DE60017238T2 - Bearbeitungsverfahren zur Perforierung mit einem Laserstrahl - Google Patents

Bearbeitungsverfahren zur Perforierung mit einem Laserstrahl Download PDF

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Kazuo Sayama-shi Isogai
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Perforationsbearbeitungsverfahren auf Grundlage der Verwendung eines Laserstrahls nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (siehe z.B. US-A-5 026 964), das es ermöglicht, unsichtbare winzige Durchgangslöcher durch ein Werkstück durch Abstrahlen des Laserstrahls auf das Werkstücks auszubilden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Perforationsbearbeitungsverfahren auf Grundlage der Verwendung eines Laserstrahls, das es ermöglicht, z.B. einen schwachen Abschnitt für einen Airbag eines an einem Automobil anzubringenden Airbagsystems auszubilden.
  • In den vergangenen Jahren hat sich das Airbagsystem weit verbreitet, z.B. für Fahrzeuge wie Automobile. Das Airbagsystem ist mit einem Airbag versehen, der als ein durch Luft expandierbarer Beutel wirkt, der in einer Vorrichtung zur Absorption eines Stoßes verwendet wird. Der Airbag ist gefaltet und ist einem Airbagmodul aufgenommen. Wenn die Kollision des Fahrzeugs durch einen Sensor erfasst wird, wird der Airbag sofort durch das von einem Gasgenerator erzeugte Gas expandiert Daher wirkt der Airbag als ein Kissen, um den auf einen Fahrer oder Passagier ausgeübten Stoß zu absorbieren.
  • Der Airbag ist in einem Zustand installiert, in dem er in einem inneren Teil, etwa einer Lenkradabdeckung und einer Instrumententafel, verborgen ist. Wenn der Airbag expandiert wird, wird zwangsweise eine Türfüllung zum Entfalten des Airbags geöffnet und der Airbag wird in den Außenraum des aufnehmenden Airbagmoduls freigelegt.
  • Bei dieser Anordnung ist zum zuverlässigen Öffnen der Türfüllung z.B. ein schwacher Abschnitt des Airbags mit einem aus Nuten, Löchern und dergleichen aufgebauten vorbestimmten Bearbeitungsmuster ausgebildet.
  • Als ein Verfahren zum Ausbilden des schwachen Abschnitts für den Airbag offenbart z.B. die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 58-16784 ein Verfahren zum Perforieren und Bearbeiten eines Werkstücks durch Bereitstellen eines Photodetektors auf der Seite einer Fläche entgegengesetzt zu einer Bearbeitungsfläche des Werkstücks, und zum Erfassen eines durch ein Durchgangsloch des Werkstücks hindurch getretenen Laserstrahls mit dem Photodetektor.
  • Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-282420 offenbart ein Verfahren zum Ausbilden eines schwachen Abschnitts durch teilweises Ausbilden von Nuten mit einem Laserstrahl für eine Türfüllung einer Automobilinnenabdeckung an einer Öffnung zur Entfaltung eines Airbags.
  • Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-85966 offenbart ein Verfahren zur Ausbildung eines linearen schwachen Abschnitts aufgrund der Verwendung von Strahlung eines steuer/regelbaren pulsförmigen Laserstrahls.
  • Jedoch stellt sich im Fall des in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 58-1674 betreffend die oben beschriebene herkömmliche Technologie offenbarten technischen Konzepts die folgende Unbequemlichkeit. D.h. der Durchmesser des durch die Perforationsbearbeitung gebildeten Durchgangslochs wird aufgrund des Einflusses der Verzögerungszeit, bis die Strahlung des Laserstrahls tatsächlich aufhört, nachdem der Laserstrahl mit dem Photodetektor erfasst worden ist, vergrößert. Das gebohrte Durchgangsloch ist sichtbar und folglich ist die Erscheinungsqualität schlechter. Ferner ist die Festigkeit und Steifigkeit verringert und folglich die Haltbarkeit verschlechtert, was die Funktion des schwachen Abschnitts für den Airbag betrifft.
