-Werkstücks 13 durchzuführen. Auf dem Werkstück-Bearbeitungsbereich 5a ist das Werkstück 10 und auf dem Test-Bearbeitungsbereich 5b ist das Test-Werkstück 13 abgelegt. Diese Figur zeigt schematisch, wie das Laserlicht, das durch einen Pfeil angegeben wird, vom Laserkopf 4 auf das Test-Werkstück 13 gestrahlt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die Größen des Werkstück-Bearbeitungsbereichs 5a und des Test-Bearbeitungsbereichs 5b nicht auf diese beschränkt sind.
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Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 stellt die Position des Laserkopfes 4 und die Leistung des Laserlichts entsprechend den Markierungsbedingungen ein, die den Folieninformationen entsprechen. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 führt entsprechend den eingestellten Bedingungen die Markierung auf dem Test-Werkstück 13 durch, das auf dem Test-Bearbeitungsbereich platziert ist. Diese Konfiguration ermöglicht es, vor der eigentlichen Durchführung der Markierung zu prüfen, ob die Markierung auf dem Werkstück 10 korrekt ausgeführt werden wird, so dass die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 es ermöglicht, das Auftreten von Markierungsfehlern auf dem Werkstück 10 zu verhindern.
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Für das Test-Werkstück 13 ist es im Hinblick auf die Bearbeitbarkeit vorteilhaft, ein Werkstück zu verwenden, das die gleiche Konfiguration wie das Werkstück 10 aufweist, auf dem die Markierung tatsächlich angebracht wird, aber kleiner als dieses ist. Wenn die Markierung als Testbearbeitung durchgeführt wird, kann ein Test-Werkstück 13 auf dem Test-Bearbeitungsbereich 5b platziert werden, oder kann auf der Grundlage der empfangenen Folieninformationen ein geeignetes Test-Werkstück 13 ausgewählt und automatisch auf dem Test-Bearbeitungsbereich 5b platziert werden.
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Das Vorstehende ist eine Beschreibung der Ausführungsformen dieser Offenbarung. Die Laserbearbeitungsvorrichtung und das Laserbearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht auf die in den Ausführungsformen 1 bis 3 und ihren Variationen beschriebenen Formen beschränkt, die alle nur einen Teil der vorliegenden Erfindung angeben. Die Laserbearbeitungsvorrichtung und das Laserbearbeitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung können mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden. Ferner ist es möglich, die Konfigurationen in geeigneter Weise zu kombinieren, wegzulassen und teilweise zu ändern, ohne vom Kern der Offenbarung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laserbearbeitungsvorrichtung
- 2
- Laser-Oszillator
- 3
- Übertragungseinheit
- 4
- Laserkopf
- 4a
- Zufuhröffnung
- 5
- Bearbeitungstisch
- 5a
- Werkstück-Bearbeitungsbereich
- 5b
- Test-Bearbeitungsbereich
- 6
- Steuereinheit
- 7
- Antriebseinheit
- 8
- Speicher
- 9
- Gaszufuhreinheit
- 10
- Werkstück
- 10a
- Oberfläche des Werkstücks
- 11
- Schutzfolie
- 11a
- Laserlicht-Absorptionsschicht
- 11b
- Laserlicht-Transmissionsschicht
- 11c
- Oberfläche der Schutzfolie
- 12
- Folieninformations-Empfangseinheit
- 13
- Test-Werkstück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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