JP2022025853A - Processing method and processing device - Google Patents
Processing method and processing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022025853A JP2022025853A JP2020128981A JP2020128981A JP2022025853A JP 2022025853 A JP2022025853 A JP 2022025853A JP 2020128981 A JP2020128981 A JP 2020128981A JP 2020128981 A JP2020128981 A JP 2020128981A JP 2022025853 A JP2022025853 A JP 2022025853A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing
- laser
- layer
- length
- shielding plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 117
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 12
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 102220547083 Immunoglobulin heavy constant epsilon_W43C_mutation Human genes 0.000 description 2
- 102220521660 Inhibin alpha chain_W43A_mutation Human genes 0.000 description 2
- 101150073618 ST13 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/361—Removing material for deburring or mechanical trimming
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、加工方法および加工装置に関する。 The present invention relates to a processing method and a processing apparatus.
生産の効率化や部材の高機能化に伴い、加工装置により、複数の材料で構成される複合部材が製造されるようになっている。複合部材を製造する際、バリ等の不具合が発生することがある。バリが残された複合部材をそのまま正常品として出荷することはできないため、複合部材に対してバリを除去する工程が行われる。 With the improvement of production efficiency and the sophistication of members, processing equipment has come to manufacture composite members composed of a plurality of materials. When manufacturing a composite member, defects such as burrs may occur. Since the composite member with burrs left cannot be shipped as a normal product as it is, a step of removing burrs is performed on the composite member.
例えば特許文献1には、感光性導電フィルムを用いて2層積層する構成において、これらの間に近赤外遮蔽材を含有する感光性導電フィルムを配置することで、上層側の感光性導電フィルムをレーザ光でパターン形成する際、下層側の感光性導電フィルムにダメージを与えることなく上層側の感光性導電フィルムを選択的にパターン形成する技術が開示されている。
For example,
例えば特許文献2にはレーザ光源を含み、複数のレーザ光を出力するレーザ出力手段と、複数のレーザ光をそれぞれ、長尺かつ長尺側発散光である長尺ビームに整形する光学系と、長尺ビームをマスキングして所定の形状で透過させる複数のマスクスリットと、レーザ光が照射される被照射物の上面と平行な2次元方向に、マスクスリットを移動させるマスクスリット移動手段とを備えるレーザ加工装置が開示されている。そして、このレーザ加工装置においては、長尺ビームを互いに一部を重複させて、長尺方向に連結させることにより線状ビームが合成され、長尺方向の照射強度分布が連結された区間内で均一となるように照射強度分布が調整されている。
For example,
複合部材は、特性の異なる複数種類の材料が積層された構成となっているため、特定層の一部を除去する加工を行う際、別の材料で構成される特定層以外の層を傷つけてしまうというリスクがあった。 Since the composite member has a structure in which a plurality of types of materials having different characteristics are laminated, when a process for removing a part of a specific layer is performed, a layer other than the specific layer composed of another material is damaged. There was a risk that it would end up.
そこで、本発明は、複数層からなる複合部材に対する加工精度を向上させる加工方法および加工装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a processing method and a processing apparatus for improving the processing accuracy of a composite member composed of a plurality of layers.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 A brief description of the representative inventions disclosed in the present application is as follows.
本発明の代表的な実施の形態による加工方法は、複数層からなる加工対象物の加工を行う加工方法であって、(a)加工対象層と、前記加工対象層の下層である下地層との間に遮蔽板を挿入する工程、(b)前記加工対象層にレーザを照射し、前記加工対象層を加工する工程、を有する。 The processing method according to a typical embodiment of the present invention is a processing method for processing a processing object composed of a plurality of layers, wherein (a) the processing target layer and the base layer which is the lower layer of the processing target layer It has a step of inserting a shielding plate between the two, and (b) a step of irradiating the processing target layer with a laser to process the processing target layer.
本発明の代表的な実施の形態による加工装置は、複数層からなる加工対象物の加工を行う加工装置であって、レーザ照射部と、遮蔽板と、制御ユニットと、を有し、前記制御ユニットは、切断線の加工条件を設定し、加工対象層と、前記加工対象層の下層である下地層との間に遮蔽板を挿入した状態で、前記加工対象層にレーザを照射し、前記加工対象層に切断線を形成する。 The processing apparatus according to a typical embodiment of the present invention is a processing apparatus for processing a processing object composed of a plurality of layers, and includes a laser irradiation unit, a shielding plate, and a control unit, and the control thereof. The unit sets the processing conditions for the cutting line, irradiates the processing target layer with a laser in a state where a shielding plate is inserted between the processing target layer and the base layer which is the lower layer of the processing target layer, and the above. A cutting line is formed on the layer to be processed.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, the effects obtained by representative ones are briefly described as follows.
すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、複数層からなる複合部材に対する加工精度を向上させることが可能となる。 That is, according to a typical embodiment of the present invention, it is possible to improve the processing accuracy of a composite member composed of a plurality of layers.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する各実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明の技術範囲を限定するものではない。なお、以下の実施の形態において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は、特に必要な場合を除き省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment described below is an example for realizing the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. In the following embodiments, members having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted unless particularly necessary.
