JP2013240801A - レーザ加工方法及びレーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明においては、レーザシーム溶接時間を通じて、パルスレーザ光FBiのピークパワーを一定値PSに保ち、溶接ライン上で単位面積当たりのレーザパワー密度が一定になるようにパルスレーザ光FBiのデューティDiを可変で制御する。したがって、最初のステージ区間(t0〜t1)では、パルスレーザ光FBiのピークパワーはPS(基準値)のままでそのデューティDi(パルス幅Ti)がサイクル毎に増大し、レーザパワー(単位時間当たりのレーザエネルギー)は線形的に上昇する。
【選択図】 図13
Description
[装置構成]
[スケジュール設定時の作用]
[スケジュール実行時の作用]
[実施形態におけるパワー・フィードバック制御]
[他の実施形態又は変形例]
12 レーザ電源
16 レーザ出射部
18 制御部
20 タッチパネル
30 レーザダイオード(LD)
60 加工ステージ
Claims (10)
- 一定の期間に亘りレーザ光を被加工物に照射して所望のレーザ加工を行うレーザ加工方法であって、
前記レーザ光のレーザパワーについて前記一定の期間に亘り時間軸に沿った任意のレーザパワー特性を表わすレーザパワー・スケジュールを設定する第1の工程と、
前記レーザパワー・スケジュールについて所望の変調周波数を設定する第2の工程と、
前記レーザパワー・スケジュール上のレーザパワーの最大値と同じか、またはそれよりも大きいレーザパワー基準値を設定する第3の工程と、
前記レーザパワー・スケジュールを時間軸に沿って前記変調周波数のサイクルでサンプリングし、各サンプリング値の前記レーザパワー基準値に対する相対値をデューティに置き換える第4の工程と、
前記レーザ加工に用いる前記レーザ光として、前記変調周波数に対応する一定の繰り返し周波数と、前記レーザ出力基準値に対応する一定のピークパワーと、前記レーザパワー・スケジュールに基づいて前記変調周波数のサイクル毎に可変で推移するデューティとを有する繰り返しのパルスレーザ光を前記一定の期間に亘って生成する第5の工程と
を有するレーザ加工方法。 - 一定の期間に亘りレーザ光を被加工物に照射して所望のレーザ加工を行うレーザ加工方法であって、
前記レーザ光のレーザパワーについて前記一定の期間に亘り時間軸に沿って繋ぎ合わさる1つまたは複数の線形レーザパワー特性を表わすレーザパワー・スケジュールを設定する第1の工程と、
前記レーザパワー・スケジュールについて所望の変調周波数を設定する第2の工程と、
前記レーザパワー・スケジュール上のレーザパワーの最大値と同じか、またはそれよりも大きいレーザパワー基準値を設定する第3の工程と、
各々の前記線形レーザパワー特性について、その区間の時間の長さに対応する前記変調周波数のサイクル数のデータと、初期値のデータと、サイクル毎に増分または減分する単位変化量のデータとを1ステージのパラメータデータとして生成する第4の工程と、
前記レーザ加工を実施する前または実施する際に、時間軸に沿って、各ステージ毎に前記パラメータデータを基に前記初期値に前記単位変化量を前記変調周波数のサイクル毎に繰り返し継ぎ足す演算処理を行って前記線形レーザパワー特性を復元する第5の工程と、
復元された前記線形レーザパワー特性における各サイクルのレーザパワーの値を、前記レーザパワー基準値に対する相対値としてデューティに換算する第6の工程と、
前記レーザ加工に用いる前記レーザ光として、前記変調周波数に対応する一定の繰り返し周波数と、前記レーザ出力基準値に対応する一定のピークパワーと、前記レーザパワー・スケジュールに基づいて前記変調周波数のサイクル毎に可変で推移するデューティとを有する繰り返しのパルスレーザ光を前記一定の期間に亘って生成する第7の工程と
を有するレーザ加工方法。 - 前記レーザ加工において、前記被加工物上に設定された加工ラインに沿って前記パルスレーザ光のビームスポットを相対的に移動させ、単位面積当たりのレーザパワー密度が一定になるように前記ビームスポットの移動速度を可変で制御する、請求項1または請求項2に記載のレーザ加工方法。
- 前記変調周波数は、10Hz〜50kHzである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
- 加工時間中に被加工物上に設定された加工ラインに沿ってビームスポットを相対的に移動させながら前記被加工物に繰り返しのパルスレーザ光を照射して所望のレーザ加工を行うレーザ加工方法であって、
