JP2017006977A - レーザ加工装置及びレーザ加工装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、当該レーザ加工装置によれば、前記加工点が前記基準領域に含まれる場合に、記憶部に記憶された前記基準補正データと、前記加工点に対応付けられた座標位置に基づいて、当該加工点に係る加工を行う際の座標位置を補正して前記補正座標位置とする為、前記基準領域に含まれる加工点の加工を行う場合に、前記レーザスポットの位置と前記座標位置に割り付けられた加工点との誤差を、確実に低減することができる。
更に、当該レーザ加工装置によれば、前記加工点が前記基準領域に含まれていない場合、対応座標位置特定部によって、当該加工点が含まれる特定領域と前記基準領域の位置関係に基づいて対応座標位置を特定し、特定された対応座標位置と、前記記憶部に記憶された前記基準補正データに基づいて、当該対応座標位置に係る補正対応座標位置を特定し、前記特定領域と前記基準領域との位置関係に基づいて、特定した前記補正対応座標位置を、前記レーザ光によって当該特定領域に含まれる加工点の加工を行う際の前記補正座標位置に補正するので、複数の領域の内、基準領域を除いた領域(即ち、特定領域)に含まれる加工点についても、前記レーザ光による加工を行う場合に、基準補正データを利用して、前記レーザスポットの位置と前記座標位置に割り付けられた加工点との誤差を、確実に低減することができる。
即ち、当該レーザ加工装置によれば、複数の領域の内、基準領域に関する基準補正データを記憶部に格納しておけば、複数の領域全てに対して前記レーザスポットの位置と前記座標位置に割り付けられた加工点との誤差を、確実に低減することができるので、必要な記憶容量を低減させて記憶部の記憶容量を有効活用することができる。
ここで、当該レーザ加工装置によれば、前記加工点が前記基準領域に含まれる場合に、記憶部に記憶された前記基準補正データと、前記加工点に対応付けられた座標位置に基づいて、前記レーザ光によって当該加工点に係る加工を行う際の座標位置を補正して前記補正座標位置とする為、前記基準領域に含まれる加工点について、前記レーザ光による加工を行う場合に、前記レーザスポットの位置と前記座標位置に割り付けられた加工点との誤差を、確実に低減することができる。
更に、当該レーザ加工装置によれば、前記加工点が前記基準領域に含まれていない場合、補正データ生成部によって、前記複数の領域の内、当該加工点が含まれる特定領域と前記基準領域の位置関係に基づいて、基準補正データから特定補正データを生成し、生成された特定補正データと、前記加工点に対応付けられた座標位置に基づいて、当該特定領域に含まれる加工点の加工を行う際の座標位置を補正して前記補正座標位置とする為、複数の領域の内、基準領域を除いた領域(即ち、特定領域)に含まれる加工点についても、前記レーザ光による加工を行う場合に、基準補正データを利用して、前記レーザスポットの位置と前記座標位置に割り付けられた加工点との誤差を、確実に低減することができる。
即ち、当該レーザ加工装置によれば、複数の領域の内、基準領域に関する基準補正データを記憶部に格納しておけば、複数の領域全てに対して前記レーザスポットの位置と前記座標位置に割り付けられた加工点との誤差を、確実に低減することができるので、必要な記憶容量を低減させて記憶部の記憶容量を有効活用することができる。
以下、本発明に関するレーザ加工装置を、レーザ加工装置1を含むレーザ加工システム100に具体化した実施形態(第1実施形態)について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
先ず、第1実施形態に関するレーザ加工システム100の概略構成について、図1を参照しつつ詳細に説明する。レーザ加工システム100は、レーザ加工装置1と、データ作成装置7を有しており、データ作成装置7によって作成された加工データに従って、レーザ加工装置1を制御することで、加工対象物Wの表面上に対して、パルスレーザLを2次元走査してマーキング加工を行うように構成されている。
次に、レーザ加工システム100を構成するレーザ加工装置1の概略構成について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1に示すように、第1実施形態に関するレーザ加工装置1は、レーザ加工装置本体部2と、レーザコントローラ5と、電源ユニット6により構成されている。
