JP2005103614A - Laser marking apparatus and work distance adjustment method for the same - Google Patents
Laser marking apparatus and work distance adjustment method for the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005103614A JP2005103614A JP2003342028A JP2003342028A JP2005103614A JP 2005103614 A JP2005103614 A JP 2005103614A JP 2003342028 A JP2003342028 A JP 2003342028A JP 2003342028 A JP2003342028 A JP 2003342028A JP 2005103614 A JP2005103614 A JP 2005103614A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- marking
- marked
- visible light
- light source
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、レーザマーキング装置及びレーザマーキング装置のワークディスタンス調整方法に関する。 The present invention relates to a laser marking device and a work distance adjustment method for the laser marking device.
従来、レーザマーキング装置において、マーキング用レーザ光は焦点位置に置いて最もエネルギー密度が高いことから、収束レンズであるfθレンズから焦点距離にワークが配置されるようにワークディスタンスを調整する構成のものがある。
本出願人においても、特願2002−279908に示される技術を出願している。この技術では、2つの可視光の光軸を収束レンズを通して収束されるマーキング用レーザ光源の焦点位置で交差するように設けている。このため、2つの可視光が1つに重なるようにワークディスタンスを調整することで簡単に焦点位置への調整が行えるというものである。 The present applicant has also applied for the technique disclosed in Japanese Patent Application No. 2002-279908. In this technique, the optical axes of two visible lights are provided so as to intersect at the focal position of a marking laser light source converged through a converging lens. For this reason, the focal position can be easily adjusted by adjusting the work distance so that the two visible lights overlap each other.
ところで、レーザマーキング装置によりマーキングされるワークのうち、ワークによっては必ずしも焦点位置でのワークディスタンスが最良であるとは限らない。すなわち、ワークによっては、焦点位置からずれた焦点位置でのレーザスポットよりも径大なレーザスポットが好ましい場合がある。この場合、上記構成では、焦点位置のみしか認識できないため、ワークに応じてスポット径を調整しようとすると、感覚的にワークディスタンスを可変して焦点位置からずらして、実際にマーキングを行うといった試行錯誤を繰り返さねばならず、調整作業が非常に煩雑になってしまうという問題があった。 By the way, among the workpieces marked by the laser marking device, the workpiece distance at the focal position is not always the best depending on the workpiece. That is, depending on the workpiece, a laser spot having a larger diameter than the laser spot at the focal position shifted from the focal position may be preferable. In this case, since only the focal position can be recognized in the above configuration, when trying to adjust the spot diameter according to the work, trial and error such that the work distance is changed sensuously and shifted from the focal position to actually perform marking. There is a problem that the adjustment work becomes very complicated.
一方、ワークに応じてスポット径が可変できるように、レーザマーキング装置にスポット径可変機構を設けるものとして例えば特許文献2に示すようなものがある。このような特許文献2などに代表される従来例では、(1)レンズなどの光学系により焦点位置を光軸方向に可変することにより、設定されたワークディスタンスにおけるレーザスポットの焦点ずらしを行うことで、マーキングスポット径を可変するものと、(2)レンズなどの光学系により、焦点位置でのビームスポット幅そのものを可変するものとに大分される。 On the other hand, for example, Patent Document 2 discloses a laser marking device provided with a spot diameter varying mechanism so that the spot diameter can be varied according to the workpiece. In the conventional example typified by Patent Document 2 as described above, (1) the focal position of the laser spot in the set work distance is shifted by changing the focal position in the optical axis direction by an optical system such as a lens. Thus, it can be roughly divided into those that change the marking spot diameter and (2) those that change the beam spot width itself at the focal position by an optical system such as a lens.
しかしながら、いずれの場合においても、基準となる焦点距離におけるレーザスポット径に対して、スポット径を可変させることで調整を行えることを前提としているので、焦点距離にワークディスタンスを合わせる必要があるが、この場合には、別途、上述したような焦点距離調整用の機構が必要となってしまう。 However, in any case, since it is assumed that adjustment can be performed by changing the spot diameter with respect to the laser spot diameter at the reference focal length, it is necessary to adjust the work distance to the focal length. In this case, a mechanism for adjusting the focal length as described above is required separately.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、レーザマーキング装置において、マーキングするワークに応じて最適なレーザスポット径となるようにワークディスタンスを容易に調整可能することのできるレーザマーキング装置及び調整方法を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above circumstances, and in a laser marking device, the workpiece distance can be easily adjusted so as to obtain an optimum laser spot diameter according to the workpiece to be marked. It is an object of the present invention to provide a laser marking device and an adjustment method.
