JP3629196B2 - Laser marking device - Google Patents

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JP3629196B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガルバノミラーを備えたレーザマーキング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、レーザマーキング装置は、例えば図4に示した特開平9−308976号公報に開示されたもののように、一対のガルバノミラー1M,2Mを、レーザ光Lの光路の途中に配して備え、ガルバノミラー1M,2Mが駆動することで被マーキング対象物W上でマーキングポイントMPが所望の位置に走査される。ここで、「マーキングポイント」とは、レーザ光源がオンしている場合に、被マーキング対象物上のレーザ光の照射点となるポイントであり、かつ、レーザ光がオフしている場合には、レーザ光源がオンしたときに、被マーキング対象物上のレーザ光の照射点となり得るポイントをいう。従って、マーキングポイントは、レーザ光源からレーザ光が出力されていない状態でも、被マーキング対象物上に存在し得る。
【0003】
また、レーザマーキング装置には、マーキング情報を設定する設定部(図示せず)と、マーキング情報を処理しかつレーザ光源のオンオフ及びガルバノミラーを制御するCPU(図示せず)とが備えられている。この設定部にて、マーキングする文字・記号・図形、及び、印字速度に係るマーキング情報を設定すると、CPUが、マーキング開始前に、マーキング情報に基づき、文字・記号・図形を、所定の線要素に分け、その各線要素について始点と終点の座標データ、及び、始点から終点までの中間点の座標データを生成する。そして、CPUからガルバノミラーに座標データが与えられると、前記マーキングポイントが被マーキング対象物上で移動されるが、このとき、レーザ光源をオフしてマーキングポイントを移動すれば、次に所望の位置からマーキングが開始可能になり、レーザ光源をオンしてマーキングポイントを移動すれば、所望の文字・記号・図形がマーキングされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したように、レーザ光源をオフしてマーキングポイントを移動する非印字移動区間としては、例えば、文字列「AB」をマーキングする場合には、以下のものが挙げられる。即ち、図5に示すように、マーキングを行う前は、マーキングポイントは、被マーキング対象物上に設定した原点P0に配されており、その原点P0から最初の線要素K1の始点P1までが、非印字移動区間D1になる。また、先にマーキングされた線要素K2の終点P3から、次にマーキングする線要素K3の始点P4とが離れている場合には、その終点P2から次の始点P3までが非印字移動区間D2になる。さらに、同図5において、線要素K3の終点P5と、線要素K4の始点P6の間も同様に、非印字移動区間D3になる。
【0005】
そして、従来のレーザマーキング装置では、CPUは、非印字移動区間の中間点の座標データは生成しないので、例えば、非印字移動区間D1の場合、その始端点となる原点P0の座標データがガルバノミラーに与えられたら、次には、非印字移動区間D1の終端点である線要素K1の始点P1の座標データが与えられる。非印字移動区間D2,D3に関しても同様である。このため、ガルバノミラーは、非印字移動区間が長いときには、始端点と終端点との大きな偏差に基づき、一気に加速して、フルスピードで終端点に向けて移動する。そして、終端点に近づくと、一気に減速し、つまり急ブレーキをかけて、マーキングポイントが終端点に到達する。
【0006】
ところが、非印字移動区間の終端点でガルバノミラーが電気信号上は停止したとしても、ガルバノミラーの機械的な振動、即ちリンギングが発生する場合がある。そして、非印字移動区間の終端点でありかつ次にマーキングする線要素の始点でもある点の近傍で、マーキングポイントの振動が所定の基準振幅を超え、その状態のままで、マーキングを開始すると、印字品質が低下していまう。
【0007】
このため、従来のレーザマーキング装置では、マーキングポイントが非印字移動区間の終端点に到達した後にウェイト時間を設け、そのウェイト時間内に、マーキングポイントの振幅を許容値以下に収束させる構成を採っていた。具体的には、レーザマーキング装置の印字可能な領域(図5のS1)の範囲において、最もウェイト時間が長く必要な場合を、例えば実験的に求め、それを固定ウェイト時間として設定し、どのような非印字移動区間の終端点においても、マーキングポイントが到達して固定のウェイト時間の経過を待ってから、次の線要素のマーキングを開始する構成にしてあった。
【0008】
しかしながら、非印字移動区間の距離は、様々であり、それら非印字移動区間の距離によって、ガルバノミラーのリンギングの大きさも異なる。その理由は、図6に示すように、レーザマーキング装置では、移動距離に応じて、マーキングポイントの最高速度が決まる。従って、非印字移動区間が長いほど、最高速度が大きくなって、停止するときには、大きな急ブレーキを必要とし、その結果、図7に示すように、移動距離が長いほど、リンギングの減衰時間が長く必要になる(図7のT1,T2を比較参照)。
