JP2021133401A - Laser processing device, laser processing method and laser processing program - Google Patents

Laser processing device, laser processing method and laser processing program Download PDF

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太郎 桑原
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Abstract

To provide a laser processing device, a laser processing method and a laser processing program which can efficiently collect scattered matters generated during laser processing and improve productivity to always achieve excellent processing state.SOLUTION: A laser processing device 1 discriminates an effective region A2 where a processed matter is configured from an unnecessary region A1 other than the effective region, on the basis of information concerning a contour of the processed matter from a plate-like work-piece and determines a cutting trajectory dividing the unnecessary region A1 so that surface areas thereof are in a range of approximately 18 mm2-300 mm2. After the cutting trajectory is determined, the device cuts the unnecessary region A1 into small pieces by emitting laser beams repeatedly along the cutting trajectory, where the cut small pieces P are collected by a dust collector 72.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラムに関する。詳しくは、レーザ加工する際に発生する飛散物を効率良く回収することができるとともに、生産性を向上させ常に良好な加工状態を得ることができるレーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラムに係るものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus, a laser processing method, and a laser processing program. Specifically, the laser processing equipment, the laser processing method, and the laser processing program, which can efficiently collect the scattered matter generated during laser processing, improve the productivity, and always obtain a good processing state. It is related.

一般的に液晶パネルや有機ELパネルなどの光学表示パネルには、偏光フィルム(偏光板)や位相差フィルム(位相差板)などの光学フィルムが貼り付けられている。通常、これらの光学フィルムは、原反ロールから長尺のフィルムを巻き出し、この巻き出したフィルムを光学表示パネルに対応する幅や長さに切断加工して、ガラス基板に対して貼り付けられている。 Generally, an optical film such as a polarizing film (polarizing plate) or a retardation film (phase difference plate) is attached to an optical display panel such as a liquid crystal panel or an organic EL panel. Usually, these optical films are obtained by unwinding a long film from a roll of raw fabric, cutting the unwound film to a width and length corresponding to an optical display panel, and attaching the unwound film to a glass substrate. ing.

一方、前記のような方法では、切断された単品の光学表示パネルの周縁付近まで光学フィルムを貼り付けた場合、光学フィルムを切断した際に生じたバリがガラス基板からはみ出すおそれがある。このように光学フィルムは、光学表示パネルからはみ出した状態で貼り付けられると、そのはみ出し部分を基点として剥がれやすくなってしまう。 On the other hand, in the above method, when the optical film is attached to the vicinity of the peripheral edge of the cut single optical display panel, burrs generated when the optical film is cut may protrude from the glass substrate. In this way, if the optical film is attached in a state of protruding from the optical display panel, it tends to be peeled off from the protruding portion as a base point.

そこで、例えば特許文献1には、光学フィルムが光学表示パネルから剥がれにくくするための製造方法が開示されている。即ち、光学表示パネルに対して一部がはみ出すように光学フィルムを貼り付け、該はみ出した部分を光学表示パネルと重なる位置でレーザ光により切断することで、光学フィルムの光学表示パネルからはみ出した部分を除去するというものである。 Therefore, for example, Patent Document 1 discloses a manufacturing method for preventing the optical film from peeling off from the optical display panel. That is, the optical film is attached to the optical display panel so that a part of the film protrudes from the optical display panel, and the protruding portion is cut by a laser beam at a position overlapping the optical display panel. Is to remove.

しかしながら、前記特許文献1に開示のレーザ加工方法においては、レーザ加工機による切断加工時に塵状、又は埃状の飛散物が発生する。飛散物は、被加工物の上方の四方に飛び散り、例えばレーザ光を伝搬する光学ミラーへの付着による反射率低下に伴って、加工ヘッドで得られるレーザ出力が低下し加工が不安定になったり、加工ヘッドを被加工物上で移動させるボールネジなどの精密駆動系部品に混入して、早期摩耗により加工精度が低下したりする等の問題が発生する。 However, in the laser processing method disclosed in Patent Document 1, dusty or dusty scattered matter is generated during cutting processing by a laser processing machine. The scattered material scatters in all directions above the work piece. For example, as the reflectance decreases due to adhesion to the optical mirror that propagates the laser light, the laser output obtained by the processing head decreases and the processing becomes unstable. , The machining accuracy is lowered due to premature wear due to mixing with precision drive system parts such as a ball screw that moves the machining head on the workpiece.

このような飛散物を回収するために、特許文献2には集塵ダクトにより吸引する方法が開示されている。具体的には、レーザ出射装置の周囲に、複数の遮蔽物を所定間隔で設置し、該遮蔽物により囲まれた遮蔽空間内の飛散物を集塵ダクトにより集塵して、飛散物の回収効率を高めることができるものとなっている。 In order to recover such scattered matter, Patent Document 2 discloses a method of sucking by a dust collecting duct. Specifically, a plurality of shields are installed around the laser emitting device at predetermined intervals, and scattered materials in the shield space surrounded by the shields are collected by a dust collecting duct to collect the scattered materials. It is possible to increase efficiency.

また、集塵ダクトによらない集塵方法として、特許文献3には皮膜材料を用いた集塵方法が開示されている。具体的には、レーザ光を吸収しにくく、かつレーザ光の照射によっても剥離しない皮膜材料で被加工物表面を被覆する。その後、この皮膜材料を介して被加工物表面にレーザ光を照射する。このとき、レーザ光の照射により発生した飛散物は皮膜材料に付着することになるが、レーザ光による加工後に皮膜材料を被加工物から剥がすことで、皮膜材料に付着した飛散物を除去することができるものとなっている。 Further, as a dust collecting method that does not use a dust collecting duct, Patent Document 3 discloses a dust collecting method using a film material. Specifically, the surface of the workpiece is coated with a coating material that does not easily absorb the laser beam and does not peel off even when irradiated with the laser beam. Then, the surface of the workpiece is irradiated with a laser beam through this film material. At this time, the scattered matter generated by the irradiation of the laser beam will adhere to the coating material, but the scattering matter attached to the coating material should be removed by peeling the coating material from the workpiece after processing with the laser beam. Can be done.

特開2013−228439号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-228439 特開平9−271980号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-271980 特開2005−313196号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-313196

しかしながら、前記した特許文献2、及び特許文献3に係る発明においては、以下のような問題が生じる。 However, in the inventions according to Patent Document 2 and Patent Document 3 described above, the following problems occur.

レーザ加工により切断された飛散物の大きさは、極小さなサイズのもの(例えば長さが3mm以下)から比較的大きなサイズのもの(例えば長さが3cm以上)まで、大小さまざまなサイズのものがある。このとき極小さなサイズの飛散物は、重量が軽すぎることにより集塵ダクトにより吸引しても吸引することができず、一方で大きなサイズの飛散物は集塵ダクトで吸引ができたとしても、集塵ダクトの内部で目詰まりを引き起こすことが懸念される。 The size of the scattered matter cut by laser processing varies from extremely small size (for example, 3 mm or less in length) to relatively large size (for example, 3 cm or more in length). be. At this time, the extremely small size of the scattered matter cannot be sucked even if it is sucked by the dust collecting duct because the weight is too light, while the large size scattered matter can be sucked by the dust collecting duct. There is a concern that it may cause clogging inside the dust collection duct.