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、
マーキング用レーザ光を出射するレーザ光源と、
このレーザ光源から出射される前記マーキング用レーザ光の方向を変更するガルバノミラーと、
このガルバノミラーからのマーキング用レーザ光を被マーキング対象物上に照射させマーキングスポットを形成する収束レンズと、
マーキングすべき文字・記号・図形等のマーキング情報の座標データを記憶するマーキング情報データ記憶手段と、
このマーキング情報データ記憶手段に記憶される座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動することにより、前記被マーキング対象物上において前記マーキングスポットを走査して前記マーキング情報をマーキングする制御手段とを備えたレーザマーキング装置であって、
前記マーキング情報をマーキングするマーキングモードと、前記収束レンズと前記被マーキング対象物との距離を調整するワークディスタンス調整モードとを選択するモード選択手段と、
可視性のガイド光を出射するガイド用可視光源と、
基準となる基準目盛線の座標データが記憶される基準目盛線データ記憶手段と、
前記収束レンズと前記被マーキング対象物との離間距離の調整方向に対して所定角度傾いた光軸の可視光を前記基準目盛線の近傍に照射し、前記被マーキング対象物上において可視光スポットを投影する可視光スポット用光源と、
を備え、
前記制御手段は、前記モード選択手段により前記マーキングモードが選択されたときには、前記マーキング情報データ記憶手段より前記マーキング情報の座標データを読み出し、この座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動して、レーザ光源から出射される前記マーキング用レーザ光を前記被マーキング対象物上で走査させ、前記被マーキング対象物に対し前記マーキング情報をマーキングし、一方、前記モード選択手段により前記ワークディスタンス調整モードに選択されたときには、前記基準目盛線データ記憶手段から前記基準目盛線の座標データを読み出すと共に、当該基準目盛線の座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動して前記ガイド用可視光源からの前記ガイド光を前記被マーキング対象物上にて走査させることにより、前記被マーキング対象物上に基準目盛線を投射するように制御を行い、
さらに、前記収束レンズと前記被マーキング対象物との離間距離に応じて前記可視光スポットが前記被マーキング対象物上で移動するように構成されると共に、その移動方向において、移動位置とマーキングの際のスポット径との対応を示すように前記基準目盛線の目盛が配置されることを特徴とする。
As means for achieving the above object, the invention of
A laser light source that emits marking laser light;
A galvanometer mirror that changes the direction of the marking laser light emitted from the laser light source;
A converging lens that irradiates a marking target object with a marking laser beam from the galvanometer mirror to form a marking spot;
Marking information data storage means for storing coordinate data of marking information such as characters, symbols, and figures to be marked;
Control means for marking the marking information by scanning the marking spot on the object to be marked by driving the galvanometer mirror based on the coordinate data stored in the marking information data storage means. A laser marking device,
Mode selection means for selecting a marking mode for marking the marking information and a work distance adjustment mode for adjusting a distance between the convergent lens and the object to be marked;
A visible light source for guiding that emits visible guide light;
Reference scale line data storage means for storing coordinate data of a reference scale line as a reference;
Visible light having an optical axis inclined at a predetermined angle with respect to the adjustment direction of the separation distance between the converging lens and the object to be marked is irradiated in the vicinity of the reference scale line, and a visible light spot is formed on the object to be marked. A light source for visible light spots to be projected;
With
When the marking mode is selected by the mode selection means, the control means reads coordinate data of the marking information from the marking information data storage means, drives the galvanometer mirror based on the coordinate data, and The marking laser beam emitted from a light source is scanned on the object to be marked, and the marking information is marked on the object to be marked. On the other hand, the mode selection unit selects the work distance adjustment mode. The reference graduation line data storage means reads the reference graduation line coordinate data and drives the galvanometer mirror based on the reference graduation line coordinate data to generate the guide light from the guide visible light source. Scanning on the object to be marked The performs control to project the reference gridlines on the object to be marked object,
Further, the visible light spot is configured to move on the object to be marked according to the separation distance between the convergent lens and the object to be marked, and in the moving direction, the moving position and the marking object The scale of the reference scale line is arranged so as to show the correspondence with the spot diameter.
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記モード選択手段は、前記マーキングモードと前記ワークディスタンス調整モードの他に、ガイド表示モードが選択可能に設けられ、
前記制御手段は、前記ガイド表示モードが選択されたときには、前記マーキング情報データ記憶手段より、前記マーキング情報の座標データを読み出し、このマーキング情報の座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動して、前記ガイド用可視光源からのガイド光を前記マーキング対象物上において走査させることにより、当該被マーキング対象物上に前記マーキング情報の投影像を投射させることを特徴とする。
The invention of claim 2 is the one described in
When the guide display mode is selected, the control means reads the coordinate information of the marking information from the marking information data storage means, drives the galvanometer mirror based on the coordinate data of the marking information, and A projected image of the marking information is projected onto the marking target object by scanning the marking light on the marking target object with a guide visible light source.
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のものにおいて、前記可視光スポット用光源による可視光の照射方向が変更可能に構成されており、この照射方向の変更に応じて、前記収束レンズと前記被マーキング対象物との離間距離に応じて移動する前記可視光スポットの移動方向が変更されることを特徴とする。
The invention of claim 3 is configured such that the irradiation direction of visible light by the light source for visible light spot can be changed in the one according to
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のものにおいて、記ガイド用可視光源及び前記可視光スポット用光源は、共に半導体レーザによって構成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the guide visible light source and the visible light spot light source are both constituted by a semiconductor laser. .