  • Im Fall des in der japanischen Patenoffenlegungsschrift Nr. 8-282420 betreffend die oben beschriebene herkömmliche Technologie offenbarten technischen Konzepts stellt sich die folgende Unbequemlichkeit. D.h. es besteht eine beträchtliche Bürde wird für den Aufwand für die Ausrüstung, weil es notwendig ist, den teuren Sensor für die Erfassung des Lasers zu verwenden. Ferner ist die Steuerung/Regelung des Laserstrahls kompliziert, um eine konstante Dicke des schwachen Abschnitts für den Airbag zu erhalten.
  • Im Fall des in der japanischen Patenoffenlegungsschrift Nr. 10-85966 betreffend die oben beschriebene herkömmliche Technologie offenbarten technischen Konzepts stellt sich die folgende Unbequemlichkeit. D. h. die Anordnung der Steuer/Regeleinheit ist kompliziert und die Herstellungskosten sind teuer, weil ein Verfahren angewendet wird, bei dem der Vergleich gemacht wird für den korrelativen Referenzwert betreffend die Restfestigkeit und den Integralwert, der mit dem Erfassungssignal erhalten wird.
  • Ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Perforationsbearbeitungsverfahren aufgrund eines Laserstrahls bereitzustellen, das es ermöglicht, den Durchmesser eines mittels eines bequemen Verfahrens gebohrten Durchgangslochs zu verringern, ohne dass eine übermäßig einfallsreiche Ausrüstung erforderlich wäre.
  • Ein grundsätzliches Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Perforationsbearbeitungsverfahren aufgrund eines Laserstrahls bereitzustellen, das es ermöglicht, den Durchmesser eines Durchgangslochs, das durch einen schwachen Abschnitt für einen Airbag gebohrt wird, mittels eines bequemen Verfahrens zu verringern, ohne dass eine übermäßige Ausrüstungsinvestition erforderlich wäre.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Perforationsbearbeitungsverfahren aufgrund eines Laserstrahls bereitzustellen, das es ermöglicht, einen schwachen Abschnitt für einen Airbag bereitzustellen, der eine solche Erscheinungsqualität hat, dass ein durch den Laserstrahl gebohrtes Durchgangsloch unsichtbar ist, bei dem die Haltbarkeit für die Funktion realisiert ist.
  • Die US 5,026,964 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen eines Durchgangslochs, das durch ein Werkstück mittels eines ge pulsten Laserbohrverfahrens gebohrt wurde, das eine automatische Steuerung/Regelung aufweist zum Steuern/Regeln, ob die Pulslaserbohrung Laserpulse emittiert. Die Vorrichtung erfasst reflektierte Strahlung von einem Eingang des gebohrten Lochs, das gebohrt wurde, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das die reflektierte Strahlung wiedergibt. Wenn das Loch gebohrt ist, umfasst die reflektierte Strahlung eine intrinsische Laserpulsstrahlung, die von der Oberfläche des Werkstücks reflektiert wird, und eine extrinsisched Strahlung von erwärmten Metallpartikeln. Wenn das Loch vorüber ist, umfasst die reflektierten Strahlung lediglich eine intrinsische Laserstrahlung. Diese Veränderung in der erfassten Strahlung wird auch verwendet, um den Laser außer Betrieb zu schalten.
  • Die US 5,101,090 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von optischen Faserkopplern. Ein Mantelabschnitt einer optischen Faser wird durch Fokussieren eines Laserstrahls bearbeitet, um den den Mantel abzutragen. Wenn der Laserstrahl durch den Mantel tritt, um auf den optischen Faserkern aufzutreffen, wird Licht zu beiden Enden der Faser übertragen. Ein Photodetektor ist in enger Nähe zu einem der beiden Enden der optischen Faser angeordnet und wenn das durch den Detektor erfasste Licht einen Schwellenwert überschreitet, erzeugt es ein Signal, das den Laser anhält.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Perforationsbearbeitungsverfahren auf Grundlage der Verwendung eines gepulsten Laserstrahls bereit, umfassend die Schritte: Bilden eines Durchgangslochs durch ein Werkstück durch Abstrahlen des gepulsten Laserstrahls zu einer Seite des Werkstücks hin und Erfassen des gepulsten Laserstrahls mittels eines Sensors, um das Abstrahlen des Laserstrahls auf der Grundlage eines von dem Sensor erhaltenen Erfassungssignals anzuhalten, und dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor an einer der einen Seite gegenüberliegenden Seite des Werkstücks angeordnet ist und dass der gepulste Laserstrahl durch den Senor erfasst wird, nachdem der Strahl durch das Durchgangsloch getreten ist, wobei ein Signal zum Anhalten des gepulsten Laserstrahls gesendet wird, wenn das Erfassungssignal eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, und wobei die Schwelle derart festgesetzt wird, dass eine Zeitdauer vom Erfassen des ge pulsten Laserstrahls durch den Sensor bis zum Anhalten des Abstrahlens des gepulsten Laserstrahls kürzer ist als eine Zeitdifferenz (T2 – T3) zwischen einer Pulsbreite (T3) und einem Zyklus (T2) eines Pulssignals, das eine Mehrzahl von pulsförmigen Laserausgangs-Befehlssignalen zum Steuern/Regeln des Laserstrahls umfasst.
  • Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch ein illustratives Beispiel gezeigt ist.
  • Ausführungsformen der vorliegendnen Erfindung werden nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 eine schematische Anordnung zeigt, die ein Werkstück-Berbeitungssystem zur Durchführung eines Verfahrens zur Ausbildung eines schwachen Abschnitts für einen Airbag gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2. ein Flussdiagramm zeigt, das Bearbeitungsschritte zur Ausbildung des schwachen Abschnitts für den Airbag an einer Instrumententafel durch Verwendung eines Laserstrahls zeigt,
  • 3 ein Zeitdiagramm zeigt, das die zeitliche Steuerung für das Abstrahlen des Laserstrahls auf die Instrumententafel zeigt,
  • 4 eine Planansicht zeigt, die die Instrumententafel erläutert, bei der der schwache Abschnitt für den Airbag gemäß einem bevorzugten Bearbeitungsmuster ausgebildet ist,
  • 5 ein Zeitdiagramm zeigt, das ein anderes Verfahren zum Abstrahlen des Laserstrahls auf die Instrumententafel erläutert,
  • 6 unter teilweiser Weglassung Planansichten jeweils aus der Sicht der Vorderflächenseite und der Rückflächenseite zeigt, die Durchganglöcher zeigen, die durch die Instrumententafel mittels des Verfahrens zur Ausbildung des schwachen Abschnitts für den Airbag gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind,
  • 7 ein Zeitdiagrammzeigt, das noch ein anderes Verfahren zum Abstrahlen des Laserstrahls auf die Instrumententafel erläutert,
  • 8 unter teilweiser Weglassung Planansichten jeweils aus der Sicht der Vorderflächenseite und der Rückflächenseite zeigt, die Durchganglöcher zeigen, die durch die Instrumententafel mittels des in 7 gezeigten Verfahrens ausgebildet sind, und
  • 9 ein Zeitdiagramm zeigt, das die zeitliche Steuerung für das Abstrahlen eines Laserstrahls betreffend ein Verlgleichsbeispiel zeigt.
  • In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Werkstück-Bearbeitungssystem zum Ausführen eines Verfahrens zur Ausbildung eines schwachen Abschnitts für einen Airbag gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Das Werkstück-Bearbeitungssystem 10 umfasst einen Sechs-Achsen-Roboter 16, der einen Arm 14 zum Halten einer Instrumententafel 17 als ein Werkstück aufweist und der eine Verlagerung oder eine Drehbewegung der Instrumententafel 12 um mehrere Achsen eineschließlich dreier Achsen X, Y und Z bewirkt, sowie eine Robotersteuerung 18 zum Steuern des Sechs-Achsen-Roboters 16. Die Instrumententafel 12 wirkt als eine Abdeckung, die an einer nicht gezeigten Öffnung für einen Airbag (nicht gezeigt) installiert werden soll.
  • Ein Sensor 20 zum Erfassen eines durch ein durch die Instrumententafel 12 gebohrten Durchgangslochs tretenden Laserstrahls ist an einer Haltebasis 22 unter der Instrumententafel 12 angeordnet. Die Instrumententafel 12 ist derart gehalten, dass die Seite, auf die der Laserstrahl gestrahlt wird, eine Rückfläche 24 ist, und die Seite, die dem Senor 20 gegenüberliegt, eine Vorderfläche 26 ist.
