JP2003311450A - ３次元レーザ加工データ作成方法と同データ作成プログラム及び同データ作成プログラムを記録した媒体並びに同加工方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３次元レーザ加工において、未熟練者であっ
ても３次元加工制御用データ作成とレーザ加工を正確か
つ容易に行える方法と装置の実現を図る。 【解決手段】 被加工物１の立体形状と加工形状とを含
む３次元形状データ、加工パラメータとレーザ照射臨界
角を含む加工の条件をコンピュータに入力する。コンピ
ュータは、これらのデータ及び条件に基づきレーザ照射
可能面を決定し、不可面については被加工物の姿勢変更
処理と再度のレーザ照射可能面の探索を行い、加工対象
面を同一の位置姿勢において一括して加工処理可能な同
時レーザスキャン加工群ＬＧ１，ＬＧ２，ＬＧ３に分割
し、同時レーザスキャン加工群毎に加工するため、被加
工物表面とレーザスキャン加工手段との相対位置姿勢を
制御する制御用データ及びレーザスキャン加工用データ
を生成し、出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元物体のレー
ザスキャン加工における３次元レーザ加工データ作成方
法と同データ作成プログラム及び同データ作成プログラ
ムを記録した媒体並びに同加工方法及び装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、立体形状を有する被加工物に
対して３次元レーザスキャンによる立体的な加工を行う
ための加工制御用データ作成は、被加工物の２次元モデ
ル図面とレーザ用２次元加工図面に基づき作業者の手作
業で行われている。また、３次元レーザ加工方法及び加
工装置の例として、紫外線硬化性の液状樹脂にレーザ光
を照射して立体形状物を造形する光造形方法及び装置が
知られている。この光造形における加工用データ作成
は、被加工物のモデルを２次元のスライスへと変換する
のみのものであり、加工装置は、２次元制御による操作
を繰り返して行うものである。

【０００３】また、上記例とは別に、従来から、立体形
状を有する被加工物に立体的な機械加工を行うＮＣ工作
機械が知られているが、ツール（工具）交換の頻度を小
さくする目的に、ツール毎に加工面を分解して加工用デ
ータを作成するものである（例えば、特開２００１−７
５６２４号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな被加工物の２次元モデル図面とレーザ用２次元加工
図面に基いて作業者の手作業により３次元加工制御用デ
ータ作成を行う場合、正確かつ効率的にこの作業を行う
ためには、作業者にかなりの熟練度が要求される。さら
には、手作業によるデータ作成では作業時間の短縮に限
界がある。そのため、人的リソースと作業時間の不足に
より、多品種短納期製品や多種類の開発試作には、対応
できないという問題がある。

【０００５】本発明は、上記の課題を解消するものであ
って、作業者が加工条件を入力することで、３次元ＣＡ
Ｄで作成された被加工物のモデルに基づいて自動的にレ
ーザの照射位置や被加工物の姿勢角度等の制御用データ
が生成され、未熟練者であっても正確かつ容易に３次元
加工制御用データを生成することが可能となるデータ作
成方法と同データ作成プログラム及び同データ作成プロ
グラムを記録した媒体並びに同加工方法及び装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、請求項１の発明は、立体形状を有する被加工物に
レーザスキャン加工手段からのレーザを照射することに
より被加工物を３次元レーザ加工するためのデータをコ
ンピュータを用いて作成するデータ作成方法において、
被加工物の３次元形状データ及び加工パラメータを入力
する入力過程と、前記により入力されたデータ及びパラ
メータに基づいて生成されたレーザ加工部分に対するレ
ーザの基準照射位置及び角度を指定するレーザ照射基準
位置角度指定過程と、前記により指定されたレーザ照射
基準位置角度にて一括して加工ができる部分を指定する
同時レーザスキャン加工群指定過程と、前記により指定
されたレーザ照射基準位置角度になるように被加工物表
面とレーザスキャン加工手段との相対位置姿勢を制御す
る制御用データを生成する制御用データ生成過程と、前
記により指定された同時レーザスキャン加工群のレーザ
スキャン加工用データを生成する加工用データ生成過程
と、前記により生成した制御用データ及び加工用データ
を出力するデータ出力過程とを有するものである。

【０００７】上記の３次元レーザ加工データ作成方法に
おいては、被加工物の３次元形状データ及び加工パラメ
ータに基づいて生成されたレーザ加工部分に対してレー
ザの基準照射位置及び角度を作業者が指定することによ
り、そのレーザ照射基準位置角度において一括して加工
ができる部分である同時レーザスキャン加工群をコンピ
ュータが決定することができる。これらは、次のように
行われる。作業者は、入力過程において被加工物の立体
形状と加工パターン関連の加工形状、被加工物の加工条
件関連の条件データを含む３次元形状データ及び加工パ
ラメータをコンピュータに入力する。また、作業者は、
レーザ照射基準位置角度指定過程において、レーザスキ
ャンエリア、被加工物の初期位置条件（座標原点）、レ
ーザ照射臨界角を含むレーザスキャン加工手段の条件を
指定する。そして、同時レーザスキャン加工群指定過程
において、上記のデータ及び条件に基づいて、コンピュ
ータが、レーザ照射方向に対するレーザ照射不可面の探
索、被加工物の姿勢変更処理と再度のレーザ照射不可面
の探索を行い、被加工物の加工対象面を同時スキャン加
工群に分割する。

【０００８】さらに、作業者は、前記により指定したレ
ーザ照射基準位置角度になるように被加工物表面とレー
ザスキャン加工手段との相対位置姿勢を制御する制御用
データと前記により指定された同時レーザスキャン加工
群を加工するためのレーザスキャン加工用データの生
成、及びこれらのデータの出力をコンピュータを用いて
自動処理により行わせ、３次元レーザ加工データを作成
することができる。

【０００９】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の３次元レーザ加工データ作成方法において、前記加工
用データ及び制御用データの生成後に、総加工時間及び
加工時間内訳を求めるシミュレーションを実行する過程
と、そのシミュレーション実行結果に基づきデータの評
価を行うと共に、加工パラメータ修正を行い、再度前記
レーザ照射基準位置角度指定過程以下の過程を実行し、
制御用データ及び加工用データを生成するものである。
この方法においては、実際の加工を行うことなく容易に
最適な３次元レーザ加工データを得ることができる。

【００１０】また、請求項３の発明は、立体形状を有す
る被加工物にレーザスキャン加工手段からのレーザを照
射することにより被加工物を３次元レーザ加工するため
のデータを作成する処理をコンピュータに実行させるた
めのプログラムにおいて、被加工物の３次元形状データ
及び加工パラメータを入力する入力手順と、前記により
入力されたデータ及びパラメータに基づいて生成された
レーザ加工部分に対するレーザの基準照射位置及び角度
を指定するレーザ照射基準位置角度指定手順と、前記に
より指定されたレーザ照射基準位置角度にて一括して加
工ができる部分を設定する同時レーザスキャン加工群指
定手順と、前記により指定されたレーザ照射基準位置角
度になるように被加工物表面とレーザスキャン加工手段
との相対位置姿勢を制御する制御用データを生成する制
御用データ生成手順と、前記により指定された同時レー
ザスキャン加工群のレーザスキャン加工用データを生成
する加工用データ生成手順と、前記により生成した制御
用データ及び加工用データを出力するデータ出力手順と
をコンピュータに実行させるものである。