請求項5の発明は、前記レーザ光源から出射されるマーキング用レーザ光を、制御手段から出力される被マーキング対象物上にマーキングすべき文字・記号・図形等のマーキング情報の座標データに基づいて、ガルバノミラーを使って、被マーキング対象物上に収束レンズを通して照射され形成されるマーキングスポットを走査することにより、上記マーキング情報をマーキングするレーザマーキング装置のワークディスタンス調整方法であって、
前記マーキング情報をマーキングするマーキングモードと、前記収束レンズと前記被マーキング対象物との距離を調整するワークディスタンス調整モードとを選択するモード選択手段と、
可視性のガイド光を出射するガイド用可視光源と、
基準となる基準目盛線の座標データが記憶される基準目盛線データ記憶手段と、
前記収束レンズと前記被マーキング対象物との離間距離の調整方向に対して所定角度傾いた光軸の可視光を前記基準目盛線の近傍に照射し、前記被マーキング対象物上において可視光スポットを投影する可視光スポット用光源と、
を用い、
前記制御手段により、前記モード選択手段により前記マーキングモードが選択されたときには、前記マーキング情報の座標データを所定のマーキング情報データ記憶手段より読み出し、この座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動して、前記レーザ光源から出射される前記マーキング用レーザ光を前記被マーキング対象物上に走査させ、前記被マーキング対象物に対し前記マーキング情報をマーキングし、一方、前記モード選択手段により前記ワークディスタンス調整モードに選択されたときには、前記基準目盛線データ記憶手段から前記基準目盛線の座標データを読み出すと共に、当該基準目盛線の座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動して前記ガイド用可視光源からの前記ガイド光を前記被マーキング対象物上にて走査させることにより、前記被マーキング対象物上に基準目盛線を投射するように制御を行い、
さらに、前記収束レンズと前記被マーキング対象物との離間距離に応じて前記可視光スポットが前記被マーキング対象物上で移動するように構成すると共に、その移動方向において、移動位置とマーキングの際のスポット径との対応を示すように前記基準目盛線の目盛が配置されるように構成し、
前記可視光スポットが、前記基準目盛線における所定位置となるように、前記収束レンズと前記被マーキング対象物との距離を調整することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, the marking laser light emitted from the laser light source is based on the coordinate data of marking information such as characters, symbols, and figures to be marked on the object to be marked output from the control means. A method for adjusting the work distance of a laser marking device that marks the marking information by scanning a marking spot that is irradiated and formed on the object to be marked through a converging lens using a galvanometer mirror,
Mode selection means for selecting a marking mode for marking the marking information and a work distance adjustment mode for adjusting a distance between the convergent lens and the object to be marked;
A visible light source for guiding that emits visible guide light;
Reference scale line data storage means for storing coordinate data of a reference scale line as a reference;
Visible light having an optical axis inclined at a predetermined angle with respect to the adjustment direction of the separation distance between the converging lens and the object to be marked is irradiated in the vicinity of the reference scale line, and a visible light spot is formed on the object to be marked. A light source for visible light spots to be projected;
Use
When the marking mode is selected by the mode selection means by the control means, the coordinate data of the marking information is read from a predetermined marking information data storage means, and the galvanometer mirror is driven based on the coordinate data, The marking laser beam emitted from the laser light source is scanned on the object to be marked, and the marking information is marked on the object to be marked. On the other hand, the mode selection unit sets the workpiece distance adjustment mode. When selected, the coordinate data of the reference scale line is read from the reference scale line data storage means, and the galvanometer mirror is driven based on the coordinate data of the reference scale line to guide the guide from the visible light source for guide Run light on the object to be marked By performs control to project the reference gridlines on the object to be marked object,
Furthermore, the visible light spot is configured to move on the object to be marked according to the separation distance between the convergent lens and the object to be marked, and in the moving direction, the moving position and the marking object are marked. The scale of the reference scale line is arranged so as to show the correspondence with the spot diameter,
The distance between the convergent lens and the object to be marked is adjusted so that the visible light spot is at a predetermined position on the reference scale line.
<請求項1の発明>
請求項1の構成によれば、被マーキング対象物に応じて最適なスポット径に調整する際に、目盛線に対するスポット光の移動位置に基づいて調整でき、簡単な構成でもってレーザスポット調整を行えるという効果を生ずる。即ち、ワークディスタンスを調整する際に、ガイド表示により基準の目盛線を投影し、この目盛線にワークディスタンスに応じて目盛線付近を移動する可視光スポットを投射するようにしているため、目盛を見ながら精度高くスポット径を把握しつつ調整を行うことができるので、作業が容易にかつ正確に行えることとなる。
<Invention of
According to the structure of
<請求項2の発明>
マーキング情報を投影する機能を持つレーザマーキング装置では、目盛線を表示させるためのガイド機構を新たに設ける必要がなく、レーザマーキング装置に備えられるガイド表示機能を目盛り線の表示に兼用することができるので、ワークディスタンス調整のための光学系が簡単に構成できるという効果を生ずる。
<Invention of Claim 2>
In a laser marking apparatus having a function of projecting marking information, it is not necessary to newly provide a guide mechanism for displaying scale lines, and the guide display function provided in the laser marking apparatus can also be used for displaying scale lines. Therefore, there is an effect that the optical system for adjusting the work distance can be easily configured.
<請求項3の発明>
請求項3の構成によれば、収束レンズと被マーキング対象物との離間距離に応じて移動する方向が変更可能となる構成としたので、ワークディスタンスの調整を行う作業の現場において、状況に応じて調整の行いやすい位置に前記可視光スポット用光源を設定することができるという効果を生ずる。
<Invention of Claim 3>
According to the configuration of the third aspect, since the moving direction can be changed according to the separation distance between the converging lens and the object to be marked, in the work site where the work distance is adjusted, depending on the situation Thus, the visible light spot light source can be set at a position where adjustment is easy to perform.
