JP2008030091A5 - - Google Patents

Claims (11)

1. 作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、
   レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、
   前記レーザ発振部より出射されるレーザ光を作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、
   入射レンズと出射レンズを備え、前記レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に前記入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させてレーザ光の焦点距離を調整可能なＺ軸スキャナと、
   前記Ｚ軸スキャナを透過するレーザ光を、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に走査させるためのＸ軸スキャナ又はＹ軸スキャナと、
   前記Ｘ軸スキャナ又はＹ軸スキャナで走査されるレーザ光を、Ｙ軸方向又はＸ軸方向に走査させるためのＹ軸スキャナ又はＸ軸スキャナと、
   を備えるレーザ光走査系と、
   前記レーザ発振部および前記レーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、
   所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
   加工対象面の３次元形状に関して、ＸＹ座標位置とＺ座標位置との対応関係を関連付けて記憶するための記憶部と、
   を備え、
   前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をＯＮしている間は、前記Ｘ軸及びＹ軸スキャナの移動にＺ軸スキャナを追従させ、前記記憶部に記憶された対応関係に基づき、前記Ｘ軸及びＹ軸スキャナの指示するＸＹ座標と対応するＺ座標を指示するようＺ軸スキャナを移動させ、
   一方前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をＯＦＦしている間は、Ｚ軸スキャナの追従を中断し、ＸＹ座標の対応関係に拘わらず所定のＺ座標位置に移動させるよう構成してなることを特徴とするレーザ加工装置。
2. 作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、
   レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、
   前記レーザ発振部より出射されるレーザ光を作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、
   入射レンズと出射レンズを備え、前記レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に前記入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させてレーザ光の焦点距離を調整可能なＺ軸スキャナと、
   前記Ｚ軸スキャナを透過するレーザ光を、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に走査させるためのＸ軸スキャナ又はＹ軸スキャナと、
   前記Ｘ軸スキャナ又はＹ軸スキャナで走査されるレーザ光を、Ｙ軸方向又はＸ軸方向に走査させるためのＹ軸スキャナ又はＸ軸スキャナと、
   を備えるレーザ光走査系と、
   前記レーザ発振部および前記レーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、
   所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
   作業領域の各ＸＹ座標位置におけるレーザ光の焦点位置が一定となるようＺ座標を調整し、ＸＹ座標位置と調整後のＺ座標位置との関連付けを記憶する記憶部と、
   を備え、
   前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をＯＮしている間は、前記Ｘ軸及びＹ軸スキャナの移動にＺ軸スキャナを追従させ、前記記憶部に記憶された対応関係に基づき、前記Ｘ軸及びＹ軸スキャナの指示するＸＹ座標と対応するＺ座標を指示するようＺ軸スキャナを移動させ、
   一方前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をＯＦＦしている間は、Ｚ軸スキャナの追従を中断し、ＸＹ座標の対応関係に拘わらず所定のＺ座標位置に移動させるよう構成してなることを特徴とするレーザ加工装置。
3. 請求項２に記載のレーザ加工装置であって、
   前記レーザ制御部が、レーザ光の走査位置が作業領域の端部に近付くに従い焦点位置が長くなるようにＺ軸スキャナを調整して、作業領域内で焦点位置を略一定に維持するよう制御してなることを特徴とするレーザ加工装置。
4. 請求項１から３のいずれか一に記載のレーザ加工装置であって、
   前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をＯＦＦしている間に、前記Ｚ軸スキャナを、次にレーザ光の出射を再開する加工開始位置のＸＹ座標と対応するＺ座標を前記記憶部から取得し、該Ｚ座標に移動させることを特徴とするレーザ加工装置。
5. 請求項１から３のいずれか一に記載のレーザ加工装置であって、
   前記所定のＺ座標位置が、レーザ加工装置起動時におけるデフォルトのＺ座標位置、レーザ光の出射をＯＦＦした時点でのＺ座標を維持すること、次にレーザ光の出射をＯＮする予定のＺ座標のいずれかであることを特徴とするレーザ加工装置。
6. 作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、
   レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、
   前記レーザ発振部より出射されるレーザ光を作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、
   入射レンズと出射レンズを備え、前記レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に前記入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させてレーザ光の焦点距離を調整可能なＺ軸スキャナと、
   前記Ｚ軸スキャナを透過するレーザ光を、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に走査させるためのＸ軸スキャナ又はＹ軸スキャナと、
   前記Ｘ軸スキャナ又はＹ軸スキャナで走査されるレーザ光を、Ｙ軸方向又はＸ軸方向に走査させるためのＹ軸スキャナ又はＸ軸スキャナと、
   前記Ｙ軸スキャナ又はＸ軸スキャナで走査されるレーザ光を作業領域に照射させるよう集光するための集光レンズと、
   を備えるレーザ光走査系と、
   前記レーザ発振部および前記レーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、
   所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
