JP2811270B2 - 鋼板へのレーザマーキング方法 - Google Patents
鋼板へのレーザマーキング方法Info
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- JP2811270B2 JP2811270B2 JP5124646A JP12464693A JP2811270B2 JP 2811270 B2 JP2811270 B2 JP 2811270B2 JP 5124646 A JP5124646 A JP 5124646A JP 12464693 A JP12464693 A JP 12464693A JP 2811270 B2 JP2811270 B2 JP 2811270B2
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- 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
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
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- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームを使って
鋼板表面上にマーキングする方法に関する。
鋼板表面上にマーキングする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼板表面上に製品番号、社標、検査機関
マークなどを刻印にて表示する方法としては、ハンマー
等を使って手作業で刻印する方法とハンマー落下式によ
る自動刻印機がある。しかし手作業では作業環境が悪い
上に時間が長くかかる、また自動刻印機は騒音や刻印ポ
ンチの消耗、文字サイズや刻印方向の変化に対応出来な
いといった欠点がある。このような事から、刻印状態が
鮮明で一様であり、自動化も容易であるレーザマーキン
グが考案されてきた。レーザマーキングされた鋼板は大
気暴露、ショットブラスト加工、熱処理等で消えないよ
うな深さが要求され、一般的には１００μｍ程度以上の
深さでなければならない。そのためパルスあたりＪオー
ダのエネルギーを持つ大出力のパルスレーザが必要とな
る。鋼板のレーザマーキング装置としては特公昭６２ー
１３１１７号公報に提案されているようなレーザビーム
を分割しファイバーで伝送して集光ヘッドに集め集光ヘ
ッドを動かすことによってマーキングを行う装置や特開
昭５７ー１４２７８５号公報に提案されているような光
学系を搭載した移動台車をモーターによってスキャンし
てマーキングを行う方法がある。しかし前者はシャッタ
ーによりレーザ発振をコントロールしているため、また
後者は移動台車をモーターによってスキャンしているた
めどちらも時間がかかりすぎる欠点があった。また、ガ
ルバノスキャンミラーとレーザによるマーキング装置は
既にＩＣ等へは実用化されているが、これは文字のサイ
ズも小さく、Ｑスイッチレーザを使用しマーキング深さ
も数μｍ程度でありこれをそのまま鋼板のマーキングと
して使うのは不可能である。また高繰り返しが可能なＱ
スイッチレーザを用いているため、刻印する文字や記号
等をドットパターンとして表す方式であり、特開昭５８
ー５３４４４号公報に提案されているようなワンドット
ごとにガルバノスキャンミラー等のスキャン装置とレー
ザ発振のタイミングをとりながらマーキングする方法が
とられており、この方法だとデータのやりとりが複雑化
し、繰り返しの遅いノーマルパルスレーザを使用するマ
ーキングでは時間がかかる等の問題があった。
マークなどを刻印にて表示する方法としては、ハンマー
等を使って手作業で刻印する方法とハンマー落下式によ
る自動刻印機がある。しかし手作業では作業環境が悪い
上に時間が長くかかる、また自動刻印機は騒音や刻印ポ
ンチの消耗、文字サイズや刻印方向の変化に対応出来な
いといった欠点がある。このような事から、刻印状態が
鮮明で一様であり、自動化も容易であるレーザマーキン
グが考案されてきた。レーザマーキングされた鋼板は大
気暴露、ショットブラスト加工、熱処理等で消えないよ
うな深さが要求され、一般的には１００μｍ程度以上の
深さでなければならない。そのためパルスあたりＪオー
ダのエネルギーを持つ大出力のパルスレーザが必要とな
る。鋼板のレーザマーキング装置としては特公昭６２ー
１３１１７号公報に提案されているようなレーザビーム
を分割しファイバーで伝送して集光ヘッドに集め集光ヘ