<請求項4の発明>
請求項4の構成によれば、ガイド用可視光源と可視光スポット用光源が半導体レーザから構成されているので、ワークディスタンス調整時におけるスポット径の変動量を少なくできるので、調整作業における視認性を向上することができるという効果を生ずる。
<Invention of Claim 4>
According to the fourth aspect of the present invention, since the visible light source for guide and the light source for visible light spot are composed of semiconductor lasers, the amount of fluctuation of the spot diameter at the time of work distance adjustment can be reduced. The effect that it can be improved is produced.
<請求項5の発明>
請求項5の構成によれば、被マーキング対象物に応じて最適なスポット径に調整する際に、目盛線に対するスポット光の移動位置に基づいて調整でき、簡単な構成でもってレーザスポット調整を行えるという有用な調整方法となる。
<Invention of Claim 5>
According to the structure of Claim 5, when adjusting to the optimal spot diameter according to a to-be-marked target object, it can adjust based on the movement position of the spot light with respect to a graduation line, and can perform laser spot adjustment with a simple structure. This is a useful adjustment method.
<実施形態1>
1.レーザマーキング装置の構成
(1) 全体構成
本発明の実施形態1を図1ないし図4によって説明する。
本実施形態に係るレーザマーキング装置は、例えば図1に示すように被印字対象であるワークWに対向配置されるレーザユニット60と、コントローラ50とからなる。レーザユニット60には印字用のレーザ光L1を出射する印字用レーザ光源10(以下、単にレーザ光源10ともいう)と、そのレーザ光源10からの印字用レーザ光L1(以下、レーザ光L1ともいう)の光路途中に配置されてレーザ光L1の方向を変える一対のガルバノミラーを備えたガルバノスキャナ20(図1では概念的に図示)と、そのガルバノスキャナ20からのレーザ光L1を収束して被印字物体(ワーク)W上に照射点を形成する収束レンズ22(例えばfθレンズ)とを備えてなる。コントローラ11は、印字すべき文字、記号、図形等(以下、「文字等」)の印字データに基づいてレーザ光源10にオンオフ信号を与えるとともにガルバノスキャナ20に駆動信号を与える。これにより、ガルバノスキャナ20が駆動してレーザ光L1がワークW上を走査するように照射され、もって所望の文字等をワークW上に印字することができる。
図2は、図1にて概念的に示したレーザマーキング装置1の構成を詳しく説明する説明図である。レーザ光源10(例えば気体レーザである炭酸ガスレーザ、固定レーザであるYAGレーザ、半導体レーザ、ファイバレーザなど)から例えば平行光として出射された印字用レーザ光L1は、ガルバノスキャナ20によって向きが変更されて被印字物体W表面上に照射される。ガルバノスキャナ20は、一対のガルバノミラー21X,21Yと、それぞれのガルバノミラー21X,21Yを回動可能に支持する駆動モータ23X,23Yとを備えている。このうち、駆動モータ23Xは、回転軸が被印字物体Wが配される印字エリア上のXY平面に対して略垂直になるよう図示しないガルバノマウントにより支持固定され、その回転軸の先端に一方のガルバノミラー(以下、「X軸ガルバノミラー21X」という)が取り付けられている。そして、印字用レーザ光源10からの印字用レーザ光L1が、XY平面に略平行な方向からX軸ガルバノミラー21Xの反射面の回動軸心に入射するよう設計されている。
<
1. Configuration of Laser Marking Device (1)
The laser marking device according to the present embodiment includes, for example, a
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining in detail the configuration of the
次いで、駆動モータ23Yは、回転軸がXY平面に対して略平行で、かつ駆動モータ23Xの回転軸に略直交するように図示しないガルバノマウントにより支持固定され、その回転軸の先端にもう一方のガルバノミラー(以下、「Y軸ガルバノミラー21Y」という)が取り付けられている。そして、Y軸ガルバノミラー21Yの反射面に対して、前記X軸ガルバノミラー21Xで反射された印字用レーザ光L1が入射するよう設計されている。そして、ガルバノスキャナ20と被印字物体Wとの間には上述したように例えばfθレンズからなる収束レンズ22が設けられ、Y軸ガルバノミラー21Yで反射された印字用レーザ光L1は収束レンズ22を通ってその焦点位置に収束される。
Next, the
そして、後述する調整方法により所望のスポット径となるように収束レンズ22との距離が調整された被印字物体W表面上において、印字用レーザ光L1を結像させて照射点を形成させる。そして、設定手段25にて設定された所望の文字、記号、図形等の印字パターンに関する印字情報を受けて制御手段24が記憶手段26(記憶手段26がマーキング情報データ記憶手段に相当する)に記憶されたフォントデータに基づき座標データを生成する。そして、それら座標データに応じた駆動信号が駆動モータ23X、23Yに与えられるとともに、オンオフ信号が印字用レーザ光源10に与えられることでX軸及びY軸のガルバノミラー21X,21Yが回動されて被印字物体W上において前記照射点が二次元方向に移動し、もって上記印字パターンが印字される。
An irradiation point is formed by forming an image of the printing laser beam L1 on the surface of the object to be printed W whose distance from the converging
次いで、符号30は、可視性のガイド光L2を出射するガイド用可視光源であり、上記印字用レーザ光源10から出射された印字用レーザ光L1の光路の側方からこの光路に光軸を向けて配置されている。また、印字用レーザ光L1の光路とガイド光L2とが交差する位置には、ガイド光L2を反射させて印字用レーザ光L1がガルバノスキャナ20側に向う光路方向と同方向に導く反射ミラー27が回動可能に配置されている。
Next,
