JP3518405B2 - レーザ加工方法及びレーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工方法及びレーザ加工装置Info
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- JP3518405B2 JP3518405B2 JP09614399A JP9614399A JP3518405B2 JP 3518405 B2 JP3518405 B2 JP 3518405B2 JP 09614399 A JP09614399 A JP 09614399A JP 9614399 A JP9614399 A JP 9614399A JP 3518405 B2 JP3518405 B2 JP 3518405B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ加工方法
及び装置に関するものであり、特にレーザビームを利用
して金属材料の表面に図形、文字などのマーキングを施
すレーザ加工に関するものである。
及び装置に関するものであり、特にレーザビームを利用
して金属材料の表面に図形、文字などのマーキングを施
すレーザ加工に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザビームを加工レンズなどの集光光
学部品を用いて高エネルギー密度に集光し、被加工物に
照射するとともに、酸素，空気，窒素，アルゴンなどの
アシストガスを照射する金属材料のレーザ切断におい
て、このレーザビームの出力条件，加工速度，アシスト
ガスの種類，噴射圧力などを調節することにより、被加
工物の表面部分のみを溶融及び蒸発除去させることが可
能であり、その痕跡をけがき線などに利用する、いわゆ
るレーザマーキング加工方法は従来から広く用いられて
いる。
学部品を用いて高エネルギー密度に集光し、被加工物に
照射するとともに、酸素，空気，窒素，アルゴンなどの
アシストガスを照射する金属材料のレーザ切断におい
て、このレーザビームの出力条件，加工速度，アシスト
ガスの種類，噴射圧力などを調節することにより、被加
工物の表面部分のみを溶融及び蒸発除去させることが可
能であり、その痕跡をけがき線などに利用する、いわゆ
るレーザマーキング加工方法は従来から広く用いられて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
従来のレーザ加工方法は、ＮＣプログラムなどによって
作成されたマーキング部分の加工経路を、極めて小さい
エネルギーに設定したレーザビームによって照射しなけ
ればならず、この方法による加工溝は非常に浅い深度の
ものしか得ることができなかった。このため、レーザマ
ーキング加工後の工程で、塗装やメッキ加工，研磨など
の表面処理が行われると、見えにくくなったり、時には
消されてしまうような品質しか得られない、といった問
題があった。
従来のレーザ加工方法は、ＮＣプログラムなどによって
作成されたマーキング部分の加工経路を、極めて小さい
エネルギーに設定したレーザビームによって照射しなけ
ればならず、この方法による加工溝は非常に浅い深度の
ものしか得ることができなかった。このため、レーザマ
ーキング加工後の工程で、塗装やメッキ加工，研磨など
の表面処理が行われると、見えにくくなったり、時には
消されてしまうような品質しか得られない、といった問
題があった。
【０００４】一方、加工溝の深度を大きくするため、照
射するレーザビームのエネルギーを大きく設定した場
合、被加工物に照射した時の加工溝周囲への溶融物の飛
散、付着が多くなり、被加工物の品質を悪化させる。ま
た、極めて小さいエネルギーのレーザビームによるマー
キング加工を同一経路に対して複数回繰り返して照射す
る方法も公知の手法であるが、加工溝上に残留する溶融
物の除去が行われにくく徐々にその溶融物が蓄積され、
加工溝への均一なビーム照射を妨げるため、均一な深さ
を持つ加工溝の作成は困難であり、さらには増大した溶
融物が適切なビーム照射環境を狂わせてセルフバーニン
グ（異常燃焼）などを誘発させたり、加工ノズル、セン
サーなどに干渉して加工機の損傷を招くなどといった事