ッドを動かすことによってマーキングを行う装置や特開
昭５７ー１４２７８５号公報に提案されているような光
学系を搭載した移動台車をモーターによってスキャンし
てマーキングを行う方法がある。しかし前者はシャッタ
ーによりレーザ発振をコントロールしているため、また
後者は移動台車をモーターによってスキャンしているた
めどちらも時間がかかりすぎる欠点があった。また、ガ
ルバノスキャンミラーとレーザによるマーキング装置は
既にＩＣ等へは実用化されているが、これは文字のサイ
ズも小さく、Ｑスイッチレーザを使用しマーキング深さ
も数μｍ程度でありこれをそのまま鋼板のマーキングと
して使うのは不可能である。また高繰り返しが可能なＱ
スイッチレーザを用いているため、刻印する文字や記号
等をドットパターンとして表す方式であり、特開昭５８
ー５３４４４号公報に提案されているようなワンドット
ごとにガルバノスキャンミラー等のスキャン装置とレー
ザ発振のタイミングをとりながらマーキングする方法が
とられており、この方法だとデータのやりとりが複雑化
し、繰り返しの遅いノーマルパルスレーザを使用するマ
ーキングでは時間がかかる等の問題があった。
【０００３】こうした問題を解決する手段として発明者
らは特願平０４ー２３２５７５号により、鋼板へのレー
ザマーキング装置において、ノーマルパルスレーザと、
レーザビームをスキャンする２組のガルバノスキャンミ
ラーからなるビームスキャンニング系と、該ガルバノス
キャンミラーを駆動する駆動系と、レーザビームを集光
するｆθレンズあるいはミラーと、マーキング情報を処
理する制御コンピュータと、刻印を行わない部分におい
てレーザの発振を停止するようレーザ発振器の発振を制
御するパルス制御系とを備えた事を特徴とする鋼板への
レーザマーキング装置、ならびに該レーザマーキング装
置において、刻印する文字、記号をドットの集合ではな
く、線分の集合として認識し、ガルバノスキャンミラー
を各文字、記号を構成する線分の始点と終点の２点の情
報を基に走査し、さらに該ガルバノスキャンミラーの駆
動信号に、駆動信号に対して実際のガルバノスキャンミ
ラーの動きが遅れる事を想定し、それに対応したある待
ち時間をあらかじめ入れる事によりガルバノスキャンミ
ラーの位置を確認する事無くビームスポットを走査し、
かつノーマルパルスレーザを該ガルバノスキャンミラー
に合わせたあらかじめ求めたタイミングでパルス制御系
により該線分集合の中の線分の終点から始点への各線分
間の切れ間の部分だけを発振停止させ、刻印中にはガル
バノスキャンミラーによるレーザビームの走査位置の情
報を全く認識する事無く、独立に自由発振させる事によ
り、鋼板への高速でかつ鮮明なマーキングを可能とす
る、鋼板へのレーザマーキング方法の発明を特許出願中
である。
らは特願平０４ー２３２５７５号により、鋼板へのレー
ザマーキング装置において、ノーマルパルスレーザと、
レーザビームをスキャンする２組のガルバノスキャンミ
ラーからなるビームスキャンニング系と、該ガルバノス
キャンミラーを駆動する駆動系と、レーザビームを集光
するｆθレンズあるいはミラーと、マーキング情報を処
理する制御コンピュータと、刻印を行わない部分におい
てレーザの発振を停止するようレーザ発振器の発振を制
御するパルス制御系とを備えた事を特徴とする鋼板への
レーザマーキング装置、ならびに該レーザマーキング装
置において、刻印する文字、記号をドットの集合ではな
く、線分の集合として認識し、ガルバノスキャンミラー
を各文字、記号を構成する線分の始点と終点の２点の情
報を基に走査し、さらに該ガルバノスキャンミラーの駆
動信号に、駆動信号に対して実際のガルバノスキャンミ
ラーの動きが遅れる事を想定し、それに対応したある待
ち時間をあらかじめ入れる事によりガルバノスキャンミ
ラーの位置を確認する事無くビームスポットを走査し、
かつノーマルパルスレーザを該ガルバノスキャンミラー
に合わせたあらかじめ求めたタイミングでパルス制御系
により該線分集合の中の線分の終点から始点への各線分
間の切れ間の部分だけを発振停止させ、刻印中にはガル
バノスキャンミラーによるレーザビームの走査位置の情
報を全く認識する事無く、独立に自由発振させる事によ
り、鋼板への高速でかつ鮮明なマーキングを可能とす
る、鋼板へのレーザマーキング方法の発明を特許出願中
である。
【０００４】しかし発明者らの前記発明においては、実
際に刻印している場所を逐次センシングしながら刻印し
ているわけではないため、例えば、文字中に線分の交差
する箇所が存在すると、偶然に交差点付近にレーザを複
