JP2000028955A - レーザ加工方法、レーザ加工装置およびその方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

レーザ加工方法、レーザ加工装置およびその方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

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JP2000028955A
JP2000028955A JP10193334A JP19333498A JP2000028955A JP 2000028955 A JP2000028955 A JP 2000028955A JP 10193334 A JP10193334 A JP 10193334A JP 19333498 A JP19333498 A JP 19333498A JP 2000028955 A JP2000028955 A JP 2000028955A
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galvanometer scanner
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laser processing
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガルバノメータスキャナの共振による位置合
わせ精度の低下を抑え、レーザビームを高速かつ高精度
に位置決めできるようにすること。 【解決手段】 コンピュータ21の指令データ発生部5
1は、指令座標(x,y)と走査速度Vと整定時間Ts
に基づいて指令データを生成する。整定時間調整部52
は、順次3つの所定位置での動作周波数がガルバノメー
タスキャナ固有の共振周波数帯域内に入ると判断したと
きに、3番目の所定位置での整定時間Tsを動作周波数
が共振周波数帯域内に入らないように延長する。D/A
変換器25,26は指令データから指令信号を作成し、
スキャナドライブ回路27,28は指令信号を駆動電流
に変換し,ガルバノメータスキャナ11,12は駆動電
流により回転軸13,14を回転させ、これにより回転
軸13,14に取り付けられたスキャンミラー15,1
6が回転して被加工物H上に位置合わせを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ加工方
法、レーザ加工装置およびその方法を実行させるための
プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録
媒体に関し、特に、レーザビームをガルバノメータスキ
ャナにより被加工物上の多数の所定位置に対して、順次
移動、静止を繰り返すことで各所定位置に位置合わせし
て加工を行うレーザ加工方法、レーザ加工装置およびそ
の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、被加工物上の多数の所定位置に対
してレーザビームで加工を行うレーザ加工装置において
は、レーザビームの位置合わせ手段としてガルバノメー
タスキャナが一般的に用いられる。
【0003】図10は、従来のレーザ加工装置のブロッ
ク図の一例を示し、このレーザ加工装置300は、X軸
とY軸の2軸にガルバノメータスキャナを使用すること
により被加工物Hの平面上の所定位置にレーザビームを
照射できるように構成されている。図において、コンピ
ュータ41のデータ変換部50は、被加工物H上の所定
位置の位置座標101をガルバノメータスキャナの指令
座標102に変換する。指令データ発生部51は、指令
座標102に基づいて、指令座標間を走査速度V’で移
動して整定時間Tsの間、静止するような指令データを
生成する。なお、走査速度V’と整定時間Tsはコンピ
ュータ41の指令データ発生部51で予め設定されてお
り、指令座標間の距離に応じて走査時間Tmが決まる。
【0004】インターフェース24は、この指令データ
をX軸用D/A変換器25とY軸用D/A変換器26へ
送る。X軸用D/A変換器25は、指令データをアナロ
グ電圧であるX指令信号201に変換してX軸用スキャ
ナドライブ回路27へ送る。また、Y軸用D/A変換器
26は、指令データをアナログ電圧であるY指令信号2
02に変換してY軸用スキャナドライブ回路28へ送
る。
【0005】つぎに、X軸用スキャナドライブ回路27
はX指令信号201をX駆動電流に変換してXガルバノ
メータスキャナ11へ送り、Y軸用スキャナドライブ回
路28はY指令信号202をY駆動電流に変換してYガ
ルバノメータスキャナ12へ送る。Xガルバノメータス