また、特許文献3に係る発明においては、飛散物を吸着させるための皮膜材料を別途準備する必要があるため、生産コストが上昇するとともに、レーザ加工の前後工程において皮膜材料の貼り付けと剥離の工程を繰り返すため、生産効率も低下することが懸念される。 Further, in the invention according to Patent Document 3, since it is necessary to separately prepare a coating material for adsorbing scattered substances, the production cost increases and the coating material is attached and peeled off in the steps before and after the laser processing. Since the process is repeated, there is a concern that the production efficiency will decrease.

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、レーザ加工する際に発生する飛散物を効率良く回収することができるとともに、生産性を向上させ常に良好な加工状態を得ることができるレーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラムに係るものである。 The present invention has been devised in view of the above points, and can efficiently recover scattered matter generated during laser processing, improve productivity, and always obtain a good processing state. It relates to a laser processing apparatus, a laser processing method, and a laser processing program capable of producing a laser.

前記の目的を達成するために、本発明のレーザ加工装置は、板状のワークを設置する加工テーブルと、所定の輪郭線に沿って、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を前記ワークから切断分離するレーザ光を照射するレーザ装置と、前記ワークから前記不要領域を切断分離する際に、前記不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道となる信号を前記レーザ装置に対して出力する制御装置と、前記レーザ装置による切断分離により前記ワークから切断された小片を所定の風量で吸引する集塵装置とを備える。 In order to achieve the above object, the laser processing apparatus of the present invention has a processing table on which a plate-shaped workpiece is installed, and an unnecessary region other than an effective region constituting the workpiece along a predetermined contour line. A laser device that irradiates a laser beam that cuts and separates from the work, and a signal that becomes a cutting trajectory in which the unnecessary area forms a small piece having a predetermined surface area when the unnecessary area is cut and separated from the work. It includes a control device for outputting and a dust collecting device for sucking small pieces cut from the work by cutting and separating by the laser device with a predetermined air volume.

ここで、板状のワークを設置する加工テーブルを備えることにより、被加工物であるワークを載置して、レーザにより切断加工することができる。 Here, by providing a processing table on which a plate-shaped work is installed, the work to be processed can be placed and cut by a laser.

また、所定の輪郭線に沿って、加工物を構成する有効領域以外の不要領域をワークから切断分離するレーザ光を照射するレーザ装置を備えることにより、加工テーブルに載置されたワークから加工物を構成しない不要領域を判別して、該不要領域を切断分離して加工物を成形することができる。 Further, by providing a laser device that irradiates a laser beam that cuts and separates an unnecessary region other than the effective region constituting the workpiece from the workpiece along a predetermined contour line, the workpiece placed on the machining table is provided with the workpiece. It is possible to determine an unnecessary region that does not constitute the above and cut and separate the unnecessary region to form a workpiece.

また、切断分離された小片となった不要領域を所定の風量で吸引する集塵装置を備えることにより、レーザ加工の際に発生する小片(飛散物)を吸引して、周囲に小片が飛散することを防止することができる。これにより、例えば小片がレーザ装置を構成する精密機器への付着を防止し、レーザの加工精度を一定に保つことが可能となる。 In addition, by providing a dust collector that sucks the unnecessary area that has become the cut and separated small pieces with a predetermined air volume, the small pieces (scattered matter) generated during laser processing are sucked and the small pieces are scattered around. Can be prevented. This makes it possible to prevent, for example, small pieces from adhering to precision equipment constituting the laser device, and to keep the processing accuracy of the laser constant.

また、ワークから不要領域を切断分離する際に、不要領域の表面積が略18mm〜300mmの小片を形成する切断軌道となる信号をレーザ装置に対して出力する制御装置を備えることにより、係る信号に基づいて、レーザはワークの不要領域を所定の表面積となる小片に細分化しながら切断加工することができる。このように不要領域が細分化されることにより、集塵装置による吸引を効率的に行い得るものとなる。 Further, when cutting and separating the unnecessary area from the work, by providing a control device for outputting a signal surface of the unnecessary area is the cutting trajectory forming a small piece of approximately 18 mm 2 to 300 mm 2 for the laser device, according Based on the signal, the laser can cut the unnecessary area of the work while subdividing it into small pieces having a predetermined surface area. By subdividing the unnecessary region in this way, suction by the dust collector can be efficiently performed.

ここで、切断する不要領域の表面積が略18mm未満の場合には、小片が細分化されすぎてしまい、集塵装置により吸引をしても、ワーク等に吸着をしたまま飛散しにくくなる。そのため、全ての小片を集塵装置により吸引するためには、必然的に吸引風量を所定に上昇させる必要があり、集塵装置の負荷が大きくなる。 Here, when the surface area of the unnecessary region to be cut is less than about 18 mm 2 , the small pieces are too subdivided, and even if the dust collector sucks the small pieces, the pieces are hard to scatter while being adsorbed on the work or the like. Therefore, in order to suck all the small pieces by the dust collector, it is inevitably necessary to raise the suction air volume to a predetermined value, which increases the load on the dust collector.

一方、切断する不要領域の表面積が略300mmよりも大きくなる場合には、小片の表面積が大きくなるため、集塵装置内や集塵装置に接続された吸引パイプ内において吸引した小片が滞留し、目詰まりを起こす虞がある。 On the other hand, when the surface area of the unnecessary area to be cut is larger than about 300 mm 2 , the surface area of the small pieces becomes large, so that the sucked small pieces stay in the dust collector or the suction pipe connected to the dust collector. , May cause clogging.

また、集塵装置の風量が3.5m3/min〜11.0m3/minである場合には、表面積が18mm〜300mmの範囲で切断された小片について、効率的に集塵装置により回収することができる。 Further, when the air volume of the dust collector is 3.5m 3 /min~11.0m 3 / min, for a small piece surface area is cut in the range of 18 mm 2 to 300 mm 2, by effectively dust collector Can be recovered.

ここで、集塵装置の風量として3.5m3/min未満である場合には、風量が弱いため、例えば小さな表面積からなる小片について吸引することができない虞がある。また、集塵装置の風量として11.0m3/minよりも大きい場合には、係る風量を実現するためには、吸引風量を上げるか、或いは集塵装置に連結される吸引パイプの径を大きくする必要があり、集塵装置に対する負荷が高まる虞がある。 Here, when the air volume of the dust collector is less than 3.5 m 3 / min, there is a possibility that small pieces having a small surface area, for example, cannot be sucked because the air volume is weak. When the air volume of the dust collector is larger than 11.0 m 3 / min, the suction air volume is increased or the diameter of the suction pipe connected to the dust collector is increased in order to realize the air volume. This may increase the load on the dust collector.

前記の目的を達成するために、本発明のレーザ加工方法は、板状のワークから加工物の輪郭線情報に基づいて、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を判別する判別工程と、前記不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道に沿って前記ワークを切断して前記有効領域の輪郭を形成する切断工程と、前記切断工程で切断された前記不要領域の小片を、所定の風量で吸引する吸引工程とを備える。 In order to achieve the above object, the laser processing method of the present invention includes a discrimination step of discriminating unnecessary regions other than the effective region constituting the workpiece based on the contour line information of the workpiece from the plate-shaped workpiece. A cutting step of cutting the work along a cutting trajectory in which the unnecessary region forms a small piece having a predetermined surface area to form an outline of the effective region, and a predetermined small piece of the unnecessary region cut in the cutting step. It is provided with a suction step of sucking with the air volume of.

ここで、板状のワークから加工物の輪郭線情報に基づいて、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を判別する判別工程を備えることにより、加工物を構成しない不要領域を判別することができる。 Here, by providing a discrimination step for discriminating an unnecessary region other than the effective region constituting the workpiece based on the contour line information of the workpiece from the plate-shaped workpiece, the unnecessary region not constituting the workpiece is discriminated. Can be done.