(実施の形態1)
本実施の形態においては、複数層からなる複合部材に対する加工について説明する。図1は、加工対象物となる複合部材およびその加工の様子を示す図である。図1(A)に示す複合部材は、材料BからなるB部材51Bと、B部材51Bの外周に設けられた材料AからなるA部材51Aと、A部材51Aの端部に設けられたバリ43とを有する。例えば、A部材51Aは、B部材51Bの端部に組み込まれた金型に溶融樹脂を流し込むことにより形成される。例えば、このような製法によれば、A部材51Aの端部に沿ってバリ43が生じ得る。このA部材51Aの端部に沿った領域が加工領域となる。
(Embodiment 1)
In this embodiment, processing for a composite member composed of a plurality of layers will be described. FIG. 1 is a diagram showing a composite member to be processed and a state of processing thereof. The composite member shown in FIG. 1A includes a
このバリ43をレーザ加工により除去する。図1(B)に示すように、Y方向に延在するA部材51Aの端部に沿って、レーザ加工によりバリ43に切れ目(切断線)を入れた後、バリ43を剥がすことにより、バリ43を除去する。バリ43に切れ目(切断線)を入れる際、バリ(加工対象層)43の下層(下地層)であるB部材51Bを傷つけてしまわないように遮蔽板21を用いる。
The
図2は、バリとB部材の間に遮蔽板を挿入した状態を示す図であり、図3は、レーザの照射状態を示す図である。それぞれ、(A)は、斜視図であり、(B)は、上面図である。 FIG. 2 is a diagram showing a state in which a shielding plate is inserted between the burr and the B member, and FIG. 3 is a diagram showing a laser irradiation state. (A) is a perspective view and (B) is a top view, respectively.
遮蔽板21は、先端(差込側)に位置する長さL21の第1部と、後端に位置する第2部とを有する。第1部の端部は、その厚みが先端にかけて小さくなる刃先部(ナイフエッジ)となっている。遮蔽板21を差し込み、しならせることで、第1部がB部材51Bの表面に接触し、第2部がB部材51Bの表面から角度φ21で離間する(図2(A))。B部材51Bの表面と接触する長さL21は、5mm以上とすることが好ましく、また、角度φ21は、5°~20°とすることが好ましい。このように、遮蔽板21の撓みを利用し、しならせた状態で差し込むことによって、A部材51Aが持ち上がり、バリ43の加工形状が変化することを防止できる。
The
例えば、バリの幅(X方向の長さ)は1~2mm程度であり、その長さは、A部材51AのY方向の長さ(例えば、50cm~150cm)にわたる。遮蔽板21の第2部の厚さT21は、0.2mm~0.4mmとすることが好ましい。
For example, the width of the burr (length in the X direction) is about 1 to 2 mm, and the length extends over the length of the
ここで、遮蔽板21の幅(Y方向の長さ)W21は、A部材51AのY方向の長さより小さい(図2(B))。また、レーザの照射領域の幅(Y方向の長さ)W4は、例えば、5cm~15cm程度であり、A部材51AのY方向の長さより小さく、また、W4<W21の関係がある(図3(B)参照)。
Here, the width (length in the Y direction) W21 of the shielding
遮蔽板21は遮蔽板駆動機構(図示せず)により駆動される。遮蔽板駆動機構は、加工部(ここでは、バリ43)とB部材51Bとの間に遮蔽板21を挿入するための機構である。遮蔽板21は、照射するレーザ光でB部材51Bが加工されてしまう等、B部材51Bにレーザ光3を照射できない場合に使用される。遮蔽板21は、例えば、カッターの刃のような金属材料よりなる。遮蔽板21の構成材料としては、熱伝導率が10[W/m・k]以上の材料を用いることが好ましい。例えば、鋼(熱伝導率55)、アルミニウム(熱伝導率210)、銅(熱伝導率370)、ステンレス(熱伝導率16)などの材料を用いることができる。なお、遮蔽板21にペルチェ素子や冷却エアなどを接触させることで、レーザ照射時の放熱性を高めてもよい。
The
図3(A)に示すレーザ加工部(レーザ照射部)は、レーザ発振器1から発せられたレーザ光3を、ミラーやレンズ等の光学機器を含むレーザ光路変更器2と、偏光状態を変える偏光器(図示せず)とを介して加工部(ここでは、バリ43)へ照射することで、加工部(ここでは、バリ43)に切断線4を入れる。
The laser processing unit (laser irradiation unit) shown in FIG. 3A uses the
レーザ光路変更器2は、レーザ光の照射位置を微調整するだけでなく、レーザ光を照射する角度の調整や、レーザ光を走査させる速度を調整することが可能である。
The laser
偏光器は、レーザ光の偏光状態を変える機器である。偏光器は、例えば、レーザ光の偏光状態を円偏光にすることで(図3(B)参照)、走査方向によって加工条件が変化することを防止することが可能である。また、偏光器は、ガラスなどの透明体にレーザ光を照射する際、偏光状態をS偏光にしたレーザ光を斜め方向から照射することで、レーザ光を透過させずに透明体のダメージを低減させることが可能である。このときのレーザ照射角度は、60~80度であることが望ましい。なお、図3(B)においては、切断線4として、円形のレーザスポットを並べて表示したが、個々のレーザスポットの一部が重なるようにレーザ照射を行ってもよい。また、切断線4はレーザスポットを複数回走査させることにより設けてもよい。この複数回の走査には、前述したレーザ光路変更器2が用いられる。
A polarizing device is a device that changes the polarization state of laser light. The polarizing device can prevent the processing conditions from changing depending on the scanning direction, for example, by changing the polarization state of the laser beam to circular polarization (see FIG. 3B). In addition, when irradiating a transparent body such as glass with laser light, the polarizing device irradiates the transparent body with the laser light whose polarization state is S-polarized from an oblique direction, thereby reducing damage to the transparent body without transmitting the laser light. It is possible to make it. The laser irradiation angle at this time is preferably 60 to 80 degrees. In FIG. 3B, circular laser spots are displayed side by side as the