数回照射し、交差点付近の刻印のみが深くなる可能性が
ある。鋼板への刻印においては、鋼板の特性維持のため
刻印の穴形状が細かく規定されている場合も多く、こう
した部分的に刻印が深く入ることは鋼板の特性を劣化さ
せる恐れがあるという問題がある。
際に刻印している場所を逐次センシングしながら刻印し
ているわけではないため、例えば、文字中に線分の交差
する箇所が存在すると、偶然に交差点付近にレーザを複
数回照射し、交差点付近の刻印のみが深くなる可能性が
ある。鋼板への刻印においては、鋼板の特性維持のため
刻印の穴形状が細かく規定されている場合も多く、こう
した部分的に刻印が深く入ることは鋼板の特性を劣化さ
せる恐れがあるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼板表面に
レーザマーキングを行う装置においてショットブラスト
加工等によって消えないような深く、かつ均一なマーキ
ングを均一のドットパターンで簡潔、高速に行うレーザ
マーキング方法を提供せんとするものである。
レーザマーキングを行う装置においてショットブラスト
加工等によって消えないような深く、かつ均一なマーキ
ングを均一のドットパターンで簡潔、高速に行うレーザ
マーキング方法を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の要旨とするところは、ノーマルパルスレー
ザと、レーザビームをスキャンする２組のガルバノスキ
ャンミラーからなるビームスキャンニング系と、該ガル
バノスキャンミラーを駆動する駆動系と、レーザビーム
を集光するｆθレンズあるいはミラーと、マーキング情
報を処理する制御コンピュータと、刻印を行わない部分
においてレーザの発振を停止するようレーザ発振器の発
振を制御するパルス制御系とを備えた レーザにより鋼
板にマーキングを行う装置を用いて鋼板表面に刻印する
方法において、刻印する文字、記号をドットの集合では
なく、線分の集合として認識し、かつ文字あるいは記号
中の線分の交差する箇所では交差する線分の１本を除く
他の線分を交差点の前後で中断したパターンにより構成
し、ガルバノスキャンミラーを各文字、記号を構成する
線分の始点と終点の２点の情報を基に走査し、さらに該
ガルバノスキャンミラーの駆動信号に、駆動信号に対し
て実際のガルバノスキャンミラーの動きが遅れる事を想
定し、それに対応したある待ち時間をあらかじめ入れる
事によりガルバノスキャンミラーの位置を確認する事無
くビームスポットを走査し、かつノーマルパルスレーザ
を該ガルバノスキャンミラーに合わせたあらかじめ求め
たタイミングでパルス制御系により該線分集合の中の線
分の終点から始点への各線分間の切れ間の部分だけを発
振停止させ、刻印中にはガルバノスキャンミラーによる
レーザビームの走査位置の情報を全く認識する事無く独
立に自由発振させる事により、鋼板への高速でかつ鮮明
なマーキングを可能とする鋼板へのレーザマーキング方
法である。
めの本発明の要旨とするところは、ノーマルパルスレー
ザと、レーザビームをスキャンする２組のガルバノスキ
ャンミラーからなるビームスキャンニング系と、該ガル
バノスキャンミラーを駆動する駆動系と、レーザビーム
を集光するｆθレンズあるいはミラーと、マーキング情
報を処理する制御コンピュータと、刻印を行わない部分
においてレーザの発振を停止するようレーザ発振器の発
振を制御するパルス制御系とを備えた レーザにより鋼
板にマーキングを行う装置を用いて鋼板表面に刻印する
方法において、刻印する文字、記号をドットの集合では
なく、線分の集合として認識し、かつ文字あるいは記号
中の線分の交差する箇所では交差する線分の１本を除く
他の線分を交差点の前後で中断したパターンにより構成
し、ガルバノスキャンミラーを各文字、記号を構成する
線分の始点と終点の２点の情報を基に走査し、さらに該
ガルバノスキャンミラーの駆動信号に、駆動信号に対し
て実際のガルバノスキャンミラーの動きが遅れる事を想
定し、それに対応したある待ち時間をあらかじめ入れる
事によりガルバノスキャンミラーの位置を確認する事無
くビームスポットを走査し、かつノーマルパルスレーザ
を該ガルバノスキャンミラーに合わせたあらかじめ求め
たタイミングでパルス制御系により該線分集合の中の線
分の終点から始点への各線分間の切れ間の部分だけを発
振停止させ、刻印中にはガルバノスキャンミラーによる
レーザビームの走査位置の情報を全く認識する事無く独
立に自由発振させる事により、鋼板への高速でかつ鮮明
なマーキングを可能とする鋼板へのレーザマーキング方