また、不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道に沿ってワークを切断して有効領域の輪郭を形成する切断工程を備えることにより、ワークの不要領域を所定の表面積となる小片に細分化しながら切断して、加工物を成形することができる。このように不要領域を細分化することにより、後述する吸引工程による吸引を効率的に行い得るものとなる。 Further, by providing a cutting step of cutting the work along a cutting trajectory in which the unnecessary area forms a small piece having a predetermined surface area to form the contour of the effective area, the unnecessary area of the work is subdivided into small pieces having a predetermined surface area. The work piece can be formed by cutting while forming. By subdividing the unnecessary region in this way, suction by the suction step described later can be efficiently performed.

また、切断工程により切断された小片を所定の風量で吸引する吸引工程を備えることにより、レーザによる切断分離作業の際に発生する小片を吸引して周囲に飛散物として飛散することを防止する。これにより、例えばレーザを含む精密機器への小片の付着を防止し、レーザの加工精度を一定に保つことが可能となる。 Further, by providing a suction step of sucking the small pieces cut by the cutting step with a predetermined air volume, it is possible to prevent the small pieces generated during the cutting and separating operation by the laser from being sucked and scattered as scattered matter around. This makes it possible to prevent small pieces from adhering to precision equipment including a laser, for example, and to keep the processing accuracy of the laser constant.

また、切断工程は、ワークの端縁上の所定の位置である始点から、輪郭線上の所定の位置である中間点までの第1の切断軌道、中間点から輪郭線上の所定の位置である終点までの輪郭線に沿った第2の切断軌道からなる切断軌道に基づいてワークを切断する工程をn回(nは2以上の整数)繰り返す場合には、ワークから不要領域を切断分離する際に、不要領域を均一な大きさに細分化することができる。 Further, in the cutting step, the first cutting trajectory from the start point at a predetermined position on the edge of the work to the intermediate point at a predetermined position on the contour line, and the end point at a predetermined position on the contour line from the intermediate point. When the process of cutting the work based on the cutting trajectory consisting of the second cutting trajectory along the contour line up to is repeated n times (n is an integer of 2 or more), when cutting and separating the unnecessary region from the work, , Unnecessary areas can be subdivided into uniform sizes.

このとき、n−1回目の始点とn回目の始点間の距離、及びn−1回目の中間点とn回目の中間点間の距離が均等で、かつn−1回目の終点とn回目の中間点が合致するように切断軌道を設定することで、切断経路として最短距離においてワークを切断することができる。 At this time, the distance between the n-1st start point and the nth start point, and the distance between the n-1st intermediate point and the nth intermediate point are equal, and the n-1th end point and the nth intermediate point are equal. By setting the cutting trajectory so that the intermediate points match, the work can be cut at the shortest distance as the cutting path.

また、切断工程における第1の切断軌道、及び第2の切断軌道はそれぞれ直線状であり、第1の切断軌道と第2の切断軌道のなす角度が略110〜150度の範囲である場合には、切断装置であるレーザによる熱影響を抑制することができ、加工物の仕上がりを向上させることができる。 Further, when the first cutting track and the second cutting track in the cutting step are linear, and the angle formed by the first cutting track and the second cutting track is in the range of approximately 110 to 150 degrees. Can suppress the thermal influence of the laser, which is a cutting device, and can improve the finish of the work piece.

即ち、第1の切断軌道と第2の切断軌道のなす角度が鋭角である場合には、レーザにより第1の切断軌道から中間点を経由して第2の切断軌道に方向転換する際に、中間点付近の切断断面にレーザの熱影響に伴いワーク表面が盛り上がり、バリの発生の要因となる。係る加工により生じたバリは加工物の仕上がり成形に影響するため、後工程において手作業により取り除く必要がある。 That is, when the angle formed by the first cutting orbit and the second cutting orbit is an acute angle, when the laser changes the direction from the first cutting orbit to the second cutting orbit via the intermediate point, The surface of the work rises due to the thermal effect of the laser on the cut cross section near the intermediate point, which causes burrs. Since burrs generated by such processing affect the finished molding of the processed product, it is necessary to manually remove them in a post-process.

この点、第1の切断軌道と第2の切断軌道のなす角度を鈍角、詳しくは前記した通り略110〜150度、より好ましくは130度とすることで、切断軌道に沿ったレーザの動きが滑らかとなり、中間点におけるバリの発生を抑制することができる。 In this regard, by setting the angle formed by the first cutting orbit and the second cutting orbit to an obtuse angle, specifically, about 110 to 150 degrees, more preferably 130 degrees as described above, the movement of the laser along the cutting orbit can be caused. It becomes smooth and the generation of burrs at the intermediate point can be suppressed.

前記の目的を達成するために、本発明のレーザ加工プログラムは、板状のワークから加工物の輪郭線情報に基づいて、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を判別する判別ステップと、前記不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道に沿って前記ワークを切断して前記有効領域の輪郭を形成する切断ステップと、をコンピュータに対して指示するものである。 In order to achieve the above object, the laser processing program of the present invention includes a discrimination step of discriminating unnecessary regions other than the effective region constituting the workpiece based on the contour line information of the workpiece from the plate-shaped workpiece. The computer is instructed to perform a cutting step of cutting the work along a cutting trajectory in which the unnecessary region forms a small piece having a predetermined surface area to form the contour of the effective region.

なお、前記した切断ステップは、ワークの端縁上の所定の位置を始点として決定するステップ、輪郭線上の所定の位置を中間点として決定するステップ、中間点とは異なる前記輪郭線上の所定の位置を終点として決定するステップ、始点から中間点までの第1の切断軌道に基づいてワークを切断するステップ、中間点から終点までの輪郭線に沿った第2の切断軌道に基づいてワークを切断するステップを1度の切断フローとして、該切断フローをn回(nは2以上の整数)繰り返し、n−1回目の始点とn回目の始点間の距離、及びn−1回目の中間点とn回目の中間点間の距離が均等で、かつn−1回目の終点とn回目の中間点が合致するようにコンピュータに対して指示するものである。 The cutting step described above includes a step of determining a predetermined position on the edge of the work as a starting point, a step of determining a predetermined position on the contour line as an intermediate point, and a predetermined position on the contour line different from the intermediate point. Is determined as the end point, the work is cut based on the first cutting trajectory from the start point to the intermediate point, and the work is cut based on the second cutting trajectory along the contour line from the intermediate point to the end point. With the step as one cutting flow, the cutting flow is repeated n times (n is an integer of 2 or more), the distance between the n-1st start point and the nth start point, and the n-1th intermediate point and n. The computer is instructed that the distances between the midpoints of the n-1th times are equal and that the end point of the n-1th time and the midpoint of the nth time match.

ここで、ワークの端縁上の所定の位置を始点として決定するステップ、輪郭線上の所定の位置を中間点として決定するステップ、中間点とは異なる輪郭線上の所定の位置を終点として決定するステップをそれぞれ有することにより、レーザによる切断開始点から終点までの切断軌道を決定することができる。 Here, a step of determining a predetermined position on the edge of the work as a start point, a step of determining a predetermined position on the contour line as an intermediate point, and a step of determining a predetermined position on a contour line different from the intermediate point as an end point. It is possible to determine the cutting trajectory from the cutting start point to the end point of the laser by having each of the above.