  • Das Werkstück-Bearbeitungssystem 10 umfasst ferner eine Laserstrahl-Oszillationseinheit 32 zum Bilden einer Mehrzahl von durchgehenden kleinen Löchern nach Maßgabe eines vorbestimmten Bearbeitungsmusters durch Abstrahlen des Laserstrahls auf die Instrumententafel 12 über einen gekrümmten Spiegel 28 und eine Lichtsammellinse 30, eine Lasersteuerung/regelung 34 zum Steuern/Regeln der Laserstrahl-Oszillationseinheit 32 und eine Rückkopplungsschaltung 36, die mit der Lasersteuerung/regelung 34 verbunden ist, zum Steuern/Regeln der Ausgabe von dem Laserstrahl auf der Grundlage eines Erfassungssignals vom Sensor 20.
  • Diejenigen, die bevorzugt als Laserstrahl-Oszillationseinheit verwendet werden, sind z.B. Laseroszillatoren auf Grundlage von z. B. CO2, Excimern, Halbleitern, Argon, und Dioden. Eine Hilfsgas-Zufuhreinheit 38 ist zum Zuführen eines Gases zu der Fokuslinse 30 angeordnet.
  • Die Rückkopplungs-Steuer/Regelschaltung 36 umfass einen Digital/Analogwandler 40 zum Erhalten eines Laserausgangs-Befehlssignals für die Lasersteuerung/regelung 34, einen Zeitsteuerungskontroller 42 zum Erhalten eines Pulsbefehlssignals und einen Analog/Digitialwandler 44 zum Umwandeln des Analogsignals in das Digitalsignal für das von dem Sensor 20 ausgegebene Erfassungssignal.
  • Die Rückkopplungs-Steuer/Regelschaltung 36 umfasst ein ROM, ein RAM 48, eine Pulseinstelleinheit 50, in der ein Zykus T1 des Pulsbefehlssignals, ein Zyklus T2 des Laserausgangs-Befehlssignals und eine Pulsbreite des T3 des Laserausgangs-Befehlssignals zuvor eingestellt werden, um die vorgewählten Daten als Speicher zu halten, wie später beschrieben wird, sowie eine Laserleistungs-Einstelleinheit 52, in der die Ausgabe (Leistung) des Laserstrahls zuvor eingestellt wird, um die vorgewählten Daten als Speicher zu halten.
  • In dieser Anordnung sind der Digital/Analog-Wandler 40, der Zeitsteue rungskontroller 42, der Analog/Digitalwandler 44, das ROM 46, das RAM 48, die Pulseinstelleinheit 50 und die Laserleistungs-Einstelleinheit 52 mit der CPU 56 jeweils über eine Busleitung 54 verbunden. Es wird angenommen, dass die vorgewählten Schrittweitenschwellenwertdaten, die den Trennungsabstand zwischen den die Instrumententafel 12 durchsetzenden kleinen Durchgangslöchern wiedergeben, im ROM 46 gespeichert sind.
  • Das Werkstück-Bearbeitungssystem 10 zum Ausführen des Verfahrens der Ausbildung des schwachen Abschnitts für den Airbag gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist grungsätzlich entworfen wie oben beschrieben. Nachfolgend wird sein Betrieb, seine Funktionsweise und seine Wirkung auf der Grundlage des in 2 gezeigten Flussdiagramms beschrieben.
  • Die CPU 56 liest die zuvor in der Puls-Einstelleinheit 50 und der Laserleistungs-Einstelleinheit 52 festgelegten Daten ein und setzt die Frequenz (1/T2) und das Arbeitsverhältnis (T3/T2) im Zeitsteuerungskontroller 42 fest und setzt die Laserleistung im Digital/Analog-Wandler 40 fest (Schritt S1). Nachfolgend leitet die CPU 56 das Pulsstartsignal zum Zeitsteuerungskontroller. Das Pulsbefehlssignal wird vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand geändert auf der Grundlage des Pulsstartsignals. Demgemäß wird der Pulsstartzustand aus dem Pulsstoppzustand eingerichtet (S2).
  • Wenn der Pulsstartzustand für das Pulsbefehlssignal eingerichtet ist, wird das Laserausgangs-Befehlssignal, welches aus der in Schritt S1 festgelegten Puls-Wellenform aufgebaut ist, zur Lasersteuerung/regelung 34 über den Digital/Analog-Wandler 40 (s. 3) ausgegeben. Der Laserstrahl wird von der Laserstrahl-Oszillationseinheit 32 abgestrahlt. Der Laserstrahl wird von dem gekrümmten Spiegel 28 reflektiert und dann durch die Lichtsammellinse 30 übertragen. Danach wird der Laserstrahl zu der Rückfläche 24 der Instrumententafel 12 als das Werkstück hin abgestrahlt. Demgemäß wird die Laserbearbeitung auf die Instrumententafel 12 angewendet.
