JP2006239702A - Laser beam machining apparatus, its control device, and its signal relay device - Google Patents

Laser beam machining apparatus, its control device, and its signal relay device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining apparatus, its control device, and its signal relay unit capable of favorably suppressing dispersion of the machining state of each work when a plurality of works are simultaneously machined. <P>SOLUTION: The laser beam machining apparatus controls a plurality of irradiation units 20A-20C having a laser beam source by a single external control unit 10. Calibration information for correcting the deviation of the intensity of irradiation of laser beams on a work attributable to individual difference is stored in memories 22 of the respective irradiation units 20A-20C. A buffer circuit 11 individually corrects the command signal relating to the control of the emission intensity of a laser beam source 23 from the external control unit 10 for each of the irradiation units 20A-20C based on each calibration information, and transmits the command signal to the respective irradiation units 20A-20C. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レーザ光の照射によるマーキングや切断、溶接等の加工を、複数の被加工物に同時に行うレーザ加工装置、およびそうしたレーザ加工装置に適用される制御装置、信号中継装置に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus that simultaneously performs processing such as marking, cutting, and welding by laser light irradiation on a plurality of workpieces, and a control apparatus and a signal relay apparatus applied to the laser processing apparatus.

この種のレーザ加工装置は、例えば工場の生産ライン等に設置され、ベルトコンベア等の搬送装置によって搬送される被加工物にレーザ光を照射して加熱することで、その表面に熱変成を生じさせて文字や図形のマーキングを行ったり、被加工物の切断や溶接を行ったり、といった加工を行うために用いられている。こうしたレーザ加工装置は大きくは、照射ユニットと制御ユニットとから構成されている。照射ユニットは、レーザ光を出射するレーザ光源と、そのレーザ光源から出射されたレーザ光の被加工物への照射位置を移動させる光走査機構とを備えている。また制御ユニットは、予め設定された加工情報に基づいて、レーザ光源によるレーザ光の出射動作や光走査機構によるレーザ光の照射位置の移動動作、すなわちレーザ光の走査動作を制御するための指令信号を照射ユニットに対して出力する。   This type of laser processing device is installed in a production line of a factory, for example, and heats the workpiece by irradiating the workpiece with a conveyor device such as a belt conveyor to cause thermal transformation on its surface. It is used for processing such as marking of characters and figures, cutting of workpieces and welding. Such a laser processing apparatus is mainly composed of an irradiation unit and a control unit. The irradiation unit includes a laser light source that emits laser light and an optical scanning mechanism that moves the irradiation position of the laser light emitted from the laser light source onto the workpiece. The control unit is also configured to control a laser beam emission operation by the laser light source or a laser beam irradiation position moving operation by the optical scanning mechanism, that is, a laser beam scanning operation, based on preset processing information. Is output to the irradiation unit.

そして従来、例えば特許文献1〜3に見られるようなレーザ加工装置が提案されてもいる。これら文献に記載のレーザ加工装置は、複数の搬送装置を搬送される複数の被加工物に対して同様の条件で並行して加工を行うように構成されている。例えば特許文献1に記載の加工装置では、単一のレーザ光源から出射されたレーザ光をプリズムを用いて複数の光路に分割して、複数の被加工物のそれぞれにレーザ光を同時に照射させることで、単一のレーザ光源のみで複数の被加工物の同時並行加工を可能としている。また特許文献2、3に記載の加工装置では、ミラーを用いてレーザ光の光路を順次切り換えることで、単一のレーザ光源から出射されるレーザ光を複数の被加工物に時分割して照射することで、単一のレーザ光源による複数の被加工物の並行加工を可能としている。
特開昭63−220126号公報 特開平02−011283号公報 特開平04−089193号公報
Conventionally, for example, laser processing apparatuses such as those disclosed in Patent Documents 1 to 3 have been proposed. The laser processing apparatuses described in these documents are configured to perform processing on a plurality of workpieces conveyed by a plurality of conveying apparatuses in parallel under the same conditions. For example, in the processing apparatus described in Patent Document 1, laser light emitted from a single laser light source is divided into a plurality of optical paths using a prism, and each of a plurality of workpieces is irradiated with laser light simultaneously. Thus, it is possible to simultaneously process a plurality of workpieces using only a single laser light source. Moreover, in the processing apparatuses described in Patent Documents 2 and 3, laser light emitted from a single laser light source is irradiated in a time-sharing manner to a plurality of workpieces by sequentially switching the optical path of the laser light using a mirror. By doing so, a plurality of workpieces can be processed in parallel by a single laser light source.
JP 63-220126 A Japanese Patent Laid-Open No. 02-011283 Japanese Patent Laid-Open No. 04-089193

ところが、これら従来のレーザ加工装置では、以下の理由により、被加工物の加工状態にばらつきが生じてしまう虞がある。すなわち、上記従来のレーザ加工装置では、単一の光源から出射されたレーザ光が、各々異なる光路を通って各被加工物に照射されるようになっている。ここで各光路にはそれぞれ各種光学素子が配設されているが、それら光学素子の製造公差や組付公差のため、照射されるレーザ光の強度や被加工物へのレーザ光の照射位置、或いは照射位置の移動速度などのようなレーザ光照射動作が被加工物毎にばらついてしまう虞がある。特に特許文献1の加工装置では、各被加工物へのレーザ光の照射強度を等しく揃えるためには、光路を分割するプリズムの透過率および反射率を厳密に設定しなければならず、非常に煩雑な調整作業が必要となる。また特許文献2、3に記載の加工装置には、複数の被加工物を同時には加工することができず、加工時間が長くなるといった問題もある。   However, in these conventional laser processing apparatuses, the processing state of the workpiece may vary due to the following reasons. That is, in the above-described conventional laser processing apparatus, each workpiece is irradiated with laser light emitted from a single light source through different optical paths. Here, various optical elements are arranged in each optical path, but due to manufacturing tolerances and assembly tolerances of these optical elements, the intensity of the irradiated laser light and the irradiation position of the laser light on the workpiece, Alternatively, there is a possibility that the laser beam irradiation operation such as the moving speed of the irradiation position varies from workpiece to workpiece. In particular, in the processing apparatus of Patent Document 1, in order to equalize the irradiation intensity of laser light to each workpiece, the transmittance and reflectance of the prism that divides the optical path must be set strictly, which is very Complicated adjustment work is required. Further, the processing apparatuses described in Patent Documents 2 and 3 have a problem that a plurality of workpieces cannot be processed at the same time, and the processing time becomes long.

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、複数の被加工物の同時加工に際しての被加工物毎の加工状態のばらつきを好適に抑制することのできるレーザ加工装置およびその制御装置、信号中継装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and the problem to be solved is that it is possible to suitably suppress variation in the processing state of each workpiece when simultaneously processing a plurality of workpieces. It is an object of the present invention to provide a laser processing device, a control device thereof, and a signal relay device.

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用を記載する。
請求項1に記載の発明は、レーザ光を出射するレーザ光源を有してその出射されたレーザ光を被加工物に照射する照射ユニットを複数備えるとともに、それら複数の照射ユニットに対して一律に、前記レーザ光源からのレーザ光の出射強度を制御するための指令信号を予め設定された加工情報に基づき出力する制御ユニットと、を備えるレーザ加工装置において、前記照射ユニットの個体差に起因した前記被加工物へのレーザ光照射強度の偏差を補正するためのキャリブレーション情報が前記複数の照射ユニットのそれぞれについて記憶された記憶手段と、前記複数の照射ユニットのそれぞれについて、前記制御ユニットから出力される指令信号を、前記記憶手段に記憶された該当照射ユニットのキャリブレーション情報に基づき補正して出力する補正手段と、を備えることをその要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation thereof will be described.
The invention according to claim 1 includes a plurality of irradiation units that have a laser light source that emits laser light and irradiate the workpiece with the emitted laser light, and are uniformly applied to the plurality of irradiation units. A control unit that outputs a command signal for controlling the emission intensity of the laser light from the laser light source based on preset processing information, in the laser processing apparatus comprising the individual difference of the irradiation unit Calibration information for correcting the deviation of the laser beam irradiation intensity on the workpiece is stored for each of the plurality of irradiation units, and is output from the control unit for each of the plurality of irradiation units. Command signal is corrected and output based on the calibration information of the corresponding irradiation unit stored in the storage means. And correcting means for, in that it comprises as its gist.

