JP2001038479A - レーザー加工装置とレーザー加工方法 - Google Patents

レーザー加工装置とレーザー加工方法

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JP2001038479A
JP2001038479A JP11212288A JP21228899A JP2001038479A JP 2001038479 A JP2001038479 A JP 2001038479A JP 11212288 A JP11212288 A JP 11212288A JP 21228899 A JP21228899 A JP 21228899A JP 2001038479 A JP2001038479 A JP 2001038479A
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JP
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processing
light
laser
work
irradiation unit
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JP11212288A
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English (en)
Inventor
Shiroyasu Ota
城裕 大田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂材料などの加工深さを精密に制御できる
レーザー加工装置を提供する。 【解決手段】 レーザー光照射ユニット1と、検知用光
照射ユニット2と、レーザー光照射ユニット1から照射
されるレーザー光と検知用光照射ユニット2から照射さ
れる検知用光を合成して合成光とする合成レンズ3と、
合成光を集光して加工ワーク5の所定ポイントに焦点を
合わせ加工ワーク5を加工する集光レンズ4と、加工ワ
ーク5を透過する透過光を検知する検知センサ6と、検
知センサ6で検知された透過光の透過エネルギが基準値
を超えた時、加工を終了し、加工ワーク5の次のポイン
トの加工を開始することにより連続加工するよう制御す
るコントロールユニット7を備えたレーザー加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー加工装置
とレーザー加工方法、特に合成樹脂材料をレーザー光で
加工するレーザー加工装置とレーザー加工方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】レーザー加工装置とレーザー加工方法に
関する従来技術として特開平10−85966号公報が
ある。以下に、この従来技術を説明する。
【0003】前記公報の記載によれば、この従来技術
は、レーザービームをウッド材料の固定担体層と軟らか
い発泡層と表面層としての薄いTPO(熱可塑性ポリオレフ
ィン)からなる複合材料に照射すると、固体担体層と少
しの発泡層を除去することができる。次に、残ったTPO
シートと発泡層の一部を透過してきたレーザービームを
センサで検知する。センサで検知されたレーザービーム
の積分値があらかじめ決定されたコンパレータ値に達す
ると、レーザーの照射を終了する。このステップによ
り、予定の深さの切込みの入った複合材料を得ることが
できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術の
場合、材料の除去を実行するレーザービームを、切り残
し板厚の検知にも共通に利用しているので、検知するこ
とができる板厚が薄い板厚に制限される(たとえば、
0.3mm以下の板厚)という問題が発生する。
【0005】本発明は、上記の問題を解決するために、
加工用レーザー光と検知用光を別々に備えたレーザー加
工装置とレーザー加工方法を提供することを目的にした
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、レーザー光照射ユニットと、
検知用光照射ユニットと、前記レーザー光照射ユニット
から照射されるレーザー光と前記検知用光照射ユニット
から照射される検知用光を合成して合成光とする合成レ
ンズと、前記合成光を集光して加工ワークの所定ポイン
トに焦点を合わせ前記加工ワークを加工する集光レンズ
と、前記加工ワークを透過する透過光を検知する検知セ
ンサと、前記検知センサで検知された透過光の透過エネ
ルギが基準値を超えた時前記加工を終了し前記加工ワー
クの次のポイントの加工を開始することにより連続加工
するよう制御するコントロールユニットを備えたことを
特徴とするレーザー加工装置である。
【0007】前述の目的を達成するために、請求項2の
発明は、請求項1のレーザー加工装置において、前記検
知用光が加工ワークの材質に合わせて選定されることを