態にもつながる。上述のような理由により、従来、レー
ザビームによる深度の大きいマーキング加工は困難であ
った。
射するレーザビームのエネルギーを大きく設定した場
合、被加工物に照射した時の加工溝周囲への溶融物の飛
散、付着が多くなり、被加工物の品質を悪化させる。ま
た、極めて小さいエネルギーのレーザビームによるマー
キング加工を同一経路に対して複数回繰り返して照射す
る方法も公知の手法であるが、加工溝上に残留する溶融
物の除去が行われにくく徐々にその溶融物が蓄積され、
加工溝への均一なビーム照射を妨げるため、均一な深さ
を持つ加工溝の作成は困難であり、さらには増大した溶
融物が適切なビーム照射環境を狂わせてセルフバーニン
グ（異常燃焼）などを誘発させたり、加工ノズル、セン
サーなどに干渉して加工機の損傷を招くなどといった事
態にもつながる。上述のような理由により、従来、レー
ザビームによる深度の大きいマーキング加工は困難であ
った。
【０００５】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたものであり、レーザ加工において、金属材料に対
して従来では実現できなかった深い加工溝を持つ、より
利用価値の高いマーキング加工を得ることが可能とする
ことを目的としている。また、レーザ加工機によるマー
キング加工に関して、加工溝の深さに着目して、より深
さのある加工溝が得られることと、その深さをコントロ
ールできるマーキング加工を実現することを目的として
いる。
されたものであり、レーザ加工において、金属材料に対
して従来では実現できなかった深い加工溝を持つ、より
利用価値の高いマーキング加工を得ることが可能とする
ことを目的としている。また、レーザ加工機によるマー
キング加工に関して、加工溝の深さに着目して、より深
さのある加工溝が得られることと、その深さをコントロ
ールできるマーキング加工を実現することを目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザ加
工方法は、マーキング加工用に出力条件などを設定され
たレーザビームを被加工物のマーキングを形成すべきマ
ーキング加工部へ照射してその表面部を溶融及び蒸発除
去させ、その痕跡をマーキングとして活用するものであ
り、前記マーキング加工部へ前記レーザビームを照射す
る工程で、同一のマーキング加工部に対しレーザビーム
照射を複数回繰り返すとともに、前記レーザビームの照
射幅や被加工物の特性から求めた範囲内で第１回目の照
射位置と第２回目の照射位置とを異ならせるものであ
る。
工方法は、マーキング加工用に出力条件などを設定され
たレーザビームを被加工物のマーキングを形成すべきマ
ーキング加工部へ照射してその表面部を溶融及び蒸発除
去させ、その痕跡をマーキングとして活用するものであ
り、前記マーキング加工部へ前記レーザビームを照射す
る工程で、同一のマーキング加工部に対しレーザビーム
照射を複数回繰り返すとともに、前記レーザビームの照
射幅や被加工物の特性から求めた範囲内で第１回目の照
射位置と第２回目の照射位置とを異ならせるものであ
る。
【０００７】また、この発明に係るレーザ加工装置は、
マーキング加工用に出力条件などを設定されたレーザビ
ームを被加工物のマーキングを形成すべきマーキング加
工部へ照射してその表面部を溶融及び蒸発除去させ、そ
の痕跡をマーキングとして活用するものであり、前記被
加工物に対してレーザマーキング加工を施す際に、所望
の加工溝の深さ，又は幅の大きさに加工する場合、各材
質に対する加工条件，マーキング加工部に対する繰り返
し照射回数，レーザビームを繰り返し照射する際のずら
し量についての情報を保有し、レーザ加工機用ＮＣ制御
装置、あるいはレーザ加工用ＮＣデータ作成プログラミ
ング装置を用いて、所望の条件に応じたマーキング加工
を行うための設定を自動的に選択し、実行できる設定手
段を有しているものである。
マーキング加工用に出力条件などを設定されたレーザビ
ームを被加工物のマーキングを形成すべきマーキング加
工部へ照射してその表面部を溶融及び蒸発除去させ、そ
の痕跡をマーキングとして活用するものであり、前記被