【0009】
従って、従来のように、非印字移動区間の長短に関係なく固定のウェイト時間を設けたものでは、非印字移動区間が短く、リンギングが短時間で収まる場合でも、固定ウェイト時間の間は待たなければならず、これが無駄な待ち時間となって、マーキング所要時間を長くする結果になっていた。このため、前記した無駄な待ち時間をなくして、マーキング所要時間の短縮化を図ったレーザマーキング装置の開発が要請されていた。
【0010】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、印字品質を低下させることなく、マーキング所要時間の短縮化を図ることが可能なレーザマーキング装置の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明に係るレーザマーキング装置は、レーザ光源と、レーザ光源の光路の途中に配置されて、レーザ光源からレーザ光を出射したときに、被マーキング対象物上の照射点となるマーキングポイントを、走査するガルバノミラーと、被マーキング対象物にマーキングする文字・記号・図形に関するマーキング情報を設定するための設定手段と、設定されたマーキング情報に基づいて、文字・記号・図形を、所定の線要素に分け、それら各線要素のそれぞれについて、始点及び終点を含む複数の座標データを生成するデータ生成手段と、レーザ光源のオンオフを制御すると共に、データ生成手段で生成した座標データを所定周期で、ガルバノミラーに与えて、マーキングポイントの位置及び移動速度を制御する制御手段とを備え、レーザ光源をオフしてマーキングポイントを移動することで、所望の位置からマーキングを開始可能にすると共に、レーザ光源をオンしてマーキングポイントを移動することで、所望の文字・記号・図形をマーキング可能としたレーザマーキング装置において、データ生成手段は、レーザ光源をオフしてマーキングポイントを移動する非印字移動区間に対して、その非印字移動区間の終端点より手前に仮終端点を設けて、仮終端点の座標データを生成するように構成され、制御手段は、非印字移動区間の始端点の座標データに次いで、仮終端点の座標データをガルバノミラーに与えて、追従遅れを待つ待機状態としてから、非印字移動区間の終端点の座標データをガルバノミラーに与えるように構成され、さらに、仮終端点から終端点まで距離は、終端点の座標データを仮終端点の座標データから切り替えてガルバノミラーに与えたときに、ガルバノミラーの振動に伴うマーキングポイントの振動が、増幅せずにマーキングポイントが終端点まで移動する長さに設定されて、仮終端点に到達したときのマーキングポイントの振動が、所定の基準振幅を超えていても、マーキングポイントが仮終端位置から始端点へと移動する間に、その振幅が基準振幅以下に減衰するように構成したところに特徴を有する。
【0012】
なお、本発明において「マーキングポイント」とは、レーザ光がオンしている場合に、被マーキング対象物におけるレーザ光の照射点となるポイントであり、かつ、レーザ光がオフしている場合には、レーザ光源がオンしたときに、被マーキング対象物上のレーザ光の照射点となり得るポイントをいう。従って、マーキングポイントは、レーザ光源からレーザ光が出力されていない状態でも、被マーキング対象物上に存在し得る。
【0013】
また、本発明において、「追従遅れを待つ待機状態」とは、マーキングポイントが、仮終端点に対して所定距離の範囲内に移動するのを待つ状態をいい、マーキングポイントが、仮終端点に対して所定距離の範囲内に移動した時点で終了する。
【0014】
【発明の作用及び効果】
本発明のレーザマーキング装置によれば、設定手段にて、マーキング情報が設定されると、データ生成手段は、非印字移動区間の終端点より手前に仮終端点を設けて、その座標データを生成する。そして、マーキングを開始すると、制御手段は、非印字移動区間の始端点の座標データに次いで、仮終端点の座標データをガルバノミラーに与えて、追従遅れを待つ待機状態にしてから、非印字移動区間の終端点の座標データをガルバノミラーに与える。これにより、マーキングポイントは、始点から仮終端点へと一気に移動する。このとき、仮終端点では、マーキングポイントの振動が所定の基準振幅以上になる場合があるが、本発明では、仮終端点に到達したマーキングポイントは、新たにマーキングポイントの振動を増加させることなく、終端点に移動するから、それら仮終端点から終端点に移動する区間の間に、マーキングポイントの振動が減衰する。
【0015】
即ち、本発明では、マーキングポイントを、始点から仮終端点まで一気に移動し、その際の発生したマーキングポイントの振動を減衰させつつ、終端点にマーキングポイントを移動させることができるから、従来のように、マーキングポイントの振動が減衰するまで、単に同じ位置で待つものに比べて、非印字移動区間におけるトータルの移動時間を短くすることが可能になり、ひいてはマーキング所要時間の短縮化を図ることができる。なお、本発明において、仮終端点と終端点との間の設定距離は、実験的に求めてもよいし、計算で求めてもよい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。