  • Wie durch die in 3 gezeigte „Laserstrahlankunftsposition" angedeutet ist, wird der Bohrvorgang gestartet und wird allmählich von der Seite der Rückfläche 24 der Instrumententafel 12 mittels des Laserstrahls bewirkt. Demzufolge wird die Durchdringung zwischen der Rückfläche 24 und der Vorderfläche 26 der Instrumententafel 12 erreicht. Während dieses Prozesses wird der Laserstrahl, der durch die Durchgangsöffnung der Instrumententafel 12 getreten ist, durch den Sensor 20 erfasst (siehe Schritt S3). Das Erfassungssignal (Rückkopplungssignal), das vom Sensor 20 erhalten wird, wird durch den Analog/Digital-Wandler 44 in das Digitalsignal umgewandelt, und dann der CPU 56 zugeführt. Die CPU 56 erhält das Pulsstopsignal zum Zeitsteuerungs-Kontroller 42, um den Stoppzustand für das Pulsbefehlssignal einzurichten (Schritt S4). Im Ergebnis befindet sich das Laserleistungs-Ausgabebefehlssignal im AUS-Zustand und die Abstrahlung des Laserstrahls auf die Instrumententafel 12 ist angehalten. Daher wird die Bohrungsbearbeitung für ein Durchgangsloch für die Instrumententafel 12 vervollständigt.
  • Nachfolgend wird der Arm 14 des 6-achsigen Roboters 16 betätigt nach Maßgabe der Steuer/Regeloperation der Robotersteuerung/regelung 18. Die Instrumententafel 12 wird um eine vorbestimmte Schrittweite verlagert und an einer Position angeordnet, bei der der Bohrvorgang beim nächsten Mal nach Maßgabe des Bearbeitungsmusters für den schwachen Abschnitt ausgeführt werden soll (Schritt S5).
  • Wenn die einem Zyklus T1 entstrechende Zeit des Pulsbefehlssignals vergangen ist (Schritt S6), wird der Laser auf das Instrumentenbrett 12 nach Maßgabe der Schritte S2 bis S4 abgestrahlt und ein neues Durchgangsloch wird gebohrt. Wenn eine Mehrzahl von Durchgangslöchern nach Maßgabe des vorbestimmten Bearbeitungsmusters gebohrt werden, wird der schwache Abschnitt 58 gebildet, wie in 4 gezeigt ist. Die Bearbeitungsschritte für die Instrumententafel 12 kommen zu einem Ende (Schritt S7).
  • Wie in 3 gezeigt ist, wird in diesem Fall angenommen, dass t1 (nicht gezeigt) eine Zeitdauer wiedergibt, bis das Erfassungssignal ausgegeben wird, nachdem der Sensor 20 den durch das Durchgangsloch der Instrumententafel 12 getretenen Laserstrahl erfasst hat, t2 eine Zeitdauer wiedergibt, bis der zuvor im ROM 46 festgelegte Schwellenwert überschritten wird, nach dem das Erfassungssignal von dem Sensor 20 in den Analoig/Digitalwandler 44 eingegeben wurde, und t3 eine Zeitdauer wiedergibt, bis die Strahlung des Laserstrahls tatsächlich angehalten ist, nachdem der Schwellenwert überschritten wurde. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Gesamtzeitdauer der Zeitdauern t1 bis t3 kürzer gewählt als eine Zeitdauer (T2 – T3). Daher ist es möglich, die Strahlung des Laserstrahls anzuhalten, bevor des nächste Pulssignal P6 zum Aufbau des Laserausgangs-Befehlssignals ausgegeben wird.