法である。
【０００７】
【作用】図１に本発明に使用するレーザマーキング装置
の概略を示す。ノーマルパルスＹＡＧレーザ発振器１か
ら発したレーザビーム２は２組のガルバノスキャンミラ
ー３、４を利用した高速、高精度ビームスキャニング系
９に導かれている。ガルバノスキャンミラー３、４は、
駆動系１０によって２次元にレーザビームを移動させ、
さらにレーザビームはｆθレンズ（あるいはミラー）５
によって鋼板表面上にスポットで集光される。一方、制
御コンピュータ６およびパルス制御系７はマーキング情
報の処理およびレーザ発振器１の制御を行うためのもの
である。サイドノズル８は加工のさいの蒸発の促進、溶
融物の除去のため乾燥空気、アルゴン等のガスを加工点
に吹き付けるためのものである。マーキングの情報は、
制御コンピュウータに入力されるマーキングパラメータ
とマーキングデータで構成される。マーキングパラメー
タは、文字の大きさ、文字の位置の指定であり、マーキ
ングデータはレーザマーキングする文字の配列を指定す
るものである。この２つの情報とマーキング開始命令に
より、制御コンピュータはあらかじめ作られている文字
形成のためのプログラムを動作させ、刻印する文字、記
号等をパターン化されたデータにし、駆動系１０を通し
てガルバノスキャンミラー３、４をスキャンさせる。レ
ーザ発振器１は、最初に周波数、出力の設定したあとは
マーキングの開始点で発振開始の信号を制御コンピュー
タからパルス制御系を通して受信し、発振を開始する。
の概略を示す。ノーマルパルスＹＡＧレーザ発振器１か
ら発したレーザビーム２は２組のガルバノスキャンミラ
ー３、４を利用した高速、高精度ビームスキャニング系
９に導かれている。ガルバノスキャンミラー３、４は、
駆動系１０によって２次元にレーザビームを移動させ、
さらにレーザビームはｆθレンズ（あるいはミラー）５
によって鋼板表面上にスポットで集光される。一方、制
御コンピュータ６およびパルス制御系７はマーキング情
報の処理およびレーザ発振器１の制御を行うためのもの
である。サイドノズル８は加工のさいの蒸発の促進、溶
融物の除去のため乾燥空気、アルゴン等のガスを加工点
に吹き付けるためのものである。マーキングの情報は、
制御コンピュウータに入力されるマーキングパラメータ
とマーキングデータで構成される。マーキングパラメー
タは、文字の大きさ、文字の位置の指定であり、マーキ
ングデータはレーザマーキングする文字の配列を指定す
るものである。この２つの情報とマーキング開始命令に
より、制御コンピュータはあらかじめ作られている文字
形成のためのプログラムを動作させ、刻印する文字、記
号等をパターン化されたデータにし、駆動系１０を通し
てガルバノスキャンミラー３、４をスキャンさせる。レ
ーザ発振器１は、最初に周波数、出力の設定したあとは
マーキングの開始点で発振開始の信号を制御コンピュー
タからパルス制御系を通して受信し、発振を開始する。
【０００８】次に図２に示すマーキング時の信号のタイ
ミングチャートを元に実際の動作を説明する。図２
（ａ）（ｂ）は制御コンピュータからの命令を元に駆動
系からガルバノスキャンミラーに送られる信号、（ｃ）
は制御コンピュータからパルス制御系に送られる信号、
（ｄ）はパルス制御系からレーザ発振器に送られる信
号、（ｅ）はレーザ発振器の出力、（ｆ）は実際の刻印
である。制御コンピュータは移動命令速度に対して、実
際のガルバノスキャンミラーの移動速度が遅れる事を見
越して、ガルバノスキャンミラーの移動パターンの変化
箇所においてあらかじめ設定した一定の待ち時間（〜
、〜、〜、〜）を組み込んで刻印のパタ
ーン命令を駆動系に送信する。この待ち時間はあらかじ
め設定された一定の時間であり、刻印する文字、記号の
曲がり、切れ目などビームスポットの移動パターンが変
化する時にガルバノスキャンミラーによるビームスポッ
トの軌跡が正確に刻印すべき箇所を通過する様に設ける
時間である。ガルバノスキャンミラーはこの信号に従っ
てビームスポットを走査し、の様にレーザ発振
のｏｎ／ｏｆｆの場所に確かにビームスポットが来た事
をいちいち確認する信号を送信する事はしない。制御コ
ンピュータは、パルス制御系に向けてはレーザ発振開
始、終了の命令を刻印の必要箇所、不要箇所をガルバノ
スキャンミラーへの動作信号にもとずいてあらかじめ決
めた時間で送信する。パルス制御系はレーザ繰り返しに
相当するパルス周期の信号を前記レーザ発振開始、終了
の信号に合わせてレーザ発振器に送信する。これからわ
かる様に、制御コンピュータは一方的に駆動系およびパ