加工物に対してレーザマーキング加工を施す際に、所望
の加工溝の深さ，又は幅の大きさに加工する場合、各材
質に対する加工条件，マーキング加工部に対する繰り返
し照射回数，レーザビームを繰り返し照射する際のずら
し量についての情報を保有し、レーザ加工機用ＮＣ制御
装置、あるいはレーザ加工用ＮＣデータ作成プログラミ
ング装置を用いて、所望の条件に応じたマーキング加工
を行うための設定を自動的に選択し、実行できる設定手
段を有しているものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
第１の実施の形態によるレーザ加工方法について、図を
用いて説明する。図１は鋼板にこの実施の形態によるマ
ーキング加工方法を施そうとしているところである。図
において、１ａは第１回目に照射するレーザビーム、１
ｂは第２回目に照射するレーザビーム、１ｃはレーザビ
ームの進行方向、１ｄは軸送り移動である。
第１の実施の形態によるレーザ加工方法について、図を
用いて説明する。図１は鋼板にこの実施の形態によるマ
ーキング加工方法を施そうとしているところである。図
において、１ａは第１回目に照射するレーザビーム、１
ｂは第２回目に照射するレーザビーム、１ｃはレーザビ
ームの進行方向、１ｄは軸送り移動である。
【０００９】第一段階では、まずＮＣデータなどで指定
されたマーキング加工部、すなわちマーキング部分の加
工経路をレーザビーム１ａが照射し、マーキング部分の
加工が終わると、第二段階ではレーザビーム１ａが照射
を始めた開始位置まで軸移動１ｄで戻る。第三段階では
再び１ａが照射してきた加工経路を照射するが、このと
き１ａの加工経路に対し１ｂは少しずらす。ずらす大き
さ（ずらし量）は、１回の加工による溝幅の範囲内で、
ビーム幅，被加工物の特性，加工溝内に残留する溶融物
の影響などから考慮し、安定した加工溝が得られる最適
な値を選択する。この工程を繰り返すことにより、加工
溝の深さ及び幅を大きくすることができる。
されたマーキング加工部、すなわちマーキング部分の加
工経路をレーザビーム１ａが照射し、マーキング部分の
加工が終わると、第二段階ではレーザビーム１ａが照射
を始めた開始位置まで軸移動１ｄで戻る。第三段階では
再び１ａが照射してきた加工経路を照射するが、このと
き１ａの加工経路に対し１ｂは少しずらす。ずらす大き
さ（ずらし量）は、１回の加工による溝幅の範囲内で、
ビーム幅，被加工物の特性，加工溝内に残留する溶融物
の影響などから考慮し、安定した加工溝が得られる最適
な値を選択する。この工程を繰り返すことにより、加工
溝の深さ及び幅を大きくすることができる。
【００１０】この実施の形態のレーザ加工方法における
適切なビーム照射時のずらし量は、マーキング加工時に
照射されるビーム幅や被加工物の特性に影響される。例
えば、ビーム幅に対してずらし量が小さい場合は、加工
溝内に残留した溶融物の影響を受けやすくなり、安定し
た加工溝深度、品質が得られにくくなる。また、ずらし
量が大きい場合は加工溝深度が小さくなり、ビーム幅以
上のずらし量では１本の加工溝にならなくなる。従っ
て、ビーム幅，被加工物の特性などを考慮した場合、加
工溝の深いマーキング加工を行う上で最適なずらし量が
存在する。最適なずらし量はマーキング用ビーム加工条
件，被加工物の種類によって異なるため、それぞれの場
合において適切な大きさが設定されなければならない。
適切なビーム照射時のずらし量は、マーキング加工時に
照射されるビーム幅や被加工物の特性に影響される。例
えば、ビーム幅に対してずらし量が小さい場合は、加工
溝内に残留した溶融物の影響を受けやすくなり、安定し
た加工溝深度、品質が得られにくくなる。また、ずらし
量が大きい場合は加工溝深度が小さくなり、ビーム幅以
上のずらし量では１本の加工溝にならなくなる。従っ
て、ビーム幅，被加工物の特性などを考慮した場合、加
工溝の深いマーキング加工を行う上で最適なずらし量が
存在する。最適なずらし量はマーキング用ビーム加工条
件，被加工物の種類によって異なるため、それぞれの場
合において適切な大きさが設定されなければならない。
【００１１】図２はマーキング加工部を掘り進んだとき
のビーム照射の様子である。第１の実施の形態の工程を