キャナ11は、X駆動電流によりX回転軸13を回転さ
せ、これによりX回転軸13の先端に取り付けられたス
キャンミラー15が回転する。Yガルバノメータスキャ
ナ12は、Y駆動電流によりY回転軸14を回転させ、
これによりY回転軸14の先端に取り付けられたスキャ
ンミラー16が回転する。
【0006】また、コンピュータ41は、インターフェ
ース24を介して、前記X指令信号201と前記Y指令
信号202と同期したレーザ発振トリガ信号203をレ
ーザ発振器2に出力する。レーザ発振器2は、レーザ発
振トリガ信号203を受信したときに、レーザビームL
を発振してスキャンミラー16に照射する。これによ
り、レーザビームLはスキャンミラー16とスキャンミ
ラー15の角度で決まる被加工物H上の所定位置に照射
され、レーザ加工を行う。
【0007】図11は、上記X軸用D/A変換器25か
ら送り出されるアナログ電圧であるX指令信号201を
示し、X指令信号201の一回の移動の動作周期Tは走
査時間Tmと整定時間Tsの和となり、その動作周期T
の逆数1/TがXガルバノメータスキャナ11の動作周
波数fに相当する。整定時間Tsの後半で、十分精度良
く位置合わせされたタイミングにレーザ発振トリガ信号
203が発せられることにより、レーザビームが所定位
置に照射され、加工が行われる。
【0008】なお、上記Y指令信号202の場合も同様
であり、その説明は省略する。上述のように、指令座標
間の距離に応じて走査時間Tmが決るため、ガルバノメ
ータスキャナの動作周波数fは、ある所定位置からつぎ
の所定位置までの距離によって変化することになる。
【0009】図12に、ガルバノメータスキャナの周波
数特性を示す。ガルバノメータスキャナは、構造上、固
有の共振周波数f0 を持つ。ガルバノメータスキャナの
動作周波数fがこの共振周波数f0 近傍の共振周波数帯
域Δf0 内に入ると、ガルバノメータスキャナが共振し
て回転軸に制御不可能な振動が発生し、回転軸に取り付
けられたスキャンミラーがぶれるため精度良く所定位置
にレーザビームを照射することができなくなってしま
う。
【0010】また、所定位置の配置のされ方は多様であ
り、指令座標間の距離に応じてガルバノメータスキャナ
の動作周波数fが変化するため、動作周波数fがちょう
ど共振周波数帯域Δf0 内に入ってしまう場合がある。
これを避けるため、従来のレーザ加工装置300では、
動作周波数fが共振周波数帯域Δf0 内に入らないよう
に走査速度V’を遅く設定して加工位置精度を確保する
ようにしている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ加工装置
300では、走査速度を遅く設定するようになっている
ため、レーザビームを所定位置に位置合わせするのに要
する時間が長くなり、被加工物上の多数の所定位置を順
次加工する上で生産性が低下するという問題があった。
【0012】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あり、ガルバノメータスキャナの共振を気にすることな
く、走査速度を高速に設定することができるようにした
レーザ加工方法と、そのレーザ加工方法を好適に実施す
ることができるレーザ加工装置と、そのレーザ加工方法
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ
読み取り可能な記録媒体を得ることを目的としている。
【0013】
【課題を解決しようとするための手段】上記の目的を達
成するために、この発明に係るレーザ加工方法は、レー
ザビームをガルバノメータスキャナにより被加工物上の
多数の所定位置に対して、順次移動、静止を繰り返すこ
とで各所定位置に位置合わせして加工を行うレーザ加工
方法において、レーザビームの移動時間と整定時間から
算出されるガルバノメータスキャナの動作周波数がガル
バノメータスキャナ固有の共振周波数帯域内に入るとき
は、その所定位置での動作周波数が前記共振周波数帯域
内に入らないようにその所定位置での整定時間を調整す
るものである。
【0014】この発明によるレーザ加工方法では、ガル
バノメータスキャナの動作周波数が共振周波数帯域内に
入るときに整定時間を調整(例えば遅く)するようにし
たため、ガルバノメータスキャナが共振しなくなる。
【0015】つぎの発明に係るレーザ加工方法は、レー
ザビームをガルバノメータスキャナにより被加工物上の
多数の所定位置に対して、順次移動、静止を繰り返すこ
とで各所定位置に位置合わせして加工を行うレーザ加工
方法において、レーザビームの移動時間と整定時間から
算出されるガルバノメータスキャナの動作周波数が、順
次3つの所定位置でガルバノメータスキャナ固有の共振