図4は、レーザのスキャン状態を示す図であり、図5は、レーザのスキャン動作を示すフロー図である。図4に示すように、レーザ発振器1をガイド11に沿って、Pos1の位置→Pos2の位置→Pos3の位置→Pos4の位置→Pos5の位置→Pos6の位置に順次移動させ、遮蔽板21の挿入と、バリ43に対するレーザ照射を繰り返し行う。
FIG. 4 is a diagram showing a laser scanning state, and FIG. 5 is a flow diagram showing a laser scanning operation. As shown in FIG. 4, the
このようなレーザのスキャンを図5に示すフローに基づき行うことができる。図5に示すようにレーザ加工を開始し(Start)、レーザ発振器をPos1の位置に移動する(St1、ステップ1)。次いで、遮蔽板を挿入する(St2)。次いで、レーザ位置決めを行い(St3)、レーザ照射(St4)を行う。次いで、遮蔽板を引き抜き(St5)、あらかじめ定められた回数(所定回数)の加工を行ったか否かを判断し(St6)、noの場合は、次の位置に移動後(St7)、(St2)に戻る。また、所定回数の加工を終了した後(yesの場合)は、加工を終了する(End)。 Such a laser scan can be performed based on the flow shown in FIG. As shown in FIG. 5, laser machining is started (Start), and the laser oscillator is moved to the position of Pos1 (St1, step 1). Then, the shielding plate is inserted (St2). Next, laser positioning is performed (St3), and laser irradiation (St4) is performed. Next, the shielding plate is pulled out (St5), it is determined whether or not the processing has been performed a predetermined number of times (predetermined number of times) (St6), and in the case of no, after moving to the next position (St7), (St2). ). Further, after finishing the machining a predetermined number of times (in the case of yes), the machining is finished (End).
ここで、各位置において、レーザの照射領域の幅(Y方向の長さ)W4が重なるように処理を行うことで、A部材51AのY方向の長さ(例えば、50cm~150cm)にわたって形成されたバリ43に長い切断線4を入れることができる。
Here, by processing so that the width (length in the Y direction) W4 of the laser irradiation region overlaps at each position, the
図6は、複数のレーザの照射において設けられる切断線の重なりを示す図である。図6に示すように、1回のレーザの照射において設けられる切断線の始点部と終点部とにおいて、切断線(レーザスポット)をA部材51Aから離れる方向に湾曲させた湾曲部を設ける。別の言い方をすれば略U字状の切断線4とする。このような切断線とすることで、各切断線の重なりが確保され、長く連続した切断線4を設けることができる。
FIG. 6 is a diagram showing the overlap of cutting lines provided in the irradiation of a plurality of lasers. As shown in FIG. 6, at the start point portion and the end point portion of the cutting line provided in one laser irradiation, a curved portion in which the cutting line (laser spot) is curved in a direction away from the
一方、1回のレーザの照射において設けられる切断線4を直線状とした場合には、位置決め誤差により各切断線4がずれた場合、重なりを設けていても連続した切断線とならず、剥離により切断線に不自然な段差や突起が生じ得る。
On the other hand, when the
これに対し、本実施の形態においては、例えば、図7に示すように、各切断線4がずれた場合においても、連続した切断線となり、剥離後の切断部においても不自然な段差や突起が生じない。図7は、複数のレーザの照射において設けられる切断線の重なりを示す他の図である。なお、バリ43の除去後において、例えば、A部材51Aから幅0.1~0.2mmの範囲でバリ43が残存していてもよく、切断線4とA部材51Aとの距離(最短距離)が、0.1~0.2mmの範囲でずれることは許容される。
On the other hand, in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 7, even when each cutting
図7(B)に示すように、切断線4の湾曲幅cwと、ずれ量dvとの間に、cw>dvの関係が成立する場合に、切断線が重なる。また、切断線の重なり量ovと、湾曲長さclとの間には、ov>clの関係がある。湾曲長さclは、切断線の端部の点と湾曲部の接線が基準線と交差する点との距離である。なお、基準線は、A部材51Aの端部としてもよく、またこの端部から上記許容範囲の半分までの間において定められる線であってもよい。
As shown in FIG. 7B, the cutting lines overlap when the relationship of cw> dv is established between the bending width cw of the
(実施の形態2)
本実施の形態においては、各応用例について説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, each application example will be described.