繰り返すことにより、ある程度マーキング加工部の加工
溝の深さを大きくすることが可能であるが、ある深さ以
上は大きくならなくなる。これは、加工溝が深くなるに
従って照射されるレーザビームのエネルギー密度が小さ
くなり、被加工物を溶融することができなくなるためで
ある。図２において、レーザビームの集光点である２ａ
の部分のビーム断面がもっともエネルギー密度が高くな
る。この断面２ａにおけるエネルギー強度分布の様子を
示したものが図３の３ａである。図２及び図３から、エ
ネルギー密度は、２ａの集光点から離れるほど小さくな
り、図２の２ｄの断面でのエネルギー密度では被加工物
を溶融させるエネルギーを持たないということが言え
る。図３の３ｄが断面２ｄでの強度分布である。
のビーム照射の様子である。第１の実施の形態の工程を
繰り返すことにより、ある程度マーキング加工部の加工
溝の深さを大きくすることが可能であるが、ある深さ以
上は大きくならなくなる。これは、加工溝が深くなるに
従って照射されるレーザビームのエネルギー密度が小さ
くなり、被加工物を溶融することができなくなるためで
ある。図２において、レーザビームの集光点である２ａ
の部分のビーム断面がもっともエネルギー密度が高くな
る。この断面２ａにおけるエネルギー強度分布の様子を
示したものが図３の３ａである。図２及び図３から、エ
ネルギー密度は、２ａの集光点から離れるほど小さくな
り、図２の２ｄの断面でのエネルギー密度では被加工物
を溶融させるエネルギーを持たないということが言え
る。図３の３ｄが断面２ｄでの強度分布である。
【００１２】このことから、この場合、図２の２ｃの位
置でのビーム断面の持つエネルギー密度が被加工物を溶
融させることのできる限界点、つまりしきい値と考えら
れる。従って、これ以上深い溝を得ようとする場合は、
溝の深さに応じて集光点の位置を変化させ、エネルギー
密度の高い部分を照射面の位置に保持するなどの方法が
考えられる。しかしながら、深さが数ミリ程度あれば充
分なマーキング加工ではこのような複雑な加工方法をと
る必要はない。むしろこのような現象をふまえた上で、
無駄に加工時間をかけることのない効率の良いビーム照
射位置のずらし量や加工回数を設定する必要がある。
置でのビーム断面の持つエネルギー密度が被加工物を溶
融させることのできる限界点、つまりしきい値と考えら
れる。従って、これ以上深い溝を得ようとする場合は、
溝の深さに応じて集光点の位置を変化させ、エネルギー
密度の高い部分を照射面の位置に保持するなどの方法が
考えられる。しかしながら、深さが数ミリ程度あれば充
分なマーキング加工ではこのような複雑な加工方法をと
る必要はない。むしろこのような現象をふまえた上で、
無駄に加工時間をかけることのない効率の良いビーム照
射位置のずらし量や加工回数を設定する必要がある。
【００１３】図４は同一加工経路に繰り返しビームを照
射してマーキング加工を行った場合の、ずらし量がある
場合の、加工溝内に発生する溶融物の様子を絵で表した
加工溝内の断面図である。比較する従来の加工方法の例
として図９を示す。図９の、９ａ→９ｂ→９ｃは、ビー
ム照射位置のずらしがない場合で、同じ位置に繰り返し
ビームを照射した様子を示す。図９に示した方法の場
合、加工溝内に残留した溶融物が、次のビームが照射さ
れてもエネルギーを吸収してしまうため、加工溝の深さ
はなかなか大きくならない。また、溶融物は不規則に蓄
積されていく為、大きく蓄積された部分にビームが照射
されると、溶融物がセルフバーニング（異常燃焼）を起
こしたり、加工ノズルやセンサーなどに干渉して機械に
も損傷を与えたりすることもある。
射してマーキング加工を行った場合の、ずらし量がある
場合の、加工溝内に発生する溶融物の様子を絵で表した
加工溝内の断面図である。比較する従来の加工方法の例
として図９を示す。図９の、９ａ→９ｂ→９ｃは、ビー
ム照射位置のずらしがない場合で、同じ位置に繰り返し
ビームを照射した様子を示す。図９に示した方法の場
合、加工溝内に残留した溶融物が、次のビームが照射さ
れてもエネルギーを吸収してしまうため、加工溝の深さ
はなかなか大きくならない。また、溶融物は不規則に蓄