上記構成では、補正手段によって、個体差による照射ユニット毎のレーザ光照射強度の偏差が補正されるため、複数の照射ユニットでのレーザ加工を単一の制御ユニットによって制御する構成でありながらも、各照射ユニットのレーザ光照射強度が一律とされ、照射ユニット毎の加工状態のばらつきが抑えられるようになる。   In the above configuration, since the deviation of the laser light irradiation intensity for each irradiation unit due to individual differences is corrected by the correction means, the laser processing in a plurality of irradiation units is controlled by a single control unit, The laser light irradiation intensity of each irradiation unit is made uniform, and variations in the processing state of each irradiation unit can be suppressed.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のレーザ加工装置において、前記記憶手段は、前記複数の照射ユニットのそれぞれについて個別に設けられてなることをその要旨とする。   The invention according to claim 2 is the laser processing apparatus according to claim 1, wherein the storage means is provided individually for each of the plurality of irradiation units.

上記構成では、個々の照射ユニットに記憶手段が設けられているため、制御部に接続される照射ユニットの組合せが変更されることがあっても、そのままの状態で、レーザ加工装置毎の加工状態のばらつきを抑えることができるようになる。   In the above configuration, since the storage unit is provided in each irradiation unit, even if the combination of the irradiation units connected to the control unit is changed, the processing state of each laser processing apparatus is maintained as it is. It becomes possible to suppress the variation of.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ光源から出射されたレーザ光の被加工物への照射位置を移動させる光走査機構と、前記制御ユニットの出力する前記指令信号に基づく前記照射位置の移動に係る一指令についてその移動の完了を検出する検出手段と、その検出に応じてその旨の信号を出力する出力手段とを、前記複数の照射ユニットのそれぞれに設けるとともに、前記複数の照射ユニットの前記出力手段のすべてから前記信号の出力が確認されるまで、前記制御ユニットから前記複数の照射ユニットへの次回の前記照射位置の移動に係る前記指令信号の送信を遅延させる遅延手段を設けることをその要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to the first or second aspect, an optical scanning mechanism that moves an irradiation position of a laser beam emitted from the laser light source onto a workpiece, and the control unit Detecting means for detecting the completion of the movement of one command related to the movement of the irradiation position based on the command signal output from the output means, and an output means for outputting a signal to that effect in response to the detection. Providing each of the units and until the output of the signal is confirmed from all of the output means of the plurality of irradiation units, the movement of the next irradiation position from the control unit to the plurality of irradiation units The gist is to provide delay means for delaying the transmission of the command signal.

上記構成では、すべての照射ユニットが前回の照射位置の移動、すなわち走査動作を完了するまでは、次回の走査動作に係る指令信号が送信されるため、すべての照射ユニットについて適切な時期に走査動作が指令されるようになる。そのため、指令に基づく確実に走査動作を行わせることができるようにもなる。   In the above configuration, until all irradiation units have moved the previous irradiation position, that is, until the scanning operation is completed, a command signal related to the next scanning operation is transmitted, so the scanning operation is performed at an appropriate time for all the irradiation units. Will be commanded. Therefore, the scanning operation can be surely performed based on the command.

請求項4に記載の発明は、被加工物に照射されるレーザ光を出射するレーザ光源と個体差に起因した前記被加工物へのレーザ光照射強度の偏差を補正するためのキャリブレーション情報の記憶された記憶手段とをそれぞれ備える複数の照射ユニットに対して、予め設定された加工情報に基づいて前記レーザ光照射強度を制御するための指令信号を生成して出力するレーザ加工装置の制御装置において、前記複数の照射ユニットのそれぞれについて、前記記憶手段から前記キャリブレーション情報をそれぞれ読み込むとともに、各照射ユニットに出力される前記指令信号を、その読み込まれた前記キャリブレーション情報に基づき個別に補正する補正手段を備えることをその要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided calibration information for correcting a deviation of a laser beam irradiation intensity on the workpiece caused by individual differences between a laser light source that emits a laser beam irradiated on the workpiece and an individual difference. A control device for a laser processing apparatus that generates and outputs a command signal for controlling the laser light irradiation intensity based on preset processing information for a plurality of irradiation units each having a stored storage means In each of the plurality of irradiation units, the calibration information is read from the storage unit, and the command signal output to each irradiation unit is individually corrected based on the read calibration information. The gist is to provide a correcting means.

複数の照射ユニットでのレーザ加工を単一の制御装置によって制御するように構成されたレーザ加工装置に上記の如く構成された制御装置を採用すれば、各照射ユニットのレーザ光照射強度が一律とされ、照射ユニット毎の加工状態のばらつきが抑えられるようになる。   If the control device configured as described above is adopted in the laser processing device configured to control laser processing in a plurality of irradiation units by a single control device, the laser light irradiation intensity of each irradiation unit is uniform. As a result, variations in the processing state of each irradiation unit can be suppressed.

請求項5に記載の発明は、レーザ光を出射するレーザ光源およびその出射されたレーザ光の被加工物への照射位置を移動させる光走査機構をそれぞれ備える複数の照射ユニットと、それら複数の照射ユニットに対して一律に、前記レーザ光源によるレーザ光の出射および前記光走査機構による前記照射位置の移動を制御するための指令信号を予め設定された加工情報に基づき出力する制御ユニットと、を備えるレーザ加工装置において、前記制御ユニットの出力する前記指令信号に基づく前記照射位置の移動に係る一指令についてその移動の完了を検出する検出手段、およびその検出に応じてその旨の信号を出力する出力手段を、前記複数の照射ユニットのそれぞれに設けるとともに、前記複数の照射ユニットの前記出力手段のすべてから前記信号の出力が確認されるまで、前記制御ユニットから前記複数の照射ユニットへの次回の前記照射位置の移動に係る前記指令信号の送信を遅延させる遅延手段を設けることをその要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there are provided a plurality of irradiation units each including a laser light source that emits laser light and an optical scanning mechanism that moves an irradiation position of the emitted laser light onto a workpiece, and the plurality of irradiation units. A control unit that uniformly outputs a command signal for controlling the emission of the laser beam by the laser light source and the movement of the irradiation position by the optical scanning mechanism to the unit based on preset processing information. In the laser processing apparatus, detection means for detecting completion of movement of one command related to movement of the irradiation position based on the command signal output from the control unit, and output for outputting a signal to that effect in response to the detection Means are provided in each of the plurality of irradiation units, and are arranged in front of all the output means of the plurality of irradiation units. Until the output of the signal is confirmed, and its gist providing a delay means for delaying the transmission of the command signal relating from the control unit to move the next of the irradiation position of the plurality of illumination units.

上記構成では、すべての照射ユニットが前回の照射位置の移動、すなわち走査動作を完了するまでは、次回の走査動作に係る指令信号が送信されるため、すべての照射ユニットについて適切な時期に走査動作が指令されるようになり、指令に基づく確実に走査動作を行わせることができるようになる。   In the above configuration, until all irradiation units have moved the previous irradiation position, that is, until the scanning operation is completed, a command signal related to the next scanning operation is transmitted, so the scanning operation is performed at an appropriate time for all the irradiation units. Is commanded, and the scanning operation can be surely performed based on the command.