特徴とするレーザー加工装置である。
【0008】前述の目的を達成するために、請求項3の
発明は、レーザー光照射ユニットからレーザー光を照射
し、検知用光照射ユニットから検知用光を照射し、前記
レーザー光と前記検知用光を合成して合成光とし、前記
合成光を集光して加工ワークの所定ポイントに焦点を合
わせ前記加工ワークを加工し、前記加工ワークから透過
した透過光を検知センサで検知し、前記検知センサで検
知された透過光の透過エネルギが基準値を超えた時前記
ポイントの加工を終了し前記加工ワークの次のポイント
の加工を開始することにより連続加工するようにしたこ
とを特徴とするレーザー加工方法である。
【0009】
【発明の実施形態】本発明の第1実施形態を図1および
図2に基づき説明する。図1は、本発明の実施形態の構
成図である。図2は、本発明の実施形態の透過エネルギ
と切り残し板厚の関係を表す図である。図1において、
レーザー光照射ユニット1から合成レンズ3にレーザー
光を照射する。レーザー光として、YAGレーザーやCO2レ
ーザーなどが利用される。検知用光照射ユニット2から
同じく合成レンズ3に検知光を照射する。検知光は、レ
ーザーにより加工された加工ワークの切り残し板厚を検
知する目的のものである。加工用レーザー光とは別の波
長の検知用光を利用することができるので、選択の自由
度が大きい。
【0010】検知光は、加工ワークの材質などに合わせ
て選定することができる。たとえば、加工ワークがイン
ストルメントパネルの表皮であって、その材質が塩ビや
ウレタンなどの場合、検知光として、近赤外線が利用さ
れる。たとえば、検知用光として近赤外線を利用する
と、加工ワークの材料の種類や同一材料でも顔料などの
添加成分が付加されていても、透過光の透過エネルギが
大きいため、加工ワークの加工深さを精密に制御するこ
とができる。
【0011】レーザー光照射ユニット1から照射された
レーザー光と検知用光照射ユニット2から照射された検
知光は合成レンズ3で合成され合成光をつくる。
【0012】次に、集光レンズ4は、合成光を集光して
加工ワーク5の所定ポイントに焦点を合わせ、加工ワー
ク5を加工する。
【0013】加工ワーク5に合成光を照射すると、図2
に示すように、加工ワーク5の切り残し板厚に応じて加
工ワーク5を透過した透過エネルギが検知センサ6によ
り検知される。透過光の透過エネルギは、加工ワークの
切り残し板厚にほぼ反比例するので、透過エネルギを計
測することにより、加工ワークの切り残し板厚を任意に
制御することができる。
【0014】検知センサ6で検知された透過光の透過エ
ネルギが基準値を超えた時、すなわち加工ワーク5に予
定の切込みが入ったとき、加工を終了する。加工ワーク
5の次のポイントの加工を開始することにより連続加工
をする。
【0015】コントロールユニット7は、検知センサ6
で検知された透過光の透過エネルギが基準値を超えたか
否かを判断し、超えたとき加工を終了し、加工ワーク5
の次のポイントの加工を開始することにより連続加工制
御を可能とする。
【0016】加工用レーザー光とは別の検知用光を照射
するレーザー加工装置であるので、検知センサの選択の
自由度の大きいレーザー加工装置を提供することができ
るという優れた効果を奏する。
【0017】加工用レーザー光とは別の検知用光を照射
するレーザー加工装置であるので、自動車の助手席エア
バッグ用インストルメントパネルなどの加工ワークの加
工深さを精密に制御するレーザー加工装置を提供するこ
とができるという優れた効果を奏する。
【0018】加工用レーザー光とは別の検知用光を照射
するレーザー加工装置であるので、検知用光を適宜選択
することにより厚い板厚(たとえば、1mm)の寸止め
加工も可能なレーザー加工装置を提供することができる
という優れた効果を奏する。
【0019】加工用レーザー光とは別の検知用光を照射
するレーザー加工装置であるので、使用目的に合わせて
安価な検知センサが使用できたり、高感度センサを使用
することにより高精度加工を実現できるレーザー加工装
置を提供することができるという優れた効果を奏する。
【0020】検知用光が加工ワーク5の材質に合わせて
選定されるレーザー加工装置であるので、前記の効果に
加えて、加工ワークの材料の種類や同一材料でも顔料な
どの添加成分が付加されていても、加工ワークの加工深
さを精密に制御するレーザー加工装置を提供することが
できるという優れた効果を奏する。
【0021】加工用レーザー光と検知用光を別々に備え
たレーザー加工方法であるので、自動車の助手席エアバ
ッグ用インストルメントパネルなどの加工ワークの加工
深さを精密に制御する方法を提供することができるとい
う優れた効果を奏する。
【0022】
【発明の効果】請求項1の発明は、レーザー光照射ユニ
ットと、検知用光照射ユニットと、前記レーザー光照射
ユニットから照射されるレーザー光と前記検知用光照射
ユニットから照射される検知用光を合成して合成光とす