(応用例1)
本応用例においては、遮蔽板の形状の変更例について説明する。図8は、本応用例の遮蔽板の形状を示す図(上面図)である。なお、実施の形態1(図2、図3)と対応する箇所には、同じ符号を付け、その説明を省略する。図8に示すように、本実施の形態の遮蔽板21においては、第1部の端部である刃先部(ナイフエッジ)が、図中下から上に向かって刃先部(ナイフエッジ)がA部材51Aから離れるように後退している。このように、刃先部(ナイフエッジ)にテーパーを設けることで、遮蔽板21を図中下から上に向かって走査(移動)させる場合に、その動作をスムーズに行うことができる。また、遮蔽板21の走査(移動)が剥離動作を兼ねることとなり加工効率を向上させることができる。刃先部(ナイフエッジ)のテーパー角θは、87°~89.5°とすることが好ましい。このように、刃先部(ナイフエッジ)にテーパーを設ける場合、遮蔽板21とバリ43の幅全体が重なる部分(幅W)が実施の形態1(図3(B))の幅W21に対応することとなる。よって、この場合、幅W21の範囲内に切断線4を設ける。なお、図8においては、テーパー角θを強調した図となっているため、幅Wが小さく表示されているが、テーパー角θが87°~89.5°の場合には、幅Wは十分大きく確保することができる。
(Application example 1)
In this application example, an example of changing the shape of the shielding plate will be described. FIG. 8 is a view (top view) showing the shape of the shielding plate of this application example. The parts corresponding to those of the first embodiment (FIGS. 2 and 3) are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 8, in the shielding
(応用例2)
実施の形態1においては、A部材51Aの端部に沿ってバリ43が連続的に生じている場合(図1等参照)について説明したが、本応用例においては、A部材51Aの端部において部分的なバリが複数箇所に生じている場合について説明する。
(Application example 2)
In the first embodiment, the case where the
図9は、A部材の端部において部分的なバリが複数箇所に生じている状況を示す図である。図9においては、A部材51Aの端部に、バリ43A、43B、43Cが生じており、各バリにおいて、図9に示す切断線4を設け、各バリを除去することが好ましい。ここで各バリの長さ(Y方向の長さ)をW43A、W43B、W43Cとした場合、W43A<W4、W43B<W4、W43C>W4の関係がある。この場合、図10に示すように、バリ43Aに対し、1回のレーザの照射(照射範囲RA)において、切断線4Aを設ける。また、バリ43Bに対し、1回のレーザの照射(照射範囲RA)において、切断線4Bを設ける。また、バリ43Cに対し、例えば、2回のレーザの照射(照射範囲RA)で、2つのU字状の切断線が重なることで接続された切断線4Cを設ける。図10は、A部材の端部において部分的なバリが複数箇所に生じている場合のレーザの照射状況を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a situation in which partial burrs are generated at a plurality of locations at the end of the A member. In FIG. 9,
このようなレーザ加工を図11に示すフローに基づき行うことができる。図11は、本応用例のレーザ加工を示すフロー図である。図11に示すようにレーザ加工を開始し(Start)、加工部を撮影する(St11、ステップ11)。この加工部の撮影データ(映像)としては、2次元画像や3Dデータなどが取得される。次いで、加工部の画像に基づき、切断位置を抽出し(St12)、切断位置を分割する(St13)。(St12)においては、正常部(バリなし状態)との比較や、断面データに基づくアルゴリズムなどによって切断位置を抽出する。また、(St13)の切断位置の分割においては、連続した切断位置の長さが照射範囲RA以内であれば1回の加工で切断を行い、また、切断位置の長さが照射範囲RA以内であるが、複数の短い切断位置である場合には照射範囲RA内においてレーザ光のON/OFFにより部分的な切断を行い、連続した切断位置の長さが照射範囲RAより大きい場合には切断位置を分割し2回以上の加工で切断を行う。そして、切断位置毎の切断線を設定(St14、図9)、すなわち、切断位置の大きさに合わせて、切断線の長さを決定し、切断位置が、照射範囲RAの中心になるように設定する。この後、切断を実行し(St15)、加工を終了する(End)。 Such laser processing can be performed based on the flow shown in FIG. FIG. 11 is a flow chart showing laser machining of this application example. As shown in FIG. 11, laser machining is started (Start), and the machined portion is photographed (St11, step 11). As the shooting data (video) of this processing unit, a two-dimensional image, 3D data, or the like is acquired. Next, the cutting position is extracted (St12) based on the image of the processed portion, and the cutting position is divided (St13). In (St12), the cutting position is extracted by comparison with the normal part (state without burrs) or by an algorithm based on the cross-sectional data. Further, in the division of the cutting position of (St13), if the length of the continuous cutting position is within the irradiation range RA, the cutting is performed by one processing, and the length of the cutting position is within the irradiation range RA. However, if there are multiple short cutting positions, partial cutting is performed by turning on / off the laser beam within the irradiation range RA, and if the length of the continuous cutting position is larger than the irradiation range RA, the cutting position. Is divided and cut by processing two or more times. Then, the cutting line for each cutting position is set (St14, FIG. 9), that is, the length of the cutting line is determined according to the size of the cutting position so that the cutting position becomes the center of the irradiation range RA. Set. After that, cutting is executed (St15), and machining is completed (End).