請求項6に記載の発明は、被加工物に対するレーザ光の照射位置の移動を制御するための指令信号を予め設定された加工情報に基づき出力する制御ユニットと、レーザ光を出射するレーザ光源、その出射されたレーザ光の被加工物への照射位置を前記指令信号に基づいて移動させる光走査機構、前記指令信号に応じた前記照射位置の移動に係る一指令についてその移動の完了を検出する検出手段、およびその検出に応じて完了信号を出力する出力手段をそれぞれ備える複数の照射ユニットと、の間に介設されて、前記複数の照射ユニットと前記制御ユニットとの間での前記指令信号および前記完了信号の送受を中継するレーザ加工装置の信号中継装置において、前記複数の照射ユニットの前記出力手段のすべてから前記信号の出力が確認されるまで、前記制御ユニットから前記複数の照射ユニットへの次回の前記照射位置の移動に係る前記指令信号の送信を遅延させる遅延手段を設けることをその要旨とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a control unit that outputs a command signal for controlling movement of the irradiation position of the laser beam on the workpiece based on preset processing information, a laser light source that emits the laser beam, An optical scanning mechanism for moving the irradiation position of the emitted laser light on the workpiece based on the command signal, and detecting the completion of the movement for one command related to the movement of the irradiation position according to the command signal The command signal between the plurality of irradiation units and the control unit is interposed between a plurality of irradiation units each including detection means and output means for outputting a completion signal in response to the detection. In the signal relay device of the laser processing apparatus that relays transmission and reception of the completion signal, the output of the signal is confirmed from all of the output means of the plurality of irradiation units. Until, as its gist providing a delay means for delaying the transmission of the command signal relating from the control unit to move the next of the irradiation position of the plurality of illumination units.

複数の照射ユニットでのレーザ加工を単一の制御ユニットによって制御するように構成されたレーザ加工装置に上記の如く構成された信号中継装置を採用すれば、すべての照射ユニットについて適切な時期に走査動作が指令されるようになり、指令に基づく走査動作を確実に行わせることができるようになる。   If the signal relay device configured as described above is adopted in the laser processing device configured to control laser processing in a plurality of irradiation units by a single control unit, scanning is performed at an appropriate time for all irradiation units. The operation is commanded, and the scanning operation based on the command can be surely performed.

本発明によれば、複数の被加工物の同時加工に際して、光学系の製造公差や組付公差による被加工物毎の加工状態のばらつきを好適に抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dispersion | variation in the processing state for every to-be-processed object by the manufacturing tolerance and assembly | attachment tolerance of an optical system can be suppressed suitably at the time of simultaneous processing of a several to-be-processed object.

以下、本発明に係るレーザ加工装置およびその制御装置、信号中継装置を具体化した一実施形態を、図1〜図6を参照して詳細に説明する。本実施形態では、レーザ光の照射により、被加工物の表面に文字や図形等のマーキング加工を行うレーザ加工装置に本発明を適用した場合を説明するが、本発明は、レーザ光の照射によって被加工物の切断や溶接等の他の加工を行う加工装置にも同様に適用することができる。なお図1は、本実施形態のレーザ加工装置の模式構造を、図2はその照射ユニットの光学系の斜視構造をそれぞれ示している。   Hereinafter, an embodiment embodying a laser processing device, a control device thereof, and a signal relay device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a laser processing apparatus that performs marking processing of characters, figures, and the like on the surface of a workpiece by laser light irradiation will be described. The present invention can be similarly applied to a processing apparatus that performs other processing such as cutting and welding of a workpiece. FIG. 1 shows a schematic structure of the laser processing apparatus of this embodiment, and FIG. 2 shows a perspective structure of the optical system of the irradiation unit.

本実施形態のレーザ加工装置は、図1に示すように、単一の外部制御ユニット10により、3つの照射ユニット20A,20B,20Cを制御するように構成されている。また外部制御ユニット10と各照射ユニット20A〜20Cとは、バッファ回路11を介して電気的に接続されている。なお外部制御ユニット10に接続される照射ユニットの数は、これに限らず、適宜変更することができる。   As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus of the present embodiment is configured to control three irradiation units 20 </ b> A, 20 </ b> B, and 20 </ b> C by a single external control unit 10. The external control unit 10 and the irradiation units 20 </ b> A to 20 </ b> C are electrically connected via the buffer circuit 11. The number of irradiation units connected to the external control unit 10 is not limited to this and can be changed as appropriate.

このレーザ加工装置では、外部制御ユニット10および各照射ユニット20A〜20Cは、各々が個別の筐体に収容された独立したモジュールとして構成されている。なおバッファ回路11については、外部制御ユニット10と一体化するようにしても、それ単体のみの独立したモジュールとして構成するようにしても良い。   In this laser processing apparatus, the external control unit 10 and the irradiation units 20A to 20C are each configured as an independent module accommodated in an individual casing. The buffer circuit 11 may be integrated with the external control unit 10 or may be configured as an independent module alone.

外部制御ユニット10は、被加工物への加工情報を入力するためのインターフェースを備えている。インターフェースからは、例えば被加工物にマーキングする文字や図形の種類、マーキングする被加工物上の位置、字体や線の太さ、被加工物の材質などの情報が上記加工情報として入力される。そして外部制御ユニット10は、入力された加工情報に基づいて、その加工情報に示されるマーキングに係る被加工物へのレーザ光照射動作を各照射ユニット20A〜20Cに行わせるための指令信号を出力する。なお本実施形態のレーザ加工装置では、各照射ユニット20A〜20Cに同一の加工を行わせるようにしており、外部制御ユニット10からは、各照射ユニット20A〜20Cに共通の指令信号が出力されるようになっている。   The external control unit 10 includes an interface for inputting machining information to the workpiece. From the interface, for example, information such as the type of characters and figures to be marked on the workpiece, the position on the workpiece to be marked, the font and line thickness, the material of the workpiece, and the like are input as the machining information. Then, the external control unit 10 outputs a command signal for causing the irradiation units 20A to 20C to perform the laser beam irradiation operation on the workpiece related to the marking indicated by the processing information based on the input processing information. To do. In the laser processing apparatus of this embodiment, the irradiation units 20A to 20C are caused to perform the same processing, and the external control unit 10 outputs a command signal common to the irradiation units 20A to 20C. It is like that.

バッファ回路11は、外部制御ユニット10と各照射ユニット20A〜20Cとの間での各種信号の送受を中継するとともに、その中継に際して必要に応じて信号の変換処理や信号の遅延処理などを実施する。   The buffer circuit 11 relays transmission / reception of various signals between the external control unit 10 and the irradiation units 20A to 20C, and performs signal conversion processing, signal delay processing, and the like as necessary at the time of relaying. .

各照射ユニット20A〜20Cは、レーザ光を出射するレーザ光源23およびその出射されたレーザ光の被加工物への照射位置を移動させる光走査機構24をそれぞれ備えて構成されている。また各照射ユニット20A〜20Cには、レーザ光源23のレーザ光出射動作や光走査機構24によるレーザ光走査動作を、入力された指令信号に応じて行わせるための内部コントローラ21がそれぞれ設けられている。更に本実施形態のレーザ加工装置では、マーキング加工に係る制御動作に必要な情報の予め記憶されたメモリ22が、各照射ユニット20A〜20Cの内部コントローラ21にそれぞれ内蔵されている。ちなみに図1では、図示を省略しているが、照射ユニット20B,20Cの構成は、照射ユニット20Aと同一となっている。   Each of the irradiation units 20A to 20C includes a laser light source 23 that emits laser light and an optical scanning mechanism 24 that moves the irradiation position of the emitted laser light onto the workpiece. Each of the irradiation units 20A to 20C is provided with an internal controller 21 for performing the laser beam emission operation of the laser light source 23 and the laser beam scanning operation by the optical scanning mechanism 24 in accordance with the input command signal. Yes. Furthermore, in the laser processing apparatus of this embodiment, the memory 22 in which information necessary for the control operation related to the marking processing is stored in advance is built in the internal controller 21 of each of the irradiation units 20A to 20C. Incidentally, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 1, the structure of irradiation unit 20B, 20C is the same as irradiation unit 20A.