図1には、本実施形態のレーザマーキング装置の全体構成が示されおり、レーザ光源10から出射されたレーザ光の光路の途中には、第1ガルバノミラー11と第2ガルバノミラー12とが備えられている。
【0017】
各ガルバノミラー11,12は、レーザ光を反射するミラー(図示せず)と、そのミラーの角度を変更可能な駆動部(図示せず)とを備え、前記駆動部に座標データとしての電圧信号を与えると、その電圧信号のレベルに応じた角度にミラーが回動する。そして、第1ガルバノミラー11でレーザ光が、所定方向(これを「X方向」という)に振られると共に、第2ガルバノミラー12で、その所定方向と直交する方向(これを「Y方向」という)に振られて、これにより、レーザ光の被マーキング対象物W上における照射点が、X方向とY方向の2次元方向で、所望の位置に走査される。
【0018】
図1において、符号13は、例えば、コンソール等で構成された設定部である。そして、この設定部13を用いて、レーザマーキング装置にマーキングさせる文字・記号・図形、及び、印字速度に係るマーキング情報が設定される。なお、設定したマーキング情報を、例えば、モニタ(図示せず)に映し出して、設定作業と同時にその内容を確認することができるようにしてもよい。
【0019】
14は、CPUであって、設定部13にてマーキング情報が設定されると、本発明に係るデータ生成手段として動作し、マーキング開始前に、座標データ等を生成する。即ち、マーキング開始前に、CPU14は、マーキング情報に基づき、文字・記号・図形を、所定の線要素に分け、それら各線要素の始点と終点に関する座標データと、始点・終点間の1つ又は複数の中間点の座標データとを生成して、メモリ15に書き込む。このとき、CPU14は、レーザ光源10をオンオフ制御するための、オンオフデータもメモリ15に書き込む。
【0020】
なお、前記した始点・終点及び中間点の座標データは、全て、第1と第2のガルバノミラー11,12のそれぞれに与える座標データの両方を意味する。以下の説明においても同様である。
【0021】
さて、本実施形態では、CPU14は、マーキング情報から、マーキングを行わずにマーキングポイントを移動する非印字移動区間を求めて、以下のデータ処理を行う。ここで、「マーキングポイント」とは、レーザ光がオンしている場合に、被マーキング対象物Wにおけるレーザ光の照射点となるポイントであり、かつ、レーザ光がオフしている場合には、レーザ光源10がオンしたときに、被マーキング対象物W上のレーザ光の照射点となり得るポイントをいう。従って、マーキングポイントは、レーザ光源10からレーザ光が出力されていない状態でも、被マーキング対象物W上に存在し得る。
【0022】
非印字移動区間におけるデータ処理であるが、CPU14は、マーキング情報から非印字移動区間を求めると、その非印字移動区間の終端点から後述する減衰距離G(図2参照)だけ始点側の位置に仮終端点を設定し、その仮終端点の座標データを生成して、メモリ15に書き込む。ここで、仮終端点から終端点まで距離、即ち、前記減衰距離Gは、終端点の座標データを仮終端点の座標データに切り替えてガルバノミラー11,12に与えたときに、ガルバノミラー11,12の振動に伴うマーキングポイントの振動が、増幅せずにマーキングポイントが終端点まで移動できる長さに設定されている。また、この減衰距離Gの長さは、実験的に求めてもよいし、計算で求めてもよい。
【0023】
CPU14は、マーキング開始後には、本発明に係る制御手段として動作し、メモリ15に記憶した座標データを順次に取り出して所定周期で送出する。すると、それら座標データが、D/Aコンバータ16を介して、ガルバノミラー11,12に与えられる。また、CPU14は、所定の座標データをメモリ15から取り出すときに、レーザ光源10のオンオフデータも取り出し、それをレーザ光源10に与える。
【0024】
本実施形態のレーザマーキング装置の構成は、以上であって、次に、例えば文字列「AB」をマーキングする場合を例にとり、動作を具体的に説明する。
【0025】
設定部13にて「AB」という文字列がマーキング情報として設定されると、CPU14は、「A」及び「B」を、図2に示した各線要素K1〜K6に分けると共に、これら線要素K1〜K6をマーキングするに際して、レーザ光源10をオフした状態で、マーキングポイントを移動させる非印字移動区間D1,D2,D3を求める。そして、CPU14は、各線要素K1〜K6に関しては、それらの始点・終点(P1〜P8)の座標データと、各線要素K1〜K6上の複数の中間点(図示せず)の座標データを生成してメモリ15に記憶する。また、このとき、レーザ光源10のオンオフデータもメモリ15に記憶する。
【0026】
さて、各非印字移動区間D1,D2,D3に関しては、CPU14は、各非印字移動区間D1,D2,D3の終端点より、減衰距離Gだけ非印字移動区間の始端点側に位置した仮終端点P20,P21,P22を設定し、それら仮終端点P20,P21,P22の座標データを生成して、メモリ15に記憶する。
【0027】