周波数帯域内に入るときは、3番目の所定位置での動作
周波数が前記共振周波数帯域内に入らないようにその3
番目の所定位置での整定時間を調整するものである。
【0016】この発明によるレーザ加工方法では、順次
3つの所定位置での動作周波数が共振周波数帯域内に入
るときに3番目の所定位置での整定時間を調整(例えば
遅く)するようにしたため、ガルバノメータスキャナが
共振しなくなる。なお、本発明者の研究の結果、ガルバ
ノメータスキャナの動作周波数が連続して3回以上共振
周波数帯域内に入らなければガルバノメータスキャナは
振動しないことが明らかになっている。
【0017】つぎの発明に係るレーザ加工方法は、レー
ザビームをガルバノメータスキャナにより被加工物上の
多数の所定位置に対して、順次移動、静止を繰り返すこ
とで各所定位置に位置合わせして加工を行うレーザ加工
方法において、ガルバノメータスキャナのガルバノミラ
ーの回転角度を検出し、前記位置偏差信号が予め設定し
た偏差量未満になるまでその所定位置での整定時間を延
長するものである。
【0018】この発明によるレーザ加工方法では、位置
偏差信号が予め設定した偏差量未満になるまで整定時間
を遅らせるようにしたため、ガルバノメータスキャナが
共振してもその振動が少ないときにレーザ加工を行うこ
とができることとなる。
【0019】また、上記目的を達成するために、この発
明に係るレーザ加工装置は、レーザビームをガルバノメ
ータスキャナにより被加工物上の多数の所定位置に対し
て、順次移動、静止を繰り返すことで各所定位置に位置
合わせして加工を行うレーザ加工装置において、レーザ
ビームの移動時間と整定時間からガルバノメータスキャ
ナの動作周波数を算出する動作周波数算出手段と、前記
動作周波数がガルバノメータスキャナ固有の共振周波数
帯域内に入るときはその所定位置での動作周波数が前記
共振周波数帯域内に入らないようにその所定位置での整
定時間を調整する時間調整手段と、を具備するものであ
る。
【0020】この発明によるレーザ加工装置では、時間
調整手段が、ガルバノメータスキャナの動作周波数が共
振周波数帯域内に入るときに整定時間を調整(例えば遅
く)するため、ガルバノメータスキャナが共振しなくな
る。
【0021】つぎの発明に係るレーザ加工装置は、レー
ザビームをガルバノメータスキャナにより被加工物上の
多数の所定位置に対して、順次移動、静止を繰り返すこ
とで各所定位置に位置合わせして加工を行うレーザ加工
装置において、レーザビームの移動時間と整定時間から
ガルバノメータスキャナの動作周波数を算出する動作周
波数算出手段と、前記動作周波数がガルバノメータスキ
ャナ固有の共振周波数帯域内に入るときはその所定位置
での動作周波数が前記共振周波数帯域内に入らないよう
にその所定位置での整定時間を調整する時間調整手段
と、を具備するものである。
【0022】この発明によるレーザ加装置では、時間調
整手段が、順次3つの所定位置での動作周波数が共振周
波数帯域内に入るときに3番目の所定位置での整定時間
を調整(例えば遅く)するため、ガルバノメータスキャ
ナが共振しなくなる。
【0023】つぎの発明に係るレーザ加工装置は、レー
ザビームをガルバノメータスキャナにより被加工物上の
多数の所定位置に対して、順次移動、静止を繰り返すこ
とで各所定位置に位置合わせして加工を行うレーザ加工
装置において、ガルバノメータスキャナのガルバノミラ
ーの回転角度を検出する角度検出手段と、指令信号と前
記回転角度に基づいて各所定位置での位置偏差信号を求
める位置偏差算出手段と、前記位置偏差信号が予め設定
した偏差量未満になるまでその所定位置での整定時間を
延長する時間調整手段と、を具備するものである。
【0024】この発明によるレーザ加装置では、時間調
整手段が、位置偏差信号が予め設定した偏差量未満にな
るまで整定時間を遅らせるようにしたため、ガルバノメ
ータスキャナが共振してもその振動が少ないときにレー
ザビームが発生される。
【0025】また、上記目的を達成するために、この発
明に係る記録媒体は、上記レーザ加工方法をコンピュー
タで実行させるためのプログラムを記録する。
【0026】この発明の記録媒体では、この発明のレー
ザ加工方法をコンピュータを用いて容易に実行すること
ができるようになる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下に、この発明に係るレーザ加
工方法、レーザ加工装置およびその方法を実行させるた
めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
記録媒体の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明す