また、始点から中間点までの第1の切断軌道に基づいてワークを切断するステップと、中間点から終点までの第2の切断軌道に基づいてワークを切断するステップを1度の切断ステップとし、該切断ステップを繰り返すことにより、切断分離するワークの不要領域を均一な大きさに細分化することができる。 Further, the step of cutting the work based on the first cutting trajectory from the start point to the intermediate point and the step of cutting the work based on the second cutting trajectory from the intermediate point to the end point are defined as one cutting step. By repeating the cutting step, the unnecessary region of the work to be cut and separated can be subdivided into a uniform size.

さらに、n−1回目の始点とn回目の始点間の距離、及びn−1回目の中間点とn回目の中間点間の距離が均等で、かつn−1回目の終点とn回目の中間点が合致するようにコンピュータに対して指示する場合には、切断経路として最短距離においてワークを切断することができる。 Further, the distance between the start point of the n-1st time and the start point of the nth time, and the distance between the middle point of the n-1st time and the middle point of the nth time are equal, and the distance between the end point of the n-1th time and the middle point of the nth time is intermediate. When instructing the computer to match the points, the work can be cut at the shortest distance as a cutting path.

本発明に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラムは、レーザ加工する際に発生する飛散物を効率良く回収することができるとともに、生産性を向上させ常に良好な加工状態を得ることができるものとなっている。 The laser processing apparatus, laser processing method, and laser processing program according to the present invention can efficiently collect scattered matter generated during laser processing, improve productivity, and always obtain a good processing state. Can be done.

本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の全体概略図である。It is an overall schematic view of the laser processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るレーザ加工装置により切断するワークの切断軌跡を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cutting locus of the work which is cut by the laser processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るレーザ加工方法のフロー図である。It is a flow chart of the laser processing method which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings for the purpose of understanding the present invention.

まず、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置1について図1を用いて説明する。レーザ加工装置1は、レーザ発振装置2、パルス発生装置3、制御装置4、集光装置5、XYステージ6、及び集塵回収装置7から主に構成されている。 First, the laser processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The laser processing device 1 is mainly composed of a laser oscillation device 2, a pulse generator 3, a control device 4, a condensing device 5, an XY stage 6, and a dust collection device 7.

レーザ発振装置2は、所定のパルス波形からなるレーザ光を発振する装置である。レーザ光の発振には、制御装置4にて目標とするパルス波形が設定され、パルス発生装置3にて所定のパルス波形、及び出力からなるパルス波形が生成される。パルス発生装置3から送信される所定のタイミング信号をレーザ発振装置2で受信すると、目標とするパルス波形からなるレーザ光が発振されることになる。レーザ発振装置2は、炭酸ガスが充填された図示しない光共振器を備えており、この光共振器内の光を炭酸ガス中において誘導放出によって増幅し、レーザ光を発振する構成となっている。 The laser oscillating device 2 is a device that oscillates a laser beam having a predetermined pulse waveform. A target pulse waveform is set by the control device 4 for the oscillation of the laser beam, and a predetermined pulse waveform and a pulse waveform composed of an output are generated by the pulse generator 3. When the laser oscillator 2 receives a predetermined timing signal transmitted from the pulse generator 3, the laser beam composed of the target pulse waveform is oscillated. The laser oscillator 2 includes an optical resonator (not shown) filled with carbon dioxide gas, and the light in the optical resonator is amplified by stimulated emission in carbon dioxide gas to oscillate the laser beam. ..

この炭酸ガスを用いたレーザ発振装置2からは、被加工物である光学フィルム(以下、「ワーク」という。)に吸収されやすいように赤外線領域のレーザ光が発振されることになる。なお、このレーザ発振装置2は、安定してレーザ光を発振するために、常時、レーザ光を発振した状態とされている。 From the laser oscillator 2 using this carbon dioxide gas, laser light in the infrared region is oscillated so as to be easily absorbed by an optical film (hereinafter, referred to as “work”) which is a work piece. The laser oscillating device 2 is always in a state of oscillating the laser beam in order to oscillate the laser beam stably.

ここで、必ずしも、レーザ発振装置2として、炭酸ガスレーザを用いる必要はない。YAGレーザ、YVOレーザ、ファイバーレーザといった固体レーザ、その他いかなる種類のレーザを使用してもよいが、前記の通り、ワークとして光学フィルムを想定する場合、エネルギー吸収という観点では炭酸ガスレーザが好適である。 Here, it is not always necessary to use a carbon dioxide gas laser as the laser oscillator 2. A solid-state laser such as a YAG laser, a YVO laser, or a fiber laser, or any other type of laser may be used, but as described above, when an optical film is assumed as a work, a carbon dioxide gas laser is preferable from the viewpoint of energy absorption.

また、必ずしも、レーザ発振装置2の数は1台に限定されるものではなく、複数台が設置されていてもよい。 Further, the number of the laser oscillators 2 is not necessarily limited to one, and a plurality of laser oscillators 2 may be installed.

集光装置5は、レーザ発振装置2から伝送されたレーザ光の光軸上に設置され、XYステージ6上のワークに対してレーザ光を導くための装置である。集光装置5は、周知の構成であり、主にガルバノスキャナ51、及びFθレンズ52から構成されている。 The condensing device 5 is a device that is installed on the optical axis of the laser light transmitted from the laser oscillating device 2 and guides the laser light to the work on the XY stage 6. The condensing device 5 has a well-known configuration, and is mainly composed of a galvano scanner 51 and an Fθ lens 52.

レーザ発振装置2から伝送されたレーザ光は、反射鏡(図示しない)で反射され、ビームエキスパンダ(図示しない)にて、その照射直径がガルバノスキャナ51のミラーに合った光束に調整される。また、このビームエキスパンダによりレーザ光の屈折率を調整することで、レーザ光の焦点距離を調整することができるものとなっている。 The laser beam transmitted from the laser oscillating device 2 is reflected by a reflecting mirror (not shown), and its irradiation diameter is adjusted by a beam expander (not shown) to a luminous flux suitable for the mirror of the galvano scanner 51. Further, by adjusting the refractive index of the laser beam with this beam expander, the focal length of the laser beam can be adjusted.

ガルバノスキャナ51は、図示しないミラーと、ミラーに取り付けられた回転軸と、回転軸を制御する制御装置を備えている。このガルバノスキャナ51により、ミラーに入射したレーザ光を1次元方向に自在に偏向することが可能となる。即ち、ガルバノスキャナ51を2台組み合わせることで、2次元方向、すなわちXYステージ6上において、XY平面状の一定領域を占める加工領域上の所定の加工点にレーザ光を偏向することが可能となる。 The galvano scanner 51 includes a mirror (not shown), a rotation axis attached to the mirror, and a control device for controlling the rotation axis. The galvano scanner 51 makes it possible to freely deflect the laser beam incident on the mirror in the one-dimensional direction. That is, by combining two galvano scanners 51, it is possible to deflect the laser beam to a predetermined processing point on the processing region occupying a certain region of the XY plane in the two-dimensional direction, that is, on the XY stage 6. ..

ガルバノスキャナ51により偏向されたレーザ光は、Fθレンズ52で集光される。Fθレンズ52は、周知の構造であり、入射角度θに比例した像高Yをもち、焦点距離がFである場合にY=Fθの関係を有するレンズである。このFθレンズ52を用いることにより、ガルバノスキャナ51により偏向されたレーザ光の焦点が平面上に分布するように、レーザ光を集光することができる。 The laser beam deflected by the galvano scanner 51 is focused by the Fθ lens 52. The Fθ lens 52 has a well-known structure, has an image height Y proportional to the incident angle θ, and has a relationship of Y = Fθ when the focal length is F. By using this Fθ lens 52, the laser light can be focused so that the focal point of the laser light deflected by the galvano scanner 51 is distributed on a plane.