次に、レーザ加工装置本体部2の概略構成について、図1、図2に基づいて説明する。尚、レーザ加工装置本体部2の説明において、図1の左方向、右方向、上方向、下方向が、それぞれレーザ加工装置本体部2の前方向、後方向、上方向、下方向である。従って、レーザ発振器21のパルスレーザLの出射方向が前方向である。本体ベース11及びパルスレーザLに対して垂直な方向が上下方向である。そして、レーザ加工装置本体部2の上下方向及び前後方向に直交する方向が、レーザ加工装置本体部2の左右方向である。
次に、レーザ加工装置1における電源ユニット6の概略構成について、図1を参照しつつ説明する。図1に示すように、電源ユニット6は、励起用半導体レーザ部40と、レーザドライバ51と、電源部52と、冷却ユニット53とを、ケーシング55内に有している。電源部52は、励起用半導体レーザ部40を駆動する駆動電流を、レーザドライバ51を介して励起用半導体レーザ部40に供給する。レーザドライバ51は、レーザコントローラ5から入力される駆動情報に基づいて、励起用半導体レーザ部40を直流でオンオフ駆動する。
次に、レーザ加工システム100を構成するレーザ加工装置1の制御系構成について、図面を参照しつつ説明する。図3に示すように、レーザ加工装置1は、レーザ加工装置1の全体を制御するレーザコントローラ5と、レーザドライバ51と、ガルバノコントローラ56と、ガルバノドライバ57と、可視光レーザドライバ58等を有して構成されている。レーザコントローラ5には、レーザドライバ51と、ガルバノコントローラ56と、光センサ18と、可視光レーザドライバ58等が電気的に接続されている。
続いて、レーザ加工システム100を構成するデータ作成装置7の制御系構成について、図面を参照しつつ説明する。図3に示すように、データ作成装置7は、データ作成装置7の全体を制御する制御部70と、マウスやキーボード等から構成される入力操作部76と、液晶ディスプレイ77と、CD−ROM79に対する各種データ、プログラム等の書き込み及び読み込みを行うためのCD−R/W78等から構成されている。
続いて、当該レーザ加工システム100における加工データの内容について、図面を参照しつつ詳細に説明する。レーザ加工システム100における加工データは、レーザ加工装置1によるマーキング加工によって、加工対象物W表面の加工領域に描画される加工内容を示し、パルスレーザLが照射されるレーザスポットの位置に対応する複数の加工点や、複数の加工点の集合によって構成される線要素等を含んで構成されている。
続いて、レーザコントローラ5において実行されるレーザ加工処理プログラムの処理内容について、図5〜図7を参照しつつ詳細に説明する。上述したように、当該レーザ加工処理プログラムは、レーザコントローラ5のROM63に記憶されており、CPU61によって読み出されて実行される。
これらの射影変換で用いられる変換式は、下記の通りである。
(補正加工点PcのX座標x´)=(a*x+b*y+c)/(g*x+h*y+α)
(補正加工点PcのY座標y´)=(d*x+e*y+f)/(g*x+h*y+α)
CPU61は、補正加工点PcのX座標、Y座標をRAM62に格納した後、通常射影変換処理を終了し、S11に処理を移行する。
次に、上述した第1実施形態と異なる実施形態(第2実施形態)について、図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、第2実施形態に関するレーザ加工システム100、レーザ加工装置1は、上述した第1実施形態に関するレーザ加工システム100、レーザ加工装置1と同一の基本的構成を有しており、レーザ加工処理プログラムの処理内容が相違する。従って、第1実施形態と同一の構成、処理内容に関する説明は省略する。
第2実施形態に係るレーザ加工処理プログラムの処理内容について、図8〜図9を参照しつつ詳細に説明する。第2実施形態に係るレーザ加工処理プログラムは、第1実施形態と同様に、レーザコントローラ5のROM63に記憶されており、CPU61によって読み出されて実行される。
5 レーザコントローラ
6 電源ユニット
7 データ作成装置
12 レーザ発振ユニット
19 ガルバノスキャナ
20 fθレンズ
31 ガルバノX軸モータ
32 ガルバノY軸モータ
61 CPU
63 ROM
70 制御部
Rs 基準領域
Ra 第1特定領域
Rb 第2特定領域
Rc 第3特定領域
Claims (10)
- 加工対象物を加工する為のレーザ光を出射するレーザ光出射部と、
前記レーザ光出射部から出射されたレーザ光を反射するガルバノミラーを備え、当該ガルバノミラーを回動動作させることで前記レーザ光を走査するガルバノスキャナと、
前記ガルバノスキャナからのレーザ光を収束させて、前記加工対象物表面の加工領域上にレーザスポットを形成する収束レンズと、
前記レーザ光によって描画される加工内容を示す加工データを構成する加工点を、直交座標系の座標位置に割り付ける割付部と、