【００１１】また、請求項４の発明は、請求項３に記載
の３次元レーザ加工データ作成プログラムを記録させた
コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

【００１２】また、請求項５の発明は、立体形状を有す
る被加工物にレーザスキャン加工手段からのレーザを照
射することにより被加工物を３次元レーザ加工する方法
において、コンピュータにより、被加工物の３次元形状
データに基づき、同時にレーザスキャン加工する複数の
同時レーザスキャン加工群に分割し、この分割された同
時レーザスキャン加工群のそれぞれについて、被加工物
表面とレーザスキャン加工手段との相対位置姿勢の制御
用データ及びレーザスキャン加工用データを予め生成し
ておき、前記同時レーザスキャン加工群のいずれか１群
毎に、前記生成した制御用データに基づき、被加工物表
面とレーザスキャン加工手段との相対位置姿勢を制御す
ると共に、前記生成したレーザスキャン加工用データに
基づき、前記レーザスキャン加工手段によるレーザスキ
ャン加工を行い、このレーザスキャン加工を繰り返すこ
とによって被加工物にレーザスキャン加工を施すもので
ある。

【００１３】上記３次元レーザ加工方法においては、被
加工物の加工対象領域を複数の同時レーザスキャン加工
群に分割し、それぞれの同時レーザスキャン加工群につ
いて、被加工物の姿勢の制御用データ及びレーザスキャ
ン加工用データを生成しておき、これらのデータに基づ
き、各同時レーザスキャン加工群毎に繰り返して被加工
物の姿勢制御とレーザスキャン加工を行うことができ
る。この方法によると、加工対象領域を加工条件や制御
条件毎に同時レーザスキャン加工群として分割して処理
できるため、加工時間と加工品質を最適化して処理を行
うことができる。

【００１４】また、請求項６の発明は、請求項５に記載
の３次元レーザ加工方法において、同時レーザスキャン
加工可能なスキャンエリアと焦点深度に基づいて同時レ
ーザスキャン加工群を決定するものである。この３次元
レーザ加工方法においては、大きな被加工物に対しては
エリア分割をして、そして、高低差の大きな被加工物に
対しては焦点深度による分割をして同時レーザスキャン
加工群を決定することができるため、広範囲の形状の被
加工物に対応することができる。

【００１５】また、請求項７の発明は、請求項５に記載
の３次元レーザ加工方法において、被加工物の３次元形
状データにレーザ照射角度によるレーザエネルギーの吸
収率変動に関係するデータを付加しておき、これらの吸
収率に関係するデータとレーザ照射角度により、同時レ
ーザスキャン加工に不適な部分を判断するものである。
この３次元レーザ加工方法においては、加工条件として
レーザエネルギーの吸収率を考慮して同時レーザスキャ
ン加工群への分割ができるため、加工時間と加工品質を
最適化して処理を行うことができる。

【００１６】また、請求項８の発明は、請求項５に記載
の３次元レーザ加工方法において、被加工物の３次元形
状データに含まれる公差に基づいて加工スピード重視若
しくは品質重視を選択し、被加工物の３次元形状データ
と前記選択とに応じて同時レーザスキャン加工群の分割
を行うものである。この３次元レーザ加工方法において
は、加工条件として公差を考慮して同時レーザスキャン
加工群への分割ができるため、加工時間と加工品質を最
適化して処理を行うことができる。

【００１７】また、請求項９の発明は、請求項５に記載
の３次元レーザ加工方法において、同時レーザスキャン
加工群が複数あるとき、隣接する他の同時レーザスキャ
ン加工群との境界部分には重ね代を持たせるものであ
る。この３次元レーザ加工方法においては、重ね代を設
けることとしたため、加工の不連続部分の発生を抑える
ことができ加工の信頼性を向上することができる。

【００１８】また、請求項１０の発明は、請求項５に記
載の３次元レーザ加工方法において、レーザスキャン加
工用データは、まず被加工物の表面上における３次元の
加工データが生成され、次に、このデータがレーザスキ
ャン加工手段の加工基準面に投影されることにより２次
元のレーザスキャン加工用データが生成されるものであ
る。この３次元レーザ加工方法においては、レーザスキ
ャン加工手段に適応したデータとして加工用データが生
成されるため、各種のレーザスキャン加工手段を用いる
ことができ、加工時間と加工品質を最適化して処理を行
うことができる。

【００１９】また、請求項１１の発明は、請求項５に記
載の３次元レーザ加工方法において、前記レーザスキャ
ン加工用データ生成において、レーザ照射方向に対する
被加工物の加工面の傾斜度及びレーザスキャン加工方向
との関係において所要レーザ加工幅と加工品質が得られ
るように、レーザスキャン加工用データのレーザ加工パ
ラメータを補正するものである。この３次元レーザ加工
方法においては、加工面の傾斜度及びレーザ照射方向に
ついて自動的にレーザ加工パラメータが補正されて加工
用データが得られるため、加工時間と加工品質を最適化
すると共に被加工物の全体に亘って加工品質を均一化す
ることができる。

【００２０】また、請求項１２の発明は、請求項１１に
記載の３次元レーザ加工方法において、前記補正するレ
ーザ加工パラメータが、レーザ照射ビーム形状及び大き
さ、照射ビームエネルギー、レーザビームスキャン速度
の少なくとも何れかに対応するものである。この３次元
レーザ加工方法においては、これらのレーザ加工パラメ
ータの補正により加工パターン形状、加工速度を制御で
きるため、加工時間と加工品質を最適化すると共に被加
工物の全体に亘って加工品質を均一化することができ
る。

【００２１】また、請求項１３の発明は、請求項５に記
載の３次元レーザ加工方法において、前記レーザスキャ
ン加工用データ生成において、レーザスキャン加工手段
にてレーザを照射する３次元領域内の各照射加工点につ
いて、光学系に起因する位置ずれを補正するレーザスキ
ャン空間位置補正を行うものである。この３次元レーザ
加工方法においては、光学系に起因するレーザスキャン
の位置ずれが補正されるため、被加工物の広範囲に亘っ
て高い加工精度を維持できると共に、被加工物の一括処
理できる領域が広くとれるため被加工物の位置制御にか
かる時間を短縮することができる。

【００２２】また、請求項１４の発明は、立体形状を有
する被加工物にレーザスキャン加工手段からのレーザを
照射することにより被加工物を３次元レーザ加工する装
置において、被加工物の３次元形状データに基づき、被
加工物の加工面について同時にレーザスキャン加工する
部分を一つの群として、複数の群に分割する同時レーザ
スキャン加工群分割手段と、上記分割された同時レーザ
スキャン加工群のそれぞれについて、前記被加工物とレ
ーザスキャン加工手段との相対位置姿勢の制御用データ
及びレーザスキャン加工用データを生成する加工制御デ
ータ生成手段と、被加工物の加工面と前記レーザスキャ
ン加工手段との相対位置姿勢を制御する加工位置姿勢制
御手段と、全体の加工を制御する全体制御手段とを備
え、前記全体制御手段の制御指令に従って、順次、前記
同時レーザスキャン加工群毎に、前記加工位置姿勢制御
手段により、被加工物の加工面の位置姿勢が制御位置決
めされ、前記同時レーザスキャン加工群のレーザスキャ
ン加工用データに基づき前記レーザスキャン加工手段に
より被加工物をレーザスキャン加工するものである。