(応用例3)
実施の形態1(図4)においては、各位置において、遮蔽板21の挿入と、バリ43に対するレーザ照射とを繰り返し行ったが、レーザ発振器1と遮蔽板21とを同期して移動(走査)させてもよい。移動速度をvとする。図12は、レーザ発振器の走査状態を示す図であり、図13は、レーザ発振器の走査工程を示すフロー図である。このようなレーザ発振器の走査を図13に示すフローに基づき行うことができる。図13に示すようにレーザ発振器の走査を開始し(Start)、遮蔽板を挿入する(St31、ステップ31)。次いで、レーザ発振器の位置決めを行い(St32)、レーザ発振(St33)を行う。次いで、遮蔽板およびレーザ発振器を同期して移動させながら加工を行い(St34)、レーザ発振器を停止し(St35)、遮蔽板を引き抜き(St36)、加工を終了する(End)。
(Application example 3)
In the first embodiment (FIG. 4), the shielding
また、本応用例において、A部材51Aの端部において部分的なバリが複数箇所に生じているものを加工してもよい。図14は、本応用例の他のレーザ発振器の走査工程を示す図である。図14に示すように、(A)のt=0の時点で、レーザ発振器1は、バリ43a上にあり、レーザ照射範囲および遮蔽板の差込位置はバリ43aと重なっている。そして、レーザ光3を照射しつつ、レーザ発振器1および遮蔽板を同期して速度vで移動させる。次いで、(B)のt=t1の時点で、レーザ発振器1は、まだ、バリ43a上にあり、レーザ照射範囲および遮蔽板の差込位置はバリ43aと重なっている。そして、レーザ光3を照射しつつ、レーザ発振器1および遮蔽板を速度vで移動させる。次いで、(C)のt=t2の時点で、レーザ発振器1は、バリ43bおよび43c上にあり、レーザ照射範囲および遮蔽板の差込位置はバリ43b、43cと重なっている。そして、レーザ光3を部分的に照射し、切断線を設けつつ、レーザ発振器および遮蔽板をバリ43dの方向に移動させる。なお、図14においては、A部材51Aの端部が湾曲した形状となっているが、上記レーザ発振器の走査によれば、このような湾曲した形状に沿うよう制御することができる。レーザ発振器の移動速度v=S/Nで示される。Nはレーザ光路変更器による走査回数であり、Sはレーザの走査速度である。
Further, in this application example, it is possible to process a
このように、レーザ発振器と遮蔽板とを同期して移動(走査)させる場合において、遮蔽板として前述した刃先部(ナイフエッジ)にテーパーを設けた遮蔽板(図8)を用いるとより好ましい。 In this way, when the laser oscillator and the shielding plate are moved (scanned) in synchronization, it is more preferable to use the shielding plate (FIG. 8) having the above-mentioned cutting edge portion (knife edge) tapered as the shielding plate.
(実施の形態3)
図15は、レーザ加工を行うレーザ加工部(レーザ加工機構部)とその周辺の構成を例示する図である。
(Embodiment 3)
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing unit (laser processing mechanism unit) that performs laser processing and its surroundings.
図15に示すように、レーザ加工部700は、レーザ発振器701、レーザ光路変更器702、偏光器704、遮蔽板駆動機構720、遮蔽板21を備えている。なお、レーザ加工部700には、制御ユニット601、入力部602、表示部603および通信部604が接続されている。
As shown in FIG. 15, the
加工部状態情報収集機構部として、図15に示す3次元形状測定器710、撮影器(撮影部)711、透過率測定用光源730、透過率測定用ディテクタ731、反射率測定用光源732、反射率測定用ディテクタ733、ハーフミラー734を備えている。
As the processing unit state information collection mechanism unit, the three-dimensional
レーザ加工部700および加工部状態情報収集機構部は、位置決め機構(図示は省略)により、位置を変更することが可能である。
The positions of the
加工対象物は、材料AからなるA部材51Aと、材料BからなるB部材51Bで構成されており、加工対象物に対し、A部材51Aの一部分である加工部(バリ43)を除去する加工が施される。
The object to be processed is composed of an
レーザ加工部700は、レーザ発振器701から発せられたレーザ光703を、ミラーやレンズ等の光学機器を含むレーザ光路変更器702と、偏光状態を変える偏光器704とを介して加工部(バリ43)へ照射することで、加工部(バリ43)を除去する加工を行う。
The
レーザ光路変更器702は、レーザ光の照射位置を微調整するだけでなく、レーザ光を照射する角度の調整や、レーザ光を走査させる速度を調整することが可能である。
The laser
偏光器704は、レーザ光の偏光状態を変える機器である。偏光器704は、例えば、レーザ光の偏光状態を円偏光にすることで、走査方向によって加工条件が変化することを防止することが可能である。また、偏光器704は、ガラスなどの透明体にレーザ光を照射する際、偏光状態をS偏光にしたレーザ光を斜め方向から照射することで、レーザ光を透過させずに透明体のダメージを低減させることが可能である。このときのレーザ照射角度は、60~80度であることが望ましい。
The
遮蔽板駆動機構720は、加工部(バリ43)とB部材51Bとの間に遮蔽板21を挿入するための機構である。遮蔽板21は、照射するレーザ光でB部材51Bが加工されてしまう等、B部材51Bにレーザ光703を照射できない場合や、加工部(バリ43)がB部材51Bに張り付いているときに、B部材51Bから加工部(バリ43)をはがすためのはがし動作においても使用される。