る。なお、以下に説明するこの発明の実施の形態におい
て、上述の従来例と同一構成の部分は、上述の従来例に
付けた符号と同一の符号を付けて、その説明を省略す
る。
【0028】実施の形態1.図1に、この発明の実施の
形態1のレーザ加工装置のブロック図を示す。このレー
ザ加工装置100は、X軸とY軸の2軸にガルバノメー
タスキャナを使用することにより被加工物Hの平面上の
任意の所定位置にレーザビームを照射できるように構成
されている。
【0029】このレーザ加工装置100では、コンピュ
ータ21のデータ変換部50は、被加工物H上の所定位
置の位置座標(X,Y)をガルバノメータスキャナの指
令座標(x,y)に変換する。指令データ発生部51
は、指令座標101に基づいて、指令座標間を走査速度
V(従来の走査速度V’より速い)で移動して整定時間
Tsの間、静止するような指令データを生成する。な
お、走査速度Vと整定時間Tsはコンピュータ21の指
令データ発生部51で予め設定されており、指令座標間
の距離に応じて走査時間Tmが決まる。
【0030】整定時間調整部52は、ある所定位置での
ガルバノメータスキャナの動作周波数f(走査時間Tm
と整定時間Tsのとなる動作周期Tの逆数1/T)がガ
ルバノメータスキャナ固有の共振周波数帯域内Δf0
入るときは、動作周波数fが共振周波数帯域内Δf0
ら外れるようにその所定位置での整定時間Tsを調整す
るものである。
【0031】インターフェース24は、この指令データ
をX軸用D/A変換器25とY軸用D/A変換器26へ
送る。X軸用D/A変換器25は、指令データをアナロ
グ電圧であるX指令信号201に変換してX軸用スキャ
ナドライブ回路27へ送る。また、Y軸用D/A変換器
26は、指令データをアナログ電圧であるY指令信号2
02に変換してY軸用スキャナドライブ回路28へ送
る。
【0032】X軸用スキャナドライブ回路27は、X指
令信号201をX駆動電流に変換してXガルバノメータ
スキャナ11へ送る。Y軸用スキャナドライブ回路28
は、Y指令信号202をY駆動電流に変換してYガルバ
ノメータスキャナ12へ送る。Xガルバノメータスキャ
ナ11は、X駆動電流によりX回転軸13を回転させ、
これによりX回転軸13の先端に取り付けられたスキャ
ンミラー15が回転する。Yガルバノメータスキャナ1
2は、Y駆動電流によりY回転軸14を回転させ、これ
によりY回転軸14の先端に取り付けられたスキャンミ
ラー16が回転する。
【0033】また、コンピュータ21は、インターフェ
ース24を介して、前記X指令信号201と前記Y指令
信号202と同期したレーザ発振トリガ信号203をレ
ーザ発振器2に出力する。レーザ発振器2は、レーザ発
振トリガ信号203を受信したときに、レーザビームL
を発振してスキャンミラー16に照射する。これによ
り、レーザビームLはスキャンミラー16とスキャンミ
ラー15の角度で決まる被加工物H上の所定位置に照射
され、レーザ加工を行う。
【0034】つぎに、図2と図3のフローチャートを用
いて、上記レーザ加工装置100の動作を説明する。ス
テップS1では、座標x0 =0,y0 =0,所定位置カ
ウンタi=1,カウンタn=0として設定する。
【0035】ステップS2では、所定位置の座標xi
i を読み込む。ステップS3では、次式に基づいてX
軸方向の移動量ΔxとY軸方向の移動量Δyを算出す
る。 Δx=xi −x0 Δy=yi −y0
【0036】ステップS4では、次式に基づいてX軸方
向の走査時間TmxとY軸方向の走査時間Tmyを算出
する。 Tmx=Δx/V Tmy=Δy/V
【0037】ステップS5では、Tmx+TsおよびT
my+Tsを求め、値が大きい方を動作周期Tとして決
定する。ステップS6では、動作周期Tから動作周波数
f(=1/T)を求める。
【0038】ステップS7では、動作周波数fがガルバ
ノメータスキャナ固有の共振周波数帯域Δf0 内に入る
か否かを判定する。動作周波数fが共振周波数帯域Δf
0 内に入らないならばステップS8進み、動作周波数f
が共振周波数帯域Δf0 内に入るならばステップS10
進む。
【0039】ステップS8ではカウンタn=0とし、つ
ぎのステップS9では整定時間Ts’を上記指令データ
発生部51で設定されている整定時間Tsとして図3の
ステップS14に進む。
【0040】ステップS10では、カウンタnを増や
す。ステップS11では、カウンタn=3かを判定す
る。カウンタn=3でない場合は前記ステップS9に進
む。カウンタn=3の場合はステップS12に進む。ス
テップS12では、整定時間Ts’を整定時間Tsに延
長時間ΔTsを加算したものとする。ステップS13で
は、カウンタn=0として図3のステップS14に進
