JP2021130126A - レーザ加工装置およびレーザ加工装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。本発明が適用される場面は、レーザ加工装置(たとえば、図1のレーザマーカ1等)により加工が行われる場面である。このような場面において、レーザ加工装置は、印字線の縮みを考慮して、走査開始位置を加工パターンで受け付けた位置(期待する位置)よりも手前に設定し、走査終了位置を加工パターンで受け付けた位置(期待する位置)よりも後ろに設定する。図2に示すガルバノミラー部264(スキャナ)の応答特性により印字線は一般に縮むので、レーザ加工装置がこのような設定の下で加工を行うと、結果的に、加工対象物8(図1参照)が受け付けた加工パターン通りに加工されることになる。このように、レーザ加工装置は、ガルバノミラー部264の走査速度に影響されることなく、加工対象物8を期待通りのパターンに加工することができる。
図1は、レーザマーカ1の概略構成を示す構成図である。図1を参照して、レーザマーカ1は、コントローラ21と、マーカヘッド26とを有する。
図2は、レーザマーカ1の構成をより詳細に示す構成図である。図2を参照して、レーザマーカ1は、上述したように、コントローラ21およびマーカヘッド26を備えている。
(1)レーザ発振器240
レーザ発振器240について説明すると、以下のとおりである。レーザ発振器240は、光ファイバ241と、半導体レーザ242,243,249A〜249Dと、アイソレータ244,246と、結合器245,248と、バンドパスフィルタ247とを備える。
制御基板210は、制御部211と、パルス発生部212と、記憶部213と、通信処理部214,216,217とを含む。
ドライバ用電源230は、ドライバ220に電力を供給する。これによりドライバ220は半導体レーザ242,243,249A〜249Dに駆動電流を供給する。半導体レーザ242,243,249A〜249Dの各々は駆動電流が供給されることによってレーザ発振する。半導体レーザ242に供給される駆動電流は、パルス発生部212からの電気信号により変調される。これにより半導体レーザ242はパルス発振して、所定の繰り返し周波数および所定のパルス幅を有するパルス光を種光として出力する。一方、半導体レーザ243,249A〜249Dの各々にはドライバ220により連続的な駆動電流が供給される。これにより半導体レーザ243,249A〜249Dの各々は連続発振して、連続光を励起光として出力する。
マーカヘッド26は、アイソレータ262と、コリメータレンズ263と、ガルバノミラー部264(X方向のガルバノミラー264a,Y方向のガルバノミラー264b)と、集光レンズ265とを含む。アイソレータ262は、光ファイバ28から出力されるパルス光を通過させるとともに、光ファイバ28に戻る光を遮断する。アイソレータ262を通過したパルス光は、アイソレータ262に付随するコリメータレンズ263から大気中に出力されてガルバノミラー部264に入射する。集光レンズ265は、ガルバノミラー部264に入射したレーザ光Wを集光する。ガルバノミラー部264は、第1の軸(具体的には、図1の矢印と平行な軸)および第1の軸と直交する第2の軸方向の少なくとも一方の方向にレーザ光Wを走査する。レーザ光Wの走査は、片道走査でもよいし、往復走査でもよい。
図4は、コントローラ21によって表示装置6に表示されるユーザインターフェイス700を示した図である。ユーザインターフェイス700は、制御部211(図2参照)が記憶部213(図2参照)に記憶されているアプリケーションプログラムを実行することによって実現される。ユーザインターフェイス700上で行われたユーザによる入力装置7での入力操作は通信処理部216によって受け付けられ、受け付けられた入力が制御部211に通知される。
図5および図6を参照して、印字線の縮みについて説明する。図5は、制御信号に対するレーザ光の走査軌跡を示す図である。一例として、図5には、走査の折り返し前後における走査軌跡が示されている。ガルバノミラー部264(図2参照)は、制御部211(図2参照)から送られてくる制御信号に対応してレーザ光の走査を行う。制御信号は、レーザ光の走査を指示する信号である。制御部211は、設定されている速度(前述の入力欄761に入力された速度)で走査を行う場合の制御信号を生成し、生成した制御信号をガルバノミラー部264に送信する。
図7〜図10を参照して、助走・送り機能について説明する。図7は、Y軸方向の走査を示す図である。図8は、加工パターンN1の一部を拡大した図である。図7および図8を参照して、Y軸方向の片道走査を例に、助走・送り機能について説明する。