各照射ユニット20A〜20Cの光学系は、図2に示すように、上記レーザ光源23および光走査機構24に加え、更にビームエキスパンダ27およびFθレンズ28を備えて構成されている。ビームエキスパンダ27は、レーザ光源23から出射されたレーザ光のビーム径を拡大し、Fθレンズ28は、ビームエキスパンダ27および光走査機構24を通過したレーザ光を被加工物Wの表面に収束させる。   As shown in FIG. 2, the optical system of each of the irradiation units 20 </ b> A to 20 </ b> C includes a beam expander 27 and an Fθ lens 28 in addition to the laser light source 23 and the optical scanning mechanism 24. The beam expander 27 enlarges the beam diameter of the laser light emitted from the laser light source 23, and the Fθ lens 28 converges the laser light that has passed through the beam expander 27 and the optical scanning mechanism 24 onto the surface of the workpiece W. Let

なお本実施形態では、同図2に示すように、光走査機構24として、2つの可動ミラー25,26からなるガルバノスキャナを採用している。各可動ミラー25,26はそれぞれ、アクチュエータによって軸周りを回動可能に配設され、その回動に応じてレーザ光の方向が変更されるようになっている。そして2つの可動ミラー25,26を併せ回動させることで、被加工物に対するレーザ光の2次元走査が可能となっている。また各可動ミラー25,26の回動角は、ロータリエンコーダにて検出され、その検出結果は上記内部コントローラ21(図1参照)に出力されるようにもなっている。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, a galvano scanner including two movable mirrors 25 and 26 is employed as the optical scanning mechanism 24. Each of the movable mirrors 25 and 26 is disposed so as to be rotatable around an axis by an actuator, and the direction of the laser beam is changed according to the rotation. By rotating the two movable mirrors 25 and 26 together, two-dimensional scanning of the laser beam on the workpiece can be performed. The rotation angle of each movable mirror 25, 26 is detected by a rotary encoder, and the detection result is output to the internal controller 21 (see FIG. 1).

ここで、以上のように構成された本実施形態でのレーザ加工装置でのマーキング加工に係る外部制御ユニット10の制御動作を、図3を併せ参照して説明する。
上記のようにインターフェースを通じて加工情報が設定されると、外部制御ユニット10は、その設定された加工情報に基づき、被加工物にマーキングする文字や図形を複数の線分要素に分解するとともに、各線分要素の始点および終点の座標位置を演算して求める。例えば図3に示されるような線画で表されたアルファベットの「H」のマーキング加工についての加工情報が設定された場合、外部制御ユニット10は、それを3つの線分要素L12,L34,L56に分解し、更に各線分要素L12,L34,L56の各始点(P1 ,P3 ,P5 )および各終点(P2 ,P4 ,P6 )を演算する。そして外部制御ユニット10は、その演算された各始点、終点の座標位置を線分要素毎に記憶する。またこのとき外部制御ユニット10は、各線分要素のマーキング加工の順序の決定も行う。更に外部制御ユニット10は、加工情報に設定された被加工物の材質や線の太さの情報に基づいて最適なレーザ光の照射強度を求める。
Here, the control operation of the external control unit 10 related to the marking process in the laser processing apparatus according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
When machining information is set through the interface as described above, the external control unit 10 decomposes characters and figures to be marked on the workpiece into a plurality of line segment elements based on the set machining information, and Calculate the coordinate position of the start point and end point of the minute element. For example, when processing information about the marking processing of the alphabet “H” represented by a line drawing as shown in FIG. 3 is set, the external control unit 10 assigns it to three line segment elements L12, L34, and L56. Further, the start points (P1, P3, P5) and the end points (P2, P4, P6) of the line segment elements L12, L34, L56 are calculated. The external control unit 10 stores the calculated coordinate positions of the start point and end point for each line segment element. At this time, the external control unit 10 also determines the marking processing order of each line segment element. Furthermore, the external control unit 10 obtains the optimum irradiation intensity of the laser beam based on the information on the material of the workpiece and the line thickness set in the machining information.

そして加工開始の指示が入力されると、外部制御ユニット10は、上記各線分要素のマーキングに係るレーザ光の照射動作を各照射ユニット20A〜20Cに指令するための指令信号を順次出力する。例えば上記アルファベット「H」のマーキング加工を行う場合、外部制御ユニット10は、まず最初にマーキング加工する線分要素L12の始点P1 の座標位置(x1 ,y1 )への走査動作を指令する指令信号を出力し、その走査動作が完了した旨の信号が受信されるまで一旦待機する。なお各照射ユニット20A〜20Cの内部コントローラ21は、上記ロータリエンコーダによる各可動ミラー25,26の回動角の検出結果に基づいて、指令された座標位置への走査動作の完了を確認すると、その旨の信号(完了信号)を出力するようになっている。   When an instruction to start machining is input, the external control unit 10 sequentially outputs command signals for instructing the irradiation units 20A to 20C to perform the irradiation operation of the laser light related to the marking of the line segment elements. For example, when the marking process of the alphabet “H” is performed, the external control unit 10 first issues a command signal for commanding the scanning operation to the coordinate position (x1, y1) of the starting point P1 of the line segment element L12 to be marked. Output and wait once until a signal indicating that the scanning operation is completed is received. The internal controller 21 of each of the irradiation units 20A to 20C confirms the completion of the scanning operation to the commanded coordinate position based on the detection result of the rotation angle of each movable mirror 25, 26 by the rotary encoder. A signal (completion signal) is output.

完了信号が受信されると、外部制御ユニット10は、上記求められた照射強度でのレーザ光の出射をレーザ光源23に指令するための指令信号、および線分要素L12の終点P2 の座標位置(x2 ,y2 )への走査動作を光走査機構24に指令するための指令信号をそれぞれ出力する。そして外部制御ユニット10は、指令した走査動作の完了信号が受信されるまで待機する。なおこのときの各照射ユニット20A〜20Cの内部コントローラ21は、指令された座標位置への走査動作の完了を確認すると、レーザ光源23のレーザ光出射を停止させた上で、完了信号を出力する。   When the completion signal is received, the external control unit 10 sends the command signal for instructing the laser light source 23 to emit the laser beam with the obtained irradiation intensity, and the coordinate position of the end point P2 of the line segment element L12 ( Command signals for instructing the optical scanning mechanism 24 to perform a scanning operation to x2, y2) are output. Then, the external control unit 10 stands by until the commanded scanning operation completion signal is received. At this time, when the internal controller 21 of each of the irradiation units 20A to 20C confirms the completion of the scanning operation to the commanded coordinate position, the laser light emission of the laser light source 23 is stopped and a completion signal is output. .

その後、上記完了信号が受信されると、外部制御ユニット10は、次にマーキング加工する線分要素L34の始点P3 の座標位置(x3 ,y3 )への走査動作を指令し、その走査動作の完了信号が受信されると、レーザ光の出射および同線分要素L34の終点P4 の座標位置(x4 ,y4 )への走査動作を指令する。以後、外部制御ユニット10は、こうした処理を、設定されたすべての線分要素のマーキング加工が完了するまで繰り返す。   Thereafter, when the completion signal is received, the external control unit 10 commands the scanning operation to the coordinate position (x3, y3) of the starting point P3 of the line segment element L34 to be marked next, and the scanning operation is completed. When the signal is received, the laser beam is emitted and the scanning operation to the coordinate position (x4, y4) of the end point P4 of the line segment element L34 is commanded. Thereafter, the external control unit 10 repeats such processing until marking processing of all set line segment elements is completed.

以上説明した外部制御ユニット10の制御動作は、同外部制御ユニット10が単一の照射ユニットのみの制御を行う場合と基本的に同様となっている。こうした態様で、単一の外部制御ユニット10による複数の照射ユニット20A〜20Cの同時並行制御を行う場合には、各照射ユニット20A〜20Cの個体差に起因したレーザ光照射動作の偏差のため、被加工物の加工状態が照射ユニット20A〜20C毎にばらつく虞がある。   The control operation of the external control unit 10 described above is basically the same as when the external control unit 10 controls only a single irradiation unit. In such a mode, when performing simultaneous and parallel control of the plurality of irradiation units 20A to 20C by the single external control unit 10, due to the deviation of the laser light irradiation operation due to individual differences of the irradiation units 20A to 20C, There exists a possibility that the processing state of a to-be-processed object may vary for every irradiation unit 20A-20C.