加工時間中に前記パルスレーザ光のピークパワーを一定値に保ち、前記加工ライン上で単位面積当たりのレーザパワー密度が一定になるように前記パルスレーザ光のデューティを可変で制御するレーザ加工方法。 - 一定の期間に亘りレーザ光を被加工物に照射して所望のレーザ加工を行うレーザ加工装置であって、
前記レーザ光のレーザパワーについて前記一定の期間に亘り時間軸に沿った任意のレーザパワー特性を表わすレーザパワー・スケジュールを設定するレーザパワー・スケジュール設定部と、
前記レーザパワー・スケジュールについて所望の変調周波数を設定する変調周波数設定部と、
前記レーザパワー・スケジュール上のレーザパワーの最大値と同じか、またはそれよりも大きいレーザパワー基準値を設定するレーザパワー基準値設定部と、
前記レーザパワー・スケジュールを時間軸に沿って前記変調周波数のサイクルでサンプリングし、各サンプリング値の前記レーザパワー基準値に対する相対値をデューティに置き換えて、前記レーザパワー・スケジュールに対応するデューティ・スケジュールを設定するデューティ・スケジュール設定部と、
前記レーザ加工に用いる前記レーザ光として、前記変調周波数に対応する一定の繰り返し周波数と、前記レーザ出力基準値に対応する一定のピークパワーと、前記レーザパワー・スケジュールに基づいて前記変調周波数のサイクル毎に可変で推移するデューティとを有する繰り返しのパルスレーザ光を前記一定の期間に亘って生成するパルスレーザ生成部と
を有するレーザ加工装置。 - 一定の期間に亘りレーザ光を被加工物に照射して所望のレーザ加工を行うレーザ加工装置であって、
前記レーザ光のレーザパワーについて前記一定の期間に亘り時間軸に沿って繋ぎ合わさる所望の1つまたは複数の線形レーザパワー特性を表わすレーザパワー・スケジュールを設定するレーザパワー・スケジュール設定部と、
前記レーザパワー・スケジュールについて所望の変調周波数を設定する変調周波数設定部と、
前記レーザパワー・スケジュール上のレーザパワーの最大値と同じか、またはそれよりも大きいレーザパワー基準値を設定するレーザパワー基準値設定部と、
各々の前記線形レーザパワー特性について、その区間の持続時間に対応する前記変調周波数のサイクル数のデータと、初期値のデータと、サイクル毎に増分または減分する単位変化量のデータとを1ステージのパラメータデータとして生成するパラメータデータ生成部と、
前記レーザ加工を実施する前または実施する際に、時間軸に沿って、各ステージ毎に前記パラメータデータを基に前記初期値に前記単位変化量を前記変調周波数のサイクル毎に繰り返し継ぎ足す演算処理を行って前記線形レーザパワー特性を復元するレーザパワー特性復元部と、
各ステージ毎に復元された前記線形レーザパワー特性における各サイクルのレーザパワーの値を、前記レーザ出力基準値に対する相対値としてデューティに変換するデューティ変換部と、
前記レーザ加工に用いる前記レーザ光として、前記レーザ加工に用いる前記レーザ光として、前記変調周波数に対応する一定の繰り返し周波数と、前記レーザ出力基準値に対応する一定のピークパワーと、前記レーザパワー・スケジュールに基づいて前記変調周波数のサイクル毎に可変で推移するデューティとを有する繰り返しのパルスレーザ光を前記一定の期間に亘って生成するパルスレーザ生成部と
を有するレーザ加工装置。 - 前記レーザ加工において、前記被加工物上に設定された加工ラインに沿って前記パルスレーザ光のビームスポットを相対的に移動させるレーザビームスポット移動機構と、
前記加工ライン上で単位面積当たりのレーザパワー密度が一定になるように前記ビームスポットの移動速度を制御する移動速度制御部と
を有する請求項6または請求項7に記載のレーザ加工装置。 - 前記変調周波数は、10Hz〜50kHzである、請求項6〜8のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
- 一定周波数で繰り返しのパルスレーザ光を生成するためのレーザ生成部と、
前記パルスレーザ光を被加工物に集光照射するためのレーザ照射部と、
前記被加工物上に設定された加工ラインに沿って前記パルスレーザ光のビームスポットを相対的に移動させるためのビームスポット移動機構と、
加工時間中に前記パルスレーザ光のピークパワーを一定値に保つためのピークパワー制御部と、
加工時間中に前記加工ライン上で単位面積当たりのレーザパワー密度が一定になるように前記パルスレーザ光のデューティを可変で制御するデューティ制御部と
を有するレーザ加工装置。
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