具体的には、反射ミラー27は、一端側が回転軸28に支持され、この回転軸28に連なる図示しないレバーの操作によって次の2つの姿勢間で回動するようになっている。その1つの姿勢は、印字用レーザ光源10の光路上に位置して上記ガイド用可視光源30からのガイド光L2を反射させてその反射光が印字用レーザ光L1と同一方向に向きを変更してガルバノスキャナ20側に向うようにする反射姿勢(図2では実線で図示)である。もう1つの姿勢は、印字用レーザ光L1の光路から外れた待避姿勢(同図では2点鎖線で図示)である。また、制御手段24は、例えば図示しない検知手段によってレバー(反射ミラー27)の回動位置に応じた信号を受けて、反射ミラー27が待避姿勢にあるときには、印字用レーザ光源10をオン動作させ、かつ、ガイド用可視光源30をオフにする。一方、反射ミラー27が反射姿勢にあるときには、反対に印字用レーザ光源10をオフにして、かつ、ガイド用可視光源30をオン動作させる。
Specifically, one end side of the
さらに、設定手段25(設定手段25がモード選択手段に相当する)によってマーキングモードとワークディスタンス設定モードとが選択可能になっており、設定手段25によってマーキングモードが選択されたときには、上述したようなマーキング動作を行う。即ち、このモードではマーキング情報の座標データを生成し、この座標データに基づいてガルバノミラー21X,21Yを駆動して、被マーキング対象物(ワークW)に対しマーキング情報をマーキングするようになっている。一方、設定手段25によりワークディスタンス調整モードに選択されたときには、基準目盛線データ記憶手段に相当する記憶手段26から、基準となる基準目盛線(具体的には、被マーキング対象物Wと収束レンズ22との距離を調整する上での基準となる基準目盛線)の座標データを読み出すと共に、基準目盛線の座標データに基づいてガルバノミラー21X,21Yを駆動してガイド用可視光源30からのガイド光を被マーキング対象物上にて走査させることにより、被マーキング対象物上に基準目盛線を投射するように制御を行う。
Further, the marking mode and the work distance setting mode can be selected by the setting means 25 (the setting means 25 corresponds to the mode selection means), and when the marking mode is selected by the setting means 25, as described above. Perform marking operation. That is, in this mode, coordinate data of marking information is generated, and the galvanometer mirrors 21X and 21Y are driven based on the coordinate data to mark the marking information on the object to be marked (work W). . On the other hand, when the work distance adjustment mode is selected by the setting
一方、収束レンズ22と被マーキング対象物Wとの離間距離の調整方向に対して所定角度傾いた光軸の可視光を照射する可視光スポット用光源40が設けられており、ワークディスタンス調整モードにおいては、図3に示すように、この可視光スポット用光源40から出射される可視光が反射ミラー42で反射され、収束レンズ44(例えばfθレンズ)を介して基準目盛線の近傍に照射され、被マーキング対象物(ワークW)上において可視光スポットが投影されることとなる。基準目盛線は例えば図4(A)に示すようなものが挙げられ、ここでは、ワークWの収束レンズ22に対する接近・離間に応じて移動する可視光スポットの移動位置においてスポット径が把握できるように目盛が配列される。
On the other hand, a visible light
より具体的には、収束レンズ22と被マーキング対象物(ワーク)Wとの離間距離に応じて可視光スポットP2が被マーキング対象物W上で移動するように構成されると共に、その移動方向において、移動位置とマーキングの際のスポット径との対応を示すように基準目盛線の目盛が配置されている。本実施形態では、図4(B)、(C)に示すように、被マーキング対象物Wと収束レンズ22の距離に応じて可視光スポットP2が所定のライン上を直線的に移動するように構成されており、基準目盛線Mはこの移動ラインに沿って目盛が配置されている。図4(B)は焦点位置上にワークWが位置する場合であり、この場合には中心点P1上に可視光スポットP2が位置することとなる。図4(C)は、焦点位置のワーク状態W’から所定距離だけワークWを離間させた状態を示しており、この場合においては、スポット径が拡大することとなるが、そのスポット径に応じた目盛の位置に可視光スポットP2が移動することとなる。そして、可視光スポットP2の位置する目盛を読みとることにより、マーキング動作時にどの程度のスポット径でレーザ光が照射されるのかが判断できることとなる。なお、本実施形態に係るレーザマーキング装置においては、印字用のレーザ光源10よりも径の小さい(即ち細い光を照射する)ガイド用可視光源30及び可視光スポット用光源40が用いられており、これらガイド用可視光源30及び可視光スポット用光源40がそれぞれ収束レンズ22、44によって収束される度合は、印字用レーザ光源10が収束レンズ22によって収束される度合よりも小さいものとなっている(即ち、印字用レーザ光源10のほうが、ガイド用可視光源30及び可視光スポット用光源40よりも収束レンズによる収束の度合が大きいこととなる)。従って、被マーキング対象物Wが収束レンズに対して接近・離間することに伴って印字用のレーザ光L1のスポット径は大きく変化することとなるが、ガイド用可視光源30及び可視光スポット用光源40からの光は、被マーキング対象物Wが収束レンズ22に対して接近・離間しても径がそれほど、若しくはほとんど変化しない。これにより、被マーキング対象物Wと収束レンズ22の距離の影響をあまり受けることなく、安定的にかつ精度高く基準目盛線及び可視光スポットを照射できることとなる。
More specifically, the visible light spot P2 is configured to move on the marking target object W according to the separation distance between the converging
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2について説明する。
モード選択手段たる設定手段25において、マーキングモードとワークディスタンス調整モードの他に、ガイド表示モードを選択できるように構成することができる。制御手段24は、ガイド表示モードが選択されたときには、マーキング情報データ記憶手段より、マーキング情報の座標データを読み出し、このマーキング情報の座標データに基づいてガルバノミラー21X,21Yを駆動して、ガイド用可視光源30からのガイド光をマーキング対象物W上において走査させることにより、当該被マーキング対象物W上にマーキング情報の投影像を投射させることができる。これにより、マーキング動作に先立って、どの位置にどのようなマーキングがなされるのかを知ることができ、より適切なマーキングを行うことができる。
<Embodiment 2>
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described.