【００２３】上記の３次元レーザ加工装置においては、
被加工物の３次元形状データに基づいて被加工物の加工
面を同時レーザスキャン加工群分割手段により複数の群
に分割し、各同時レーザスキャン加工群毎に、加工制御
データ生成手段により制御用データ及び加工用データを
生成し、これらのデータに基づき全体制御手段により加
工位置姿勢制御手段とレーザスキャン加工手段を制御し
て被加工物をレーザスキャン加工することとしたため、
一括して加工できる同時レーザスキャン加工群の概念の
もと、加工用データの生成から加工までの一連の処理を
略全自動で行うことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
３次元レーザ加工データ作成方法と同データ作成プログ
ラム及び同データ作成プログラムを記録した媒体につい
て、図１乃至図５を参照して説明する。図面中の共通す
る部材には同一符号を付して重複説明を省略する。本発
明がレーザスキャン加工の対象としている立体形状を有
する被加工物は、図１（ａ）に示されるように、ＭＩＤ
（Molded Interconnect Devise）法により立体回路を形
成するための立体基板である。被加工物１は、樹脂成型
品である立体基板１ａの表面にスパッタリング法により
銅薄膜からなる導電膜１ｂを形成したものである。３次
元レーザスキャン加工では、図１（ｂ）に示されるよう
に、この導電膜１ｂの表面に対して回路パターンＣのデ
ータに基づきレーザ照射とスキャンが行なわれ、この導
電膜の一部を蒸発除去する加工により加工パターンＰが
形成され、加工パターンＰにより分離された回路パター
ンＣが形成される。立体基板１における全ての回路パタ
ーンＣが形成されると立体回路２が完成する。

【００２５】本発明では、立体基板の同一の位置姿勢に
おいて一括してレーザスキャン加工可能な加工パターン
の集合を同時レーザスキャン加工群（以下、加工群）と
定義する。図１（ｂ）において、立体基板１の加工パタ
ーンＰは、上方向から照射されるレーザ（レーザ光）Ｌ
１によってレーザスキャン加工される加工群ＬＧ１、左
側面のレーザ光Ｌ２による加工群ＬＧ２、同じく右側面
のレーザ光Ｌ３による加工群ＬＧ３に分割される。実際
のレーザスキャン加工では、レーザ光源は固定されてお
り、各加工群をレーザ光の方向に向かせるように被加工
物である立体基板の位置姿勢が制御されて行われる。以
下の記述では、レーザ光源は上方にあり、被加工物はレ
ーザ光源下方に水平に置かれているものとする。この一
括してレーザスキャン加工できる加工群の決定は、３次
元レーザ加工における加工時間短縮や加工品質向上にと
って重要な概念である。図中の加工基準面ＶＳ（詳細後
述）は、レーザスキャン加工手段が仮想的に有している
面である。

【００２６】このようなレーザスキャン加工を行うため
には、後述するレーザスキャン加工手段及び加工位置姿
勢制御手段（図２３）を制御して３次元レーザスキャン
加工を効率的に行うために用いられる３次元レーザ加工
制御用データが必要である。このデータには、加工群毎
にレーザスキャン加工を行うためのレーザスキャン加工
用データ（以下、加工用データ）及び被加工物の表面と
レーザスキャン加工手段との相対位置姿勢を制御する制
御用データ（以下、制御用データ）が含まれる。この両
データの作成方法について、図２の立体基板と図３及び
図４のフローチャートとを参照して説明する。図２
（ａ）の被加工物１は、１２個の立体回路を多数個取り
するためのものであり、図２（ｂ）のＩ−Ｉ断面に示す
ように、加工群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５を含んで
おり、加工群Ｇ１は略同一平面上にあり、加工群Ｇ２，
Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５は立体基板１ａに略垂直な面上にあ
る。このような略垂直な面上の導電膜は、図２（ｃ）に
示すように、レーザ光Ｌと導電膜１ｂの面の法線Ｎの方
向のなす角θが９０゜に近く、このままの姿勢ではレー
ザスキャン加工が不可能であり、その加工限界角度を臨
界角度と呼び、通常６０゜が指定される。

【００２７】上記の３次元レーザ加工制御用データは、
以下において説明する手順をコンピュータに実行させる
３次元レーザ加工データ作成プログラムにより作成され
る。また、このデータ作成プログラムを記録させたコン
ピュータ読み取り可能なＣＤやＭＯなどの記録媒体を用
いて、所定の能力を有するコンピュータにプログラムを
移植してデータ作成を行うことができる。また、用いら
れるコンピュータ及びこのデータ作成プログラムは、デ
ータ入出力機器とＧＵＩ（Graphical User Interface）
機能とを備えており、これにより手順の進行状態の確認
と応答操作が可能である。

【００２８】まず、図３に示されるように、入力過程に
おいて、３Ｄ−ＣＡＤ上で作成された立体基板１の３次
元形状データ及び立体基板上１に形成する立体回路の形
状データの両データを入力する被加工物形状データ入力
（Ｓ１）、そして、導電膜について厚さや材質及び導電
膜の下地である立体基板の樹脂材質などの被加工物の加
工条件入力（Ｓ２）が行われる。次に、レーザ照射基準
位置角度指定過程において、レーザの照射臨界角度、有
効照射エリア、焦点深度などのレーザスキャン条件入力
（Ｓ３）、加工位置姿勢制御手段の座標原点及びレーザ
照射の基準位置を入力する加工基準入力（Ｓ４）、及び
加工群に組み入れる対象の領域としての加工エリアを決
める同時スキャン加工エリア設定（Ｓ５）が行われる。
以上のデータ入力の後、同時レーザスキャン加工群指定
過程（Ｓ６）、加工用データ生成過程及び制御用データ
生成過程（Ｓ７）、データ出力過程（Ｓ８）がコンピュ
ータにより行われて３次元レーザ加工制御用データが作
成される。以下に、上記データ入力後の過程（Ｓ６，Ｓ
７，Ｓ８）について説明する。