  • Mit anderen Worten wird die Gesamtzeit (t1 + t2 + t3) der Zeitdauern von der Zeit t1 bis zur Zeit t3 kürzer gewählt als der Zeitunterschied zwischen der Pulsbreite T3 und einem Zyklus T2 des Laserausgang-Befehlssignals, d.h. die Zeitdauer zwischen dem vorangehenden Pulssignal P5 und dem nächsten Pulssignal P6 (siehe den schraffierten Abschnitt). Demzufolge befindet sich das Pulsbefehlssignal im AUS-Zustand, bevor das nächste Pulssignal ansteigt, und die Ausgabe des Laserstrahls ist angehalten, wenn das Pulssignal P5 ausgegeben wird, gerade gevor das nächste Pulssignal P6 abfällt. Daher kann die Strahlung des Laserstrahls schnell angehalten werden, nachdem der Sensor 20 den Laserstrahl erfasst. Demzufolge ist es möglich, den Durchmesser des Durchgangslochs an der Seite (Seitenfläche 26 der Instrumententafel 12), die vom Laserstrahl durchdrungen wird, zu verringern (siehe 6).
  • Es ist bevorzugt, dass der Durchmesser des Durchgangslochs an der vom Laserstrahl durchdrungenen Seite innerhalb eines unsichtbaren Bereichs liegt, d. h. er ist größer als 0 μm, wobei er 0 μm nicht umfasst, und ist nicht größer als 50 μm. Wenn der Durchmesser des Durchgangsloch an der vom Laserstrahl durchdrungenen Seite größer als 50 μm ist tritt die folgende Unbequemlichkeit auf, weil das Loch selbst sichtbar ist. D.h. die Erscheinungsbildqualität wird verschlechtert und die Festigkeit und Steifigkeit sind schlechter.
  • Der am meisten bevorzugte Bereich des Durchmesser des Durchgangslochs ist nicht weniger als 10 μm und nicht mehr als 30 μm. In diesem Bereich ist es möglich, die Erscheinungsbildqualität der Airbagabdeckung zu ver besseren und es ist möglich, die Haltbarkeit der Funktion des schwachen Abschnitts 58 zu verbessern.
  • Es ist bevorzugt, dass der Trennungsabstand (Schrittweite) zwischen den nach Maßgabe des Bearbeitungsmusters ausgebildeten Durchgangslöchern innerhalb eines Bereichs von nicht weniger als 0,5 mm und nicht mehr als 1,5 mm liegt.
  • Wie in 5 gezeigt ist, wird bevorzugt die folgende Prozedur eingesetzt. D.h. die Laserausgabe wird mittels eines kontiniuerlichen Laserausgangsbefehlssignals P1 (Laserausgangs-Befehlssignal, bei dem der EIN-Zustand für eine vorbestimmte Zeitdauer auftrecht erhalten wird) gesteuert/geregelt, wenn die Durchgangsloch-Bearbeitung gestartet wird. Ferner wird die Laserausgabe mittels einer Mehrzahl von Pulssignalen P2 bis P4 gesteuert/geregelt, die aus EIN/AUS-Zuständen zusammengesetzt sind, gerade bevor der Laserstrahl von dem Sensor 20 erfasst wird, d.h. gerade bevor das Durchgangsloch durch die Instrumententafel 12 mittels des Laserstrahls gebildet wird. Bei dieser Prozedur ist das Pulsbefehlssignal im AUS-Zustand bevor das nächstse Pulssignal P5 ausgegeben wird, was in derselben Weise durchgeführt wird, wie oben beschrieben.
  • Wie in 7 gezeigt ist, kann der Laserstrahl auf die Instrumententafel 12 unter Verwendung eines Laserausgabebefehlssignals abgestrahlt werden, das aus einem Pulssignal zusammengesetzt ist, das unter Verwendung eines Niveauschiebers (nicht gezeigt) um einen vorbestimmten Wert niveauverschoben ist. Wie in 8 gezeigt ist, wird in diesem Fall eine kontinuierliche Nut an der Seite der Rücklfäche 24 der Instrumententafel 12 ausgebildet, auf die der Laserstrahl abgestrahlt wird. Wenn das Pulssignal sich vollständig im AUS-Zustand befindet (siehe 7), ist es möglich, den Durchmessser des auf die Seite der Vorderfläche 26 der Instrumententafel 12 durchdringenden Durchgangslochs ferner zu verringern.
  • Als nächstes wird in 9 ein Fall als ein Vergleichsbeispiel gezeigt, bei dem die Durchgangslochbearbeitung für ein Loch unter Verwendung einer kontinuierlichen Laserausgabe durchgeführt wird.