The setting means 25 as the mode selection means can be configured to select a guide display mode in addition to the marking mode and the work distance adjustment mode. When the guide display mode is selected, the
<実施形態3>
次に図5を参照して実施形態3について説明する。本実施形態では、可視光スポット用光源による可視光L2の照射方向が変更可能に構成されており、この照射方向の変更に応じて、収束レンズ22と被マーキング対象物Wとの離間距離に応じて移動する可視光スポットの移動方向が変更されるようになっている。即ち、図5の実線部にて示す可視光照射ユニット46の位置を破線にて示す位置に変更すれば、離間に応じて紙面左方向に移動する可視光スポットを、離間に応じて紙面右方向に移動するようにできる。可視光照射ユニット46は、上述した可視光スポット用光源と収束レンズ(図1に示すfθレンズ44と同様のもの)を備えたユニットとして構成することができ、このユニットが位置変更可能となっている。また、ここでは、可視光照射ユニット46を収束レンズ22を挟んで180°逆側に配置したが、収束レンズ22を中心に90°回転させた位置に配置して、紙面に直交するように可視光スポットが移動する照射位置に配置可能としてもよい。
<Embodiment 3>
Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the irradiation direction of the visible light L2 by the visible light spot light source is configured to be changeable, and according to the separation distance between the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)上記実施形態では、一方向に目盛が配置される構成を例示したが、2次元的に目盛を配置してもよい。例えば、同心円状に目盛を表示するように構成してもよい。
(2)上記実施形態では、半導体レーザを好適例として例示したが、他の可視光を用いてもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and further, within the scope not departing from the gist of the invention other than the following. Various modifications can be made.
(1) In the above-described embodiment, the scale is arranged in one direction. However, the scale may be arranged two-dimensionally. For example, a scale may be displayed concentrically.
(2) In the above embodiment, the semiconductor laser is exemplified as a preferred example, but other visible light may be used.
1…レーザマーキング装置
10…レーザ光源
21X,21Y…ガルバノミラー
22…収束レンズ
24…制御手段
25…設定手段(モード選択手段)
26…記憶手段(基準目盛線データ記憶手段,マーキング情報データ記憶手段)
30…ガイド用可視光源
40…可視光スポット用光源
M…基準目盛線
W…ワーク(被マーキング対象物)
DESCRIPTION OF
26. Storage means (reference scale line data storage means, marking information data storage means)
30 ... Visible light source for
Claims (5)
このレーザ光源から出射される前記マーキング用レーザ光の方向を変更するガルバノミラーと、
このガルバノミラーからのマーキング用レーザ光を被マーキング対象物上に照射させマーキングスポットを形成する収束レンズと、
マーキングすべき文字・記号・図形等のマーキング情報の座標データを記憶するマーキング情報データ記憶手段と、
このマーキング情報データ記憶手段に記憶される座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動することにより、前記被マーキング対象物上において前記マーキングスポットを走査して前記マーキング情報をマーキングする制御手段とを備えたレーザマーキング装置であって、
前記マーキング情報をマーキングするマーキングモードと、前記収束レンズと前記被マーキング対象物との距離を調整するワークディスタンス調整モードとを選択するモード選択手段と、
可視性のガイド光を出射するガイド用可視光源と、
基準となる基準目盛線の座標データが記憶される基準目盛線データ記憶手段と、
前記収束レンズと前記被マーキング対象物との離間距離の調整方向に対して所定角度傾いた光軸の可視光を前記基準目盛線の近傍に照射し、前記被マーキング対象物上において可視光スポットを投影する可視光スポット用光源と、
を備え、
前記制御手段は、前記モード選択手段により前記マーキングモードが選択されたときには、前記マーキング情報データ記憶手段より前記マーキング情報の座標データを読み出し、この座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動して、レーザ光源から出射される前記マーキング用レーザ光を前記被マーキング対象物上で走査させ、前記被マーキング対象物に対し前記マーキング情報をマーキングし、一方、前記モード選択手段により前記ワークディスタンス調整モードに選択されたときには、前記基準目盛線データ記憶手段から前記基準目盛線の座標データを読み出すと共に、当該基準目盛線の座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動して前記ガイド用可視光源からの前記ガイド光を前記被マーキング対象物上にて走査させることにより、前記被マーキング対象物上に基準目盛線を投射するように制御を行い、
さらに、前記収束レンズと前記被マーキング対象物との離間距離に応じて前記可視光スポットが前記被マーキング対象物上で移動するように構成されると共に、その移動方向において、移動位置とマーキングの際のスポット径との対応を示すように前記基準目盛線の目盛が配置されることを特徴とするレーザマーキング装置。 A laser light source that emits marking laser light;
A galvanometer mirror that changes the direction of the marking laser light emitted from the laser light source;
A converging lens that irradiates a marking target object with a marking laser beam from the galvanometer mirror to form a marking spot;
Marking information data storage means for storing coordinate data of marking information such as characters, symbols, and figures to be marked;
Control means for marking the marking information by scanning the marking spot on the object to be marked by driving the galvanometer mirror based on the coordinate data stored in the marking information data storage means. A laser marking device,
Mode selection means for selecting a marking mode for marking the marking information and a work distance adjustment mode for adjusting a distance between the convergent lens and the object to be marked;
A visible light source for guiding that emits visible guide light;
Reference scale line data storage means for storing coordinate data of a reference scale line as a reference;
Visible light having an optical axis inclined at a predetermined angle with respect to the adjustment direction of the separation distance between the converging lens and the object to be marked is irradiated in the vicinity of the reference scale line, and a visible light spot is formed on the object to be marked. A light source for visible light spots to be projected;
With
When the marking mode is selected by the mode selection means, the control means reads coordinate data of the marking information from the marking information data storage means, drives the galvanometer mirror based on the coordinate data, and The marking laser beam emitted from a light source is scanned on the object to be marked, and the marking information is marked on the object to be marked. On the other hand, the mode selection unit selects the work distance adjustment mode. The reference graduation line data storage means reads the reference graduation line coordinate data and drives the galvanometer mirror based on the reference graduation line coordinate data to generate the guide light from the guide visible light source. Scanning on the object to be marked The performs control to project the reference gridlines on the object to be marked object,