前記直交座標系の座標軸を境界として区分され、当該座標軸を対称軸として対称に構成される複数の領域のうちの一の領域である基準領域について、前記座標位置のうち当該基準領域に含まれる基準座標位置に夫々対応付けられた基準補正データを記憶する記憶部と、
前記複数の領域の内、前記加工点が含まれる領域と前記基準領域との位置関係と、前記記憶部に記憶されている前記基準補正データに基づいて、前記加工点が割り付けられた座標位置を補正して補正座標位置とする補正部と、
前記補正座標位置に基づいて、前記ガルバノスキャナを制御して前記レーザスポットを前記加工領域上で移動させる制御部と、を備え、
前記補正部は、
前記加工点が前記基準領域に含まれる場合に、前記記憶部に記憶された前記基準補正データと、前記加工点に対応付けられた座標位置に基づいて、前記レーザ光によって当該加工点に係る加工を行う際の座標位置を補正して前記補正座標位置とする通常補正部と、
前記加工点が前記基準領域に含まれていない場合に、前記複数の領域の内、当該加工点が含まれる特定領域と前記基準領域との位置関係に基づいて、前記特定領域に含まれる加工点に係る座標位置が前記基準領域内において対応する対応座標位置を特定する対応座標位置特定部と、
前記対応座標位置特定部によって特定された対応座標位置と、前記記憶部に記憶された前記基準補正データに基づいて、当該対応座標位置を補正して補正対応座標位置として特定し、前記特定領域と前記基準領域との位置関係に基づいて、特定した前記補正対応座標位置を、前記レーザ光によって当該特定領域に含まれる加工点の加工を行う際の前記補正座標位置に補正する特定補正部と、を有する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記複数の領域は、直交座標系において相互に直交する第1座標軸及び第2座標軸によって区分され、前記第1座標軸又は第2座標軸を対称軸として相互に線対称に構成される4つの領域であり、
前記基準領域は、前記第1座標軸及び第2座標軸によって区分される4つの領域における一の領域を示し、
前記特定領域は、前記第1座標軸及び第2座標軸によって区分される4つの領域の内、前記基準領域を除いた何れかの領域を示し、
前記記憶部は、前記第1座標軸及び前記第2座標軸によって区分される4つの領域における一の領域である前記基準領域に含まれる基準座標位置に夫々対応付けられた基準補正データを記憶する
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ加工装置。 - 前記補正部は、
前記加工点が、前記第1座標軸及び前記第2座標軸によって区分される4つの領域の内の何れの領域に含まれるのかを判断する判断部を有し、
前記判断部によって、前記加工点が、前記第1座標軸を対称軸として前記基準領域と対称な領域に含まれると判断された場合、
前記対応座標位置特定部は、前記特定領域に含まれる加工点に対応付けられた座標位置を、前記第1座標軸について反転させて前記対応座標位置を特定し、
前記特定補正部は、前記基準補正データに基づいて特定した前記対応座標位置に係る前記補正対応座標位置を、前記第1座標軸に対して反転させて、当該特定領域に含まれる加工点の加工を行う際の前記補正座標位置に補正し、
前記判断部によって、前記加工点が、前記第2座標軸を対称軸として前記基準領域と対称な領域に含まれると判断された場合、
前記対応座標位置特定部は、前記特定領域に含まれる加工点に対応付けられた座標位置を、前記第2座標軸について反転させて前記対応座標位置を特定し、
前記特定補正部は、前記基準補正データに基づいて特定した前記対応座標位置に係る前記補正対応座標位置を、前記第2座標軸に対して反転させて、当該特定領域に含まれる加工点の加工を行う際の前記補正座標位置に補正し、
前記判断部によって、前記加工点が、前記第1座標軸及び前記第2座標軸について前記基準領域と対称な領域に含まれると判断された場合、
前記対応座標位置特定部は、前記特定領域に含まれる加工点に対応付けられた座標位置を、前記第1座標軸及び前記第2座標軸について反転させて前記対応座標位置を特定し、
前記特定補正部は、前記基準補正データに基づいて特定した前記対応座標位置に係る前記補正対応座標位置を、前記第1座標軸及び前記第2座標軸に対して反転させて、当該特定領域に含まれる加工点の加工を行う際の前記補正座標位置に補正する
ことを特徴とする請求項2記載のレーザ加工装置。 - 前記ガルバノスキャナは、
前記レーザ光出射部から出射されたレーザ光を反射する第1ガルバノミラーと、
前記第1ガルバノミラーによって反射されたレーザ光を、前記収束レンズへ向かって反射する第2ガルバノミラーと、