ルス制御系に向けて命令を送信するのみであって、ガル
バノスキャンミラーのスキャンによるビームスポットの
位置を確認する事無くレーザを発振、停止させ刻印を進
めていく。
ミングチャートを元に実際の動作を説明する。図２
（ａ）（ｂ）は制御コンピュータからの命令を元に駆動
系からガルバノスキャンミラーに送られる信号、（ｃ）
は制御コンピュータからパルス制御系に送られる信号、
（ｄ）はパルス制御系からレーザ発振器に送られる信
号、（ｅ）はレーザ発振器の出力、（ｆ）は実際の刻印
である。制御コンピュータは移動命令速度に対して、実
際のガルバノスキャンミラーの移動速度が遅れる事を見
越して、ガルバノスキャンミラーの移動パターンの変化
箇所においてあらかじめ設定した一定の待ち時間（〜
、〜、〜、〜）を組み込んで刻印のパタ
ーン命令を駆動系に送信する。この待ち時間はあらかじ
め設定された一定の時間であり、刻印する文字、記号の
曲がり、切れ目などビームスポットの移動パターンが変
化する時にガルバノスキャンミラーによるビームスポッ
トの軌跡が正確に刻印すべき箇所を通過する様に設ける
時間である。ガルバノスキャンミラーはこの信号に従っ
てビームスポットを走査し、の様にレーザ発振
のｏｎ／ｏｆｆの場所に確かにビームスポットが来た事
をいちいち確認する信号を送信する事はしない。制御コ
ンピュータは、パルス制御系に向けてはレーザ発振開
始、終了の命令を刻印の必要箇所、不要箇所をガルバノ
スキャンミラーへの動作信号にもとずいてあらかじめ決
めた時間で送信する。パルス制御系はレーザ繰り返しに
相当するパルス周期の信号を前記レーザ発振開始、終了
の信号に合わせてレーザ発振器に送信する。これからわ
かる様に、制御コンピュータは一方的に駆動系およびパ
ルス制御系に向けて命令を送信するのみであって、ガル
バノスキャンミラーのスキャンによるビームスポットの
位置を確認する事無くレーザを発振、停止させ刻印を進
めていく。
【０００９】こうした、刻印中のビームスポットの位置
を逐次センシング・制御しない方法においては、図３に
示すように刻印文字、記号中に交差点がある場合、その
交差点にレーザビームを二度打ちする恐れがある。ある
いは完全に重ならなくとも部分的に刻印ドットが重なっ
てしまうことが考えられる。本発明が対称とする鋼板の
中には特殊用途に用いるため、その特性が厳しく管理さ
れているものも多く、刻印のドット形状についても鋼板
特性の劣化を防ぐために、深さ、曲率が規定されている
場合がある。そこで本発明ではこのようなドットの重な
りを避けるため、刻印する文字、記号のデータを作成す
る際に図４に示すようにあらかじめ交差点においては、
一本の線分を除き他の線分については交差点の前後で線
分が中断しているように作成しておく方法をとる。これ
により二度打ちや、部分的な重なりによる刻印ドットの
深さ、形状の変化がない、均一なドットによる刻印が可
能となる。
を逐次センシング・制御しない方法においては、図３に
示すように刻印文字、記号中に交差点がある場合、その
交差点にレーザビームを二度打ちする恐れがある。ある
いは完全に重ならなくとも部分的に刻印ドットが重なっ
てしまうことが考えられる。本発明が対称とする鋼板の
中には特殊用途に用いるため、その特性が厳しく管理さ
れているものも多く、刻印のドット形状についても鋼板
特性の劣化を防ぐために、深さ、曲率が規定されている
場合がある。そこで本発明ではこのようなドットの重な
りを避けるため、刻印する文字、記号のデータを作成す
る際に図４に示すようにあらかじめ交差点においては、
一本の線分を除き他の線分については交差点の前後で線
分が中断しているように作成しておく方法をとる。これ
により二度打ちや、部分的な重なりによる刻印ドットの
深さ、形状の変化がない、均一なドットによる刻印が可
能となる。
【００１０】従来のマーキング法では（例えば特開昭５
８ー５３４４４号公報）文字を全てのドット情報に分解
し、ガルバノスキャンミラーが所定のドットに移動した
事をそのつど確認してレーザ照射を行っていたため、送
受信の回数が非常に多くなり、その結果マーキングに占
める信号のやり取りの時間が多くなり、マーキングに掛
かる時間が長くなっていた。これに対し、本発明は制御
コンピュータが一方的に指令を送り、ガルバノスキャン
ミラーとレーザ発振器を独立に制御するためこれらに掛
かる時間が大幅に節約され、高速なマーキングが可能と
なる。刻印される文字、記号を構成するドット間の距離
は周波数とガルバノミラーの速度によって決定されるた
め、文字の大きさに応じて、視認性を損なわないように