次いで、レーザマーキング装置のマーキング開始のスイッチ(図示せず)がオンされると、CPU14は、メモリ15から座標データを取り出され、それら座標データを、所定周期で順次にD/Aコンバータ16を介して、ガルバノミラー11,12に与える。そして、この所定周期の間に、各座標データで特定した2位置間を、マーキングポイントが移動する速度でもって、ガルバノミラー11,12が駆動される。そして、このとき、CPU14からのオンオフ信号に基づき、レーザ光源10をオンしてマーキングポイントを移動すると、所望の文字・記号・図形がマーキングされる。
【0028】
一方、レーザ光源10をオフしてマーキングポイントを移動すると、所望の位置から次の線要素をマーキングすることができるようになる。具体的には、レーザ光源10をオフしてマーキングポイントを移動する非印字移動区間D1では、レーザマーキング装置は以下のように動作する。即ち、CPU14は、非印字移動区間D1の始端点P0(図2参照)の座標データに次いで、仮終端点P20の座標データをガルバノミラー11,12に与えて、マーキングポイントを、仮終端点P20の周りの所定の範囲内に到達させる。これにより、マーキングポイントは、始端点P0から仮終端点P20へと一気に移動する。
【0029】
しかし、このとき、仮終端点P20では、マーキングポイントの振動が所定の基準振幅以上になる場合がある。ところが、本実施形態のレーザマーキング装置では、マーキングポイントを、仮終端点P20に対して所定距離の範囲内に移動させてから、それに次いで、非印字移動区間D1の終端点P1(図2参照)の座標データを、ガルバノミラー11,12に与えるから、その終端点P1に向けて移動している間に、マーキングポイントの振動が減衰する(図3参照)。非印字移動区間D2,D3に関しても同様である。
【0030】
このように本実施形態では、マーキングポイントを、始点から仮終端点まで一気に移動し、その際に発生したマーキングポイントの振動を減衰させつつ、終端点にマーキングポイントを移動させるから、従来のように、マーキングポイントの振動が減衰するまで、単に同じ位置で待つものに比べて、非印字移動区間におけるトータルの移動時間を短くすることが可能となり、ひいてはマーキング所要時間の短縮化を図ることができる。
【0031】
<他の実施形態>
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【0032】
(1)前記実施形態では、文字(例えば、文字列「AB」)をマーキングする場合を例示したが、文字以外に、記号・図形等をマーキングする場合に、本発明を適用してもよい。
【0033】
(2)前記実施形態において、データ生成手段としてのCPU14は、仮終端点の座標データを、1つだけ生成してメモリに記憶してもよいし、仮終端点の座標データを、複数個、生成して、メモリに記憶してもよい。複数の仮終端点の座標データを生成した場合には、マーキング開始後に、CPU14は、制御手段として、複数回に亘って、仮終端点の座標データを、ガルバノミラー11,12に与え、結果として、仮終端点におけるマーキングポイントの追従遅れが待たれて(本発明に係る待機状態になって)、マーキングポイントが、仮終端点に対して所定距離範囲内に移動する。
【0034】
(3)また、マーキングポイントを、仮終端点に対して所定距離範囲内に移動するために、以下の構成を採ってもよい。即ち、ガルバノミラーに備えた位置センサでもって、ガルバノミラーの検出遅れを検出し、マーキングポイントが、仮終端点に対して所定距離範囲内に移動するまで待つか、又は、仮終端点の座標データをガルバノミラーに与え続ける構成としてもよい。そして、マーキングポイントが、仮終端点に対して所定距離範囲内に移動したことを、前記位置センサで検出し、その検出結果に基づいて、所定距離範囲の終端点の座標データをガルバノミラーに与えるようにしてもよい。つまり、本発明に係る制御手段は、マーキングポイントが、仮終端点に対して所定距離の範囲内になったことに基づいて、非印字移動区間の終端点の座標データをガルバノミラーに与える構成であってもよい。
【0035】
(4)さらに、本発明を適用したレーザマーキング装置で、非印字移動区間の終端点において、ウエイト時間を設けてもよい。その場合、従来の固定ウエイト時間よりも、ウエイト時間を短く設定することができ、トータルでマーキング所要時間を短縮化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るレーザマーキング装置の構成を示すブロック図
【図2】マーキングする文字の模式図
【図3】マーキングポイントの振動の減衰状態を示すグラフ
【図4】ガルバノミラーの斜視図
【図5】マーキングする文字の模式図
【図6】マーキングポイントの移動速度と移動距離との関係を示すグラフ
【図7】マーキングポイントの振動の減衰状態を示すグラフ
【符号の説明】
10…レーザ光源
11,12…ガルバノミラー
13…設定部(設定手段)
14…CPU(データ生成手段、制御手段)
D1,D2,D3…非印字移動区間
G…減衰距離
K1〜K6…線要素
W…被マーキング対象物W
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser marking device provided with a galvanometer mirror.