オンディレイ・オフディレイ機能は、オンディレイ機能およびオフディレイ機能を総称したものであり、レーザ光の出力タイミングを調整する機能の一例である。オンディレイ機能はレーザ光の出力開始タイミングを遅らせ、オフディレイ機能はレーザ光の出力停止タイミングを遅らせる。オンディレイ・オフディレイ機能は、ユーザインターフェイス700を介してユーザによって設定される。オンディレイ・オフディレイ機能は、前述の助走・送り機能と組み合わせて用いられることにより、加工対象物を期待通りのパターンにより加工しやすくなる。以下、図11を参照して、オンディレイ・オフディレイ機能について説明する。
以上、本実施の形態におけるレーザマーカ1について説明した。本実施の形態におけるレーザマーカ1は、助走・送り機能により、ガルバノミラー部264の走査速度に影響されることなく、加工対象物8を受け付けた加工パターン通りに加工することができる。また、本実施の形態におけるレーザマーカ1は、助走・送り機能に、レーザ光の出力タイミングを調整する機能を組み合わせることにより、加工対象物を期待通りのパターンにより加工しやすくなる。
上述した本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
レーザ光(W)を発振する発振器(240)と、
前記発振器(240)から出力される前記レーザ光(W)を走査するスキャナ(264)と、
前記発振器(240)による前記レーザ光(W)の出力、および、前記スキャナ(264)による前記レーザ光(W)の走査を制御する制御部(211)と、
加工対象物(8)の加工パターン(N)の入力を受け付ける受付部(216)と、を備え、
前記制御部(211)は、
前記加工パターン(N)を、前記レーザ光(W)を走査する方向が連続して同一となる複数の範囲(A)に分けて前記スキャナ(264)で前記レーザ光(W)を走査させ、
前記範囲(A)内には前記レーザ光(W)を照射するブロック(B)を少なくとも1つ含み、前記範囲(A)内の最初の前記ブロック(B)に対して、前記加工パターン(N)で入力した位置に対して走査開始位置を第1距離(L1)、手前に設定する、レーザ加工装置。
前記制御部(211)は、前記範囲(A)内の最後の前記ブロック(B)に対して、前記加工パターン(N)で入力した位置に対して走査終了位置を第2距離(L2)、後ろに設定する、構成1に記載のレーザ加工装置。
前記制御部(211)は、前記第1距離(L1)と前記第2距離(L2)とを同じ距離に設定する、構成2に記載のレーザ加工装置。
前記制御部(211)は、前記第1距離(L1)と前記第2距離(L2)とに対してそれぞれの距離を設定する、構成2に記載のレーザ加工装置。
前記制御部(211)は、前記範囲(A)内での前記スキャナ(264)の走査速度を一定とする、構成1または構成2に記載のレーザ加工装置。
前記制御部(211)は、前記範囲(A)内での前記スキャナ(264)の走査速度に応じて前記第1距離(L1)を変更する、構成1に記載のレーザ加工装置。
前記制御部(211)は、前記範囲(A)内での前記スキャナ(264)の走査速度に応じて前記第2距離(L2)を変更する、構成2に記載のレーザ加工装置。
前記制御部(211)は、前記第1距離(L1)および前記第2距離(L2)を、前記範囲(A)内での前記スキャナ(264)の走査速度に比例して変更する、構成2に記載のレーザ加工装置。
前記第1距離(L1)および前記第2距離(L2)と、前記範囲(A)内での前記スキャナ(264)の走査速度との比例係数は、前記スキャナ(264)の応答特性に応じて決まる、構成8に記載のレーザ加工装置。
前記発振器(240)は、前記制御部(211)から受信した前記レーザ光(W)の出力開始指示に対して前記レーザ光(W)を出力するタイミングを第1所定時間ずらす、構成1〜構成9のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
前記発振器(240)は、前記制御部(211)から受信した前記レーザ光(W)の出力停止指示に対して前記レーザ光(W)を停止するタイミングを第2所定時間ずらす、構成1〜構成10のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
レーザ光(W)を発振する発振器(240)と、前記発振器(240)から出力される前記レーザ光(W)を走査するスキャナ(264)と、前記発振器(240)による前記レーザ光(W)の出力、および、前記スキャナ(264)による前記レーザ光(W)の走査を制御する制御部(211)と、加工対象物(8)の加工パターン(N)の入力を受け付ける受付部(216)と、を備えるレーザ加工装置(1)を制御する方法であって、
前記制御部(211)は、