ここで、必ずしも、集光装置5としては以上の構成に限定されるものではない。集光装置5を構成する各装置の組み合わせや配置等は適宜変更することができるものとする。例えば、本発明の実施形態においては、XYステージ6がX軸方向、又はY軸方向に移動して任意の位置に位置決めされる構成となっているが、集光装置5の一部がX軸方向、又はY軸方向に移動するガントリータイプのものであってもよく、また、XYステージ6に代えてワークとして連続したシート状のロールを一方向に巻き戻しながらレーザ光を定点照射し、流れ方向に切断するロールスリッター機であってもよい。 Here, the condensing device 5 is not necessarily limited to the above configuration. The combination and arrangement of the devices constituting the light collecting device 5 can be changed as appropriate. For example, in the embodiment of the present invention, the XY stage 6 is configured to move in the X-axis direction or the Y-axis direction and is positioned at an arbitrary position, but a part of the condensing device 5 is located on the X-axis. It may be a gantry type that moves in the direction or the Y-axis direction, and instead of the XY stage 6, a continuous sheet-like roll as a work is rewound in one direction while irradiating a laser beam at a fixed point to flow. It may be a roll slitter machine that cuts in a direction.

集塵回収装置7は、XYステージ6上に載置されたワークに対してレーザ光を照射した際に発生する飛散物を回収する装置であり、XYステージ6の上方であって、かつFθレンズ52の鉛直下方に配置された平面視略四角形で鉛直下方に向けて開放端が形成された回収箱71と、ファンの回転により気流を発生させる集塵機72と、一端が回収箱71の四方の側面に接続され、他端が集塵機72に接続され、回収箱71から集塵機72まで飛散物を導く吸引パイプ73から主に構成されている。 The dust collector 7 is a device that collects scattered matter generated when a work placed on the XY stage 6 is irradiated with a laser beam, is above the XY stage 6, and is an Fθ lens. A collection box 71 having an open end formed vertically downward in a substantially square shape arranged vertically below 52, a dust collector 72 that generates an air flow by rotating a fan, and one end on each side of the collection box 71. The other end is connected to the dust collector 72, and is mainly composed of a suction pipe 73 that guides scattered matter from the collection box 71 to the dust collector 72.

ここで、必ずしも、回収箱71は平面視略四角形である必要はない。回収箱71の形状は、使用用途に応じて適宜選択することができるものとする。 Here, the collection box 71 does not necessarily have to be a substantially quadrangle in a plan view. The shape of the collection box 71 can be appropriately selected according to the intended use.

また、必ずしも、回収箱71はXYステージ6の上方に位置する必要はない。例えば、XYステージ6の下方に位置するように配置してもよい。 Further, the collection box 71 does not necessarily have to be located above the XY stage 6. For example, it may be arranged so as to be located below the XY stage 6.

また、必ずしも、吸引パイプ73は、回収箱71の四方にそれぞれ4つが配置されている必要はない。吸引パイプ73の配置数は特に限定されるものではない。 Further, it is not always necessary that four suction pipes 73 are arranged on each of the four sides of the collection box 71. The number of suction pipes 73 arranged is not particularly limited.

以上が本発明の実施形態に係るレーザ加工装置1の概要であるが、次にレーザ加工装置1を用いたレーザ加工方法について説明する。なお本発明の実施形態に係るレーザ加工装置1は、様々な形状のワークに対して、様々な形状の加工物の成形に対応できるものであるが、説明の便宜上、一般的に広く用いられるディスプレイ用途であって、方形状のワークから、該ワークよりも一回り小さい方形状の加工物を成形する場合について説明する。 The above is the outline of the laser processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. Next, the laser processing method using the laser processing apparatus 1 will be described. The laser processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention can handle the molding of workpieces of various shapes for workpieces of various shapes, but for convenience of explanation, it is a display that is generally widely used. A case where a rectangular workpiece, which is one size smaller than the workpiece, is formed from the rectangular workpiece, which is an application, will be described.

図2は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置1を用いて、ワークから不要領域A1を切断して、最終製品である有効領域A2からなる加工物を得るに際してのレーザ光による切断軌道を模式的に示した全体図、及び要部拡大図である。 FIG. 2 shows a cutting trajectory by laser light when cutting an unnecessary region A1 from a work using the laser processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention to obtain a work piece composed of an effective region A2 which is a final product. It is an overall view schematically shown and an enlarged view of a main part.

図2に示すように、本発明の実施形態におけるレーザ加工装置1は、加工物の輪郭線BLに沿ってレーザ光を照射する従来の方法とは異なり、ワークの端縁上の所定の開始点S1から加工物の輪郭線BL上の所定の位置である中間点C1を結んだ直線状の第1の切断軌道L1、中間点C1から輪郭線BL上の所定の位置である終点E1までを輪郭線BLに沿った直線状の第2の切断軌道L2からなる切断軌道を一回の切断工程とする。 As shown in FIG. 2, unlike the conventional method of irradiating the laser beam along the contour line BL of the workpiece, the laser processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention has a predetermined start point on the edge of the work. A linear first cutting track L1 connecting the intermediate point C1 which is a predetermined position on the contour line BL of the workpiece from S1, and a contour from the intermediate point C1 to the end point E1 which is a predetermined position on the contour line BL. The cutting orbit consisting of the second linear cutting orbit L2 along the line BL is defined as one cutting step.

なお、第1の切断軌道L1から第2の切断軌道L2にかけては中間点C1を介して所定の角度に方向転換するが、このときの第1の切断軌道L1と第2の切断軌道L2のなす角度は略110度〜150度の範囲であることが好ましい。 The direction of the first cutting track L1 to the second cutting track L2 is changed to a predetermined angle via the intermediate point C1. At this time, the first cutting track L1 and the second cutting track L2 form. The angle is preferably in the range of approximately 110 degrees to 150 degrees.

ここで、必ずしも、第1の切断軌道L1から第2の切断軌道L2のなす角度は略110度〜150度の範囲である必要はない。但し、第1の切断軌道L1から第2の切断軌道L2のなす角度が前記の範囲である場合には、加工工数に大きな影響がなく、レーザ加工により発生するワーク表面の盛上りを抑制することができる。 Here, the angle formed by the first cutting track L1 and the second cutting track L2 does not necessarily have to be in the range of approximately 110 degrees to 150 degrees. However, when the angle formed by the first cutting track L1 to the second cutting track L2 is within the above range, the machining man-hours are not significantly affected, and the swelling of the work surface generated by laser machining is suppressed. Can be done.

例えば、第1の切断軌道L1と第2の切断軌道L2のなす角度が略90度未満の鋭角となる場合には、中間点付近におけるレーザ光による熱影響が過大となり、中間点付近においてレーザ光の照射に伴う盛上りが発生し易くなる。盛上りはバリとなり加工物の成形に影響を与えるため、後工程において係るバリを取り除く必要が生じることになる。 For example, when the angle formed by the first cutting orbit L1 and the second cutting orbit L2 is an acute angle of less than about 90 degrees, the thermal effect of the laser beam near the midpoint becomes excessive, and the laser beam near the midpoint. The swelling that accompanies the irradiation of is likely to occur. Since the swelling becomes burrs and affects the molding of the processed product, it becomes necessary to remove the burrs in the subsequent process.