まず各照射ユニット20A〜20Cの光学系を構成する光学部品の製造公差や組付交差により、被加工物へのレーザ光の照射強度にばらつきが生じることがある。例えばレーザ光源23のレーザ光の出射特性には、個体毎にある程度のばらつきがある。またビームエキスパンダ27のビーム径の拡大特性や各可動ミラー25,26の反射特性、Fθレンズ28の収光特性などにも、それらを構成するレンズやミラー等の光学部品の製造時の形状の僅かな誤差や、それらの組付け位置の僅かなずれが、レーザ光の照射強度に影響を与える。   First, due to manufacturing tolerances and assembly intersections of optical components constituting the optical system of each irradiation unit 20A to 20C, there may be variations in the irradiation intensity of the laser beam to the workpiece. For example, the laser light emission characteristics of the laser light source 23 vary to some extent from individual to individual. Further, the expansion characteristics of the beam diameter of the beam expander 27, the reflection characteristics of the movable mirrors 25 and 26, the light collection characteristics of the Fθ lens 28, and the like are the shapes at the time of manufacturing optical components such as lenses and mirrors constituting them. A slight error or a slight shift in the assembly position affects the irradiation intensity of the laser beam.

また各可動ミラー25,26の回動速度にも、アクチュエータの製造公差等に起因した個体差があるため、照射ユニット20A〜20C毎のレーザ光走査速度にばらつきが生じることがある。レーザ光走査速度のばらつきがあると、外部制御ユニット10が各照射ユニット20A〜20Cに対して、同一の始点から同一の終点への走査動作を指令する指令信号を同時に出力したとしても、各照射ユニット20A〜20Cの走査動作の完了時期が不揃いとなってしまう。そしてその結果、次回の走査動作の指令信号を出力する時期が不適切となって、書き損じ等の不具合が発生する虞がある。   Further, the rotational speeds of the movable mirrors 25 and 26 also have individual differences due to actuator manufacturing tolerances and the like, so that the laser light scanning speeds of the irradiation units 20A to 20C may vary. Even if the external control unit 10 outputs a command signal instructing a scanning operation from the same start point to the same end point to each of the irradiation units 20A to 20C if the laser beam scanning speed varies, each irradiation unit The completion times of the scanning operations of the units 20A to 20C are not uniform. As a result, the timing for outputting the command signal for the next scanning operation becomes inadequate, and there is a possibility that problems such as writing errors may occur.

そこで本実施形態のレーザ加工装置では、外部制御ユニット10と各照射ユニット20A〜20Cとの間の指令信号や完了信号の送受をバッファ回路11に中継させることで、上記個体差に起因した加工状態のばらつきを抑制するようにしている。以下、そうした本実施形態のレーザ加工装置におけるバッファ回路11を介したマーキング加工に係る制御動作の詳細を説明する。   Therefore, in the laser processing apparatus of the present embodiment, the processing state caused by the individual difference is made by relaying the transmission and reception of command signals and completion signals between the external control unit 10 and the irradiation units 20A to 20C to the buffer circuit 11. To suppress the variation of Hereinafter, details of a control operation related to marking processing through the buffer circuit 11 in the laser processing apparatus of this embodiment will be described.

<レーザ光出射強度制御>
まずレーザ光源23のレーザ光出射強度制御に係る本実施形態のレーザ加工装置の制御動作を、図4および図5に基づき説明する。レーザ光出射強度の制御に際しては、バッファ回路11は、出射強度を指令する指令信号の中継に際して、外部制御ユニット10から出力される指令信号を、上述した各照射ユニット20A〜20Cの内部コントローラ21のメモリ22に記憶されたキャリブレーション情報に基づいて照射ユニット20A〜20C毎に個別に補正するようにしている。キャリブレーション情報とは、具体的には以下のような情報となっている。
<Laser beam emission intensity control>
First, the control operation of the laser processing apparatus according to the present embodiment relating to the laser beam emission intensity control of the laser light source 23 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In controlling the laser beam emission intensity, the buffer circuit 11 sends the command signal output from the external control unit 10 to the above-described internal controller 21 of each irradiation unit 20A to 20C when relaying the command signal for commanding the emission intensity. Based on the calibration information stored in the memory 22, the irradiation units 20A to 20C are individually corrected. Specifically, the calibration information is as follows.

図4には、特定の照射ユニットにおける、指令照射強度と実照射強度との関係が示されている。ここで指令照射強度とは、外部制御ユニット10からの出射強度の指令信号が、本来指令する、被加工物に対するレーザ光照射強度を指している。また実照射強度とは、その出射強度の指令信号にそのまま基づきレーザ光源23の出射強度を制御したときにその照射ユニットにおいて実際に被加工物に照射されるレーザ光の強度(実照射強度)との関係が実線で示されている。   FIG. 4 shows the relationship between the command irradiation intensity and the actual irradiation intensity in a specific irradiation unit. Here, the command irradiation intensity refers to the laser beam irradiation intensity with respect to the workpiece, which is originally commanded by the command signal of the emission intensity from the external control unit 10. The actual irradiation intensity is the intensity of the laser light (actual irradiation intensity) that is actually irradiated to the workpiece in the irradiation unit when the emission intensity of the laser light source 23 is controlled based on the output signal of the emission intensity as it is. Is shown by a solid line.

なお同図には、設計仕様における同様の関係が破線にて示されている。設計仕様では当然ながら、指令照射強度が値「α」であれば、実照射強度も値「α」となるようになっている。   In the figure, similar relationships in design specifications are indicated by broken lines. As a matter of course in the design specification, if the command irradiation intensity is the value “α”, the actual irradiation intensity is also set to the value “α”.

この照射ユニットでは、レーザ光の照射強度が設計仕様よりも低くなる照射強度特性を有しており、指令照射強度が値「α」であっても、実照射強度は、より低い値「β」としかならない。ちなみにこの照射ユニットでは、実照射強度を値「α」とするには、指令照射強度をより高い値「γ」とする必要がある。上記メモリ22には、予め試験等で求められた各々の照射ユニット20A〜20Cにおける指令照射強度と実照射強度との関係が、上記キャリブレーション情報として記憶されている。   This irradiation unit has an irradiation intensity characteristic in which the irradiation intensity of the laser beam is lower than the design specification. Even if the command irradiation intensity is the value “α”, the actual irradiation intensity is a lower value “β”. It can only be. Incidentally, in this irradiation unit, in order to set the actual irradiation intensity to the value “α”, it is necessary to set the command irradiation intensity to a higher value “γ”. In the memory 22, the relationship between the command irradiation intensity and the actual irradiation intensity in each of the irradiation units 20 </ b> A to 20 </ b> C obtained in advance by a test or the like is stored as the calibration information.

こうしたキャリブレーション情報を参照すれば、外部制御ユニット10の指令通りの実照射強度を得るために実際に必要な、各照射ユニット20A〜20Cに出力すべき指令照射強度の値を求めることができる。そこで本実施形態のレーザ加工装置では、より具体的には、図5に示される態様で出射強度制御に係る制御動作を行っている。まず外部制御ユニット10がレーザ光の出射強度に係る指令信号を出力すると(S10)、バッファ回路11は、各照射ユニット20A〜20Cの内部コントローラ21のメモリ22からキャリブレーション情報をそれぞれ読み込む(S11)。そしてバッファ回路11は、照射ユニット20A〜20C毎に、各個のキャリブレーション情報に基づく指令信号の補正を行い(S12)、補正した指令信号を各照射ユニット20A〜20Cに個別に出力する(S13)。これにより、レーザ光照射強度特性の個体差に拘わらず、照射ユニット20A〜20Cのそれぞれにおいて、本来の想定通りの強度でレーザ光が照射されるようになる。   With reference to such calibration information, the value of the command irradiation intensity to be output to each of the irradiation units 20A to 20C, which is actually necessary to obtain the actual irradiation intensity as instructed by the external control unit 10, can be obtained. Therefore, in the laser processing apparatus of the present embodiment, more specifically, the control operation related to the emission intensity control is performed in the manner shown in FIG. First, when the external control unit 10 outputs a command signal related to the emission intensity of laser light (S10), the buffer circuit 11 reads calibration information from the memory 22 of the internal controller 21 of each irradiation unit 20A to 20C (S11). . Then, the buffer circuit 11 corrects the command signal based on each piece of calibration information for each of the irradiation units 20A to 20C (S12), and outputs the corrected command signal to each of the irradiation units 20A to 20C (S13). . As a result, regardless of the individual difference in the laser light irradiation intensity characteristics, each of the irradiation units 20A to 20C is irradiated with the laser light with the intensity originally assumed.