[0002]
[Prior art]
In general, the laser marking apparatus includes a pair of galvanometer mirrors 1M and 2M arranged in the middle of the optical path of the laser beam L, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-308976 shown in FIG. By driving the galvanometer mirrors 1M and 2M, the marking point MP is scanned to a desired position on the object to be marked W. Here, the “marking point” is a point that becomes an irradiation point of the laser light on the object to be marked when the laser light source is turned on, and when the laser light is turned off, When the laser light source is turned on, it means a point that can be an irradiation point of laser light on the object to be marked. Therefore, the marking point can exist on the object to be marked even in a state where the laser light is not output from the laser light source.
[0003]
Further, the laser marking device includes a setting unit (not shown) for setting marking information, and a CPU (not shown) for processing the marking information and controlling on / off of the laser light source and the galvanometer mirror. . In this setting unit, when marking information related to characters / symbols / graphics to be marked and printing speed is set, the CPU converts the characters / symbols / graphics into predetermined line elements based on the marking information before starting marking. The coordinate data of the start point and the end point and the coordinate data of the intermediate point from the start point to the end point are generated for each line element. When the coordinate data is given from the CPU to the galvanometer mirror, the marking point is moved on the object to be marked. At this time, if the laser light source is turned off and the marking point is moved, then the desired position is moved. Then, marking can be started, and if the laser light source is turned on and the marking point is moved, a desired character, symbol, or figure is marked.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, as the non-printing movement section in which the laser light source is turned off and the marking point is moved, for example, when marking the character string “AB”, the following can be cited. That is, as shown in FIG. 5, before marking, the marking point is arranged at the origin P0 set on the object to be marked, and from the origin P0 to the start point P1 of the first line element K1, The non-printing movement section D1 is entered. When the end point P3 of the previously marked line element K2 is away from the start point P4 of the next line element K3 to be marked, the end point P2 to the next start point P3 is the non-printing movement section D2. Become. Further, in FIG. 5, a non-printing movement section D3 is similarly formed between the end point P5 of the line element K3 and the start point P6 of the line element K4.
[0005]
In the conventional laser marking apparatus, since the CPU does not generate the coordinate data of the intermediate point of the non-printing movement section, for example, in the case of the non-printing movement section D1, the coordinate data of the origin P0 serving as the starting point is the galvanometer mirror. Next, the coordinate data of the starting point P1 of the line element K1 which is the end point of the non-printing movement section D1 is given. The same applies to the non-printing movement sections D2 and D3. For this reason, when the non-printing movement section is long, the galvanometer mirror is accelerated at a stroke based on a large deviation between the start point and the end point and moves toward the end point at full speed. When approaching the end point, the vehicle decelerates at once, that is, suddenly brakes and the marking point reaches the end point.
[0006]
However, even if the galvano mirror stops on the electrical signal at the end point of the non-printing movement section, mechanical vibration of the galvano mirror, that is, ringing may occur. And, in the vicinity of the end point of the non-printing movement section and the start point of the next line element to be marked, the vibration of the marking point exceeds a predetermined reference amplitude, and when marking is started in that state, Print quality is decreasing.