前記第1ガルバノミラーを回動動作することで、前記第1座標軸に沿った方向へ前記レーザ光を走査する第1駆動部と、
前記第2ガルバノミラーを回動動作することで、前記第2座標軸に沿った方向へ前記レーザ光を走査する第2駆動部と、を有する
ことを特徴とする請求項2又は請求項3記載のレーザ加工装置。 - 加工対象物を加工する為のレーザ光を出射するレーザ光出射部と、
前記レーザ光出射部から出射されたレーザ光を反射するガルバノミラーを備え、当該ガルバノミラーを回動動作させることで前記レーザ光を走査するガルバノスキャナと、
前記ガルバノスキャナからのレーザ光を収束させて、前記加工対象物表面の加工領域上にレーザスポットを形成する収束レンズと、
前記レーザ光によって描画される加工内容を示す加工データを構成する加工点を、直交座標系の座標位置に割り付ける割付部と、
前記直交座標系の座標軸を境界として区分され、当該座標軸を対称軸として対称に構成される複数の領域のうちの一の領域である基準領域について、前記座標位置のうち当該基準領域に含まれる基準座標位置に夫々対応付けられた基準補正データを記憶する記憶部と、
前記複数の領域の内、前記加工点が含まれる領域と前記基準領域との位置関係と、前記記憶部に記憶されている前記基準補正データに基づいて、前記加工点が割り付けられた座標位置を補正して補正座標位置とする補正部と、
前記補正座標位置に基づいて、前記ガルバノスキャナを制御して前記レーザスポットを前記加工領域上で移動させる制御部と、を備え、
前記補正部は、
前記加工点が前記基準領域に含まれる場合に、前記記憶部に記憶された前記基準補正データと、前記加工点に対応付けられた座標位置に基づいて、前記レーザ光によって当該加工点に係る加工を行う際の座標位置を補正して前記補正座標位置とする第1補正部と、
前記加工点が前記基準領域に含まれていない場合に、前記複数の領域の内、当該加工点が含まれる特定領域と前記基準領域との位置関係に基づいて、前記記憶部に記憶されている基準補正データから、前記特定領域に含まれる特定座標位置に夫々対応付けられる特定補正データを生成する補正データ生成部と、
前記補正データ生成部によって生成された特定補正データと、前記加工点に対応付けられた座標位置に基づいて、前記レーザ光によって当該特定領域に含まれる加工点の加工を行う際の座標位置を補正して前記補正座標位置とする第2補正部と、を有する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記複数の領域は、直交座標系において相互に直交する第1座標軸及び第2座標軸によって区分され、前記第1座標軸又は第2座標軸を対称軸として相互に線対称に構成される4つの領域であり、
前記基準領域は、前記第1座標軸及び第2座標軸によって区分される4つの領域における一の領域を示し、
前記特定領域は、前記第1座標軸及び第2座標軸によって区分される4つの領域の内、前記基準領域を除いた何れかの領域を示し、
前記記憶部は、前記第1座標軸及び前記第2座標軸によって区分される4つの領域における一の領域である前記基準領域に含まれる基準座標位置に夫々対応付けられた基準補正データを記憶する
ことを特徴とする請求項5記載のレーザ加工装置。 - 前記補正部は、
前記加工点が、前記第1座標軸及び前記第2座標軸によって区分される4つの領域の内の何れの領域に含まれるのかを判断する判断部を有し、
前記補正データ生成部は、
前記判断部によって、前記加工点が、前記第1座標軸を対称軸として前記基準領域と対称な領域に含まれると判断された場合、前記第1座標軸について前記基準補正データを反転させる処理を実行して前記特定補正データを生成し、
前記判断部によって、前記加工点が、前記第2座標軸を対称軸として前記基準領域と対称な領域に含まれると判断された場合、前記第2座標軸について前記基準補正データを反転させる処理を実行して前記特定補正データを生成し、
前記判断部によって、前記加工点が、前記第1座標軸及び前記第2座標軸について前記基準領域と対称な領域に含まれると判断された場合、前記第1座標軸及び前記第2座標軸について前記基準補正データを反転させる処理を実行して前記特定補正データを生成する
ことを特徴とする請求項6記載のレーザ加工装置。 - 前記ガルバノスキャナは、
前記レーザ光出射部から出射されたレーザ光を反射する第1ガルバノミラーと、
前記第1ガルバノミラーによって反射されたレーザ光を、前記収束レンズへ向かって反射する第2ガルバノミラーと、
前記第1ガルバノミラーを回動動作することで、前記第1座標軸に沿った方向へ前記レーザ光を走査する第1駆動部と、
前記第2ガルバノミラーを回動動作することで、前記第2座標軸に沿った方向へ前記レーザ光を走査する第2駆動部と、を有する