パルス数を決定する。一般的にはこの距離はドットの中
心間の距離をドット径の０．２〜２倍程度以内にすれば
充分である。このときに１ドットの深さはショットブラ
スト加工等で消えないように１００μｍ程度以上が要求
されるため、レーザパルスのエネルギーは１Ｊ程度以上
が要求され、パルス繰り返し数も実用を考えると３０Ｈ
ｚ程度以上が必要とされる。こうした発振条件から鋼板
へのマーキングにはＱスイッチでは不可能で、ノーマル
パルスレーザを使用する事が望ましい。
８ー５３４４４号公報）文字を全てのドット情報に分解
し、ガルバノスキャンミラーが所定のドットに移動した
事をそのつど確認してレーザ照射を行っていたため、送
受信の回数が非常に多くなり、その結果マーキングに占
める信号のやり取りの時間が多くなり、マーキングに掛
かる時間が長くなっていた。これに対し、本発明は制御
コンピュータが一方的に指令を送り、ガルバノスキャン
ミラーとレーザ発振器を独立に制御するためこれらに掛
かる時間が大幅に節約され、高速なマーキングが可能と
なる。刻印される文字、記号を構成するドット間の距離
は周波数とガルバノミラーの速度によって決定されるた
め、文字の大きさに応じて、視認性を損なわないように
パルス数を決定する。一般的にはこの距離はドットの中
心間の距離をドット径の０．２〜２倍程度以内にすれば
充分である。このときに１ドットの深さはショットブラ
スト加工等で消えないように１００μｍ程度以上が要求
されるため、レーザパルスのエネルギーは１Ｊ程度以上
が要求され、パルス繰り返し数も実用を考えると３０Ｈ
ｚ程度以上が必要とされる。こうした発振条件から鋼板
へのマーキングにはＱスイッチでは不可能で、ノーマル
パルスレーザを使用する事が望ましい。
【００１１】また図２の各信号は便宜的に電圧信号で示
しているが、ＴＴＬ等の無電圧の信号を用いる事ももち
ろん可能である。
しているが、ＴＴＬ等の無電圧の信号を用いる事ももち
ろん可能である。
【００１２】
【実施例】図５は実施例で使用した刻印装置の構成図で
ある。実施例ではパルス制御系７をパルスジェネレータ
１１とゲート制御器１２により構成した。ＹＡＧレーザ
発振器１の発振周波数をパルスジェネレータ１１により
直接制御するのではなく、制御コンピュータ６からゲー
ト制御器１２に向けレーザ発振ｏｎ／ｏｆｆの信号を送
り、ゲート制御器１２によりパルスジェネレータの信号
にゲートを掛け図２の（ｄ）の信号を作り、レーザ発振
器の制御を行った。また、ガルバノスキャンミラー駆動
系１０はガルバノスキャンミラー制御器１３とガルバノ
スキャンミラードライバー１４で構成した。制御コンピ
ュータからの駆動信号をガルバノスキャンミラー制御器
１３内でＤＡ変換し、ガルバノスキャンミラードライバ
ー１４に送り、図２（ａ）（ｂ）の信号を作りＸ方向用
ガルバノスキャンミラー３とＹ方向用ガルバノスキャン
ミラー４を駆動した。本発明の制御系はこの様に簡単な
制御器の組み合わせにより構成する事ができ、装置の製
作が容易である事も特徴の一つである。
ある。実施例ではパルス制御系７をパルスジェネレータ
１１とゲート制御器１２により構成した。ＹＡＧレーザ
発振器１の発振周波数をパルスジェネレータ１１により
直接制御するのではなく、制御コンピュータ６からゲー
ト制御器１２に向けレーザ発振ｏｎ／ｏｆｆの信号を送
り、ゲート制御器１２によりパルスジェネレータの信号
にゲートを掛け図２の（ｄ）の信号を作り、レーザ発振
器の制御を行った。また、ガルバノスキャンミラー駆動
系１０はガルバノスキャンミラー制御器１３とガルバノ
スキャンミラードライバー１４で構成した。制御コンピ
ュータからの駆動信号をガルバノスキャンミラー制御器
１３内でＤＡ変換し、ガルバノスキャンミラードライバ
ー１４に送り、図２（ａ）（ｂ）の信号を作りＸ方向用
ガルバノスキャンミラー３とＹ方向用ガルバノスキャン
ミラー４を駆動した。本発明の制御系はこの様に簡単な
制御器の組み合わせにより構成する事ができ、装置の製
作が容易である事も特徴の一つである。
【００１３】上記のレーザマーキング装置において、レ
ーザ発振器は最大定格出力４００ＷのノーマルパルスＹ
ＡＧレーザ発振器を用い、パルスエネルギー３Ｊ／Ｐ、
繰り返し１３０ｐｐｓの条件で刻印を行った。光学系は
ｆ＝１００ｍｍのｆθレンズを使用した。熱延板に“Ａ
ＢＣＤＥＦＧＨＩ”のアルファベット９文字を、各文字
サイズ８ｍｍ角で刻印したところ刻印時間約２．５秒で
刻印を終了した。刻印された各文字を形成するレーザ照
射痕は、穴径５００μｍ、穴深さ５００μｍであり、鋼
板の刻印に必要な条件を充分満たすものであり、さらに