[0007]
For this reason, the conventional laser marking device employs a configuration in which a wait time is provided after the marking point reaches the end point of the non-printing movement section, and the amplitude of the marking point is converged to an allowable value or less within the wait time. It was. Specifically, in the range of the printable area (S1 in FIG. 5) of the laser marking device, the case where the wait time is the longest required is obtained experimentally, for example, and set as a fixed wait time. Even at the end point of the non-printing movement section, the marking of the next line element is started after the marking point arrives and a fixed wait time elapses.
[0008]
However, the distance of the non-printing movement section varies, and the ringing magnitude of the galvano mirror varies depending on the distance of the non-printing movement section. This is because, as shown in FIG. 6, in the laser marking apparatus, the maximum speed of the marking point is determined according to the moving distance. Therefore, the longer the non-printing movement section is, the higher the maximum speed is. When stopping, a large sudden braking is required. As a result, as shown in FIG. 7, the longer the moving distance, the longer the ringing decay time. This is necessary (see T1 and T2 in FIG. 7 for comparison).
[0009]
Therefore, in the case where a fixed wait time is provided regardless of the length of the non-printing movement section as in the prior art, even if the non-printing movement section is short and the ringing can be settled in a short time, it is necessary to wait for the fixed wait time. This was a wasteful waiting time and resulted in a longer marking time. For this reason, there has been a demand for the development of a laser marking apparatus that eliminates the above-described useless waiting time and shortens the time required for marking.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser marking device capable of shortening the time required for marking without deteriorating the print quality.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a laser marking device according to a first aspect of the present invention is arranged on a marking target object when laser light is emitted from a laser light source and a laser light source disposed in the optical path of the laser light source. Based on the set marking information, the galvanometer mirror for scanning, the setting means for setting the marking information about the characters, symbols, and figures to be marked on the object to be marked. The symbol and figure are divided into predetermined line elements, and for each of these line elements, a plurality of coordinate data including a start point and an end point are generated, and the laser light source is turned on / off and generated by the data generation means. The given coordinate data is given to the galvanometer mirror at a predetermined cycle to control the marking point position and moving speed. Control means, and by moving the marking point with the laser light source turned off, the marking can be started from a desired position, and the marking point is moved with the laser light source turned on to move a desired character / In the laser marking device that enables marking of symbols and figures, the data generator means that the non-printing movement section that moves the marking point with the laser light source turned off is provisionally terminated before the end point of the non-printing movement section A point is provided to generate the coordinate data of the temporary end point, and the control means applies the coordinate data of the temporary end point to the galvanometer mirror next to the coordinate data of the start end point of the non-printing movement section, and follows it. It is configured so that the coordinate data of the end point of the non-printing movement section is given to the galvanometer mirror after entering the standby state waiting for the delay. The distance from the end point to the end point is determined as follows: When the coordinate data of the end point is switched from the coordinate data of the temporary end point and applied to the galvano mirror, the marking point vibration caused by the vibration of the galvano mirror does not amplify. Even if the marking point's vibration when it reaches the temporary end point is set to the length to move to the end point and exceeds the specified reference amplitude, the marking point will move from the temporary end position to the start point. Further, the present invention is characterized in that the amplitude is attenuated below the reference amplitude.
[0012]
In the present invention, the “marking point” is a point that becomes an irradiation point of the laser beam on the object to be marked when the laser beam is on, and when the laser beam is off. When the laser light source is turned on, it refers to a point that can be an irradiation point of laser light on the object to be marked. Therefore, the marking point can exist on the object to be marked even in a state where the laser light is not output from the laser light source.
[0013]
Further, in the present invention, the “standby state waiting for follow-up delay” refers to a state of waiting for the marking point to move within a predetermined distance from the temporary terminal point. On the other hand, it ends when it moves within the range of the predetermined distance.
[0014]
[Action and effect of the invention]
According to the laser marking device of the present invention, when the marking information is set by the setting means, the data generating means sets the temporary end point before the end point of the non-printing movement section and generates the coordinate data. To do. Then, when the marking is started, the control means gives the coordinate data of the temporary end point to the galvano mirror next to the coordinate data of the start end point of the non-printing movement section, enters a standby state waiting for a follow-up delay, and then performs the non-printing movement. The coordinate data of the end point of the section is given to the galvanometer mirror. Thereby, the marking point moves at a stretch from the start point to the temporary end point. At this time, at the temporary termination point, the vibration of the marking point may exceed a predetermined reference amplitude, but in the present invention, the marking point that has reached the temporary termination point does not newly increase the vibration of the marking point. Since it moves to the end point, the vibration of the marking point is attenuated during the section from the temporary end point to the end point.