ことを特徴とする請求項6又は請求項7記載のレーザ加工装置。 - 加工対象物を加工する為のレーザ光を出射するレーザ光出射部と、
前記レーザ光出射部から出射されたレーザ光を反射するガルバノミラーを備え、当該ガルバノミラーを回動動作させることで前記レーザ光を走査するガルバノスキャナと、
前記ガルバノスキャナからのレーザ光を収束させて、前記加工対象物表面の加工領域上にレーザスポットを形成する収束レンズと、
前記レーザ光によって描画される加工内容を示す加工データを構成する加工点を、直交座標系の座標位置に割り付ける割付部と、
前記直交座標系の座標軸を境界として区分され、当該座標軸を対称軸として対称に構成される複数の領域のうちの一の領域である基準領域について、前記座標位置のうち当該基準領域に含まれる基準座標位置に夫々対応付けられた基準補正データを記憶する記憶部と、
前記割付部によって前記加工点が割り付けられた前記座標位置に基づいて、前記ガルバノスキャナを制御して前記レーザスポットを前記加工領域上で移動させる制御部と、を有するレーザ加工装置に、
前記複数の領域の内、前記加工点が含まれる領域と前記基準領域との位置関係と、前記記憶部に記憶されている前記基準補正データに基づいて、前記加工点が割り付けられた座標位置を補正して補正座標位置とする補正工程として、
前記加工点が前記基準領域に含まれる場合に、前記記憶部に記憶された前記基準補正データと、前記加工点に対応付けられた座標位置に基づいて、前記レーザ光によって当該加工点に係る加工を行う際の座標位置を補正して前記補正座標位置とする通常補正工程と、
前記加工点が前記基準領域に含まれていない場合に、前記複数の領域の内、当該加工点が含まれる特定領域と前記基準領域との位置関係に基づいて、前記特定領域に含まれる加工点に係る座標位置が前記基準領域内において対応する対応座標位置を特定する対応座標位置特定工程と、
前記対応座標位置特定工程によって特定された対応座標位置と、前記記憶部に記憶された前記基準補正データに基づいて、当該対応座標位置を補正して補正対応座標位置として特定し、前記特定領域と前記基準領域との位置関係に基づいて、特定した前記補正対応座標位置を、前記レーザ光によって当該特定領域に含まれる加工点の加工を行う際の前記補正座標位置に補正する特定補正工程と、を実行させる
ことを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。 - 加工対象物を加工する為のレーザ光を出射するレーザ光出射部と、
前記レーザ光出射部から出射されたレーザ光を反射するガルバノミラーを備え、当該ガルバノミラーを回動動作させることで前記レーザ光を走査するガルバノスキャナと、
前記ガルバノスキャナからのレーザ光を収束させて、前記加工対象物表面の加工領域上にレーザスポットを形成する収束レンズと、
前記レーザ光によって描画される加工内容を示す加工データを構成する加工点を、直交座標系の座標位置に割り付ける割付部と、
前記直交座標系の座標軸を境界として区分され、当該座標軸を対称軸として対称に構成される複数の領域のうちの一の領域である基準領域について、前記座標位置のうち当該基準領域に含まれる基準座標位置に夫々対応付けられた基準補正データを記憶する記憶部と、
前記割付部によって前記加工点が割り付けられた前記座標位置に基づいて、前記ガルバノスキャナを制御して前記レーザスポットを前記加工領域上で移動させる制御部と、を有するレーザ加工装置に、
前記複数の領域の内、前記加工点が含まれる領域と前記基準領域との位置関係と、前記記憶部に記憶されている前記基準補正データに基づいて、前記加工点が割り付けられた座標位置を補正して補正座標位置とする補正工程として、
前記加工点が前記基準領域に含まれる場合に、前記記憶部に記憶された前記基準補正データと、前記加工点に対応付けられた座標位置に基づいて、前記レーザ光によって当該加工点に係る加工を行う際の座標位置を補正して前記補正座標位置とする第1補正工程と、
前記加工点が前記基準領域に含まれていない場合に、前記複数の領域の内、当該加工点が含まれる特定領域と前記基準領域との位置関係に基づいて、前記記憶部に記憶されている基準補正データから、前記特定領域に含まれる特定座標位置に夫々対応付けられる特定補正データを生成する補正データ生成工程と、
前記特定補正データと、前記加工点に対応付けられた座標位置に基づいて、前記レーザ光によって当該特定領域に含まれる加工点の加工を行う際の座標位置を補正して前記補正座標位置とする第2補正工程と、を実行させる
ことを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
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