む。
【0041】ステップS14では、インターフェース2
4は整定時間Ts’として前記X指令信号201と前記
Y指令信号202を出力すると共に、レーザ発振器2は
インターフェース24からレーザ発振トリガ信号203
を受信してレーザビームLを発振する。ステップS15
では、所定位置の座標xi ,yi に位置合わせしてレー
ザ加工を行う。
【0042】ステップS16では、所定位置カウンタi
がMに達した否かを判定する。所定位置カウンタiがM
に達したなら動作を終了する。所定位置カウンタiがM
に達していないならステップS17に進む。なお、Mは
所定位置数であり、所定位置カウンタiがMに達したと
きは、全ての所定位置に対してレーザ加工が終了したこ
ととなる。
【0043】ステップS17では、整定時間Ts’を上
記整定時間Tsとする。ステップS18では、座標
0 ,y0 を更新する。ステップS19では、所定位置
カウンタiを増やして動作を図2のステップS2に戻
す。これにより、各所定位置に対してステップS2から
ステップS19までの動作を繰り返すこととなる。
【0044】この発明の発明者の研究の結果、ガルバノ
メータスキャナの動作周波数が連続して3回以上共振周
波数帯域内に入らなければガルバノメータスキャナは振
動しないことが分かった。これを踏まえた、上記ステッ
プS7〜ステップ13について詳しく説明する。ステッ
プS7で動作周波数fが共振周波数帯域Δf0 内に入ら
ないと判定された場合、図3のステップS14に到達し
たときは、カウンタnはゼロに初期化され(ステップS
8)、整定時間Ts’は整定時間Tsとなる(ステップ
S9)。
【0045】ステップS7で動作周波数fが共振周波数
帯域Δf0 内に入ると判定された場合、カウンタnを増
やし(ステップS10)、ステップS11でカウンタn
≠3と判定された場合も前述と同様に整定時間Ts’は
整定時間Tsとなる。ところが、ステップS11でカウ
ンタn=3と判定された場合、図3のステップS14に
到達したときは、整定時間Ts’は上記整定時間Tsに
延長時間ΔTsを加算したものとなり(ステップS1
2)、カウンタnはゼロに初期化される(ステップS1
3)。
【0046】すなわち、ステップS7〜ステップS11
では、図4に示すように、移動経路上で連続した3つの
所定位置Ai,Ai+1,Ai+2での動作周波数f
i,fi+1,fi+2が共振周波数帯域Δf0 内に入
るかをチェックし、入るならばステップS12で、図5
に示すように、3番目の所定位置Ai+2の整定時間を
延長時間ΔTsだけ長くする。なお、レーザ発振トリガ
信号203の発振も延長時間ΔTsだけ遅らせる。図5
中のTmi,Tmi+1,Tmi+2は、所定位置A
i,Ai+1,Ai+2での走査時間である。
【0047】一方、動作周波数fが共振周波数帯域Δf
0 内に入る回数(所定位置数)か2未満であれば整定時
間は上記整定時間Tsとなる。
【0048】つぎに、図6を用いて、延長時間ΔTsの
算出方法を説明する。共振周波数帯域Δf0 の下限周波
数をfl,上限周波数をfhとすると、延長時間ΔTs
は次式のように求めることができる。 ΔTs=(fl−fh)/(fh×fl) (または、ΔTs=1/(f−fl))
【0049】延長時間ΔTsをこのように求めた場合
は、整定時間Ts’=Ts+ΔTsとしたときに、新た
な動作周波数f’(=1/Ts’)が共振周波数帯域Δ
0 内に入らなくなる。このため、所定位置の配置の都
合によりガルバノメータスキャナの動作周波数が共振周
波数帯域内に入った場合でも共振によりガルバノメータ
スキャナの回転軸に振動が発生する前に動作周波数が共
振周波数帯域の外に調整されるため、共振による回転軸
の振動は抑制され、加工速度の低下を最小限に抑えるこ
とになる。
【0050】上記レーザ加工装置100では、整定時間
調整部52は、順次3つの所定位置での動作周波数が共
振周波数帯域内に入るときに、3番目の所定位置での整
定時間を動作周波数が共振周波数帯域内に入らないよう
に延長するため、ガルバノメータスキャナが共振しなく
なる。このように、ガルバノメータスキャナの共振を気
にする必要がなくなるから、ガルバノメータスキャナの
走査速度を高速に設定することができ、高精度な位置合
わせを高速に行うことができるので生産性が向上する。
【0051】上記実施の形態1では、順次3つの所定位
置での動作周波数が共振周波数帯域内に入るときに、3
番目の所定位置での整定時間を調整するように説明した
が、動作周波数が共振周波数帯域内に入る全ての所定位
置での整定時間を調整するようにしてもよい。
【0052】また、上記実施の形態1では、整定時間を
調整するときに、整定時間Ts’=Ts+ΔTsのよう