【００２９】まず、図４を参照して、同時レーザスキャ
ン加工群指定過程（Ｓ６）の詳細を説明する。前記加工
基準入力（Ｓ４）において被加工物である図２の立体回
路が初期位置である水平位置に置かれた状態で加工群指
定が開始され、この状態はコンピュータ画面に表示され
る（Ｓ６１）。コンピュータの画面上には、各手順の進
行状態が表示されている（以下同様）。次に、先行の手
順により設定された加工エリアにおいて立体回路の形状
データの中から加工パターンデータ抜き出しが行われる
（Ｓ６２）。加工パターンデータには、除去すべき導電
膜の面を構成する最小単位の平面を特定する形状、３次
元空間座標値、法線ベクトルが含まれる。３次元座標
は、例えば、レーザ光方向にＺ軸をとり、このＺ軸に直
交する平面上にＸ，Ｙ軸が定義される。また、このＸ，
Ｙ軸は被加工物の姿勢制御のための回転軸としても定義
される。次に、これらの加工パターンデータと被加工物
条件データが照合されて（Ｓ６３）、レーザースキャン
加工が可能かどうかが判断される（Ｓ６４）。このデー
タ照合において、まず、照合される被加工物の面（以
下、被加工面）の法線とレーザ光方向であるＺ軸とのな
す角度が前述の照射臨界角度と比較され、そのなす角度
が照射臨界角度以上であれば加工できないと判断されて
（Ｓ６４でｎｏ）、不適加工群としてメモリに登録され
る（Ｓ６５）。被加工面の法線を用いて表現した場合、
この臨界角度としては通常６０゜が指定される。次に、
法線方向が容認された被加工面について、そのＺ軸上の
位置が前述の加工基準入力（Ｓ４）において入力された
レーザ照射の基準位置のＺ座標値と照合され、両者の差
がレーザの焦点深度以内であれば、この加工面はレーザ
スキャン加工が可能であると判断され（Ｓ６４でｙｅ
ｓ）、加工群Ｇ１に含まれるものとしてメモリに登録さ
れる（Ｓ６６）。また、その差が焦点深度を越えていれ
ば加工不可と判断されて（Ｓ６４でｎｏ）、不適加工群
としてメモリに登録される（Ｓ６５）。この焦点深度の
判断基準としては、例えば＋／−３ｍｍが使われる。次
に、加工エリア内において被加工面の全てが照合したか
どうかが判断されて、未照合の被加工面があれば被加工
物条件データ照合（Ｓ６３）に戻り（Ｓ６７でｎｏ）。
エリア内において被加工面の全てが照合されている場合
（Ｓ６７でｙｅｓ）、不適加工群が存在するかどうか判
断され、存在しなければ加工群指定は終了する（Ｓ６８
でｎｏ）。

【００３０】上記Ｓ６８の判断において、不適加工群が
存在すると判断された場合（Ｓ６８でｙｅｓ）、不適加
工群とされた被加工面の法線がチェックされ（Ｓ６
９）、被加工物を傾ける角度とＺ軸方向の移動する高さ
が算出される（Ｓ７０）。本説明で参照している図２の
被加工物において、略水平の加工群Ｇ１は上述の手順の
中で既に登録されており、加工群Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ
５が残っている。これらの加工群の被加工面は、略垂直
であり、少なくとも３０゜の回転が必要である。図２
（ｂ）におけるＩ−Ｉ断面は、加工群Ｇ１〜Ｇ５につい
て共通であり、従ってＩ−Ｉ断面中央部の回転中心Ｒを
通る被加工物１の長手方向に沿う軸回りに被加工物１を
回転することで、被加工面を所望の方向に向けることが
できる。また、この回転軸回りに被加工物１を回転させ
ると、各被加工面のＺ座標が上下に変動する。このこと
を考慮して上記Ｚ軸方向の高さが算出される（Ｓ７
０）。ここで、反時計回りの回転と上昇させる方向をそ
れぞれ優先して被加工物１の姿勢制御を行うものとす
る。すると、回転角θ２の回転と被加工物１の上移動量
Ｚ２による姿勢変更が行われ（Ｓ７１）、次にレーザパ
ターンデータ抜き出しが行われる（Ｓ６２）。すると、
この後の手順において加工群Ｇ２に含まれるべき被加工
面が加工群Ｇ２に登録される（Ｓ６６）。以下、同様に
して残りの被加工面が全て加工群Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５に登
録され加工群指定が終了する。これにより、全ての被加
工面が同時レーザスキャン加工群に分割されたことにな
る。

【００３１】上記加工用データ生成過程及び制御用デー
タ生成過程（Ｓ７）について以下説明する。これらのデ
ータは各加工群毎に生成される。加工用データは、図５
に示されるように、被加工物１における、レーザスキャ
ン加工のための位置姿勢が定まって加工群として登録さ
れた被加工面上の、加工パターンＰを、レーザスキャン
加工手段が仮想的に有している加工基準面ＶＳに投影し
てできた２次元平面上のレーザスキャンパターンＬＳの
形状データを含んだものである。また、制御用データ
は、注目している被加工面の位置姿勢を得るために被加
工物の位置姿勢を行うのに必要なＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の変
位量及びＸ，Ｙ軸回り回転角を含んだものである。図５
において、Ｘ軸回りの回転θｘとＺ軸方向の変位ΔＺが
示されている。

【００３２】上記各データは、データ出力過程（Ｓ８）
により外部へ出力される。このデータを生成するコンピ
ュータが、オンライン状態でレーザスキャン加工手段及
び加工位置姿勢制御手段と接続されている場合は、オン
ラインによりレーザスキャン加工を行うことができる。
また、この出力されたデータは記録媒体に記録され、後
ほど同じコンピュータにより用いることもできると共
に、別のシステムにおいて利用することもできる。

【００３３】以上３次元レーザスキャン加工データの作
成方法について説明したが、次に本発明の実施形態に係
る３次元レーザ加工方法について、図６乃至図２１を参
照して説明する。３次元レーザ加工方法においては、予
め、被加工物の被加工面を加工群に分割しておき、図６
に示されるように、各加工群について得られた位置姿勢
制御用データＤ１、同じく各加工群について得られた加
工用データＤ２を準備しておく。被加工物は初期位置姿
勢に置かれて加工スタートされる。次に、加工群毎に加
工処理を行うため最初の加工群が指定され（Ｓ１０）、
続いて、位置姿勢制御用データＤ１に基づき被加工物位
置姿勢変更が行われる（Ｓ１１）。次に、加工用データ
Ｄ２に基づきレーザスキャン加工が実行される（Ｓ１
２）。この後、全加工群について加工処理が行われたか
どうか判断され、全ての加工群が処理されていれば３次
元レーザ加工は終了し（Ｓ１３でｙｅｓ）、未処理の加
工群があれば（Ｓ１３でｎｏ）、次の加工群の処理が行
われる（Ｓ１０）。

【００３４】上記加工フローに基づいた加工例を図７に
より説明する。図７における被加工物は、前出の図２に
示される被加工物であり、加工群Ｇ１〜Ｇ５を有してい
る。この例では、加工群Ｇ１から加工群Ｇ５まで順番に
加工処理が行われる。この間に被加工物の位置姿勢は、
位置姿勢の制御用データ（θ及びＺ）である各回転角θ
１〜θ５及び移動量Ｚ１〜Ｚ５に基づいて変更される。
ここで加工群の処理の順番については、後述するように
加工処理のシミュレーションを行って加工時間の最適化
を行うことができる。