<レーザ光走査制御>
次にレーザ光走査制御、すなわち被加工物に対するレーザ光照射位置の移動に係る制御におけるレーザ加工装置の制御動作を、図6に基づき説明する。
<Laser beam scanning control>
Next, the control operation of the laser processing apparatus in the laser beam scanning control, that is, the control related to the movement of the laser beam irradiation position with respect to the workpiece will be described with reference to FIG.

まず外部制御ユニット10が、マーキング加工する線分要素の走査動作の指令信号、すなわち線分要素の終点の座標位置を指令する指令信号を出力すると、バッファ回路11は、この指令信号をそのまま各照射ユニット20A〜20Cへと中継する(S20)。各照射ユニット20A〜20Cの内部コントローラ21は、入力された指令信号に基づき、光走査機構24に走査動作を実行させる(S21)。   First, when the external control unit 10 outputs a command signal for scanning the line segment element to be marked, that is, a command signal for commanding the coordinate position of the end point of the line segment element, the buffer circuit 11 directly applies this command signal to each irradiation. Relay to the units 20A to 20C (S20). The internal controller 21 of each of the irradiation units 20A to 20C causes the optical scanning mechanism 24 to perform a scanning operation based on the input command signal (S21).

その後、各照射ユニット20A〜20Cの内部コントローラ21は、指令に基づく走査動作の完了が、すなわちレーザ光の照射位置が上記終点の座標位置に達したことが、上記ロータリーエンコードの検出結果から確認されると(S22)、上述した完了信号をバッファ回路11に対して出力する(S23)。   Thereafter, the internal controller 21 of each of the irradiation units 20A to 20C confirms from the detection result of the rotary encode that the scanning operation based on the command has been completed, that is, that the irradiation position of the laser beam has reached the coordinate position of the end point. Then, the completion signal described above is output to the buffer circuit 11 (S23).

バッファ回路11は、いずれかの照射ユニットから完了信号が入力されても、他の照射ユニットからの完了信号が入力されるまでは、外部制御ユニット10への完了信号の出力を行うことなく待機する(S24)。そしてバッファ回路11は、接続されたすべての照射ユニット20A〜20Cからの完了信号の入力が確認されると、その時点で外部制御ユニット10に完了信号を出力する(S25)。外部制御ユニット10は、そうしたバッファ回路11からの完了信号の入力を待って、次の走査動作の指令信号を出力する(S26)。   Even if a completion signal is input from any of the irradiation units, the buffer circuit 11 waits without outputting a completion signal to the external control unit 10 until a completion signal from another irradiation unit is input. (S24). When the input of completion signals from all connected irradiation units 20A to 20C is confirmed, the buffer circuit 11 outputs a completion signal to the external control unit 10 at that time (S25). The external control unit 10 waits for the input of the completion signal from the buffer circuit 11 and outputs a command signal for the next scanning operation (S26).

これにより、レーザ光走査速度の個体差のため、走査動作の完了時期にばらつきが生じても、各照射ユニット20A〜20Cにおける走査動作がすべて完了されるまで、次回の走査動作の出力がなされないようになる。そのため、前回指令された走査動作が未了のまま、次の走査動作の指令がなされ、書き損じ等の不具合が発生することは、確実に回避されることとなる。   As a result, due to individual differences in the scanning speed of the laser beam, even if there is a variation in the completion timing of the scanning operation, the next scanning operation is not output until all the scanning operations in the irradiation units 20A to 20C are completed. It becomes like this. For this reason, it is possible to reliably avoid the occurrence of a defect such as a writing failure due to the next scanning operation command while the previous scanning operation has not been completed.

なお以上説明した本実施形態では、外部制御ユニット10が上記制御ユニットに、メモリ22が上記記憶手段に、可動ミラー25,26に内蔵されたロータリエンコーダが上記検出手段に、内部コントローラ21が出力手段にそれぞれ対応する構成となっている。また本実施形態では、バッファ回路11が、上記補正手段としての機能、上記遅延手段としての機能、および上記信号中継装置としての機能を果たすようになっている。また本実施形態では、外部制御ユニット10およびバッファ回路11によって、上記制御装置が構成されている。   In the present embodiment described above, the external control unit 10 is the control unit, the memory 22 is the storage means, the rotary encoder built in the movable mirrors 25 and 26 is the detection means, and the internal controller 21 is the output means. It has a configuration corresponding to each. In this embodiment, the buffer circuit 11 functions as the correction means, the delay means, and the signal relay device. In the present embodiment, the external control unit 10 and the buffer circuit 11 constitute the control device.

以上説明した本実施形態によれば、次の効果を奏することができる。
(1)複数の照射ユニット20A〜20Cを単一の外部制御ユニット10で制御しており、且つ各照射ユニット20A〜20Cのレーザ光照射強度特性にばらつきがあっても、各照射ユニット20A〜20Cでの照射強度を一律とし、照射ユニット20A〜20C毎の加工状態のばらつきを抑えることができる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) Even if the plurality of irradiation units 20A to 20C are controlled by the single external control unit 10 and the laser light irradiation intensity characteristics of the irradiation units 20A to 20C vary, the irradiation units 20A to 20C The intensity of the irradiation can be made uniform, and variations in the processing state for each of the irradiation units 20A to 20C can be suppressed.

(2)複数の照射ユニット20A〜20Cを単一の外部制御ユニット10で制御しており、且つ各照射ユニット20A〜20Cのレーザ光走査速度にばらつきがあっても、書き損じ等の不具合の発生を防止し、照射ユニット20A〜20C毎の加工状態のばらつきを抑えることができる。   (2) Even if the plurality of irradiation units 20A to 20C are controlled by the single external control unit 10 and the laser beam scanning speeds of the irradiation units 20A to 20C vary, the occurrence of defects such as writing errors may occur. It can prevent and can suppress the dispersion | variation in the processing state for every irradiation unit 20A-20C.

(3)外部制御ユニット10の構成は、単一の照射ユニットのみを制御する場合と変更せずとも、バッファ回路11、メモリ22の追加のみで、複数の被加工物に対する好適な同時並行加工を実現することができる。すなわち、外部制御ユニット10は、単一の照射ユニットを制御する場合と同様の制御動作を行いながらも、複数の照射ユニットでのマーキング加工を好適に制御することができるようになっている。   (3) The configuration of the external control unit 10 does not change from the case of controlling only a single irradiation unit, and only the addition of the buffer circuit 11 and the memory 22 makes it possible to perform suitable parallel processing on a plurality of workpieces. Can be realized. That is, the external control unit 10 can suitably control the marking process in a plurality of irradiation units while performing the same control operation as in the case of controlling a single irradiation unit.

(4)キャリブレーション情報を記憶したメモリ22を、各照射ユニット20A〜20Cに内蔵させているため、外部制御ユニット10に接続される照射ユニットの組合せが変更されても、レーザ光照射強度を一律に保持して、照射ユニットのレーザ光の照射強度特性の個体差に起因した加工状態のばらつきを抑えることができる。   (4) Since the memory 22 storing the calibration information is built in each of the irradiation units 20A to 20C, even if the combination of irradiation units connected to the external control unit 10 is changed, the laser beam irradiation intensity is uniformly set. Thus, it is possible to suppress variations in the processing state due to individual differences in the irradiation intensity characteristics of the laser light of the irradiation unit.

なお上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・バッファ回路11を、外部制御ユニット10に内蔵させるようにしても良い。またバッファ回路11の機能を、外部制御ユニット10の制御動作に係る加工制御用プログラムに取り込み、ソフトウェアにてその機能を果たすように構成しても良い。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
The buffer circuit 11 may be built in the external control unit 10. Further, the function of the buffer circuit 11 may be incorporated into a machining control program related to the control operation of the external control unit 10 and the function may be fulfilled by software.