前記加工パターン(N)を、前記レーザ光(W)を走査する方向が連続して同一となる複数の範囲(A)に分けて前記スキャナ(264)で前記レーザ光(W)を走査させるステップと、
前記範囲(A)内には前記レーザ光(W)を照射するブロック(B)を少なくとも1つ含み、前記範囲(A)内の最初の前記ブロック(B)に対して、前記加工パターン(N)で入力した位置に対して走査開始位置を第1距離(L1)、手前に設定するステップと、を有する、レーザ加工装置の制御方法。
前記制御部(211)は、前記範囲(A)内の最後の前記ブロック(B)に対して、前記加工パターン(N)で入力した位置に対して走査終了位置を第2距離(L2)、後ろに設定するステップをさらに有する、構成12に記載のレーザ加工装置の制御方法。
Claims (13)
- レーザ光を発振する発振器と、
前記発振器から出力される前記レーザ光を走査するスキャナと、
前記発振器による前記レーザ光の出力、および、前記スキャナによる前記レーザ光の走査を制御する制御部と、
加工対象物の加工パターンの入力を受け付ける受付部と、を備え、
前記制御部は、
前記加工パターンを、前記レーザ光を走査する方向が連続して同一となる複数の範囲に分けて前記スキャナで前記レーザ光を走査させ、
前記範囲内には前記レーザ光を照射するブロックを少なくとも1つ含み、前記範囲内の最初の前記ブロックに対して、前記加工パターンで入力した位置に対して走査開始位置を第1距離、手前に設定する、レーザ加工装置。 - 前記制御部は、前記範囲内の最後の前記ブロックに対して、前記加工パターンで入力した位置に対して走査終了位置を第2距離、後ろに設定する、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記第1距離と前記第2距離とを同じ距離に設定する、請求項2に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記第1距離と前記第2距離とに対してそれぞれの距離を設定する、請求項2に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記範囲内での前記スキャナの走査速度を一定とする、請求項1または請求項2に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記範囲内での前記スキャナの走査速度に応じて前記第1距離を変更する、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記範囲内での前記スキャナの走査速度に応じて前記第2距離を変更する、請求項2に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記第1距離および前記第2距離を、前記範囲内での前記スキャナの走査速度に比例して変更する、請求項2に記載のレーザ加工装置。
- 前記第1距離および前記第2距離と、前記範囲内での前記スキャナの走査速度との比例係数は、前記スキャナの応答特性に応じて決まる、請求項8に記載のレーザ加工装置。
- 前記発振器は、前記制御部から受信した前記レーザ光の出力開始指示に対して前記レーザ光を出力するタイミングを第1所定時間ずらす、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
- 前記発振器は、前記制御部から受信した前記レーザ光の出力停止指示に対して前記レーザ光を停止するタイミングを第2所定時間ずらす、請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
- レーザ光を発振する発振器と、前記発振器から出力される前記レーザ光を走査するスキャナと、前記発振器による前記レーザ光の出力、および、前記スキャナによる前記レーザ光の走査を制御する制御部と、加工対象物の加工パターンの入力を受け付ける受付部と、を備えるレーザ加工装置を制御する方法であって、
前記制御部は、
前記加工パターンを、前記レーザ光を走査する方向が連続して同一となる複数の範囲に分けて前記スキャナで前記レーザ光を走査させるステップと、
前記範囲内には前記レーザ光を照射するブロックを少なくとも1つ含み、前記範囲内の最初の前記ブロックに対して、前記加工パターンで入力した位置に対して走査開始位置を第1距離、手前に設定するステップと、を有する、レーザ加工装置の制御方法。 - 前記制御部は、前記範囲内の最後の前記ブロックに対して、前記加工パターンで入力した位置に対して走査終了位置を第2距離、後ろに設定するステップをさらに有する、請求項12に記載のレーザ加工装置の制御方法。
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