【００３５】以下においては、３次元レーザ加工方法に
おける、被加工面の加工群への分割の方法に関するいく
つかの説明がなされる。まず、図８において、レーザ光
Ｌは、図示されないレーザ光源からのレーザ光であり、
ミラーＭとガルバノミラーＧＭによって偏光されて、所
定の範囲の同時スキャンエリアＡを照射する。上記まで
の説明において、一つの同時スキャン加工エリアによっ
て被加工物を覆っている場合の説明がされているが、図
８に示されるように被加工物をいくつかの同時スキャン
加工エリアＡに分けることもできる。これは例えば、被
加工物が大きくて、レーザスキャン加工手段の有効レー
ザ照射エリアからはみ出す場合などに適用できる。この
場合は、被加工物を平行移動させてはみ出たエリアをレ
ーザ照射位置に移動させて対応することができる。図８
に示されるように被加工面の段差が大きい場合は、焦点
深度に基づいて加工群を指定することができる。

【００３６】ここに、被加工面のレーザスキャン加工の
可能性は、被加工面の向きとレーザ光の光線方向との関
係により照合判断されるが（図４のＳ６３，Ｓ６４）、
被加工物の幾何学的形状によっては、上記方法では加工
群を指定できない場合がある。例えば図９に示されるよ
うに、ひさしによって隠蔽された被加工面Ｊ１は、単に
被加工面の向きだけでは判断できない。この場合、被加
工物の３次元形状データに基づき、画像処理における陰
線処理と同様の方法を用いてこのような加工不適な部分
を加工群Ｇ３１から除外することができる。また、被加
工物の加工条件入力（図３のＳ２）において材料物性を
入力しておくことにより、材料物性が一部異なるため、
加工条件が変わる部分Ｊ２を加工群Ｇ３２から除外する
ことができる。

【００３７】上記、被加工物の幾何学的形状に起因して
加工群から除外された被加工面Ｊ１は、図１０に示され
るように、被加工物１の位置姿勢を変えることによりレ
ーザ照射が可能となることがあり、この場合、被加工物
１の３次元形状データに基づき、レーザスキャン加工が
可能であるとの判断がされ、前記の加工群Ｇ３１とは別
の加工群Ｇ４１に組み入れることができる。

【００３８】また、被加工面の傾斜度によりレーザスキ
ャン加工に不適な面を加工群から除外する方法が図１１
に示されている。被加工面のデータが、３Ｄ−ＣＡＤに
おけるソリッドモデル記述から（ａ）、ワイヤフレーム
記述に変換され（ｂ）、ワイヤフレームが成す２つのベ
クトルＶ１，Ｖ２から注目する面Ｓの法線ベクトルＮが
求められる。レーザ光Ｌの照射方向と各被加工面の法線
ベクトルＮとの相対角度によりレーザ照射の可否が判断
される（ｃ）。これにより、レーザスキャン加工に不適
な面を加工群から除外することができる。

【００３９】また、予め被加工物の３次元形状データに
少なくともレーザスキャン加工する各部分についてのデ
ータに材質や粗さなどのレーザ照射エネルギーの吸収率
に関係するデータを付加しておき、これらの吸収率に関
係するデータとレーザ照射角度とにより同時レーザスキ
ャン加工に不適な部分を判断することができる。例え
ば、被加工面が下地基板の成形基材に銅膜が被膜された
面であれば、図１２に示される角度によるレーザエネル
ギー吸収率変動において、被加工面の法線ベクトルとレ
ーザ光のなす角度が０゜の場合略５０％の吸収率である
が、この吸収率を２５％までの許容とすると、前記のな
す角度が３０゜以上となる被加工面は除外されることに
なる。また、斜面部においては、平面部に比べ吸収率が
低下するが、スキャン速度を遅くする、又は、パルス周
波数を大きくする等して加工エネルギーを増大する等の
調整を行う。

【００４０】次に、３次元レーザ加工方法における、レ
ーザ加工の品質を高める方法に関するいくつかの説明が
なされる。まず、被加工物の３次元形状データより加工
群を複数決定したとき、図１３に示すように、隣接する
他の加工群Ｇ４１〜Ｇ４４の境界部分には重ね代δを持
たせることによりレーザ加工の信頼性を確保できる。導
電膜の一部を蒸発除去して回路パターンを形成する場
合、隣接する加工群間において加工パターンが接続され
ていないと導電膜の除去残りが発生して絶縁不良が発生
する。本方法により、このような不具合を除去すること
ができる。特に、平面と立ち面の描画パターンは稜線で
接するので、この立ち面側の加工群に重ね代δの延長部
分を設けることにより加工パターンの接続信頼性を高め
ることができる。重ね代δは、レーザ、被加工物位置、
位置姿勢制御手段、被加工物の形状精度によって適宜増
減して調節することができる。

【００４１】また、レーザ照射方向に対する加工面の傾
斜度とレーザスキャン加工方向との関係において、例え
ば６０゜傾斜面にレーザ照射を行った場合、レーザ光ス
ポット径は斜面方向において２倍に拡大される。従っ
て、図１４に示されるようにレーザ光のスポット径の補
正なしＨＮでは、斜面横方向にレーザスキャンした場
合、補正ありＨの加工幅Ｗの２倍の加工幅となり、均一
な加工幅とすることができない。レーザ加工用データの
レーザ加工パラメータとしてレーザ照射ビーム形状と大
きさ、照射ビームエネルギー、レーザビームスキャン速
度、及びパルス発振のレーザ光の場合のパルス周波数が
あり、このいずれかを補正することにより所要のレーザ
加工幅と品質が得られる。例えば、パルス周波数ｆとス
キャン速度ｖを調整して連続する斜面と平面に対して均
一な加工を実現している例を図１５に示す。この時、前
述の図１２のような平坦部と斜面部とにおける表面角度
によるレーザエネルギー吸収率変動から必要な加工エネ
ルギーを算出し、算出した加工エネルギーになるように
スキャン速度ｖ１，ｖ２及びパルス周波数ｆ１，ｆ２を
決定する。図１５において斜面部は平坦部よりレーザ光
照射パワーを増大させるため、斜面部のｖ２／ｆ２は平
坦部のｖ１／ｆ１より小さい値となる。

【００４２】また、レーザスキャン加工におけるレーザ
を照射する３次元領域内の各照射加工点について，光学
系の収差などで発生する位置ずれを補正することにより
加工精度の向上について説明する。例えば、レーザ光に
より格子パターンを描画すると、図１６（ａ）に示され
るようにガルバノミラーＧＭに特有の歪みが発生する。
各レーザ照射点の座標値と理想の値の差を全ポイントに
関して計測し，歪みフリーな描画に必要な補正データを
予め準備しておき、実際のスキャン加工用データには３
Ｄ−ＣＡＤから算出された幾何データに，上記補正値を
加味することにより，図１６（ｂ），（ｃ）に示すよう
に精度向上を図ることができる。