The shield
図16は、遮蔽板駆動機構の構成例を示す図である。図16に示す遮蔽板駆動機構は、エアシリンダ722および遮蔽板721を有する。(A)は、差込前の状態を示し、(B)は、差込後の状態を示す。このような平行リンク機構で遮蔽板721を移動でき、エアシリンダにより、遮蔽板721の差し込み(挿入)および引き抜きを行うことができる。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration example of the shielding plate drive mechanism. The shield plate drive mechanism shown in FIG. 16 has an
上記制御ユニット601は、加工対象物の状態を示す加工部状態情報(例えば、前述の加工部状態情報収集機構部により取得される情報)等に基づき、レーザ加工部700に対する加工指示を行う(図15)。すなわち、切断線を設ける際の加工条件、例えば、前述した切断位置の分割や切断線の設定(図11)を行う。また、加工条件には、レーザの強度や、レーザの走査速度なども含まれる。
The
図15に示すレーザ加工部700および上記制御ユニット601をまとめて加工システム(加工装置)とみなすことができる。
The
このような加工システム(加工装置)には、レーザ加工部700以外の加工部(加工手段)を組み込んでもよい。レーザ加工部700以外の加工部(加工手段)として、例えば、ナイフ加工部を組み込むことができる。
A processing unit (machining means) other than the
図17は、ナイフ加工部の構成を示す図である。図17に示すように、ナイフ801と遮蔽板21とを同期して移動させることにより、B部材51B上のバリ43に切断線を入れることができる。
FIG. 17 is a diagram showing the configuration of the knife processing portion. As shown in FIG. 17, by moving the
ナイフ加工部は、ナイフ801、ナイフ駆動機構802を備えている。ナイフ801は、加工部状態に応じて、角度を変更することができるように構成されていてもよい。
The knife processing unit includes a
ナイフ駆動機構802は、切断経路に沿ってナイフ801を移動させる機構である。ナイフ駆動機構802は、例えば、高さ測定機構で測定したB部材51Bとの距離に基づいてナイフ801の高さを調整する。高さ測定機構には、例えば、接触式、レーザ式、超音波式等の一般的な距離測定センサが用いられる。
The
また、ナイフ801に掛かる力を力覚センサで測定し、ナイフ801をB部材51Bへ押し付ける力が一定となるよう制御することもできる。
Further, the force applied to the
例えば、前述した加工部の撮影において取得した加工部の形状に基づき、加工部の端部(バリ43とA部材51Aとの境界)における切断経路が生成される。
For example, a cutting path at the end of the processed portion (the boundary between the
図18は、ナイフの駆動動作を示すフロー図である。このようなナイフの駆動を図18に示すフローに基づき行うことができる。図18に示すようにナイフによる加工を開始し(Start)、遮蔽板を挿入する(St81、ステップ81)。次いで、ナイフの位置決めを行い(St82)、遮蔽板およびナイフを移動しながら加工を行い(St83)、遮蔽板を引き抜き(St84)、加工を終了する(End)。 FIG. 18 is a flow chart showing the driving operation of the knife. Such driving of the knife can be performed based on the flow shown in FIG. As shown in FIG. 18, processing with a knife is started (Start), and a shielding plate is inserted (St81, step 81). Next, the knife is positioned (St82), the shielding plate and the knife are moved and processed (St83), the shielding plate is pulled out (St84), and the processing is completed (End).
このように、加工システム(加工装置)に、ナイフ加工部を組み込むことにより、レーザ加工部700により加工できない加工対象物と判断された場合に、この加工対象物をナイフ加工部により加工することができる。
In this way, by incorporating the knife processing unit into the processing system (processing equipment), when it is determined that the processing object cannot be processed by the
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。なお、図面に記載した各部材や相対的なサイズは、本発明を分かりやすく説明するため簡素化・理想化しており、実装上はより複雑な形状となる場合がある。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. .. Further, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration. It should be noted that each member and the relative size described in the drawings are simplified and idealized in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and may have a more complicated shape in mounting.