に遅くするように説明したが、整定時間Ts’=Ts−
ΔTsのように短くするようにしてもよい。この場合の
延長時間ΔTsは、 ΔTs=(fl−fh)/(fh×fl) (または、ΔTs=1/(fh−f) となる(図6参照)。
【0053】実施の形態2.図7に、この発明の実施の
形態2のレーザ加工装置のブロック図を示す。このレー
ザ加工装置200は、コンピュータ21と、D/A変換
器25と、A/D変換器30と、スキャナドライブ回路
27と、ガルバノメータスキャナ11と、回転軸13
と、スキャンミラー15からなる。ガルバノメータスキ
ャナ11は、回転軸13の回転角度を検出する角度検出
器11aが内蔵されている。
【0054】コンピュータ21は、指令データをD/A
変換器25へ送る。D/A変換器25は、指令データを
アナログ電圧である指令信号201に変換してスキャナ
ドライブ回路27へ送る。スキャナドライブ回路27
は、指令信号201を駆動電流に変換してガルバノメー
タスキャナ11へ送る。ガルバノメータスキャナ11
は、駆動電流により回転軸13を回転させる。これによ
り、回転軸13の先端に取り付けられたスキャンミラー
15が回転する。
【0055】また、コンピュータ21は、指令信号20
1と同期したレーザ発振トリガ信号を図示しないレーザ
発振器に出力する。そのレーザ発振器は、レーザ発振ト
リガ信号を受信したときに、レーザビームを発振してス
キャンミラー15に照射する。これにより、レーザビー
ムはスキャンミラー15の角度で決まる被加工物上の所
定位置に照射され、レーザ加工を行う。
【0056】ガルバノメータスキャナ11の角度検出器
11aは、回転軸13の回転角度を検出してスキャナド
ライブ回路27へ送る。スキャナドライブ回路27は、
指令信号201と回転軸13の回転角度との差から被加
工物上での所定位置に対する偏差に相当する位置偏差信
号206を取り出し、A/D変換器30を介してコンピ
ュータ21へ送る。
【0057】なお、動作周波数fが共振周波数f0 に等
しくなってガルバノメータスキャナ11が共振すると、
その振動により位置偏差信号206が、図9(a)に示
すように、次第に振動的となっていく。このため、大き
な位置偏差が生じている(ガルバノメータスキャナ11
の振動が大きい)タイミングでレーザ発振トリガ信号が
発生されるので、加工位置精度が低下する。そこで、実
施の形態2では、コンピュータ21に予め偏差量ΔXを
設定しておき、位置偏差信号206がこの偏差量ΔX以
上のときはその所定位置での整定時間Tsを調整する。
【0058】図8に、レーザ加工装置200の動作のフ
ローチャートを示す。ステップS31では、所定位置カ
ウンタi=1とする。ステップS32では、コンピュー
タ21は指令データを出力し、D/A変換器25は指令
信号201を出力し、スキャンドライブ回路27は駆動
電流を出力し、ガルバノメータスキャナ11は回転軸1
3を回転させる。ステップS33では、ガルバノメータ
スキャナ11の角度検出器11aは回転軸13の回転角
度を検出し、スキャナドライブ回路27は指令信号20
1と回転軸13の回転角度との差から被加工物上での所
定位置に対する偏差に相当する位置偏差信号206を取
り出し、A/D変換器30を介してコンピュータ21へ
送る。
【0059】ステップS34では、コンピュータ21
は、位置偏差信号206が偏差量ΔX未満かを判定す
る。位置偏差信号206が偏差量ΔX未満ならばステッ
プS36に進む。位置偏差信号206が偏差量ΔX以上
ならばステップS35に進む。ステップS35では、整
定時間Tsを少しだけ遅くして上記ステップS33に戻
る。これにより、位置偏差信号206が偏差量ΔX未満
になるまでステップS33〜ステップS35が繰り返さ
れる。
【0060】このように、ステップS35で整定時間T
sを遅くすることにより、ガルバノメータスキャナ11
の共振による振動により位置偏差信号206が振動的と
なっても、図9(b)に示すように、位置偏差信号20
6が偏差量ΔX未満(ガルバノメータスキャナ11の振
動が少ない)になるタイミングでレーザ発振トリガ信号
が発生される。図中のT’は、整定時間Ts調整後の動
作周期である。
【0061】ステップS36では、コンピュータ21は
指令信号201と同期したレーザ発振トリガ信号をレー
ザ発振器に出力する。ステップS37では、レーザ発振
器は、レーザビームを発振してスキャンミラー15に照
射し、スキャンミラー15の角度で決まる被加工物上の
所定位置でレーザ加工を行う。
【0062】ステップS38では、所定位置カウンタi
がMに達した否かを判定する。所定位置カウンタiがM
に達したなら動作を終了する。所定位置カウンタiがM
に達していないならステップS39に進む。なお、Mは
所定位置数であり、所定位置カウンタiがMに達したと
きは、全ての所定位置に対してレーザ加工が終了したこ
ととなる。ステップS39では、調整した整定時間Ts
を元にに戻す。ステップS40では、所定位置カウンタ
iを増やして動作を上記ステップS32に戻す。これに
より、各所定位置に対してステップS32からステップ
S40までの動作を繰り返すこととなる。
【0063】上記レーザ加工装置200では、コンピュ
ータは、位置偏差信号206が偏差量ΔX未満になるま
で整定時間を遅らせるため、ガルバノメータスキャナが
共振してもその振動が少ないときにレーザ加工が行われ
る。このように、ガルバノメータスキャナが共振しても
その振動の影響を受けにくくなるから、走査速度を高速
に設定することができ、高精度な位置合わせを高速に行
うことができるので生産性が向上する。
【0064】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明によるレーザ加工方法によれば、ガルバノメータスキ
ャナの動作周波数が共振周波数帯域内に入るときに整定
時間を調整(例えば遅く)してガルバノメータスキャナ
が共振しないようにすることが可能となるため、走査時
間を高速に設定するでき、高精度な位置合わせを高速に
行うことができるので生産性が向上する。
【0065】つぎの発明によるレーザ加工方法によれ
ば、順次3つの所定位置での動作周波数が共振周波数帯
域内に入るときに3番目の所定位置での整定時間を調整
(例えば遅く)してガルバノメータスキャナが共振しな
いようにすることが可能となるため、走査時間を高速に
設定するでき、高精度な位置合わせを高速に行うことが
できるので生産性が向上する。また、動作周波数が共振
周波数帯域内に入る全ての所定位置の整定時間を調整し
ないため、加工時間の延長を最小限に抑えることが可能
となる。
【0066】つぎの発明によるレーザ加工方法によれ
ば、位置偏差信号が予め設定した偏差量未満になるまで
整定時間を遅らせることによりガルバノメータスキャナ
が共振してもその振動が少ないときにレーザ加工を行う
ことが可能となるため、走査時間を高速に設定するで
き、高精度な位置合わせを高速に行うことができるので
生産性が向上する。
【0067】つぎの発明によるレーザ加装置によれば、
ガルバノメータスキャナの動作周波数が共振周波数帯域
内に入るときに整定時間を調整(例えば遅く)してガル
バノメータスキャナが共振しないようにすることが可能
となるため、走査時間を高速に設定するでき、高精度な
位置合わせを高速に行うことができるので生産性が向上
する。
【0068】つぎの発明によるレーザ加工装置によれ
ば、順次3つの所定位置での動作周波数が共振周波数帯
域内に入るときに3番目の所定位置での整定時間を調整
(例えば遅く)してガルバノメータスキャナが共振しな
いようにすることが可能となるため、走査時間を高速に
設定するでき、高精度な位置合わせを高速に行うことが
できるので生産性が向上する。また、動作周波数が共振
周波数帯域内に入る全ての所定位置の整定時間を調整し
ないため、加工時間の延長を最小限に抑えることが可能
となる。
【0069】つぎの発明によるレーザ加工装置によれ
ば、位置偏差信号が予め設定した偏差量未満になるまで
整定時間を遅らせることによりガルバノメータスキャナ
が共振してもその振動が少ないときにレーザ加工を行う
ことが可能となるため、走査時間を高速に設定するで
き、高精度な位置合わせを高速に行うことができるので
生産性が向上する。
【0070】つぎの発明によるコンピュータ読み取り可
能な記録媒体によれば、この発明のレーザ加工方法をコ
ンピュータを用いて容易に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1に係るレーザ加工装置の概略構
成を示すブロック図である。
【図2】 図1に示したレーザ加工装置の動作を示すフ
ローチャートである。
【図3】 図1に示したレーザ加工装置の動作を示すフ
ローチャートである。
【図4】 実施の形態1に係る連続した所定位置を示す
説明図である。
【図5】 この発明による指令信号の例を示す説明図で
ある。
【図6】 実施の形態1に係る延長時間の算出方法を示
す説明図である。
【図7】 実施の形態2に係るレーザ加工装置の概略構
成を示すブロック図である。
【図8】 図7に示したレーザ加工装置の動作を示すフ
ローチャートである。
【図9】 実施の形態2に係る位置偏差信号の例を示す
説明図である。
【図10】 従来におけるレーザ加工装置の概略構成を
示すブロック図である。
【図11】 従来における指令信号の例を示す説明図で
ある。
【図12】 ガルバノメータスキャナの周波数特性を示
す説明図である。