【００４３】以下においては、３次元レーザ加工方法に
おける、事前のレーザ加工のシミュレーションによる加
工時間の短縮及び品質を高める方法に関するいくつかの
説明がなされる。まず、複数の加工群に対して図１７
（ａ）の加工完成イメージを得るために、３回のレーザ
スキャン加工１ｓｔ，２ｎｄ，３ｒｄを行った加工シミ
ュレーションの処理パターン１が図１７（ｂ）のように
グラフィック表示され、４回のレーザスキャン加工１ｓ
ｔ，２ｎｄ，３ｒｄ，４ｔｈをレーザ加工の順番を組み
替えて行った加工シミュレーションの処理パターン２が
図１７（ｃ）のように表示される。そして、その所要の
時間の比較が図１８のように表示される。ここで、各加
工経路は加工の順番毎に色分けされてグラフィック表示
される。加工の順番によって位置姿勢の変更（ワーク動
作）回数や制御（ワーク駆動）などに要する時間が変わ
るため、表示された加工パターン候補から、作業者が加
工時間や加工品質を確認して加工パターンを選択するこ
とができる。特殊加工部分について、人の判断も有効に
活用して重要な部分について加工品質のチェックと選択
が可能となる。

【００４４】加工データ生成において，コンピュータが
被加工物モデルに入力されている公差を読み取り，自動
的に加工スピード重視もしくは品質重視を判断して，加
工部分を適切な加工群に分割するように分割手法を切り
替えることができる。この場合、図１９に示されるよう
な公差とスピード及び公差とレーザパワーなどのデータ
を入力しておく。このようにして、加工データ作成後
に，総加工時間及び内訳を求めるシミュレーションを実
行することで実際の加工前に加工時間、ワーク治具の駆
動回数などの評価が可能となる。これにより、複数の品
質設定のそれぞれについて、シミュレーションを実行し
て図２０や図２１に示すように加工候補を一覧やグラフ
で表示し、総加工時間が同じである場合には、作業者が
最適な加工を選択するようにできる。また、手入力によ
り分割指示などにより作成した複数の加工データ作成条
件に基づき，それぞれの加工パターンをグラフィック表
示するとともに、加工時間を表示して、作業者に選択可
能とすることができる。

【００４５】以下においては、図２２及び図２３を参照
して３次元レーザ加工装置の説明がなされる。３次元レ
ーザ加工装置は、立体形状を有する被加工物にレーザス
キャン加工手段からのレーザを照射するレーザスキャン
加工手段１０と、被加工物の加工面と前記レーザスキャ
ン加工手段との相対位置姿勢を制御する加工位置姿勢制
御手段２０とを行うと共にこれらの全体を制御すると共
に作業者とのインターフェースを行う全体制御手段３０
と備えている。レーザスキャン加工手段１０と位置姿勢
制御手段２０と全体制御手段３０との間は、それぞれ通
信線４０を備えておりによりデータ通信が可能である。

【００４６】レーザスキャン加工手段１０は、レーザ光
源１１とこのレーザ光源からのレーザ光を反射するミラ
ーＭ及び偏光してレーザースキャンを行うガルバノミラ
ーＧＭを備えている。

【００４７】加工位置姿勢制御手段２０は、被加工物１
を載置保持するテーブル２１と被加工物１の位置姿勢を
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の移動及びＸ，Ｙ軸回りの回転を行う
ワーク位置姿勢駆動部２２を備えている。

【００４８】全体制御手段３０は、ＣＰＵからなる中央
処理部３１とデータの入出力を行う入出力部３２とデー
タ及びプログラムを記憶するメモリ３３と記録媒体を駆
動する媒体ドライブ（ＣＤ−ドライブ）３４とユーザー
インターフェイスを行う表示画面３５及び入力部３６と
を備えている。メモリ３３には、レーザスキャン加工デ
ータ作成プログラムによる次の２つの手段を記憶してい
る。その１つは、被加工物の３次元形状データに基づ
き、被加工物の加工面について同時にレーザスキャン加
工する部分を一つの群として、複数の群に分割する同時
レーザスキャン加工群分割手段３７であり、他の１つ
は、上記分割された同時レーザスキャン加工群のそれぞ
れについて、前記被加工物とレーザスキャン加工手段と
の相対位置姿勢の制御用データ及びレーザスキャン加工
用データを生成する加工制御データ生成手段３８であ
る。

【００４９】上記構成において、前記全体制御手段３０
の制御指令に従って、順次、前記同時レーザスキャン加
工群毎に、前記加工位置姿勢制御手段３０により、被加
工物１の加工面の位置姿勢が制御位置決めされ、前記同
時レーザスキャン加工群のレーザスキャン加工用データ
に基づき前記レーザスキャン加工手段１０により被加工
物１をレーザスキャン加工するこができる。

【００５０】なお、本発明は、上記構成に限られること
なく種々の変形が可能である。例えば、スパッタリング
法による銅の導電膜を加工対象として説明したが、材質
は銅に限らずまたその成膜方法も、めっき成膜、真空蒸
着膜、イオンプレーティング、電着成膜を含む成膜方法
が可能である。下地基板の製法及び材質も樹脂を材料と
するＭＩＤに限らない。例えば、下地基板の材質として
セラミックも適用可能である。また、本願発明は導電膜
の加工に限らず、立体形状を有する立体の表面にレーザ
照射を行う処理について広く適用可能である。また、レ
ーザスキャン加工は、同時レーザスキャン加工群毎に行
うだけでなく、２平面の交わる稜線を跨いで行う加工や
前記重ね代の部分などの加工においては、加工位置姿勢
を連続的に制御しながら隣接する同時レーザスキャン加
工群へと加工を行うステップを設けることも可能であ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
被加工物の３次元形状データと加工パラメータ及びレー
ザ照射臨界角を含むレーザスキャン加工の条件を入力
し、これらのデータと条件に基づいて、一括してレーザ
スキャン加工できる同時レーザスキャン加工群毎に３次
元レーザ加工データを得るように、レーザ照射方向に対
するレーザ照射不可面の探索、被加工物の姿勢変更処理
と再度のレーザ照射不可面の探索をコンピュータに行わ
せることとし、さらに、被加工物表面とレーザスキャン
加工手段との相対位置姿勢を制御する制御用データと同
時レーザスキャン加工群を加工するためのレーザスキャ
ン加工用データの生成、及び各データの出力をコンピュ
ータを用いて自動処理により行わせて、３次元レーザ加
工データを作成するようにしたので、従来の手作業によ
るデータ作成と比べ大幅なデータ作成時間削減とデータ
精度の向上が図れる。また、被加工物の加工対象面を同
時スキャン加工群に分割するに当たり加工条件も加味で
きるため、加工品質の向上が図れる。さらに、加工用デ
ータ及び制御用データの作成及び変更が容易となり最適
データを得ることができるため、加工時間の短縮が可能
となる。また、請求項２の発明によれば、シミュレーシ
ョン機能をもたせたので、実際の加工を行うことなく容
易に最適な３次元レーザ加工データを得ることができ
る。

【００５２】また、請求項３の発明によれば、３次元レ
ーザ加工データ作成の手順をコンピュータに実行させる
ことができ、請求項４の発明によれば、請求項３に記載
の３次元レーザ加工データ作成プログラムを記録させた
コンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いてどのコン
ピュータ上でもデータ作成やデータ作成方法の変更及び
データの保存が可能となるので３次元レーザ加工の効率
向上が図れる。