  • In diesem Fall wird in 9 angenommen, dass t1 (nicht gezeigt) eine Zeitdauer wiedergibt, bis das Erfassungssignal ausgegeben wird, nachdem der Sensor 20 den durch das das Durchgangsloch der Instrumententafel 12 getretenen Laserstrahl erfasst hat, t2 eine Zeitdauer wiedergibt, bis der zuvor im ROM 46 festgelegte Schwellenwert überschritten wird, nachdem das Erfassungssignal von dem Sensor 20 in den Analog/Digitalwandler 44 eingegeben wurde, und t3 eine Zeitdauer wiedergibt, bis das Laserausgangssignal sich im AUS-Zustand befindet, nachdem der Schwellenwert überschritten wurde, und t4 eine Zeitdauer wiedergibt, bis die Strahlung des Laserstahls von der Laserstrahl-Oszillationseinheit 32 tatsächlich angehalten ist, nachdem sich das Laserausgangssignal im AUS-Zustand befindet. Im Vergleichsbeispiel ist die Gesamtzeitdauer der Zeitdauern (t1 + t2 + t3 + t4) jeweils der Zeitdauern t1 bis t4 die Verzögerungszeit. Daher ist es schwierig, die Strahlungzeit des Laserstrahls zu verkürzen, nachdem der Sensor 20 den Laserstrahl erfasst hat. Es gibt eine Grenze, um den Durchmesser des durch den Laserstrahl gebildeten Durchgangslochs zu verringern.
  • Die „Laserstrahlankunftsposition" in den 3, 7 und 9 drückt in bequemer Weise aus, wie weit in Dickenrichtung der Instrumententafel 12 als Werkstück der abgestrahlte Laserstrahl ankommt, was nicht in einer zeitabhängigen Weise dargestellt ist. In diesem Fall drückt die Wellenform, die die Ankunftsposition des Laserstrahls anzeigt, den Bearbeitungszustand auf Grundlage des Pulssignals aus. Tatsächlich ist die Bewegungsgeschwindigkeit des der Instrumententafel 12 langsam im Vergleich zu der Pulsfrequenz. Daher wird die Bearbeitung in der nutförmigen Konfiguration bewirkt, und keine beabsichtigte Wellenform wird auf der inneren Umfangsfläche des durchdrungenen Durchgangslochs gebildet.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Zeitdauer (t1 + t2 + t3), die erhalten wird durch Addieren jeweils der Zeitdauern 1 bis t3, kürzer gewählt als die Zeitdauer (T2 – T3). Demzufolge kann die Verzögerung verkürzt werden und es ist möglich, den Durchmesser des Durchgangslochs (Durchgangsloch an der Seite der durchdrungenen Fläche 26) zu verringern, das durch den Laserstrahl gebildet wird, im Vergleich zu einem Ver gleichsbeispiel. Ferner wird bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kein kompliziertes Steuer/Regelverfahren verwendet. Die vorliegende Erfindung kann durch Verwendung der einfachen Vorrichtung ausgeführt werden. Daher wird ein Vorteil erhalten, so dass die Herstellungskosten verringert werden können.

Claims (7)

  1. Perforationsbearbeitungsverfahren auf Grundlage der Verwendung eines gepulsten Laserstrahls, umfassend die Schritte: Bilden eines Durchgangslochs durch ein Werkstück (12) durch Abstrahlen des gepulsten Laserstrahls zu einer Seite des Werkstücks (12) hin und Erfassen des gepulsten Laserstrahls mittels eines Sensors, um das Abstrahlen des Laserstrahls auf der Grundlage eines von dem Sensor (20) erhaltenen Erfassungssignals anzuhalten, und dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) an einer der einen Seite gegenüberliegenden Seite des Werkstücks (12) angeordnet ist und dass der gepulste Laserstrahl durch den Senor erfasst wird, nachdem der Strahl durch das Durchgangsloch getreten ist, wobei ein Signal zum Anhalten des gepulsten Laserstrahls gesendet wird, wenn das Erfassungssignal eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, und wobei die Schwelle derart festgesetzt wird, dass eine Zeitdauer vom Erfassen des gepulsten Laserstrahls durch den Sensor bis zum Anhalten des Abstrahlens des gepulsten Laserstrahls kürzer ist als eine Zeitdifferenz (T2 –T3) zwischen einer Pulsbreite (T3) und einem Zyklus (T2) eines Pulssignals, das eine Mehrzahl von pulsförmigen Laserausgangs-Befehlssignalen zum Steuern/Regeln des Laserstrahls umfasst.