一方、第1の切断軌道L1と第2の切断軌道L2のなす角度が大きくなると、レーザ光の走査距離が長くなるため、加工工数が増えるという問題が生じる。そこで、発明者らが検討した結果では、第1の切断軌道L1と第2の切断軌道L2のなす角度が略110度〜150度の範囲である場合には、加工工数が極端に増えることなく、かつ熱影響を受けずにワークを切断することが確認できた。 On the other hand, when the angle formed by the first cutting track L1 and the second cutting track L2 becomes large, the scanning distance of the laser beam becomes long, which causes a problem that the processing man-hours increase. Therefore, according to the results examined by the inventors, when the angle formed by the first cutting track L1 and the second cutting track L2 is in the range of approximately 110 degrees to 150 degrees, the processing man-hours do not increase extremely. It was confirmed that the work was cut without being affected by heat.

また、本発明の実施形態におけるレーザ光の単位体積当たりの投入熱量は、略1.1J/mm〜4.5J/mmの範囲で設定される。 Further, the amount of heat input per unit volume of the laser beam in the embodiment of the present invention is set in the range of approximately 1.1 J / mm 3 to 4.5 J / mm 3.

ここで、必ずしも、レーザ光の投入熱量は前記した範囲に限定される必要はない。但し、発明者らが検討した結果では、前記の範囲の投入熱量によりレーザ光で照射すると、昇華物の付着が少なく、良好な加工品質となることが確認できた。 Here, the amount of heat input of the laser beam does not necessarily have to be limited to the above range. However, as a result of the examination by the inventors, it was confirmed that when the laser beam is irradiated with the input heat amount in the above range, the sublimated matter is less adhered and the processing quality is good.

切断軌道に沿って1回目の切断工程が完了すると、続いて2回目の切断工程に移行する。2回目の切断工程も1回目の切断工程に係る切断軌道と同一の切断軌道に沿って切断される。具体的には、1回目の切断工程の開始点S1に対して所定の距離だけワークの端縁上に沿って移動した位置を2回目の切断工程の開始点S2とし、1回目の切断工程の終点E1を2回目の切断工程における切断軌道の中間点C2、さらに中間点C2から輪郭線BL上の所定の位置である終点E2をそれぞれ決定する。なお、開始点S1と開始点S2の距離と、中間点C1と終点E1の距離は略均等な長さである。 When the first cutting step is completed along the cutting track, the process proceeds to the second cutting step. The second cutting step is also cut along the same cutting track as the cutting track related to the first cutting step. Specifically, the position moved along the edge of the work by a predetermined distance with respect to the start point S1 of the first cutting process is set as the start point S2 of the second cutting process, and the first cutting process is performed. The end point E1 is determined from the intermediate point C2 of the cutting trajectory in the second cutting step, and the end point E2 which is a predetermined position on the contour line BL from the intermediate point C2. The distance between the start point S1 and the start point S2 and the distance between the intermediate point C1 and the end point E1 are substantially equal lengths.

以後は1回目の切断工程と同じく、開始点S2、中間点C2、終点E2を結んだ切断軌道に沿ってレーザ光により不要領域A1を切断する。このとき、2回目の切断工程において、不要領域A1の小片Pが切り落とされるとともに、1回目の切断工程で形成された加工物の輪郭線に連続して、新たに輪郭線が形成される。係る工程を加工物の全ての輪郭線が形成されるまで、n回(nは2以上の整数)だけ順次繰り返すことにより、加工物を構成しない不要領域A1は均等な大きさの小片Pとして切り落とされる。 After that, as in the first cutting step, the unnecessary region A1 is cut by the laser beam along the cutting trajectory connecting the start point S2, the intermediate point C2, and the end point E2. At this time, in the second cutting step, the small piece P of the unnecessary region A1 is cut off, and a new contour line is formed continuously with the contour line of the workpiece formed in the first cutting step. By sequentially repeating this process n times (n is an integer of 2 or more) until all the contour lines of the workpiece are formed, the unnecessary region A1 that does not constitute the workpiece is cut off as small pieces P of equal size. Is done.

ここで、必ずしも、不要領域A1を小片化するための切断軌道の長さは、全ての切断工程において同一である必要はない。例えば、n回目の切断軌道とn+1回目の切断軌道の長さが異なるように切断軌道を設定することも可能である。但し、後述する通り、小片化する飛散物の表面積の大きさに応じて集塵機72による風量が異なるため、全ての切断工程において一定の風量で飛散物を回収するという観点からは、切断軌道は1回目からn回目の全ての切断工程において同じ軌道であることが好ましい。 Here, the length of the cutting track for fragmenting the unnecessary region A1 does not necessarily have to be the same in all the cutting steps. For example, it is possible to set the cutting trajectory so that the lengths of the nth cutting trajectory and the n + 1th cutting trajectory are different. However, as will be described later, since the air volume by the dust collector 72 differs depending on the surface area of the scattered material to be fragmented, the cutting track is 1 from the viewpoint of collecting the scattered material at a constant air volume in all cutting steps. It is preferable that the orbits are the same in all the cutting steps from the first time to the nth time.

なお、レーザ光の切断軌道に沿った照射位置の移動は、XYステージ6を固定した状態でレーザ発振装置2を切断軌道に沿って移動させるようにしもよく、或いはレーザ発振装置2を固定した状態でXYステージ6を切断軌道に沿って移動させるようにしもよい。 The irradiation position may be moved along the cutting trajectory of the laser beam by moving the laser oscillating device 2 along the cutting trajectory with the XY stage 6 fixed, or with the laser oscillating device 2 fixed. The XY stage 6 may be moved along the cutting trajectory.

また、回収箱71に接続された吸引パイプ73の吸引口の近傍で加工した方が飛散物の回収効率が高まる。そのため、レーザ光の切断軌道は、吸引パイプ73の吸引口の近傍を通るように設定される。 Further, the efficiency of collecting scattered matter is improved by processing in the vicinity of the suction port of the suction pipe 73 connected to the collection box 71. Therefore, the cutting trajectory of the laser beam is set so as to pass in the vicinity of the suction port of the suction pipe 73.

ワークから切断分離された小片Pは、飛散物として集塵機72からの気流により回収箱71に集められ、吸引パイプ73から集塵機72内に回収される。表1は細分化された小片の大きさと、集塵機72の風量との関係を示すものである。 The small pieces P cut and separated from the work are collected as scattered matter in the collection box 71 by the air flow from the dust collector 72, and collected from the suction pipe 73 into the dust collector 72. Table 1 shows the relationship between the size of the subdivided pieces and the air volume of the dust collector 72.

ここで、表1中の小片長さは第1の切断軌道L1の長さ、小片幅は第2の切断軌道の長さをそれぞれ表す。また、必要風速は、細分化された小片Pの全てを回収するために必要な集塵機72から発生する気流の風速である。なお、ワークは一般的には、樹脂フィルムであり、その厚みは略0.01mm〜0.5mm程度の薄厚であるため、小片Pの大きさとしては表面積のみを考慮するものとする。 Here, the small piece length in Table 1 represents the length of the first cutting track L1, and the small piece width represents the length of the second cutting track. Further, the required wind speed is the wind speed of the air flow generated from the dust collector 72 required to collect all of the subdivided small pieces P. Since the work is generally a resin film and its thickness is as thin as about 0.01 mm to 0.5 mm, only the surface area is considered as the size of the small piece P.