【００５３】また、請求項５の発明によれば、被加工物
の加工対象領域を予め、同時レーザスキャン加工群に分
割し、被加工物の姿勢の制御用データ及びレーザスキャ
ン加工用データを生成しておき、これらのデータに基づ
き、各同時レーザスキャン加工群毎に繰り返して被加工
物の姿勢制御とレーザスキャン加工を行うこととしたの
で、加工対象領域を加工条件や制御条件毎に加工群とし
て分割して処理できるため、加工時間と加工品質を最適
化して処理を行うことができる。

【００５４】また、請求項６の発明によれば、加工対象
領域のエリア分割及び焦点深度による分割をして同時レ
ーザスキャン加工群を決定できるので、広範囲の形状の
被加工物や高低差の大きな被加工物に対応することがで
き、レーザスキャン加工の適用範囲を拡大が図れる。ま
た、請求項７の発明によれば、加工条件としてレーザエ
ネルギーの吸収率を考慮して加工群への分割ができるの
で、加工時間と加工品質を最適化して処理を行うことが
できる。

【００５５】また、請求項８の発明によれば、加工条件
として公差を考慮して加工群への分割ができるので、加
工時間と加工品質を最適化して処理を行うことができ
る。また、請求項９の発明によれば、重ね代を設けるこ
ととしたので、加工の不連続部分の発生を抑えることが
でき加工の信頼性を向上することができる。また、請求
項１０の発明によれば、レーザスキャン加工手段に適応
した加工用データが生成されるので、各種のレーザスキ
ャン加工手段を用いることができ、加工時間と加工品質
を最適化して処理を行うことができると共に加工可能な
加工対象物の範囲がひろがる。

【００５６】また、請求項１１の発明によれば、加工面
の傾斜度及びレーザ照射方向について自動的にレーザ加
工パラメータが補正されて加工用データが得られるの
で、加工時間と加工品質を最適化すると共に被加工物の
全体に亘って加工品質を均一化することができる。ま
た、請求項１２の発明によれば、レーザ加工パラメータ
の補正により加工パターン形状、加工速度を制御できる
ので、加工時間と加工品質を最適化すると共に被加工物
の全体に亘って加工品質を均一化することができる。ま
た、請求項１３の発明によれば、光学系に起因するレー
ザスキャンの位置ずれが補正されるので、被加工物の広
範囲に亘って高い加工精度を維持できると共に、被加工
物の一括処理できる領域が広くとれるため被加工物の位
置変更にかかる時間を短縮することができる。

【００５７】また、請求項１４の発明によれば、被加工
物の３次元形状データと加工パラメータ及びレーザ照射
臨界角を含むレーザスキャン加工の条件に基づいて被加
工物の加工面を同時レーザスキャン加工群分割手段によ
り複数の群に分割し、各同時レーザスキャン加工群毎に
生成した制御用データ及び加工用データに基づき加工位
置姿勢制御手段とレーザスキャン加工手段を制御して被
加工物をレーザスキャン加工することとしたので、一括
して加工できる同時レーザスキャン加工群の概念のも
と、３次元レーザ加工において、加工用データの生成か
ら加工までの一連の処理を略全自動で行うことができ、
未熟練者であっても３次元加工制御用データ作成とレー
ザ加工を正確かつ容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は本発明を適用する立体基板の斜視
図、（ｂ）は本発明の一実施形態による、加工パターン
の同時レーザスキャン加工群への分割を示す斜視図。

【図２】 （ａ）は本発明を適用する立体基板の斜視
図、（ｂ）は同断面図、（ｃ）はレーザ照射臨界角の説
明断面図。

【図３】 本発明に係る３次元レーザ加工データ作成方
法のフロー図。

【図４】 同上詳細フロー図。

【図５】 本発明に係るデータ生成過程を示す概念図。

【図６】 本発明に係る３次元レーザ加工方法のフロー
図。

【図７】 同上加工方法の適用例を示す断面図。

【図８】 同上加工方法における同時レーザスキャン加
工群決定の方法を示す斜視図。

【図９】 同上加工方法における同時レーザスキャン加
工群決定の方法を示す斜視図。

【図１０】 同上加工方法における同時レーザスキャン
加工群決定の方法を示す斜視図。

【図１１】 （ａ）は同上加工方法における被加工物の
ソリッドモデル図、（ｂ）は同ワイヤフレーム図、
（ｃ）は同同時レーザスキャン加工群決定の方法を示す
斜視図。

【図１２】 角度によるレーザエネルギー吸収率変動を
示す図。

【図１３】 同上加工方法における同時レーザスキャン
加工群に重ね代を持たせることを説明する斜視図。

【図１４】 同上加工方法における斜面上のレーザ光の
スポット径の補正を説明する斜視図。

【図１５】 同上加工方法におけるレーザ光のパルス周
波数とスキャン速度の調整を説明する斜視図。

【図１６】 （ａ）はレーザ光の描画における位置ずれ
を示す概念図、（ｂ）は平面上で描画位置ずれを補正し
た概念図、（ｂ）は空間で描画位置ずれを補正した概念
図。

【図１７】 （ａ）は同上加工方法による加工完成イメ
ージ図、（ｂ）は同イメージ図におけるレーザスキャン
の順番を示す図、（ｃ）は同イメージ図におけるレーザ
スキャンの他の順番を示す図。

【図１８】 シミュレーション結果を説明する図。

【図１９】 公差とレーザパワー及びレーザスキャンス
ピードの関係を示す図。

【図２０】 シミュレーション結果表示する図。

【図２１】 品質レベルと加工時間の関係を示す図。

【図２２】 本発明に係る３次元レーザ加工装置のシス
テムブロック図。

【図２３】 本発明に係る３次元レーザ加工装置の斜視
図。

【符号の説明】

１ 被加工物 １０ レーザースキャン加工手段 ２０ 加工位置姿勢制御手段 ３０ 全体制御手段 Ｌ、Ｌ１〜Ｌ３ レーザ光（レーザ） ＶＳ 加工基準面 Ｐ 加工パターン Ｇ１〜Ｇ５，Ｇ２１〜Ｇ２５，Ｇ４１〜Ｇ４４ 同時レ
ーザースキャン加工群（加工群） ＬＧ１〜ＬＧ３ 同時レーザースキャン加工群（加工
群） δ 重ね代 Ｗ 加工幅

フロントページの続き (72)発明者 内野々 良幸 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 Ｆターム(参考） 4E068 CA02 CA07 CA09 CA14 CA15 CA16 CB02 CD06 CE01

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立体形状を有する被加工物にレーザスキ
   ャン加工手段からのレーザを照射することにより被加工
   物を３次元レーザ加工するためのデータをコンピュータ
   を用いて作成するデータ作成方法において、 被加工物の３次元形状データ及び加工パラメータを入力
   する入力過程と、 前記により入力されたデータ及びパラメータに基づいて
   生成されたレーザ加工部分に対するレーザの基準照射位
   置及び角度を指定するレーザ照射基準位置角度指定過程
   と、 前記により指定されたレーザ照射基準位置角度にて一括
   して加工ができる部分を指定する同時レーザスキャン加
   工群指定過程と、 前記により指定されたレーザ照射基準位置角度になるよ
   うに被加工物表面とレーザスキャン加工手段との相対位
   置姿勢を制御する制御用データを生成する制御用データ
   生成過程と、 前記により指定された同時レーザスキャン加工群のレー
   ザスキャン加工用データを生成する加工用データ生成過
   程と、 前記により生成した制御用データ及び加工用データを出
   力するデータ出力過程とを有することを特徴とする３次
   元レーザ加工データ作成方法。
2. 【請求項２】 前記加工用データ及び制御用データの生
   成後に、総加工時間及び加工時間内訳を求めるシミュレ
   ーションを実行する過程と、そのシミュレーション実行
   結果に基づきデータの評価を行うと共に、加工パラメー
   タ修正を行い、再度前記レーザ照射基準位置角度指定過
   程以下の過程を実行し、制御用データ及び加工用データ
   を生成することを特徴とする請求項１に記載の３次元レ
   ーザ加工データ作成方法。
3. 【請求項３】 立体形状を有する被加工物にレーザスキ
   ャン加工手段からのレーザを照射することにより被加工
   物を３次元レーザ加工するためのデータを作成する処理
   をコンピュータに実行させるためのプログラムにおい
   て、 被加工物の３次元形状データ及び加工パラメータを入力
   する入力手順と、 前記により入力されたデータ及びパラメータに基づいて
   生成されたレーザ加工部分に対するレーザの基準照射位
   置及び角度を指定するレーザ照射基準位置角度指定手順
   と、 前記により指定されたレーザ照射基準位置角度にて一括
   して加工ができる部分を設定する同時レーザスキャン加
   工群指定手順と、 前記により指定されたレーザ照射基準位置角度になるよ
   うに被加工物表面とレーザスキャン加工手段との相対位
   置姿勢を制御する制御用データを生成する制御用データ
   生成手順と、 前記により指定された同時レーザスキャン加工群のレー
   ザスキャン加工用データを生成する加工用データ生成手
   順と、 前記により生成した制御用データ及び加工用データを出
   力するデータ出力手順とをコンピュータに実行させる３
   次元レーザ加工データ作成プログラム。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の３次元レーザ加工デー
   タ作成プログラムを記録させたコンピュータ読み取り可
   能な記録媒体。
5. 【請求項５】 立体形状を有する被加工物にレーザスキ
   ャン加工手段からのレーザを照射することにより被加工
   物を３次元レーザ加工する方法において、 コンピュータにより、被加工物の３次元形状データに基
   づき、同時にレーザスキャン加工する複数の同時レーザ
   スキャン加工群に分割し、この分割された同時レーザス
   キャン加工群のそれぞれについて、被加工物表面とレー
   ザスキャン加工手段との相対位置姿勢の制御用データ及
   びレーザスキャン加工用データを予め生成しておき、 前記同時レーザスキャン加工群のいずれか１群毎に、前
   記生成した制御用データに基づき、被加工物表面とレー
   ザスキャン加工手段との相対位置姿勢を制御すると共
   に、前記生成したレーザスキャン加工用データに基づ
   き、前記レーザスキャン加工手段によるレーザスキャン
   加工を行い、このレーザスキャン加工を繰り返すことに
   よって被加工物にレーザスキャン加工を施すことを特徴
   とする３次元レーザ加工方法。
6. 【請求項６】 同時レーザスキャン加工可能なスキャン
   エリアと焦点深度に基づいて同時レーザスキャン加工群
   を決定することを特徴とする請求項５に記載の３次元レ
   ーザ加工方法。
7. 【請求項７】 被加工物の３次元形状データにレーザ照
   射角度によるレーザエネルギーの吸収率変動に関係する
   データを付加しておき、これらの吸収率に関係するデー
   タとレーザ照射角度により、同時レーザスキャン加工に
   不適な部分を判断することを特徴とする請求項５に記載
   の３次元レーザ加工方法。
8. 【請求項８】 被加工物の３次元形状データに含まれる
   公差に基づいて加工スピード重視若しくは品質重視を選
   択し、被加工物の３次元形状データと前記選択とに応じ
   て同時レーザスキャン加工群の分割を行うことを特徴と
   する請求項５に記載の３次元レーザ加工方法。
9. 【請求項９】 同時レーザスキャン加工群が複数あると
   き、隣接する他の同時レーザスキャン加工群との境界部
   分には重ね代を持たせることを特徴とする請求項５に記
   載の３次元レーザ加工方法。
10. 【請求項１０】 前記レーザスキャン加工用データ生成
    において、該レーザスキャン加工用データは、まず被加
    工物の表面上における３次元の加工データが生成され、
    次に、このデータがレーザスキャン加工手段の加工基準
    面に投影されることにより２次元のレーザスキャン加工
    用データが生成されることを特徴とする請求項５に記載
    の３次元レーザ加工方法。
11. 【請求項１１】 前記レーザスキャン加工用データ生成
    において、レーザ照射方向に対する被加工物の加工面の
    傾斜度及びレーザスキャン加工方向との関係において所
    要レーザ加工幅と加工品質が得られるように、レーザス
    キャン加工用データのレーザ加工パラメータを補正する
    ことを特徴とする請求項５に記載の３次元レーザ加工方
    法。
12. 【請求項１２】 前記補正するレーザ加工パラメータ
    が、レーザ照射ビーム形状及び大きさ、照射ビームエネ
    ルギー、レーザビームスキャン速度の少なくとも何れか
    に対応するものであることを特徴とする請求項１１に記
    載の３次元レーザ加工方法。
13. 【請求項１３】 前記レーザスキャン加工用データ生成
    において、レーザスキャン加工手段にてレーザを照射す
    る３次元領域内の各照射加工点について、光学系に起因
    する位置ずれを補正するレーザスキャン空間位置補正を
    行うことを特徴とする請求項５に記載の３次元レーザ加
    工方法。
14. 【請求項１４】 立体形状を有する被加工物にレーザス
    キャン加工手段からのレーザを照射することにより被加
    工物を３次元レーザ加工する装置において、 被加工物の３次元形状データに基づき、被加工物の加工
    面について同時にレーザスキャン加工する部分を一つの
    群として、複数の群に分割する同時レーザスキャン加工
    群分割手段と、 上記分割された同時レーザスキャン加工群のそれぞれに
    ついて、前記被加工物とレーザスキャン加工手段との相
    対位置姿勢の制御用データ及びレーザスキャン加工用デ
    ータを生成する加工制御データ生成手段と、 被加工物の加工面と前記レーザスキャン加工手段との相
    対位置姿勢を制御する加工位置姿勢制御手段と、 全体の加工を制御する全体制御手段とを備え、 前記全体制御手段の制御指令に従って、順次、前記同時
    レーザスキャン加工群毎に、前記加工位置姿勢制御手段
    により、被加工物の加工面の位置姿勢が制御位置決めさ
    れ、前記同時レーザスキャン加工群のレーザスキャン加
    工用データに基づき前記レーザスキャン加工手段により
    被加工物をレーザスキャン加工することを特徴とする３
    次元レーザ加工装置。