・上記実施形態では、各照射ユニット20A〜20Cでの走査動作の完了を、可動ミラー25,26の回動角の検出結果に基づき確認するようにしていたが、それ以外の手法でその確認を行うようにしても良い。たとえば被加工物の加工表面を撮像装置にて撮像し、その撮像データを画像解析することでレーザ光照射位置を検出して、上記確認を行うようにすることもできる。   In the above embodiment, the completion of the scanning operation in each of the irradiation units 20A to 20C is confirmed based on the detection result of the rotation angle of the movable mirrors 25 and 26, but the confirmation is performed by other methods. You may make it do. For example, it is also possible to detect the laser light irradiation position by capturing an image of the processing surface of the workpiece with an imaging device and analyzing the captured image data to perform the above confirmation.

・上記実施形態では、キャリブレーション情報として、照射ユニットの個体差に起因したレーザ光照射強度の偏差を補正するための情報のみをメモリ22に記憶させるようにしていた。これに加え、あるいはこれに替えて、照射強度以外のレーザ光照射動作の偏差を補正するためのキャリブレーション情報をメモリ22に予め記憶させておくようにしても良い。例えばマーキング加工時の走査速度を制御する場合には、各照射ユニットの個体差に起因した走査速度偏差の補正用のキャリブレーション情報をメモリ22に記憶させておく。そしてバッファ回路11が、その記憶された情報に基づき、外部制御ユニット10からの走査速度の指令に係る指令信号を補正して各照射ユニット20A〜20Cに送信するようにすれば、各照射ユニット20A〜20Cの走査速度を一律とすることができる。   In the above embodiment, only the information for correcting the deviation of the laser beam irradiation intensity due to the individual difference of the irradiation units is stored in the memory 22 as the calibration information. In addition to this, or instead of this, calibration information for correcting a deviation of the laser light irradiation operation other than the irradiation intensity may be stored in the memory 22 in advance. For example, when controlling the scanning speed at the time of marking processing, calibration information for correcting the scanning speed deviation caused by the individual difference of each irradiation unit is stored in the memory 22. And if the buffer circuit 11 correct | amends the command signal which concerns on the instruction | command of the scanning speed from the external control unit 10 based on the memorize | stored information and will be transmitted to each irradiation unit 20A-20C, each irradiation unit 20A. The scanning speed of ˜20C can be made uniform.

・上記実施形態では、図6に示されるレーザ操作制御に係るレーザ加工装置の制御動作において、バッファ回路11は、照射ユニット20A〜20Cのすべてから完了信号が出力されるまで、外部制御ユニット10への完了信号の送信を遅延させるようにしていた。これを、バッファ回路11が完了信号の送信を遅延するのではなく、外部制御ユニット10から各照射ユニット20A〜20Cへの走査動作に係る指令信号の送信を遅延するようにしても、同様の効果を得ることができる。この場合、照射ユニット20A〜20Cの一部が前回指令された走査動作を完了する以前に外部制御ユニット10が次の走査動作の指令信号を出力したとしても、バッファ回路11は、その指令信号の各照射ユニット20A〜20Cへの送信を一旦保留する。そして前回指令された走査動作がすべての照射ユニット20A〜20Cにおいて完了されたことが確認された時点で、保留した次の走査動作の指令に係る指令信号を各照射ユニット20A〜20Cに送信することになる。そのため、こうした場合にも、上記実施形態と同様に、各照射ユニット20A〜20Cのレーザ光走査速度のばらつきに拘わらず、書き損じ等の不具合の発生を防止して、照射ユニット20A〜20C毎の加工状態のばらつきを抑えることができる。   In the above embodiment, in the control operation of the laser processing apparatus related to the laser operation control shown in FIG. 6, the buffer circuit 11 is sent to the external control unit 10 until completion signals are output from all of the irradiation units 20A to 20C. The transmission of the completion signal was delayed. Even if the buffer circuit 11 does not delay the transmission of the completion signal but delays the transmission of the command signal related to the scanning operation from the external control unit 10 to each of the irradiation units 20A to 20C, the same effect is obtained. Can be obtained. In this case, even if the external control unit 10 outputs a command signal of the next scanning operation before a part of the irradiation units 20A to 20C completes the scanning operation commanded last time, the buffer circuit 11 The transmission to each irradiation unit 20A-20C is once suspended. Then, when it is confirmed that the previously commanded scanning operation has been completed in all the irradiation units 20A to 20C, a command signal related to the command for the next scanning operation that has been suspended is transmitted to each irradiation unit 20A to 20C. become. Therefore, in such a case, similarly to the above-described embodiment, regardless of variations in the laser beam scanning speed of each of the irradiation units 20A to 20C, it is possible to prevent the occurrence of defects such as writing failure and to process each irradiation unit 20A to 20C. Variations in state can be suppressed.

・外部制御ユニット10に接続される照射ユニット20A〜20Cの組合せが予め固定されているのであれば、各照射ユニット20A〜20Cのキャリブレーション情報の記憶されたメモリ22を、バッファ回路11または外部制御ユニット10に内蔵するようにしても良い。   If the combination of the irradiation units 20A to 20C connected to the external control unit 10 is fixed in advance, the memory 22 in which the calibration information of each irradiation unit 20A to 20C is stored is stored in the buffer circuit 11 or the external control. It may be built in the unit 10.

・図6のS24,S25に係る制御動作は行わないようにバッファ回路11の機能を限定しても、レーザ加工装置は、上記実施形態でのレーザ光出射強度制御に係る制御動作は行うことができる。そのため、この場合にも、上記(1)、(3)および(4)に記載の効果を得ることはできる。   Even if the function of the buffer circuit 11 is limited so that the control operations related to S24 and S25 in FIG. 6 are not performed, the laser processing apparatus can perform the control operation related to the laser beam emission intensity control in the above embodiment. it can. Therefore, also in this case, the effects described in (1), (3) and (4) can be obtained.

・図5のS11〜S14に係る制御動作は行わないようにバッファ回路11の機能を限定しても、レーザ加工装置は、上記実施形態でのレーザ光走査制御に係る制御動作は行うことができる。そのため、この場合にも、上記(2)および(3)に記載の効果を得ることはできる。なおこの場合には、キャリブレーション情報の記憶されたメモリ22は省略しても良い。   Even if the function of the buffer circuit 11 is limited so that the control operation according to S11 to S14 in FIG. 5 is not performed, the laser processing apparatus can perform the control operation related to the laser beam scanning control in the above embodiment. . Therefore, also in this case, the effects described in (2) and (3) above can be obtained. In this case, the memory 22 storing the calibration information may be omitted.

・上記実施形態では、マーキング加工する文字や図形を線分要素に分解し、順次に各線分要素のレーザ光走査動作を行うことで、マーキング加工を行うようにしていたが、こうした加工に係る制御動作の態様は、これに限らず適宜変更しても良い。   In the above embodiment, the marking process is performed by disassembling the character or figure to be processed into line segment elements and sequentially performing the laser beam scanning operation of each line segment element. The mode of operation is not limited to this, and may be changed as appropriate.

本発明の一実施形態についてそのレーザ加工装置の全体構造の模式図。The schematic diagram of the whole structure of the laser processing apparatus about one Embodiment of this invention. 同レーザ加工装置の照射ユニットの光学系部品の斜視構造を示す斜視図。The perspective view which shows the perspective structure of the optical system component of the irradiation unit of the laser processing apparatus. 同レーザ加工装置によるマーキング加工時の走査経路の一例を示す略図。6 is a schematic diagram showing an example of a scanning path during marking processing by the laser processing apparatus. 同レーザ加工装置の照射ユニットの指令照射強度と実照射強度との関係の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the relationship between the command irradiation intensity | strength of the irradiation unit of the laser processing apparatus, and real irradiation intensity. 同レーザ加工装置の出射強度制御に係る制御動作の態様を示すブロック図。The block diagram which shows the aspect of the control action which concerns on the emission intensity control of the laser processing apparatus. 同レーザ加工装置の走査制御に係る制御動作の態様を示すブロック図。The block diagram which shows the aspect of the control action which concerns on the scanning control of the laser processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10…外部制御ユニット(制御ユニット、制御装置)、11…バッファ回路(補正手段、遅延手段、信号中継装置)、20A〜20C…照射ユニット、21…内部コントローラ(出力手段)、22…メモリ(記憶手段)、23…レーザ光源、24…光走査機構(25,26…可動ミラー)、27…ビームエキスパンダ、28…Fθレンズ、W…被加工物。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... External control unit (control unit, control apparatus), 11 ... Buffer circuit (correction means, delay means, signal relay apparatus), 20A-20C ... Irradiation unit, 21 ... Internal controller (output means), 22 ... Memory (storage) Means), 23 ... Laser light source, 24 ... Optical scanning mechanism (25, 26 ... movable mirror), 27 ... Beam expander, 28 ... Fθ lens, W ... Workpiece.