1…レーザ発振器、2…レーザ光路変更器、3…レーザ光、4…切断線、4A…切断線、4B…切断線、4C…切断線、11…ガイド、21…遮蔽板、43…バリ、43a~43d…バリ、43A~43C…バリ、51A…A部材、51B…B部材、601…制御ユニット、602…入力部、603…表示部、604…通信部、700…レーザ加工部、701…レーザ発振器、702…レーザ光路変更器、703…レーザ光、704…偏光器、711…撮影器、720…遮蔽板駆動機構、721…遮蔽板、722…エアシリンダ、730…透過率測定用光源、731…透過率測定用ディテクタ、732…反射率測定用光源、733…反射率測定用ディテクタ、734…ハーフミラー、801…ナイフ、802…ナイフ駆動機構、RA…照射範囲 1 ... laser oscillator, 2 ... laser optical path changer, 3 ... laser light, 4 ... cutting line, 4A ... cutting line, 4B ... cutting line, 4C ... cutting line, 11 ... guide, 21 ... shielding plate, 43 ... burr, 43a-43d ... Bali, 43A-43C ... Bali, 51A ... A member, 51B ... B member, 601 ... Control unit, 602 ... Input unit, 603 ... Display unit, 604 ... Communication unit, 700 ... Laser processing unit, 701 ... Laser oscillator, 702 ... Laser light path changer, 703 ... Laser light, 704 ... Polarizer, 711 ... Camera, 720 ... Shielding plate drive mechanism, 721 ... Shielding plate, 722 ... Air cylinder, 730 ... Transmittance measurement light source, 731 ... Transmittance measurement detector, 732 ... Reflectivity measurement light source, 733 ... Reflectance measurement detector, 734 ... Half mirror, 801 ... Knife, 802 ... Knife drive mechanism, RA ... Irradiation range
Claims (12)
(a)加工対象層と、前記加工対象層の下層である下地層との間に遮蔽板を挿入する工程、
(b)前記加工対象層にレーザを照射し、前記加工対象層を加工する工程、
を有する、加工方法。 It is a processing method that processes an object to be processed consisting of multiple layers.
(A) A step of inserting a shielding plate between a layer to be processed and a base layer which is a lower layer of the layer to be processed.
(B) A step of irradiating the processing target layer with a laser to process the processing target layer.
Has a processing method.
前記(b)工程は、前記加工対象層に切断線を設ける工程である、加工方法。 In the processing method according to claim 1,
The process (b) is a process of providing a cutting line on the layer to be processed, which is a processing method.
前記加工対象層の加工領域の第1方向の長さは、前記レーザの1回の照射領域の前記第1方向の長さより大きく、
前記遮蔽板の前記第1方向の長さは、前記レーザの照射領域の前記第1方向の長さより大きく、前記加工対象層の加工領域の第1方向の長さより小さい、加工方法。 In the processing method according to claim 1,
The length of the processed region of the processing target layer in the first direction is larger than the length of the single irradiation region of the laser in the first direction.
A processing method in which the length of the shielding plate in the first direction is larger than the length of the irradiation region of the laser in the first direction and smaller than the length of the processing region of the processing target layer in the first direction.
前記加工対象層にレーザを照射する位置を第1方向にずらしつつ、前記(a)工程および前記(b)工程を繰り返し行う、加工方法。 In the processing method according to claim 1,
A processing method in which the steps (a) and (b) are repeated while shifting the position of irradiating the laser to the layer to be processed in the first direction.
前記レーザの1回の照射領域における切断線を複数重ねて設けることにより連続した切断線を設け、
前記切断線は、両端に湾曲部を有するU字状であり、前記湾曲部において隣の切断線と交差する、加工方法。 In the processing method according to claim 1,
A continuous cutting line is provided by superimposing a plurality of cutting lines in one irradiation region of the laser.
The cutting line is a U-shape having curved portions at both ends, and is a processing method that intersects with an adjacent cutting line at the curved portion.
前記加工対象層にレーザを照射する位置を走査しつつ、前記レーザを照射する位置と同期して前記遮蔽板を走査する、加工方法。 In the processing method according to claim 1,
A processing method in which the shielding plate is scanned in synchronization with the position where the laser is irradiated while scanning the position where the laser is applied to the layer to be processed.
レーザ照射部と、
遮蔽板と、
制御ユニットと、を有し、
前記制御ユニットは、切断線の加工条件を設定し、
加工対象層と、前記加工対象層の下層である下地層との間に遮蔽板を挿入した状態で、前記加工対象層にレーザを照射し、前記加工対象層に切断線を形成する、加工装置。 It is a processing device that processes a processing object consisting of multiple layers.
Laser irradiation part and
Shielding plate and
With a control unit,
The control unit sets the processing conditions for the cutting line and sets the processing conditions.
A processing device that irradiates the processing target layer with a laser to form a cutting line in the processing target layer with a shielding plate inserted between the processing target layer and the underlying layer that is the lower layer of the processing target layer. ..
前記加工対象層の加工領域の第1方向の長さは、前記レーザの1回の照射領域の前記第1方向の長さより大きく、
前記遮蔽板の前記第1方向の長さは、前記レーザの照射領域の前記第1方向の長さより大きく、前記加工対象層の加工領域の第1方向の長さより小さい、加工装置。 In the processing apparatus according to claim 7,
The length of the processed region of the processing target layer in the first direction is larger than the length of the single irradiation region of the laser in the first direction.
A processing apparatus in which the length of the shielding plate in the first direction is larger than the length of the irradiation region of the laser in the first direction and smaller than the length of the processing region of the processing target layer in the first direction.