[0015]
That is, in the present invention, the marking point can be moved from the start point to the temporary end point at once, and the marking point can be moved to the end point while attenuating the vibration of the marking point generated at that time. In addition, it is possible to shorten the total movement time in the non-printing movement section compared to the case of simply waiting at the same position until the vibration of the marking point is attenuated, and thus the marking time can be shortened. it can. In the present invention, the set distance between the temporary termination point and the termination point may be obtained experimentally or by calculation.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 shows the overall configuration of the laser marking device of the present embodiment. A first galvanometer mirror 11 and a second galvanometer mirror 12 are provided in the optical path of the laser beam emitted from the laser light source 10. It has been.
[0017]
Each of the galvanometer mirrors 11 and 12 includes a mirror (not shown) that reflects a laser beam and a drive unit (not shown) that can change the angle of the mirror, and a voltage signal as coordinate data is supplied to the drive unit. Is given, the mirror rotates at an angle corresponding to the level of the voltage signal. Then, the first galvanometer mirror 11 oscillates the laser light in a predetermined direction (referred to as “X direction”), and the second galvanometer mirror 12 performs a direction orthogonal to the predetermined direction (referred to as “Y direction”). Thus, the irradiation point of the laser beam on the object to be marked W is scanned at a desired position in the two-dimensional direction of the X direction and the Y direction.
[0018]
In FIG. 1, reference numeral 13 denotes a setting unit composed of, for example, a console. The setting unit 13 is used to set characters / symbols / graphics to be marked by the laser marking device and marking information related to the printing speed. The set marking information may be displayed on, for example, a monitor (not shown) so that the contents can be confirmed simultaneously with the setting operation.
[0019]
Reference numeral 14 denotes a CPU. When marking information is set by the setting unit 13, the CPU 14 operates as a data generation unit according to the present invention, and generates coordinate data and the like before starting marking. That is, before starting the marking, the CPU 14 divides characters, symbols, and figures into predetermined line elements based on the marking information, coordinate data regarding the start point and end point of each line element, and one or more between the start point and the end point. Are generated and written to the memory 15. At this time, the CPU 14 also writes on / off data in the memory 15 for on / off control of the laser light source 10.
[0020]
Note that the above-described coordinate data of the start point / end point and the intermediate point all mean both coordinate data given to the first and second galvanometer mirrors 11 and 12, respectively. The same applies to the following description.
[0021]
In the present embodiment, the CPU 14 obtains a non-print movement section in which the marking point is moved without performing marking from the marking information, and performs the following data processing. Here, the “marking point” is a point that is an irradiation point of the laser light on the object to be marked W when the laser light is on, and when the laser light is off, The point which can become an irradiation point of the laser beam on the marking target W when the laser light source 10 is turned on. Accordingly, the marking point can exist on the marking target object W even when the laser beam is not output from the laser light source 10.
[0022]
In the data processing in the non-printing movement section, when the CPU 14 obtains the non-printing movement section from the marking information, the CPU 14 moves it from the end point of the non-printing movement section to a position on the start point side by an attenuation distance G (see FIG. 2) described later. A temporary terminal point is set, coordinate data of the temporary terminal point is generated, and written into the memory 15. Here, the distance from the temporary termination point to the termination point, that is, the attenuation distance G, is obtained when the coordinate data of the termination point is switched to the coordinate data of the temporary termination point and given to the galvanometer mirrors 11 and 12. The vibration of the marking point due to the vibration of 12 is set to such a length that the marking point can move to the end point without being amplified. Further, the length of the attenuation distance G may be obtained experimentally or by calculation.
[0023]
After starting the marking, the CPU 14 operates as a control unit according to the present invention, sequentially extracts the coordinate data stored in the memory 15 and sends it out at a predetermined cycle. Then, the coordinate data is given to the galvanometer mirrors 11 and 12 via the D / A converter 16. Further, when the CPU 14 extracts predetermined coordinate data from the memory 15, the CPU 14 also extracts on / off data of the laser light source 10 and supplies it to the laser light source 10.
[0024]
The configuration of the laser marking apparatus of the present embodiment is as described above. Next, the operation will be described specifically by taking, for example, the case of marking a character string “AB” as an example.
[0025]
When the character string “AB” is set as the marking information by the setting unit 13, the CPU 14 divides “A” and “B” into the line elements K1 to K6 shown in FIG. When marking K6, the non-printing movement sections D1, D2, and D3 for moving the marking point are obtained with the laser light source 10 turned off. And about each line element K1-K6, CPU14 produces | generates the coordinate data of those start points / end points (P1-P8), and the coordinate data of the some intermediate point (not shown) on each line element K1-K6. Is stored in the memory 15. At this time, on / off data of the laser light source 10 is also stored in the memory 15.