Further, the visible light spot is configured to move on the object to be marked according to the separation distance between the convergent lens and the object to be marked, and in the moving direction, the moving position and the marking object A scale of the reference scale line is arranged so as to show the correspondence with the spot diameter of the laser marking device.
前記制御手段は、前記ガイド表示モードが選択されたときには、前記マーキング情報データ記憶手段より、前記マーキング情報の座標データを読み出し、このマーキング情報の座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動して、前記ガイド用可視光源からのガイド光を前記マーキング対象物上において走査させることにより、当該被マーキング対象物上に前記マーキング情報の投影像を投射させ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。 The mode selection means is provided so that a guide display mode can be selected in addition to the marking mode and the work distance adjustment mode,
When the guide display mode is selected, the control means reads the coordinate information of the marking information from the marking information data storage means, drives the galvanometer mirror based on the coordinate data of the marking information, and 2. The laser marking apparatus according to claim 1, wherein a projected image of the marking information is projected onto the marking target object by scanning the marking light on the marking target object with a guide visible light source.
前記マーキング情報をマーキングするマーキングモードと、前記収束レンズと前記被マーキング対象物との距離を調整するワークディスタンス調整モードとを選択するモード選択手段と、
可視性のガイド光を出射するガイド用可視光源と、
基準となる基準目盛線の座標データが記憶される基準目盛線データ記憶手段と、
前記収束レンズと前記被マーキング対象物との離間距離の調整方向に対して所定角度傾いた光軸の可視光を前記基準目盛線の近傍に照射し、前記被マーキング対象物上において可視光スポットを投影する可視光スポット用光源と、
を用い、
前記制御手段により、前記モード選択手段により前記マーキングモードが選択されたときには、前記マーキング情報の座標データを所定のマーキング情報データ記憶手段より読み出し、この座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動して、前記レーザ光源から出射される前記マーキング用レーザ光を前記被マーキング対象物上に走査させ、前記被マーキング対象物に対し前記マーキング情報をマーキングし、一方、前記モード選択手段により前記ワークディスタンス調整モードに選択されたときには、前記基準目盛線データ記憶手段から前記基準目盛線の座標データを読み出すと共に、当該基準目盛線の座標データに基づいて前記ガルバノミラーを駆動して前記ガイド用可視光源からの前記ガイド光を前記被マーキング対象物上にて走査させることにより、前記被マーキング対象物上に基準目盛線を投射するように制御を行い、
さらに、前記収束レンズと前記被マーキング対象物との離間距離に応じて前記可視光スポットが前記被マーキング対象物上で移動するように構成すると共に、その移動方向において、移動位置とマーキングの際のスポット径との対応を示すように前記基準目盛線の目盛が配置されるように構成し、
前記可視光スポットが、前記基準目盛線における所定位置となるように、前記収束レンズと前記被マーキング対象物との距離を調整することを特徴とするレーザマーキング装置のワークディスタンス調整方法。 Based on the coordinate data of marking information such as characters, symbols, and figures to be marked on the marking target object output from the control means, the marking laser beam emitted from the laser light source, using a galvanometer mirror, A method for adjusting a work distance of a laser marking device for marking the marking information by scanning a marking spot formed by irradiation through a converging lens on an object to be marked,
Mode selection means for selecting a marking mode for marking the marking information and a work distance adjustment mode for adjusting a distance between the convergent lens and the object to be marked;
A visible light source for guiding that emits visible guide light;
Reference scale line data storage means for storing coordinate data of a reference scale line as a reference;
Visible light having an optical axis inclined at a predetermined angle with respect to the adjustment direction of the separation distance between the converging lens and the object to be marked is irradiated in the vicinity of the reference scale line, and a visible light spot is formed on the object to be marked. A light source for visible light spots to be projected;
Use
When the marking mode is selected by the mode selection means by the control means, the coordinate data of the marking information is read from a predetermined marking information data storage means, and the galvanometer mirror is driven based on the coordinate data, The marking laser beam emitted from the laser light source is scanned on the object to be marked, and the marking information is marked on the object to be marked. On the other hand, the mode selection unit sets the workpiece distance adjustment mode. When selected, the coordinate data of the reference scale line is read from the reference scale line data storage means, and the galvanometer mirror is driven based on the coordinate data of the reference scale line to guide the guide from the visible light source for guide Run light on the object to be marked By performs control to project the reference gridlines on the object to be marked object,
Furthermore, the visible light spot is configured to move on the object to be marked according to the separation distance between the convergent lens and the object to be marked, and in the moving direction, the moving position and the marking object are marked. The scale of the reference scale line is arranged so as to show the correspondence with the spot diameter,
A work distance adjustment method for a laser marking device, wherein a distance between the convergent lens and the object to be marked is adjusted so that the visible light spot is at a predetermined position on the reference scale line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003342028A JP4194458B2 (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Laser marking device and method for adjusting work distance of laser marking device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003342028A JP4194458B2 (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Laser marking device and method for adjusting work distance of laser marking device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005103614A true JP2005103614A (en) | 2005-04-21 |