  2. Perforationsbearbeitungsverfahren auf Grundlage der Verwendung des gepulsten Laserstrahls nach Anspruch 1, wobei die Zeitdauer vom Erfassen des gepulste Laserstrahls durch den Sensor bis zum Anhalten des Abstrahlens des Laserstrahls eine Gesamtzeitdauer (t1 + t2 + t3) von Zeitdauern t1 bis t3 ist, wobei die Gesamtzeitdauer kleiner gewählt wird als die Zeitdifferenz (T2 – T3) zwischen der Pulsbreite (T3) und einem Zyklus (T2) des Pulssignals zum Konstruieren des Laserausgangs-Befehlssignals, unter der Annahme, dass t1 eine Zeitdauer wiedergibt, bis das Erfassungssignal ausgegeben wird, nachdem der Sensor (20) den durch das Werkstück (12) hindurchgetretenen Laserstrahl erfasst hat, t2 eine Zeitdauer wiedergibt, bis das von dem Sensor (20) erhaltene Erfassungssignal den vorgewählten Schwellenwert überschreitet, und t3 eine Zeitdauer wiedergibt, bis das Abstrahlen des Laserstrahls tatsächlich angehalten wird, nachdem der Schwellenwert überschritten ist.
  3. Perforationsbearbeitungsverfahren auf Grundlage der Verwendung des gepulsten Laserstrahls nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von pulsförmigen Laserausgangs-Befehlssignalen aus EIN/AUS-Signalen zusammengesetzt ist.
  4. Perforationsbearbeitungsverfahren auf Grundlage der Verwendung des gepulsten Laserstrahls nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von pulsförmigen Laserausgangs-Befehlssignalen aus EIN/AUS-Signalen zusammengesetzt ist, von denen jedes um einen vorbestimmten Betrag niveauverschoben ist.
  5. Perforationsbearbeitungsverfahren auf Grundlage der Verwendung des gepulsten Laserstrahls nach Anspruch 1, wobei das Werkstück eine Abdeckung umfasst, die an einer Öffnung für einen Airbag als ein Automobilteil angebracht ist, zum Ausbilden eines schwachen Abschnitts für den Airbag durch Bohren einer Mehrzahl vom winzigen Durchgangslöchern durch die Abdeckung, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Anwenden der Durchgangslochbearbeitung auf die Abdeckung (12) durch Abstrahlen des gepulsten Laserstrahls zu einer Rückfläche (24) der Abdeckung (12) hin, wobei die Rückfläche sich auf der einen Seite befindet, und Relativ-Verlagern einer Laserstrahl-Oszillationseinheit (32) und der Abdeckung (12) um eine vorbestimmte Schrittweite, um den schwachen Abschnitt (58), der die Mehrzahl von Durchgangslöchern aufweist, nach Maßgabe eines vorbestimmten Bearbeitungsmusters auszubilden, wobei: ein Teil des schwachen Abschnitts (58), der an einer Seite der Rückfläche (24) der Abdeckung (12) angeordnet ist, als eine im Wesentlichen lineare Nut ausgebildet ist, während ein Teil des schwachen Abschnitts (58), der an einer Seite einer Vorderfläche (26) der Abdeckung (12) angeordnet ist, durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern ausgebildet ist, die voneinander um eine vorbestimmte Schrittweite beabstandet sind.
  6. Perforationsbearbeitungsverfahren auf Grundlage der Verwendung des gepulsten Laserstrahls nach Anspruch 5, wobei ein Durchmesser der Durchgangslöcher an der Seite der Vorderfäche (26) der Abdeckung (12) nicht größer als 50 μm ausgebildet ist.
  7. Perforationsbearbeitungsverfahren auf Grundlage der Verwendung des gepulsten Laserstrahls nach Anspruch 5, wobei der Laserstrahl von der Laserstrahl-Oszillationseinheit (32) abgestrahlt wird und auf der Grundlage des aus einer Mehrzahl von pulsförmigen EIN/AUS-Signalen zusammengesetzten Laserausgangs-Befehlssignals gesteuert/geregelt wird.
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