文字の線分交差点付近におけるドットの重なりもみとめ
られず均一なドットによる刻印が実現された。また同様
の刻印を文字をドット情報に分解し、１ドット毎にガル
バノスキャンミラーの位置を確認してレーザビームを照
射する従来のＩＣ等で使用されていたマーキング方法を
用いて行った場合、刻印時間は約８秒であり、本発明に
より従来の刻印技術に比べ３倍以上の高速度刻印を実現
することができた。
ーザ発振器は最大定格出力４００ＷのノーマルパルスＹ
ＡＧレーザ発振器を用い、パルスエネルギー３Ｊ／Ｐ、
繰り返し１３０ｐｐｓの条件で刻印を行った。光学系は
ｆ＝１００ｍｍのｆθレンズを使用した。熱延板に“Ａ
ＢＣＤＥＦＧＨＩ”のアルファベット９文字を、各文字
サイズ８ｍｍ角で刻印したところ刻印時間約２．５秒で
刻印を終了した。刻印された各文字を形成するレーザ照
射痕は、穴径５００μｍ、穴深さ５００μｍであり、鋼
板の刻印に必要な条件を充分満たすものであり、さらに
文字の線分交差点付近におけるドットの重なりもみとめ
られず均一なドットによる刻印が実現された。また同様
の刻印を文字をドット情報に分解し、１ドット毎にガル
バノスキャンミラーの位置を確認してレーザビームを照
射する従来のＩＣ等で使用されていたマーキング方法を
用いて行った場合、刻印時間は約８秒であり、本発明に
より従来の刻印技術に比べ３倍以上の高速度刻印を実現
することができた。
【００１４】また本発明のレーザにはＹＡＧレーザばか
りではなく、パルス発振のCO2レーザを用いても可能で
ある。そして、本実施例では使用しなかったが、レーザ
ビームをガルバノスキャンミラーまで、導くのに光ファ
イバーを用いたほうがビームの取扱いが簡単で装置構成
も簡潔になる。
りではなく、パルス発振のCO2レーザを用いても可能で
ある。そして、本実施例では使用しなかったが、レーザ
ビームをガルバノスキャンミラーまで、導くのに光ファ
イバーを用いたほうがビームの取扱いが簡単で装置構成
も簡潔になる。
【００１５】
【発明の効果】本発明により鋼板への高速で、鮮明なレ
ーザマーキングが可能となった。
ーザマーキングが可能となった。
【図１】レーザマーキング装置概念図である。
【図２】本発明のレーザマーキング方法概念図である。
【図３】交差点における刻印ドット不均一の場合の概念
図である。
図である。
【図４】本発明の交差点での刻印ドット不均一発生回避
方法の概念図である。
方法の概念図である。
【図５】本発明の実施例で使用したレーザマーキング装
置の構成図である。
置の構成図である。
１ ノーマルパルスＹＡＧレーザ発振器 ２ レーザビーム ３，４ ガルバノスキャンミラー ５ ｆθレンズ（ミラー） ６ 制御コンピュータ ７ パルス制御系 ８ サイドノズル ９ ビームスキャニング系 １０ ガルバノスキャンミラー駆動系 １１ パルスジェネレータ １２ ゲート制御器 １３ ガルバノスキャンミラー制御器 １４ ガルバノスキャンミラードライバー
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−295080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−106686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−142785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−53444（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−55282（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−13117（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/18
Claims (1)
- 【請求項１】 ノーマルパルスレーザと、レーザビーム
をスキャンする２組のガルバノスキャンミラーからなる
ビームスキャンニング系と、該ガルバノスキャンミラー
を駆動する駆動系と、レーザビームを集光するｆθレン
ズあるいはミラーと、マーキング情報を処理する制御コ
ンピュータと、刻印を行わない部分においてレーザの発
振を停止するようレーザ発振器の発振を制御するパルス
制御系とを備えたレーザにより鋼板にマーキングを行う
装置を用いて鋼板表面に刻印する方法において、 刻印する文字、記号をドットの集合ではなく、線分の集
合として認識し、かつ文字あるいは記号中の線分の交差