積されていく為、大きく蓄積された部分にビームが照射
されると、溶融物がセルフバーニング（異常燃焼）を起
こしたり、加工ノズルやセンサーなどに干渉して機械に
も損傷を与えたりすることもある。
【００１４】図４に示した４ａ→４ｂ→４ｃは、最適な
ビーム照射位置のずらし量を設定し、繰り返しビームを
照射した様子を示す。加工溝内に残留した溶融物は、次
のビームが照射されると、ビームがずれた側と反対に寄
せられるように蓄積されていき、ビーム照射位置への溶
融物の影響は非常に小さくなる。そのため均一で深い加
工溝が、効率良く短時間で仕上がる。なお、加工溝内に
残った溶融物は、加工後、ブラシなどで簡単に除去する
ことができる。
ビーム照射位置のずらし量を設定し、繰り返しビームを
照射した様子を示す。加工溝内に残留した溶融物は、次
のビームが照射されると、ビームがずれた側と反対に寄
せられるように蓄積されていき、ビーム照射位置への溶
融物の影響は非常に小さくなる。そのため均一で深い加
工溝が、効率良く短時間で仕上がる。なお、加工溝内に
残った溶融物は、加工後、ブラシなどで簡単に除去する
ことができる。
【００１５】図５は被加工物として軟鋼材を使用し、品
質の良いマーキング加工を行う上でのもっとも重要なパ
ラメータであるずらし量を変化させて、各５回づつビー
ムを照射したときに得られた加工溝の深さを測定した実
験結果である。この結果から、ずらし量０．１ｍｍ以下
では溶融物の除去効率が悪いため、均一な深さの加工溝
を得るのは困難であり、残留溶融物によって加工不良を
起こしやすく、またずらし量０．３ｍｍ以上では加工溝
が浅く、溝内面のむらも大きくなるため、この場合はず
らし量０．１〜０．３ｍｍの範囲が最適と言えることが
わかる。また、このときの１回照射における加工溝幅は
およそ０．６ｍｍであったため、ビーム幅に対する最適
なずらし量は、溝幅の２０〜５０％であると見ることも
できる。
質の良いマーキング加工を行う上でのもっとも重要なパ
ラメータであるずらし量を変化させて、各５回づつビー
ムを照射したときに得られた加工溝の深さを測定した実
験結果である。この結果から、ずらし量０．１ｍｍ以下
では溶融物の除去効率が悪いため、均一な深さの加工溝
を得るのは困難であり、残留溶融物によって加工不良を
起こしやすく、またずらし量０．３ｍｍ以上では加工溝
が浅く、溝内面のむらも大きくなるため、この場合はず
らし量０．１〜０．３ｍｍの範囲が最適と言えることが
わかる。また、このときの１回照射における加工溝幅は
およそ０．６ｍｍであったため、ビーム幅に対する最適
なずらし量は、溝幅の２０〜５０％であると見ることも
できる。
【００１６】図６は図５の実験と同等の方法で、各１０
回づつに回数を増やしてビームを照射したときに得られ
た加工溝の深さを測定した実験結果である。この結果か
ら、ずらし量０．３ｍｍ以上ではほとんど加工溝の深さ
を変化させることができなかったが、最適なずらし量と
考えられる０．１〜０．３ｍｍの範囲ではまだ加工溝の
深さを大きくすることが可能であった。このことから、
加工溝の深さは繰り返すビーム照射回数によって選択す
ることが可能であるといえる。
回づつに回数を増やしてビームを照射したときに得られ
た加工溝の深さを測定した実験結果である。この結果か
ら、ずらし量０．３ｍｍ以上ではほとんど加工溝の深さ
を変化させることができなかったが、最適なずらし量と
考えられる０．１〜０．３ｍｍの範囲ではまだ加工溝の
深さを大きくすることが可能であった。このことから、
加工溝の深さは繰り返すビーム照射回数によって選択す
ることが可能であるといえる。
【００１７】図７は、図５及び図６に示した実施例によ
る加工溝幅の測定結果である。当然のことながら、加工
溝幅はずらし量が大きいほど、又繰り返し加工回数が多
いほど大きくなるが、このような情報を記憶することに
よって、加工溝幅からもビーム照射回数を選択すること
が可能だといえる。
る加工溝幅の測定結果である。当然のことながら、加工
溝幅はずらし量が大きいほど、又繰り返し加工回数が多
いほど大きくなるが、このような情報を記憶することに
よって、加工溝幅からもビーム照射回数を選択すること
が可能だといえる。
【００１８】実施の形態２．図８は、加工溝の深さ又は