Claims (6)

レーザ光を出射するレーザ光源を有してその出射されたレーザ光を被加工物に照射する照射ユニットを複数備えるとともに、それら複数の照射ユニットに対して一律に、前記レーザ光源からのレーザ光の出射強度を制御するための指令信号を予め設定された加工情報に基づき出力する制御ユニットと、を備えるレーザ加工装置において、
前記照射ユニットの個体差に起因した前記被加工物へのレーザ光照射強度の偏差を補正するためのキャリブレーション情報が前記複数の照射ユニットのそれぞれについて記憶された記憶手段と、
前記複数の照射ユニットのそれぞれについて、前記制御ユニットから出力される指令信号を、前記記憶手段に記憶された該当照射ユニットのキャリブレーション情報に基づき補正して出力する補正手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
A laser light source that emits laser light and a plurality of irradiation units that irradiate the workpiece with the emitted laser light, and the laser light from the laser light source is uniformly applied to the plurality of irradiation units. In a laser processing apparatus comprising: a control unit that outputs a command signal for controlling the emission intensity based on preset processing information;
Storage means for storing calibration information for correcting the deviation of the laser beam irradiation intensity on the workpiece due to the individual difference of the irradiation units, for each of the plurality of irradiation units;
For each of the plurality of irradiation units, a correction unit that corrects and outputs a command signal output from the control unit based on calibration information of the corresponding irradiation unit stored in the storage unit;
A laser processing apparatus comprising:
前記記憶手段は、前記複数の照射ユニットのそれぞれについて個別に設けられてなる請求項1に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the storage unit is individually provided for each of the plurality of irradiation units. 請求項1または2に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光の被加工物への照射位置を移動させる光走査機構と、前記制御ユニットの出力する前記指令信号に基づく前記照射位置の移動に係る一指令についてその移動の完了を検出する検出手段と、その検出に応じてその旨の信号を出力する出力手段とを、前記複数の照射ユニットのそれぞれに設けるとともに、
前記複数の照射ユニットの前記出力手段のすべてから前記信号の出力が確認されるまで、前記制御ユニットから前記複数の照射ユニットへの次回の前記照射位置の移動に係る前記指令信号の送信を遅延させる遅延手段を設ける
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to claim 1 or 2,
Completion of movement of the optical scanning mechanism for moving the irradiation position of the laser beam emitted from the laser light source to the workpiece and one command related to the movement of the irradiation position based on the command signal output from the control unit Detecting means for detecting the output and an output means for outputting a signal to that effect in response to the detection, in each of the plurality of irradiation units,
Until the output of the signal is confirmed from all of the output means of the plurality of irradiation units, the transmission of the command signal related to the next movement of the irradiation position from the control unit to the plurality of irradiation units is delayed. A laser processing apparatus comprising a delay unit.
被加工物に照射されるレーザ光を出射するレーザ光源と個体差に起因した前記被加工物へのレーザ光照射強度の偏差を補正するためのキャリブレーション情報の記憶された記憶手段とをそれぞれ備える複数の照射ユニットに対して、予め設定された加工情報に基づいて前記レーザ光照射強度を制御するための指令信号を生成して出力するレーザ加工装置の制御装置において、
前記複数の照射ユニットのそれぞれについて、前記記憶手段から前記キャリブレーション情報をそれぞれ読み込むとともに、各照射ユニットに出力される前記指令信号を、その読み込まれた前記キャリブレーション情報に基づき個別に補正する補正手段を備える
ことを特徴とするレーザ加工装置の制御装置。
A laser light source for emitting laser light irradiated to the workpiece, and storage means for storing calibration information for correcting a deviation of the laser beam irradiation intensity to the workpiece due to individual differences In a control device of a laser processing apparatus that generates and outputs a command signal for controlling the laser light irradiation intensity based on processing information set in advance for a plurality of irradiation units,
For each of the plurality of irradiation units, the calibration information is read from the storage unit, and the command signal output to each irradiation unit is individually corrected based on the read calibration information. A control apparatus for a laser processing apparatus comprising:
レーザ光を出射するレーザ光源およびその出射されたレーザ光の被加工物への照射位置を移動させる光走査機構をそれぞれ備える複数の照射ユニットと、それら複数の照射ユニットに対して一律に、前記レーザ光源によるレーザ光の出射および前記光走査機構による前記照射位置の移動を制御するための指令信号を予め設定された加工情報に基づき出力する制御ユニットと、を備えるレーザ加工装置において、
前記制御ユニットの出力する前記指令信号に基づく前記照射位置の移動に係る一指令についてその移動の完了を検出する検出手段、およびその検出に応じてその旨の信号を出力する出力手段を、前記複数の照射ユニットのそれぞれに設けるとともに、
前記複数の照射ユニットの前記出力手段のすべてから前記信号の出力が確認されるまで、前記制御ユニットから前記複数の照射ユニットへの次回の前記照射位置の移動に係る前記指令信号の送信を遅延させる遅延手段を設ける
ことを特徴とするレーザ加工装置。
A plurality of irradiation units each including a laser light source that emits laser light and an optical scanning mechanism that moves an irradiation position of the emitted laser light onto the workpiece, and the laser is uniformly applied to the plurality of irradiation units. In a laser processing apparatus comprising: a control unit that outputs a command signal for controlling emission of laser light by a light source and movement of the irradiation position by the optical scanning mechanism based on preset processing information;
A plurality of detection means for detecting completion of movement of one command related to movement of the irradiation position based on the command signal output by the control unit, and output means for outputting a signal to that effect in response to the detection; Provided in each of the irradiation units,
Delay transmission of the command signal related to the next movement of the irradiation position from the control unit to the plurality of irradiation units until the output of the signal is confirmed from all of the output means of the plurality of irradiation units. A laser processing apparatus comprising a delay unit.
被加工物に対するレーザ光の照射位置の移動を制御するための指令信号を予め設定された加工情報に基づき出力する制御ユニットと、レーザ光を出射するレーザ光源、その出射されたレーザ光の被加工物への照射位置を前記指令信号に基づいて移動させる光走査機構、前記指令信号に応じた前記照射位置の移動に係る一指令についてその移動の完了を検出する検出手段、およびその検出に応じて完了信号を出力する出力手段をそれぞれ備える複数の照射ユニットと、の間に介設されて、前記複数の照射ユニットと前記制御ユニットとの間での前記指令信号および前記完了信号の送受を中継するレーザ加工装置の信号中継装置において、
前記複数の照射ユニットの前記出力手段のすべてから前記信号の出力が確認されるまで、前記制御ユニットから前記複数の照射ユニットへの次回の前記照射位置の移動に係る前記指令信号の送信を遅延させる遅延手段を設ける
ことを特徴とするレーザ加工装置の信号中継装置。
A control unit that outputs a command signal for controlling the movement of the irradiation position of the laser beam to the workpiece based on preset machining information, a laser light source that emits the laser beam, and a workpiece of the emitted laser beam An optical scanning mechanism for moving the irradiation position on the object based on the command signal, a detecting means for detecting the completion of movement of one command related to the movement of the irradiation position according to the command signal, and according to the detection A plurality of irradiation units each having output means for outputting a completion signal, and relaying transmission / reception of the command signal and the completion signal between the plurality of irradiation units and the control unit. In the signal relay device of the laser processing device,
Until the output of the signal is confirmed from all of the output means of the plurality of irradiation units, the transmission of the command signal related to the next movement of the irradiation position from the control unit to the plurality of irradiation units is delayed. A signal relay device for a laser processing apparatus, characterized in that a delay means is provided.
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