【符号の説明】
100 レーザ加工装置、21 コンピュータ、52
整定時間調整部、25,26 D/A変換器、27,2
8 スキャンドライブ回路、11,12 ガルバノメー
タスキャナ、13,14 回転軸、15,16 スキャ
ンミラー、H被加工物。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザビームをガルバノメータスキャナ
    により被加工物上の多数の所定位置に対して、順次移
    動、静止を繰り返すことで各所定位置に位置合わせして
    加工を行うレーザ加工方法において、 レーザビームの移動時間と整定時間から算出されるガル
    バノメータスキャナの動作周波数がガルバノメータスキ
    ャナ固有の共振周波数帯域内に入るときは、その所定位
    置での動作周波数が前記共振周波数帯域内に入らないよ
    うにその所定位置での設定時間を調整することを特徴と
    するレーザ加工方法。
  2. 【請求項2】 レーザビームをガルバノメータスキャナ
    により被加工物上の多数の所定位置に対して、順次移
    動、静止を繰り返すことで各所定位置に位置合わせして
    加工を行うレーザ加工方法において、 レーザビームの移動時間と整定時間から算出されるガル
    バノメータスキャナの動作周波数が順次3つの所定位置
    でガルバノメータスキャナ固有の共振周波数帯域内に入
    るときは、3番目の所定位置での動作周波数が前記共振
    周波数帯域内に入らないようにその3番目の所定位置で
    の設定時間を調整することを特徴とするレーザ加工方
    法。
  3. 【請求項3】 レーザビームをガルバノメータスキャナ
    により被加工物上の多数の所定位置に対して、順次移
    動、静止を繰り返すことで各所定位置に位置合わせして
    加工を行うレーザ加工方法において、 ガルバノメータスキャナのガルバノミラーの回転角度を
    検出し、指令信号と前記回転角度に基づいて所定位置で
    の位置偏差信号を求め、前記位置偏差信号が予め設定し
    た偏差量未満になるまでその所定位置での整定時間を延
    長することを特徴とするレーザ加工方法。
  4. 【請求項4】 レーザビームをガルバノメータスキャナ
    により被加工物上の多数の所定位置に対して、順次移
    動、静止を繰り返すことで各所定位置に位置合わせして
    加工を行うレーザ加工装置において、 レーザビームの移動時間と整定時間からガルバノメータ
    スキャナの動作周波数を算出する動作周波数算出手段
    と、 前記動作周波数がガルバノメータスキャナ固有の共振周
    波数帯域内に入るときはその所定位置での動作周波数が
    前記共振周波数帯域内に入らないようにその所定位置で
    の整定時間を調整する時間調整手段と、 を具備したことを特徴とするレーザ加工装置。
  5. 【請求項5】 レーザビームをガルバノメータスキャナ
    により被加工物上の多数の所定位置に対して、順次移
    動、静止を繰り返すことで各所定位置に位置合わせして
    加工を行うレーザ加工装置において、 レーザビームの移動時間と整定時間からガルバノメータ
    スキャナの動作周波数を算出する動作周波数算出手段
    と、 順次3つの所定位置での動作周波数がガルバノメータス
    キャナ固有の共振周波数帯域内に入るときは3番目の所
    定位置での動作周波数が前記共振周波数帯域内に入らな
    いようにその3番目の所定位置での整定時間を調整する
    時間調整手段と、 を具備したことを特徴とするレーザ加工装置。
  6. 【請求項6】 レーザビームをガルバノメータスキャナ
    により被加工物上の多数の所定位置に対して、順次移
    動、静止を繰り返すことで各所定位置に位置合わせして
    加工を行うレーザ加工装置において、 ガルバノメータスキャナのガルバノミラーの回転角度を
    検出する角度検出手段と、 指令信号と前記回転角度に基づいて各所定位置での位置
    偏差信号を求める位置偏差算出手段と、 前記位置偏差信号が予め設定した偏差量未満になるまで
    その所定位置での整定時間を延長する時間調整手段と、 を具備したことを特徴とするレーザ加工装置。
  7. 【請求項7】 請求項1〜3のいずれか一つに記載のレ
    ーザ加工方法をコンピュータで実行させるためのプログ
    ラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り
    可能な記録媒体。
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