幅の情報から加工の際に必要なマーキング加工条件，ビ
ーム照射のずらし量，加工回数などを選択するための、
ＮＣ制御装置、あるいはレーザ加工用ＮＣデータ作成プ
ログラミング装置による構成の一例である。
幅の情報から加工の際に必要なマーキング加工条件，ビ
ーム照射のずらし量，加工回数などを選択するための、
ＮＣ制御装置、あるいはレーザ加工用ＮＣデータ作成プ
ログラミング装置による構成の一例である。
【００１９】レーザ加工機のＮＣ制御装置、またはレー
ザ加工用ＮＣデータを作成するプログラミング装置は、
被加工物の材質に応じたマーキング用加工条件と、各マ
ーキング用加工条件に最適なビーム照射時のずらし量
と、各マーキング用加工条件を最適なずらし量で繰り返
し被加工物に照射した時の照射回数に対する加工溝の深
さと幅についての情報とを有し、加工実施の際には、被
加工物の材質や、加工溝の深さや幅などの、要求される
マーキング加工の品質などに関する情報の入力により、
被加工物の材質に応じたマーキング用加工条件と、各マ
ーキング用加工条件に最適なビーム照射時のずらし量
と、各マーキング用加工条件を最適なずらし量で繰り返
し被加工物に照射した時の照射回数に対する加工溝の深
さと幅についての複数の情報の中から、所望の条件に応
じたマーキング加工条件、ビーム照射時のずらし量、繰
り返しビーム照射回数が自動的に選定されて、実行する
ことができる。
ザ加工用ＮＣデータを作成するプログラミング装置は、
被加工物の材質に応じたマーキング用加工条件と、各マ
ーキング用加工条件に最適なビーム照射時のずらし量
と、各マーキング用加工条件を最適なずらし量で繰り返
し被加工物に照射した時の照射回数に対する加工溝の深
さと幅についての情報とを有し、加工実施の際には、被
加工物の材質や、加工溝の深さや幅などの、要求される
マーキング加工の品質などに関する情報の入力により、
被加工物の材質に応じたマーキング用加工条件と、各マ
ーキング用加工条件に最適なビーム照射時のずらし量
と、各マーキング用加工条件を最適なずらし量で繰り返
し被加工物に照射した時の照射回数に対する加工溝の深
さと幅についての複数の情報の中から、所望の条件に応
じたマーキング加工条件、ビーム照射時のずらし量、繰
り返しビーム照射回数が自動的に選定されて、実行する
ことができる。
【００２０】この例では、まず被加工物の材質の種類を
入力する。この情報により、マーキング加工条件と、そ
の加工条件によるビーム照射位置のずらし量が選択され
る。次に、要求するマーキング加工の深さ、又は幅を入
力する。ここでもし深さを入力した場合、選択されてい
るマーキング条件の、最適なずらし量による繰り返し照
射回数と加工溝深さの情報から、必要な加工回数を選択
する。もし加工溝の幅を入力した場合、選択されている
マーキング条件の、最適なずらし量による繰り返し照射
回数と加工溝幅の情報から、必要な加工回数を選択す
る。これにより、マーキング加工条件，ビーム照射位置
のずらし量，繰り返し照射回数が設定され、実行され
る。
入力する。この情報により、マーキング加工条件と、そ
の加工条件によるビーム照射位置のずらし量が選択され
る。次に、要求するマーキング加工の深さ、又は幅を入
力する。ここでもし深さを入力した場合、選択されてい
るマーキング条件の、最適なずらし量による繰り返し照
射回数と加工溝深さの情報から、必要な加工回数を選択
する。もし加工溝の幅を入力した場合、選択されている
マーキング条件の、最適なずらし量による繰り返し照射
回数と加工溝幅の情報から、必要な加工回数を選択す
る。これにより、マーキング加工条件，ビーム照射位置
のずらし量，繰り返し照射回数が設定され、実行され
る。
【００２１】
【発明の効果】以上に述べたように、この発明によるレ
ーザ加工方法によれば、レーザビームを使用したマーキ
ング加工において、前工程で加工溝内に残留したビーム
照射による溶融物の影響を軽減し、深く、均一な加工溝
が得られる、といった効果を奏する。
ーザ加工方法によれば、レーザビームを使用したマーキ
ング加工において、前工程で加工溝内に残留したビーム
照射による溶融物の影響を軽減し、深く、均一な加工溝
が得られる、といった効果を奏する。