[表1]

Figure 2021133401
[Table 1]
Figure 2021133401

表1に示すように、小片Pの表面積が大きくなるにつれて、必要な風量は小さくなる。そのため、集塵機72のファンの負荷は小さくなるため、経済的な観点に基づくと、小片Pの表面積はなるべく大きいことが好ましい。一方で、発明者らが検討した結果では、小片Pの表面積として略300mmを超えると、一定量の小片Pを吸引すると、小片Pが吸引パイプ73内、或いは集塵機72内に滞留することにより目詰まりを起こし、吸引機能が低下することが懸念される。そのため、小片を長時間において安定的に吸引するには、小片の表面積としては略18mm〜略300mmの大きさに細分化されることが好ましい。 As shown in Table 1, as the surface area of the small piece P increases, the required air volume decreases. Therefore, since the load on the fan of the dust collector 72 is small, it is preferable that the surface area of the small piece P is as large as possible from an economical point of view. On the other hand, according to the results examined by the inventors, when the surface area of the small piece P exceeds about 300 mm 2 , when a certain amount of the small piece P is sucked, the small piece P stays in the suction pipe 73 or the dust collector 72. There is a concern that clogging may occur and the suction function may deteriorate. Therefore, in order to stably suck the small pieces for a long period of time, it is preferable that the surface area of the small pieces is subdivided into a size of about 18 mm 2 to about 300 mm 2.

次に図3を用いて、本発明の実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。 Next, the laser processing method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

[STEP1:領域の判別]
まず、制御装置4は、予め記憶されている加工物の輪郭形状に基づいて、被加工物であるワークから切断分離する不要領域A1と加工物を構成する有効領域A2を判別する。
[STEP 1: Identification of area]
First, the control device 4 determines an unnecessary region A1 to be cut and separated from the work to be processed and an effective region A2 to form the workpiece based on the contour shape of the workpiece stored in advance.

ここで、例えばラインスキャンカメラを使用してワーク全体をスキャニングし、不要領域A1と有効領域A2を判別するようにしてもよい。 Here, for example, a line scan camera may be used to scan the entire work to discriminate between the unnecessary area A1 and the effective area A2.

[STEP2:小片化する表面積の決定]
STEP1において不要領域A1を判別したら、小片化する不要領域A1の表面積を決定する。
[STEP2: Determining the surface area to be fragmented]
After determining the unnecessary region A1 in STEP 1, the surface area of the unnecessary region A1 to be fragmented is determined.

[STEP3:切断軌道の決定]
STEP1、STEP2の結果に基づいて判別した不要領域A1を切断するための切断軌道を決定する。切断軌道は、例えばSTEP2で決定された不要領域A1の小片の表面積に基づいて、各小片の表面積が均等となる切断軌道を自動的に演算する。以下、切断軌道を決定するための演算フローである。
[STEP3: Determination of cutting trajectory]
The cutting trajectory for cutting the unnecessary region A1 determined based on the results of STEP1 and STEP2 is determined. The cutting trajectory is automatically calculated based on, for example, the surface area of the small pieces of the unnecessary region A1 determined in STEP2, so that the surface areas of the small pieces are equal. The following is a calculation flow for determining the cutting trajectory.

まず、ワークの端縁上の所定の位置(方形状のワークである場合には四隅のうちの一の点)を開始点Sとして決定する。 First, a predetermined position on the edge of the work (in the case of a square work, one of the four corners) is determined as the starting point S.

開始点Sを決定したら、次に加工物の輪郭線BL上の所定の位置(輪郭線BLが方形状である場合には、四隅のうちの開始点から最短距離に位置する一の点)を中間点Cとして決定する。この開始点Sと中間点Cを結んだ仮想切断ラインが第1の切断軌道L1となる。 After determining the start point S, the next predetermined position on the contour line BL of the workpiece (if the contour line BL is square, one point located at the shortest distance from the start point among the four corners) is set. Determined as the midpoint C. The virtual cutting line connecting the starting point S and the intermediate point C becomes the first cutting track L1.

次に、中間点Cから所定の距離だけ離間した位置であって、同じく輪郭線BL上の所定の位置を終点Eとして決定する。この中間点Cと終点Eを結んだ仮想切断ラインが第2の切断軌道L2となる。そして、前記の通り、第1の切断軌道L1と第2の切断軌道L2をあわせて切断軌道とよぶ。 Next, a predetermined position on the contour line BL, which is a position separated from the intermediate point C by a predetermined distance, is determined as the end point E. The virtual cutting line connecting the intermediate point C and the end point E becomes the second cutting track L2. Then, as described above, the first cutting track L1 and the second cutting track L2 are collectively called a cutting track.

開始点Sを基点とする1回の切断工程で切断される切断軌道を決定したら、係る切断軌道を加工物の輪郭線BLに沿って所定の距離だけずらしながら不要領域A1全体の切断軌道を決定する。 After determining the cutting trajectory to be cut in one cutting step with the start point S as the base point, the cutting trajectory of the entire unnecessary region A1 is determined while shifting the cutting trajectory by a predetermined distance along the contour line BL of the workpiece. do.

ここで、必ずしも、切断軌道は前記した演算フローに基づいて決定される必要はなく、適宜変更することが可能である。 Here, the cutting trajectory does not necessarily have to be determined based on the above-mentioned calculation flow, and can be changed as appropriate.

[STEP4:不要領域の切断]
STEP3において不要領域A1における全切断工程の切断軌道が決定されたら、レーザ発振装置2により、決定された切断軌道に沿って、切断が開始される。
[STEP4: Cutting unnecessary areas]
When the cutting trajectory of the entire cutting step in the unnecessary region A1 is determined in STEP 3, the laser oscillator 2 starts cutting along the determined cutting trajectory.

[STEP5:小片の回収]
STEP4における不要領域A1の切断により分離された小片は、集塵機72からの気流により飛散物となって回収箱71に集められ、吸引パイプ73から集塵機72に回収される。
[STEP5: Collection of small pieces]
The small pieces separated by cutting the unnecessary region A1 in STEP 4 are collected in the collection box 71 as scattered matter by the air flow from the dust collector 72, and are collected in the dust collector 72 from the suction pipe 73.

以上、本発明に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラムは、レーザ加工する際に発生する飛散物を効率良く回収することができるとともに、生産性を向上させ常に良好な加工状態を得ることができるものとなっている。 As described above, the laser processing apparatus, the laser processing method, and the laser processing program according to the present invention can efficiently collect the scattered matter generated during the laser processing, improve the productivity, and always maintain a good processing state. It is something that can be obtained.