前記制御ユニットは、
前記加工対象層にレーザを照射する位置を第1方向にずらしつつ、
(a)前記加工対象層と、前記下地層との間に遮蔽板を挿入する工程、および、
(b)前記加工対象層にレーザを照射し、前記加工対象層を加工する工程、を繰り返し行う制御を行う、加工装置。 In the processing apparatus according to claim 7,
The control unit is
While shifting the position of irradiating the laser to the processing target layer in the first direction,
(A) A step of inserting a shielding plate between the processing target layer and the base layer, and
(B) A processing apparatus that repeatedly performs a process of irradiating the processing target layer with a laser and processing the processing target layer.
前記制御ユニットは、
前記レーザの1回の照射領域における切断線を複数重ねて設けることにより連続した切断線を設けるよう制御を行い、
前記切断線は、両端に湾曲部を有するU字状であり、前記湾曲部において隣の切断線と交差する、加工装置。 In the processing apparatus according to claim 7,
The control unit is
Control is performed so as to provide continuous cutting lines by providing a plurality of cutting lines in one irradiation region of the laser in an overlapping manner.
The cutting line is a U-shape having curved portions at both ends, and is a processing device that intersects with an adjacent cutting line at the curved portion.
前記制御ユニットは、
前記加工対象層にレーザを照射する位置を走査しつつ、前記レーザを照射する位置と同期して前記遮蔽板を走査する制御を行う、加工装置。 In the processing apparatus according to claim 7,
The control unit is
A processing apparatus that controls scanning of the shielding plate in synchronization with the position of irradiating the laser while scanning the position of irradiating the laser to the layer to be processed.
前記加工対象層の形状を撮影する撮影部を有し、
前記制御ユニットは、前記撮影部の映像に基づき前記加工対象層における加工位置を特定する、加工装置。 In the processing apparatus according to claim 7,
It has an imaging unit that photographs the shape of the layer to be processed.
The control unit is a processing device that specifies a processing position in the processing target layer based on an image of the photographing unit.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020128981A JP2022025853A (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Processing method and processing device |
PCT/JP2021/015912 WO2022024474A1 (en) | 2020-07-30 | 2021-04-19 | Processing method and processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020128981A JP2022025853A (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Processing method and processing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022025853A true JP2022025853A (en) | 2022-02-10 |
Family
ID=80037990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020128981A Ceased JP2022025853A (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Processing method and processing device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022025853A (en) |
WO (1) | WO2022024474A1 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06182778A (en) * | 1992-12-17 | 1994-07-05 | Fujikura Ltd | Manufacture of rubber molded body |
JPH09234582A (en) * | 1996-02-28 | 1997-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | Laser cutting method |
JPH1043880A (en) * | 1996-08-02 | 1998-02-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Laser machining method |
JP4202665B2 (en) * | 2002-03-27 | 2008-12-24 | 日本特殊陶業株式会社 | Method for producing sintered ceramic molded body and method for producing ceramic heater |
JP2018048061A (en) * | 2016-09-15 | 2018-03-29 | 旭硝子株式会社 | Glass article manufacturing method and glass article |
JP3221486U (en) * | 2019-03-14 | 2019-05-30 | 東京電力ホールディングス株式会社 | Shield attachment |
-
2020
- 2020-07-30 JP JP2020128981A patent/JP2022025853A/en not_active Ceased
-
2021
- 2021-04-19 WO PCT/JP2021/015912 patent/WO2022024474A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022024474A1 (en) | 2022-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101757952B1 (en) | Laser processing method | |
KR101839439B1 (en) | Laser processing system | |
TW200800456A (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
JPWO2020095454A1 (en) | Laminated modeling equipment | |
JP5398332B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing semiconductor wafer | |
KR20120100992A (en) | Laser processing method | |
CN105829572A (en) | Method for manufacturing film forming mask and film forming mask | |
JP2009090598A (en) | Curved crack-forming method of brittle material substrate, and brittle material substrate | |
WO2022024474A1 (en) | Processing method and processing apparatus | |
US6097420A (en) | Method and apparatus for marking patterns by a scanning laser beam, a mask applied to the same apparatus | |
JP2024014997A (en) | Processing device and processing method for ablation processing | |
JP7003903B2 (en) | Laser marker | |
JP6964801B2 (en) | Laminated modeling equipment | |
JP2005279659A (en) | Laser marking method, laser marking apparatus, and mark reading method | |
US20090316127A1 (en) | Substrate, and method and apparatus for producing the same | |
JP4346254B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
US6570124B2 (en) | Laser processing method | |
WO2022024473A1 (en) | Processing system and processing method | |
JP2001101337A (en) | Reader and reading method for dot mark | |
JP3177023B2 (en) | Method and apparatus for processing external shape of flexible wiring board | |
CN112620964B (en) | Laser processing control method based on cladding modeling | |
WO2021095096A1 (en) | Additive fabrication device | |
KR100692876B1 (en) | Apparatus and method of forming a ripple-formed pattern on a surface of an object | |
JP5142916B2 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
JP3715406B2 (en) | Reflector manufacturing method and manufacturing apparatus thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20220831 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221102 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231024 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231219 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240109 |
|
A045 | Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20240528 |