【００２２】また、レーザビームによるマーキング加工
において、加工溝の深さ・幅についての要求がある場
合、この要求品質に対して、マーキング加工条件の選
択、ビーム繰り返し照射の最適なずらし量、ビーム繰り
返し照射回数をレーザ加工機のＮＣ制御装置、またはレ
ーザ加工用ＮＣデータを作成するプログラミング装置を
用いて自動的に選定させることによって、必要に応じた
マーキング品質を効率よく得ることができる、という効
果を奏する。
において、加工溝の深さ・幅についての要求がある場
合、この要求品質に対して、マーキング加工条件の選
択、ビーム繰り返し照射の最適なずらし量、ビーム繰り
返し照射回数をレーザ加工機のＮＣ制御装置、またはレ
ーザ加工用ＮＣデータを作成するプログラミング装置を
用いて自動的に選定させることによって、必要に応じた
マーキング品質を効率よく得ることができる、という効
果を奏する。
【図１】 この発明の第１の実施の形態によるレーザ加
工方法を示す図である。
工方法を示す図である。
【図２】 マーキング加工による加工溝が深くなったと
きのビーム照射の様子を示す説明図。
きのビーム照射の様子を示す説明図。
【図３】 図２の状態の照射位置によるビームのエネル
ギー密度の様子を示す説明図。
ギー密度の様子を示す説明図。
【図４】 同一のマーキング加工部に繰り返しビームを
照射したときの、ビーム照射位置ずらし量がある場合
の、加工溝内に発生する溶融物の様子を示す説明図。
照射したときの、ビーム照射位置ずらし量がある場合
の、加工溝内に発生する溶融物の様子を示す説明図。
【図５】 同一のマーキング加工部に５回づつビームを
照射したマーキング加工の、ずらし量と加工溝深さの関
係を示す図。
照射したマーキング加工の、ずらし量と加工溝深さの関
係を示す図。
【図６】 同一のマーキング加工部に１０回づつビーム
を照射したマーキング加工の、ずらし量と加工溝深さの
関係を示す図。
を照射したマーキング加工の、ずらし量と加工溝深さの
関係を示す図。
【図７】 図５及び図６に示すマーキング加工溝の測定
結果を示す図。
結果を示す図。
【図８】 マーキング加工条件，ビーム照射のずらし
量，加工回数などを選択するための、ＮＣ制御装置，或
いはレーザ加工用ＮＣデータ作成プログラミング装置に
よる構成の一例のフローチャート。
量，加工回数などを選択するための、ＮＣ制御装置，或
いはレーザ加工用ＮＣデータ作成プログラミング装置に
よる構成の一例のフローチャート。
【図９】 従来の加工方法による、同一経路に繰り返し
ビームを照射したときの加工溝内に発生する溶融物の様
子を示す説明図。
ビームを照射したときの加工溝内に発生する溶融物の様
子を示す説明図。
１ａ マーキング加工の第１回目に照射するレーザビー
ム １ｂ マーキング加工の第２回目に照射するレーザビー
ム １ｃ レーザビームの進行方向 １ｄ 軸送り移動 ２ａ ３ａのエネルギー強度分布が示すビーム位置 ２ｂ ３ｂのエネルギー強度分布が示すビーム位置 ２ｃ ３ｃのエネルギー強度分布が示すビーム位置 ２ｄ ３ｄのエネルギー強度分布が示すビーム位置 ３ａ ２ａのビーム断面によるエネルギー強度分布 ３ｂ ２ｂのビーム断面によるエネルギー強度分布 ３ｃ ２ｃのビーム断面によるエネルギー強度分布 ３ｄ ２ｄのビーム断面によるエネルギー強度分布
ム １ｂ マーキング加工の第２回目に照射するレーザビー
ム １ｃ レーザビームの進行方向 １ｄ 軸送り移動 ２ａ ３ａのエネルギー強度分布が示すビーム位置 ２ｂ ３ｂのエネルギー強度分布が示すビーム位置 ２ｃ ３ｃのエネルギー強度分布が示すビーム位置 ２ｄ ３ｄのエネルギー強度分布が示すビーム位置 ３ａ ２ａのビーム断面によるエネルギー強度分布 ３ｂ ２ｂのビーム断面によるエネルギー強度分布 ３ｃ ２ｃのビーム断面によるエネルギー強度分布 ３ｄ ２ｄのビーム断面によるエネルギー強度分布
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザビームを被加工物のマーキング加
工部へ照射してその表面部を溶融及び蒸発除去させ、そ
の痕跡をマーキングとして活用するレーザ加工方法であ
って、前記マーキング加工部へ前記レーザビームを照射