   加工対象面の３次元形状に関して、ＸＹ座標位置とＺ座標位置との対応関係を関連付けて記憶するための記憶部と、
   を備え、
   レーザ光のスポット径を約５０μｍ以下とし、かつ前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をＯＮしている間は、前記Ｘ軸及びＹ軸スキャナの移動にＺ軸スキャナを追従させ、前記記憶部に記憶された対応関係に基づき、前記Ｘ軸及びＹ軸スキャナの指示するＸＹ座標と対応するＺ座標を指示するようＺ軸スキャナを移動させ、
   一方前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をＯＦＦしている間は、Ｚ軸スキャナの追従を中断し、ＸＹ座標の対応関係に拘わらず所定のＺ座標位置に移動させるよう構成してなることを特徴とするレーザ加工装置。
7. 作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、
   レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、
   前記レーザ発振部より出射されるレーザ光を作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、
   入射レンズと出射レンズを備え、前記レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に前記入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させてレーザ光の焦点距離を調整可能なＺ軸スキャナと、
   前記Ｚ軸スキャナを透過するレーザ光を、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に走査させるためのＸ軸スキャナ又はＹ軸スキャナと、
   前記Ｘ軸スキャナ又はＹ軸スキャナで走査されるレーザ光を、Ｙ軸方向又はＸ軸方向に走査させるためのＹ軸スキャナ又はＸ軸スキャナと、
   を備えるレーザ光走査系と、
   前記レーザ発振部および前記レーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、
   所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
   前記加工条件設定部で設定された加工条件に従って、加工対象面のレーザ加工データを生成する加工データ生成部と、
   前記加工データ生成部で生成されたレーザ加工データのイメージを２次元的及び／又は３次元的に表示可能な加工イメージ表示部と、
   を備え、
   前記加工条件設定部がさらに、
   加工パターンを２次元情報として入力する加工パターン入力手段と、
   加工対象面の３次元形状を示すプロファイル情報を入力するための加工面プロファイル入力手段と、
   を備え、
   前記レーザ制御部は、ＸＹ座標とＺ座標を関連付けしており、
   Ｘ軸、Ｙ軸スキャナの移動に追従させてＺ軸スキャナも、前記Ｘ軸、Ｙ軸スキャナの指示するＸＹ座標と対応するＺ座標を指示するよう移動させる追従機能を備え、
   前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をＯＮしている間は、Ｚ軸スキャナの追従機能をＯＮする一方、レーザ光の出射がＯＦＦの間は、Ｚ軸スキャナの追従機能をＯＦＦするよう構成してなることを特徴とするレーザ加工装置。
8. 作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置について、所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定装置であって、
   所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
   作業領域の各ＸＹ座標位置におけるレーザ光の焦点位置が一定となるようＺ座標を調整し、ＸＹ座標位置と調整後のＺ座標位置との関連付けを記憶する記憶部と、
   を備え、
   レーザ光の出射をＯＮしている間は、Ｘ軸及びＹ軸スキャナの移動にＺ軸スキャナを追従させ、前記記憶部に記憶された対応関係に基づき、前記Ｘ軸及びＹ軸スキャナの指示するＸＹ座標と対応するＺ座標を指示するようＺ軸スキャナを移動させ、
   一方レーザ光の出射をＯＦＦしている間は、Ｚ軸スキャナの追従を中断し、ＸＹ座標の対応関係に拘わらず所定のＺ座標位置に移動させるよう構成してなることを特徴とするレーザ加工データ設定装置。
9. レーザ光を走査するレーザ光走査系として、Ｘ軸スキャナ、Ｙ軸スキャナ、Ｚ軸スキャナを備えており、３次元形状に加工可能なレーザ加工装置を用いて、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を３次元的に走査して、所望の加工パターンに加工するレーザ加工方法であって、
   予め、作業領域内のＸＹ座標とＺ座標とが関連付けられており、レーザ光走査位置のＸ座標を規定するＸ軸スキャナ、及びＹ座標を規定するＹ軸スキャナの移動に追従させて、Ｚ軸スキャナも、前記Ｘ軸、Ｙ軸スキャナの指示するＸＹ座標と対応するＺ座標を指示するよう移動させる追従機能を備え、
   レーザ光が出射される間、Ｚ軸スキャナの追従機能をＯＮさせる工程と、
   レーザ光が出射されない間、Ｚ軸スキャナの追従機能を動作させず、所定の高さに維持する工程と、
   を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
10. 作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置について、所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定方法であって、
    所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の３次元形状と加工パターンとを設定する工程と、
    加工対象面の３次元形状に関して、ＸＹ座標位置とＺ座標位置との対応関係を関連付ける工程と、
    レーザ光の出射をＯＮしている間は、Ｘ軸及びＹ軸スキャナの移動にＺ軸スキャナを追従させ、記憶された対応関係に基づき、Ｘ軸及びＹ軸スキャナの指示するＸＹ座標と対応するＺ座標を指示するようＺ軸スキャナを移動させ、一方レーザ光の出射をＯＦＦしている間は、Ｚ軸スキャナの追従を中断し、ＸＹ座標の対応関係に拘わらず所定のＺ座標位置に移動させる工程と、
    を含むことを特徴とするレーザ加工データ設定方法。
11. レーザ光を走査するレーザ光走査系として、Ｘ軸スキャナ、Ｙ軸スキャナ、Ｚ軸スキャナを備えており、３次元形状に加工可能なレーザ加工装置を用いて、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を３次元的に走査して、所望の加工パターンに加工するレーザ加工データ設定プログラムであって、
    予め、作業領域内のＸＹ座標とＺ座標とが関連付けられており、レーザ光走査位置のＸ座標を規定するＸ軸スキャナ、及びＹ座標を規定するＹ軸スキャナの移動に追従させて、Ｚ軸スキャナも、前記Ｘ軸、Ｙ軸スキャナの指示するＸＹ座標と対応するＺ座標を指示するよう移動させる機能と、
    レーザ光が出射される間、Ｚ軸スキャナの追従機能をＯＮさせ、一方レーザ光が出射されない間、Ｚ軸スキャナの追従機能を動作させず、所定の高さに維持する機能と、
    をコンピュータに実現させることを特徴とするレーザ加工データ設定プログラム。