JP4194458B2 JP4194458B2 (en) | 2008-12-10 |
Family
ID=34536443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003342028A Expired - Fee Related JP4194458B2 (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Laser marking device and method for adjusting work distance of laser marking device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4194458B2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007061843A (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Sunx Ltd | Laser beam machining apparatus |
JP2007098403A (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Sunx Ltd | Laser machining apparatus |
JP2007331013A (en) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Omron Corp | Auxiliary light irradiation device and laser beam apparatus |
JP2008296256A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Sunx Ltd | Laser beam machining apparatus |
JP2009208132A (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Sunx Ltd | Laser beam marking device |
JP2010052033A (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Sunx Ltd | Laser beam machining apparatus |
JP2010279956A (en) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Miyachi Technos Corp | Laser beam machining apparatus |
US8168919B2 (en) | 2006-08-14 | 2012-05-01 | Nissan Motor Co., Ltd. | Laser working apparatus and method of controlling laser working apparatus |
WO2018123136A1 (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | ブラザー工業株式会社 | Laser machining device |
-
2003
- 2003-09-30 JP JP2003342028A patent/JP4194458B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007061843A (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Sunx Ltd | Laser beam machining apparatus |
JP4632248B2 (en) * | 2005-08-30 | 2011-02-16 | パナソニック電工Sunx株式会社 | Laser processing equipment |
JP2007098403A (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Sunx Ltd | Laser machining apparatus |
JP2007331013A (en) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Omron Corp | Auxiliary light irradiation device and laser beam apparatus |
US8168919B2 (en) | 2006-08-14 | 2012-05-01 | Nissan Motor Co., Ltd. | Laser working apparatus and method of controlling laser working apparatus |
JP2008296256A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Sunx Ltd | Laser beam machining apparatus |
JP2009208132A (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Sunx Ltd | Laser beam marking device |
JP2010052033A (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Sunx Ltd | Laser beam machining apparatus |
JP2010279956A (en) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Miyachi Technos Corp | Laser beam machining apparatus |
WO2018123136A1 (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | ブラザー工業株式会社 | Laser machining device |
JP2018103212A (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | ブラザー工業株式会社 | Laser machining device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4194458B2 (en) | 2008-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6626036B2 (en) | Laser processing system with measurement function | |
JP4970211B2 (en) | 3D shape measuring instrument | |
JP4705437B2 (en) | Laser processing apparatus and focal position indication method of laser processing apparatus | |
JP2009208093A (en) | Laser marking apparatus | |
JP4194458B2 (en) | Laser marking device and method for adjusting work distance of laser marking device | |
JP2009208132A (en) | Laser beam marking device | |
US10576579B2 (en) | Laser machining apparatus that machines surface of workpiece by irradiating laser beam thereon | |
JP2003220485A (en) | Laser marking system and method for regulation of guide image projection position thereof | |
JP4519443B2 (en) | Laser processing apparatus and work distance adjustment method thereof | |
JP2020099912A (en) | Laser marker | |
JP2008030109A (en) | Laser beam machining apparatus | |
JP3809998B2 (en) | Galvano scanning laser marking device and projection image projection method thereof. | |
JP2008062259A (en) | Laser beam machining apparatus, method and program for laser beam machining | |
JP5154145B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP4999145B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP2002224865A (en) | Laser beam marking device | |
JP2008062257A (en) | Laser beam machining apparatus and laser beam machining method | |
JP3087649B2 (en) | Marking method and device | |
JP6107782B2 (en) | Program and laser processing apparatus | |
JP4966804B2 (en) | Laser marking device | |
JP2007007699A (en) | Laser marking device | |
JP5116379B2 (en) | Laser processing apparatus, setting method thereof, and setting program | |
JP2007098403A (en) | Laser machining apparatus | |
JP2005103553A (en) | Laser marking device | |
JP2003161907A (en) | Laser beam diameter varying device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060803 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070709 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070710 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080909 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080918 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080922 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 4 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131003 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |