JP2005066611A - レーザマーキング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 レーザマーキング装置1は、レーザ光を出射するレーザ発振器2と、レーザ光の出射をON/OFFするQスイッチ素子3と、出射されたレーザ光を2次元方向に走査させるガルバノメータ4、5と、制御データにもとづいて、Qスイッチ素子3及びガルバノメータ4、5の動作を制御するマーキング制御部13と、イメージデータから制御データを自動的に生成する制御データ生成部12とを備え、制御データ生成部12が、イメージデータにおいて縦横及び斜めに隣接したON状態のドットを順次検索し、隣接したON状態のドットが連続した線としてマーキングされるように制御データを生成する。
【選択図】 図1
Description
また、マーキングデータ108の移動部(点線部)110では、Qスイッチ素子102によりレーザ光を停止させるとともに、ガルバノメータ103、104を高速で動作させ、レーザ光の照準位置をつぎのマーキング開始位置に移動させる。
この繰り返しにより、加工面105には、スポット径50〜300μmのレーザ光が2次元方向に走査され、図8(b)に示すようなマーキング111が加工される。
しかしながら、この装置では、Nd:YAGロッドの反転分布量を徐々に下げるのに時間がかかり、マーキングが遅くなるという問題がある。また、マーキング線の書き始め部分を弱いレーザでマーキングするため、マーキングが薄くなったり、他のマーキング部分とは異なった加工状態になってしまうという問題がある。
また、文字や図形を連続する線で一筆書き状にマーキングすることが可能になるため、ファーストパルスによる加工品質の低下を抑制して、品質の良いマーキングを行うことができるとともに、加工時間を短縮することができる。
レーザマーキング装置をこのように構成すれば、イメージデータから制御データを生成するものでありながら、凹凸が生じ易い輪郭部分の加工品質を向上させることができる。
レーザマーキング装置をこのように構成すれば、簡単な処理の繰り返しによって、縦横及び斜めに隣接したON状態のドットを、連続した線としてマーキングすることができる。しかも、隣接したドットの検索順序を適正に設定することにより、イメージデータに含まれる文字又は図形の輪郭部分から優先的に検索することができる。
レーザマーキング装置をこのように構成すれば、適正なウエイト時間データを生成することにより、加工開始待機時間やレーザ走査速度を適正化し、品質の良いマーキングを行うことができる。
レーザマーキング装置をこのように構成すれば、生成した制御データを再利用することが可能になるので、同一のマーキングを実施する際に、処理時間を短縮し、マーキングの効率を向上させることができる。
レーザマーキング装置をこのように構成すれば、制御データの保存や読み出しに要する時間を省き、迅速にマーキングを行うことが可能になる。
しかも、文字や図形を連続する線で一筆書き状にマーキングすることができるので、ファーストパルスによる加工品質の低下を抑制できるとともに、加工開始時の遅延を減らして、加工時間も短縮することができる。
図1は、本発明に係るレーザマーキング装置の構成を示すブロック図である。
この図に示すように、レーザマーキング装置1は、レーザ光を出射するレーザ発振器(レーザ光源)2と、レーザ光の出射をON/OFFするQスイッチ素子(スイッチ部)3と、出射されたレーザ光を2次元方向に走査させる2つのガルバノメータ(走査部)4、5と、レーザ光を被加工物6の加工面に集光させるfシータレンズ7と、Qスイッチ素子3及びガルバノメータ4、5の動作を制御するメインコントローラ8とを備えて構成されている。
また、メインコントローラ8には、CRT、液晶ディスプレイなどの表示装置14と、キーボードなどの入力装置15と、Qスイッチ素子3を駆動させるQスイッチドライバ16と、ガルバノメータ4、5を駆動させるガルバノメータドライバ17とが接続され、Qスイッチ素子3又はガルバノメータ4、5を動作させる際には、メインコントローラ8からQスイッチドライバ16又はガルバノメータドライバ17に対して制御信号が出力される。
マーキング条件入力部10は、マーキング時におけるガルバノメータ4、5の動作速度や、レーザ発振周波数などの制御条件を入力するソフトウェアであり、オペレータの操作によって入力装置15から入力された情報を元に、制御条件となるパラメータを生成し、マーキングデータ保存部11に出力する。
マーキングデータ保存部11は、ハードディスクやRAMなどの記憶媒体であり、図形作成部9から出力されたイメージデータ、マーキング条件入力部10から出力された制御パラメータ、制御データ生成部12から出力された制御データなどを保存する。
fシータレンズ7は、ガルバノメータ4、5によって走査されたレーザ光を、被加工物6の加工面上で集光させる。
図2は、イメージデータを示す説明図、図3は、制御データを示す説明図である。
なお、図3のX座標データ、Y座標データは、イメージデータのドットの位置から算出されたガルバノメータ4、5の移動先である。また、図3のウエイト時間データは、ガルバノメータ4、5を移動させた後のウエイト時間(つぎの制御データを処理するまでの待ち時間)である。更に、図3のレーザON/OFFデータは、レーザ光の出力、停止を指示するフラグである。
図4は、制御データ生成部の動作を示すフローチャート、図5は、隣接ドットの検索ルールを示す説明図、図6は、イメージデータにおける隣接ドットの検索順序を示す説明図である。
図4に示すように、制御データ生成部12は、まず、イメージデータの最上列から順番に、右方向(図2のA1、A2)に検索を行い、ON状態のドットデータを検出する(S1)。ON状態のドットデータを検出すると(S2)、レーザの照射位置のデータとして、図3に示すような制御データを出力する(S3)。最初の制御データのウエイト時間データには、ガルバノメータ4、5が移動したとき、振動がおさまるまでのウエイト時間が設定され、また、レーザ光をONにするためのフラグが付加される。制御データに変換したドットデータは、OFFに変更し(S4)、再度検出されないようにする。
そして、上記のような動作を行うと、図6に示すように、イメージデータに含まれる文字又は図形の輪郭部が優先的に検索され、輪郭部を構成するドットを連続した線としてマーキングする制御データが生成される。その後、文字や図形の内側部が検索され、内側部を構成するドットを一筆書き状にマーキングする制御データが生成されることになる。
マーキング制御部13は、Qスイッチドライバ16をONの状態にし、レーザ光の発振を停止する。また、ガルバノメータドライバ17に原点への移動信号を出力し、ガルバノメータ4、5を原点に移動する。つぎに、制御データ生成部12で生成され、マーキングデータ保存部11に保存された制御データを順次読み込み、以下のように処理を行う。
全ての制御データを処理するまで上記の動作を繰り返し、マーキングを行う。
また、イメージデータの1ドットは、必ずしもレーザビーム径として見立てる必要は無く、例えば、ガルバノメータ4、5の最小移動単位(分解能)などとして、さらに精細なマーキングを行うことも可能である。
また、制御データ生成部12が生成した制御データを、マーキングデータ保存部11に記憶することなく、マーキング制御部13に直接出力するようにしてもよい。この場合には、制御データの保存や読み出しに要する時間を省き、迅速にマーキングを行うことが可能になる。
2 レーザ発振器
3 スイッチ素子
4 ガルバノメータ
5 ガルバノメータ
6 被加工物
8 メインコントローラ
9 図形作成部
10 マーキング条件入力部
11 マーキングデータ保存部
12 制御データ生成部
13 マーキング制御部
16 Qスイッチドライバ
17 ガルバノメータドライバ
Claims (6)
- レーザ光を2次元方向に走査し、被加工物に文字や図形をマーキングするレーザマーキング装置であって、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
レーザ光の出射をON/OFFするスイッチ部と、
出射されたレーザ光を2次元方向に走査させる走査部と、
制御データにもとづいて、前記スイッチ部及び前記走査部の動作を制御するマーキング制御部と、
イメージデータから前記制御データを自動的に生成する制御データ生成部とを備え、
前記制御データ生成部が、前記イメージデータにおいて縦横及び斜めに隣接したON状態のドットを順次検索し、隣接したON状態のドットが連続した線としてマーキングされるように制御データを生成することを特徴とするレーザマーキング装置。 - 前記制御データ生成部が、隣接したON状態のドットを、前記イメージデータに含まれる文字又は図形の輪郭部分から優先的に検索することを特徴とする請求項1記載のレーザマーキング装置。
- 前記制御データ生成部が、
前記イメージデータにおいて所定の順序でON状態のドットを検索し、
ON状態のドットを見つけたとき、そのドットを基準として、縦横及び斜めに隣接したON状態のドットを所定の順序で検索し、
最初に見つけたON状態のドットにもとづいて制御データを生成するとともに、このドットを基準として隣接したドットの検索を繰り返す
ことを特徴とする請求項1又は2記載のレーザマーキング装置。 - 前記制御データには、前記スイッチ部のON/OFFデータ、前記走査部のX−Y座標データ及びウエイト時間データが含まれることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザマーキング装置。
- 前記制御データ生成部が、生成した前記制御データを制御データ記憶部に出力することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のレーザマーキング装置。
- 前記制御データ生成部が、生成した前記制御データを前記マーキング制御部に出力することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のレーザマーキング装置。
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