る合成レンズと、前記合成光を集光して加工ワークの所
定ポイントに焦点を合わせ前記加工ワークを加工する集
光レンズと、前記加工ワークを透過する透過光を検知す
る検知センサと、前記検知センサで検知された透過光の
透過エネルギが基準値を超えた時前記加工を終了し前記
加工ワークの次のポイントの加工を開始することにより
連続加工するよう制御するコントロールユニットを備え
たことを特徴とするレーザー加工装置であるので、加工
ワークの加工深さを精密に制御する装置を提供すること
ができるという優れた効果を奏する。
【0023】請求項2の発明は、請求項1のレーザー加
工装置において、前記検知用光が加工ワークの材質に合
わせて選定されることを特徴とするレーザー加工装置で
あるので、前記の効果に加えて、加工ワークの材料の種
類や同一材料でも顔料などの添加成分が付加されていて
も、加工ワークの加工深さを精密に制御するレーザー加
工装置を提供することができるという優れた効果を奏す
る。
【0024】請求項3の発明は、レーザー光照射ユニッ
トからレーザー光を照射し、検知用光照射ユニットから
検知用光を照射し、前記レーザー光と前記検知用光を合
成して合成光とし、前記合成光を集光して加工ワークの
所定ポイントに焦点を合わせ前記加工ワークを加工し、
前記加工ワークから透過した透過光を検知センサで検知
し、前記検知センサで検知された透過光の透過エネルギ
が基準値を超えた時前記ポイントの加工を終了し前記加
工ワークの次のポイントの加工を開始することにより連
続加工するようにしたことを特徴とするレーザー加工方
法であるので、加工ワークの加工深さを精密に制御する
方法を提供することができるという優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の構成図を示す。
【図2】本発明の実施形態の透過エネルギと切り残し板
厚の関係を表す図を示す。
【符号の説明】
1……レーザー光照射ユニット 2……検知用光照射ユニット 3……合成レンズ 4……集光レンズ 5……加工ワーク 6……検知センサ 7……コントロールユニット

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー光照射ユニットと、検知用光照
    射ユニットと、前記レーザー光照射ユニットから照射さ
    れるレーザー光と前記検知用光照射ユニットから照射さ
    れる検知用光を合成して合成光とする合成レンズと、前
    記合成光を集光して加工ワークの所定ポイントに焦点を
    合わせ前記加工ワークを加工する集光レンズと、前記加
    工ワークを透過する透過光を検知する検知センサと、前
    記検知センサで検知された透過光の透過エネルギが基準
    値を超えた時前記加工を終了し前記加工ワークの次のポ
    イントの加工を開始することにより連続加工するよう制
    御するコントロールユニットを備えたことを特徴とする
    レーザー加工装置。
  2. 【請求項2】 請求項1のレーザー加工装置において、
    前記検知用光が加工ワークの材質に合わせて選定される
    ことを特徴とするレーザー加工装置。
  3. 【請求項3】 レーザー光照射ユニットからレーザー光
    を照射し、検知用光照射ユニットから検知用光を照射
    し、前記レーザー光と前記検知用光を合成して合成光と
    し、前記合成光を集光して加工ワークの所定ポイントに
    焦点を合わせ前記加工ワークを加工し、前記加工ワーク
    から透過した透過光を検知センサで検知し、前記検知セ
    ンサで検知された透過光の透過エネルギが基準値を超え
    た時前記ポイントの加工を終了し前記加工ワークの次の
    ポイントの加工を開始することにより連続加工するよう
    にしたことを特徴とするレーザー加工方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6680459B2 (en) 2001-06-22 2004-01-20 Nippei Toyama Corporation Laser beam machining apparatus and laser beam machining method
US7767930B2 (en) * 2005-10-03 2010-08-03 Aradigm Corporation Method and system for LASER machining
CN104903044A (zh) * 2013-01-11 2015-09-09 伊雷克托科学工业股份有限公司 激光脉冲能量控制系统及方法
EP3357628A1 (en) * 2012-10-19 2018-08-08 IPG Photonics Corporation Laser welding gun

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