1 レーザ加工装置
2 レーザ発振装置
3 パルス発生装置
4 制御装置
5 集光装置
51 ガルバノスキャナ
52 Fθレンズ
6 XYステージ
7 集塵回収装置
71 回収箱
72 集塵機
73 吸引パイプ
A1 不要領域
A2 有効領域
BL 輪郭線
L1 第1の切断軌道
L2 第2の切断軌道
P 小片
1 Laser processing device 2 Laser oscillator 3 Pulse generator 4 Control device 5 Condensing device 51 Galvano scanner 52 Fθ lens 6 XY stage 7 Dust collector 71 Collection box 72 Dust collector 73 Suction pipe A1 Unnecessary area A2 Effective area BL contour line L1 1st cutting orbit L2 2nd cutting orbit P small piece

Claims (10)

板状のワークを設置する加工テーブルと、
所定の輪郭線に沿って、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を前記ワークから切断分離するレーザ光を照射するレーザ装置と、
前記ワークから前記不要領域を切断分離する際に、前記不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道となる信号を前記レーザ装置に対して出力する制御装置と、
前記レーザ装置による切断分離により前記ワークから切断された小片を所定の風量で吸引する集塵装置と、を備える
レーザ加工装置。
A processing table for installing plate-shaped workpieces and
A laser device that irradiates a laser beam that cuts and separates unnecessary regions other than the effective region that constitutes the workpiece from the work along a predetermined contour line.
A control device that outputs a signal to the laser device that becomes a cutting trajectory in which the unnecessary region forms a small piece having a predetermined surface area when the unnecessary region is cut and separated from the work.
A laser processing apparatus including a dust collector that sucks small pieces cut from the work by cutting and separation by the laser apparatus with a predetermined air volume.
前記小片の表面積が略18mm〜300mmである
請求項1に記載のレーザー加工装置。
The laser processing apparatus according to claim 1 surface area of the small pieces is approximately 18 mm 2 to 300 mm 2.
前記集塵装置の風量は3.5m3/min〜11.0m3/minである
請求項1または請求項2に記載のレーザー加工装置。
Air volume of the dust collecting device is a laser machining apparatus according to claim 1 or claim 2 which is 3.5m 3 /min~11.0m 3 / min.
前記レーザ装置により照射されるレーザ光の単位体積当たりの投入熱量は、略1.1J/mm〜4.5J/mmの範囲で設定される
請求項1から請求項3の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
Heat input per unit volume of the irradiating laser light by the laser device, any one of claims 1 to 3, which is set in the range of approximately 1.1J / mm 3 ~4.5J / mm 3 The laser processing apparatus according to.
板状のワークから加工物の輪郭線情報に基づいて、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を判別する判別工程と、
前記不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道に沿って前記ワークを繰り返し切断して前記有効領域の輪郭を形成する切断工程と、
前記切断工程で切断された前記不要領域の小片を、所定の風量で吸引する吸引工程と、を備える
レーザ加工方法。
A discrimination process for discriminating unnecessary areas other than the effective area constituting the work piece based on the contour line information of the work piece from the plate-shaped work, and
A cutting step of repeatedly cutting the work along a cutting trajectory in which the unnecessary region forms a small piece having a predetermined surface area to form an outline of the effective region.
A laser processing method comprising a suction step of sucking a small piece of the unnecessary region cut in the cutting step with a predetermined air volume.
前記切断工程は、
前記ワークの端縁上の所定の位置である始点から、前記輪郭線上の所定の位置である中間点までの第1の切断軌道、前記中間点から前記輪郭線上の所定の位置である終点までの前記輪郭線に沿った第2の切断軌道からなる切断軌道に基づいて前記ワークを切断する工程をn回(nは2以上の整数)繰り返し、
n−1回目の始点とn回目の始点間の距離、及びn−1回目の中間点とn回目の中間点間の距離が均等で、かつn−1回目の終点とn回目の中間点が合致する
請求項5に記載のレーザ加工方法。
The cutting step is
A first cutting trajectory from a start point at a predetermined position on the edge of the work to an intermediate point at a predetermined position on the contour line, and from the intermediate point to an end point at a predetermined position on the contour line. The step of cutting the work based on the cutting trajectory consisting of the second cutting trajectory along the contour line is repeated n times (n is an integer of 2 or more).
The distance between the n-1st start point and the nth start point, and the distance between the n-1st intermediate point and the nth intermediate point are equal, and the n-1th end point and the nth intermediate point are equal. The laser processing method according to claim 5, which matches.
前記切断工程における前記第1の切断軌道、及び前記第2の切断軌道はそれぞれ直線状であり、
前記第1の切断軌道と前記第2の切断軌道のなす角度が略110〜150度の範囲である
請求項6に記載のレーザ加工方法。
The first cutting track and the second cutting track in the cutting step are linear, respectively.
The laser processing method according to claim 6, wherein the angle formed by the first cutting track and the second cutting track is in the range of approximately 110 to 150 degrees.
前記吸引工程は、
前記ワークから発生する飛散物を3.5m3/min〜11.0m3/minの風量で吸引する
請求項5から請求項7の何れか一項に記載のレーザ加工方法。
The suction step is
Laser processing method according to claims 5 to any one of claims 7 to suck the debris generated from the workpiece by air volume of 3.5m 3 /min~11.0m 3 / min.
板状のワークから加工物の輪郭線情報に基づいて、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を判別する判別ステップと、
前記不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道に沿って前記ワークを切断して前記有効領域の輪郭を形成する切断ステップと、をコンピュータに対して指示する
レーザ加工プログラム。
A discrimination step for discriminating unnecessary areas other than the effective area constituting the work piece based on the contour line information of the work piece from the plate-shaped work, and a discrimination step.
A laser processing program that instructs a computer to perform a cutting step of cutting the work along a cutting trajectory in which the unnecessary region forms a small piece having a predetermined surface area to form an outline of the effective region.
前記切断ステップは、
前記ワークの端縁上の所定の位置を始点として決定するステップ、
前記輪郭線上の所定の位置を中間点として決定するステップ、
前記中間点とは異なる前記輪郭線上の所定の位置を終点として決定するステップ、
前記始点から中間点までの第1の切断軌道に基づいて前記ワークを切断するステップ、
前記中間点から前記終点までの前記輪郭線に沿った第2の切断軌道に基づいて前記ワークを切断するステップを1度の切断フローとして、該切断フローをn回(nは2以上の整数)繰り返し、
n−1回目の始点とn回目の始点間の距離、及びn−1回目の中間点とn回目の中間点間の距離が均等で、かつn−1回目の終点とn回目の中間点が合致する
請求項9に記載のレーザ加工プログラム。
The cutting step
A step of determining a predetermined position on the edge of the work as a starting point,
A step of determining a predetermined position on the contour line as an intermediate point,
A step of determining a predetermined position on the contour line different from the intermediate point as an end point,
A step of cutting the work based on the first cutting trajectory from the start point to the intermediate point.
The step of cutting the work based on the second cutting trajectory along the contour line from the intermediate point to the end point is defined as one cutting flow, and the cutting flow is performed n times (n is an integer of 2 or more). repetition,
The distance between the n-1st start point and the nth start point, and the distance between the n-1st intermediate point and the nth intermediate point are equal, and the n-1th end point and the nth intermediate point are equal. The matching laser processing program according to claim 9.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09216076A (en) * 1996-02-09 1997-08-19 Shibuya Kogyo Co Ltd Method for determining cutting order of parts to be cut in laser beam machining
JP2007320124A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Sharp Corp Device and method for cutting brittle plate to be machined
JP2007319893A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Sharp Corp Laser beam cutting device and laser beam cutting method
JP2012076110A (en) * 2010-10-01 2012-04-19 Ogitekku:Kk Method of producing press-formed article of metal sheet and rupturing and separating device using for the same
JP2018167296A (en) * 2017-03-30 2018-11-01 アイシン高丘株式会社 Laser trimming method for press-formed product

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09216076A (en) * 1996-02-09 1997-08-19 Shibuya Kogyo Co Ltd Method for determining cutting order of parts to be cut in laser beam machining
JP2007320124A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Sharp Corp Device and method for cutting brittle plate to be machined
JP2007319893A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Sharp Corp Laser beam cutting device and laser beam cutting method
JP2012076110A (en) * 2010-10-01 2012-04-19 Ogitekku:Kk Method of producing press-formed article of metal sheet and rupturing and separating device using for the same
JP2018167296A (en) * 2017-03-30 2018-11-01 アイシン高丘株式会社 Laser trimming method for press-formed product

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