する工程で、同一のマーキング加工部に対しレーザビー
ムの照射を複数回繰り返すとともに、前記繰り返される
レーザビームの照射位置を異ならせるレーザ加工方法に
おいて、 前記被加工物の材質に応じたマーキング用加工条件と、
各マーキング用加工条件に最適なビーム照射時のずらし
量と、各マーキング用加工条件を最適なずらし量で繰り
返し被加工物に照射した時の照射回数に対する加工溝の
深さと幅についての情報とを有し、 前記被加工物に対してマーキング加工を施す際に、被加
工物の材質や、加工溝の深さや幅などの要求されるマー
キング加工の品質などに関する情報の入力により、前記
被加工物の材質に応じたマーキング用加工条件と、各マ
ーキング用加工条件に最適なビーム照射時のずらし量
と、各マーキング用加工条件を最適なずらし量で繰り返
し被加工物に照射した時の照射回数に対する加工溝の深
さと幅についての複数の情報の中から、所望の条件に応
じたマーキング用加工条件、ビーム照射時のずらし量、
繰り返しビーム照射回数を選定し、実行することを特徴
とする レーザ加工方法。 - 【請求項２】 レーザビームを被加工物のマーキング加
工部へ照射してその表面部を溶融及び蒸発除去させ、そ
の痕跡をマーキングとして活用するレーザ加工装置であ
って、前記マーキング加工部へ前記レーザビームを照射
する工程で、同一のマーキング加工部に対しレーザビー
ムの照射を複数回繰り返すとともに、前記繰り返される
レーザビームの照射位置を異ならせるレーザ加工装置に
おいて、 所望 の加工溝の深さ、又は幅の大きさに加工する場合、
各材質に対する加工条件、マーキング加工部に対する繰
り返し照射回数、レーザビームを繰り返し照射する際の
ずらし量についての情報を保有する手段を有し、 前記被加工物に対してマーキング加工を施す際に、被加
工物の材質や、加工溝の深さや幅などの要求されるマー
キング加工の品質などに関する情報の入力により、前記
被加工物の材質に応じたマーキング用加工条件と、各マ
ーキング用加工条件に最適なビーム照射時のずらし量
と、各マーキング用加工条件を最適なずらし量で繰り返
し被加工物に照射した時の照射回数に対する加工溝の深
さと幅についての複数の情報の中から、所望の条件に応
じたマーキング用加工条件、ビーム照射時のずらし量、
繰り返しビーム照射回数を選定し、実行させる 設定手段
を有していることを特徴とするレーザ加工装置。
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|---|---|---|---|
| JP09614399A JP3518405B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09614399A JP3518405B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
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|---|---|
| JP2000288752A JP2000288752A (ja) | 2000-10-17 |
| JP3518405B2 true JP3518405B2 (ja) | 2004-04-12 |
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ID=14157171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09614399A Expired - Fee Related JP3518405B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
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-
1999
- 1999-04-02 JP JP09614399A patent/JP3518405B2/ja not_active Expired - Fee Related
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