する箇所では交差する線分の１本を除く他の線分を交差
点の前後で中断したパターンにより構成し、ガルバノス
キャンミラーを各文字、記号を構成する線分の始点と終
点の２点の情報を基に走査し、さらに該ガルバノスキャ
ンミラーの駆動信号に、駆動信号に対して実際のガルバ
ノスキャンミラーの動きが遅れる事を想定し、それに対
応したある待ち時間をあらかじめ入れる事によりガルバ
ノスキャンミラーの位置を確認する事無くビームスポッ
トを走査し、かつノーマルパルスレーザを該ガルバノス
キャンミラーに合わせたあらかじめ求めたタイミングで
パルス制御系により該線分集合の中の線分の終点から始
点への各線分間の切れ間の部分だけを発振停止させ、刻
印中にはガルバノスキャンミラーによるレーザビームの
走査位置の情報を全く認識する事無く、独立に自由発振
させる事により、鋼板への高速でかつ鮮明なマーキング
を可能とする、鋼板へのレーザマーキング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5124646A JP2811270B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 鋼板へのレーザマーキング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5124646A JP2811270B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 鋼板へのレーザマーキング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06312280A JPH06312280A (ja) | 1994-11-08 |
| JP2811270B2 true JP2811270B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=14890562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5124646A Expired - Fee Related JP2811270B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 鋼板へのレーザマーキング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2811270B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3607533B2 (ja) * | 1999-06-10 | 2005-01-05 | 内山工業株式会社 | 軸受シールのマーキング方法 |
| JP4636733B2 (ja) * | 2001-06-04 | 2011-02-23 | パナソニック電工Ｓｕｎｘ株式会社 | レーザマーキング装置 |
| KR100872983B1 (ko) * | 2001-12-22 | 2008-12-08 | 주식회사 포스코 | 슬래브의 문자인식 및 확인용 장치 |
| KR100628456B1 (ko) * | 2005-03-03 | 2006-09-28 | 주식회사 이오테크닉스 | 파이버 레이저 마커의 마킹방법 |
| FR2887161B1 (fr) * | 2005-06-20 | 2007-09-07 | Commissariat Energie Atomique | Procede et dispositif d'ablation laser d'une couche superficielle d'une paroi, telle q'un revetement de peinture dans une installation nucleaire |
| JP2017030315A (ja) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 日東工業株式会社 | 方眼目盛付塗装鋼板とその製造方法 |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP5124646A patent/JP2811270B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06312280A (ja) | 1994-11-08 |
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