[0026]
Now, with respect to each non-printing movement section D1, D2, D3, the CPU 14 is a temporary terminal located on the start point side of the non-printing movement section by the attenuation distance G from the terminal point of each non-printing movement section D1, D2, D3. Points P20, P21, and P22 are set, coordinate data of these temporary terminal points P20, P21, and P22 are generated and stored in the memory 15.
[0027]
Next, when a marking start switch (not shown) of the laser marking device is turned on, the CPU 14 takes out the coordinate data from the memory 15 and sequentially passes the coordinate data through the D / A converter 16 in a predetermined cycle. To the galvanometer mirrors 11 and 12. During this predetermined period, the galvanometer mirrors 11 and 12 are driven at the speed at which the marking point moves between the two positions specified by the coordinate data. At this time, when the laser light source 10 is turned on and the marking point is moved based on the on / off signal from the CPU 14, a desired character / symbol / graphic is marked.
[0028]
On the other hand, when the laser light source 10 is turned off and the marking point is moved, the next line element can be marked from a desired position. Specifically, in the non-printing movement section D1 in which the laser light source 10 is turned off and the marking point is moved, the laser marking apparatus operates as follows. That is, the CPU 14 gives the coordinate data of the temporary end point P20 to the galvanometer mirrors 11 and 12 next to the coordinate data of the start end point P0 (see FIG. 2) of the non-printing movement section D1, and sets the marking point to the temporary end point P20. To reach within a predetermined range around. As a result, the marking point moves from the start point P0 to the temporary end point P20 all at once.
[0029]
However, at this time, at the temporary terminal point P20, the vibration of the marking point may be greater than or equal to a predetermined reference amplitude. However, in the laser marking device of the present embodiment, the marking point is moved within a predetermined distance range with respect to the temporary terminal point P20, and then the terminal point P1 of the non-printing movement section D1 (see FIG. 2). Since the coordinate data is given to the galvanometer mirrors 11 and 12, the vibration of the marking point is attenuated while moving toward the terminal point P1 (see FIG. 3). The same applies to the non-printing movement sections D2 and D3.
[0030]
Thus, in this embodiment, the marking point is moved from the start point to the temporary end point all at once, and the marking point is moved to the end point while attenuating the vibration of the marking point generated at that time. As compared with the case of simply waiting at the same position until the vibration of the marking point is attenuated, the total movement time in the non-printing movement section can be shortened, and the time required for marking can be shortened.
[0031]
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.
[0032]
(1) In the above-described embodiment, the case where a character (for example, the character string “AB”) is marked has been illustrated. However, the present invention may be applied to a case where a symbol, a figure, or the like is marked in addition to the character.
[0033]
(2) In the embodiment, the CPU 14 as the data generation means may generate only one temporary end point coordinate data and store it in the memory, or may store a plurality of temporary end point coordinate data. It may be generated and stored in a memory. When the coordinate data of a plurality of temporary terminal points are generated, after starting the marking, the CPU 14 gives the coordinate data of the temporary terminal points to the galvanometer mirrors 11 and 12 as a control means over a plurality of times. When the tracking delay of the marking point at the temporary terminal point is waited (becomes a standby state according to the present invention), the marking point moves within a predetermined distance range with respect to the temporary terminal point.
[0034]
(3) In order to move the marking point within a predetermined distance range with respect to the temporary terminal point, the following configuration may be adopted. That is, the position sensor provided in the galvanometer mirror detects the detection delay of the galvanometer mirror and waits until the marking point moves within a predetermined distance range with respect to the temporary end point, or the coordinate data of the temporary end point It is good also as a structure which continues giving to a galvanometer mirror. The position sensor detects that the marking point has moved within a predetermined distance range with respect to the temporary terminal point, and gives the coordinate data of the terminal point of the predetermined distance range to the galvanometer mirror based on the detection result. You may do it. That is, the control means according to the present invention has a configuration in which the coordinate data of the end point of the non-printing movement section is given to the galvanometer mirror based on the marking point being within a predetermined distance from the temporary end point. There may be.
[0035]
(4) Further, in the laser marking device to which the present invention is applied, a wait time may be provided at the end point of the non-printing movement section. In this case, the wait time can be set shorter than the conventional fixed wait time, and the total marking time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a laser marking device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of characters to be marked. FIG. 3 is a graph showing a damping state of marking point vibration. Perspective view of mirror [Fig. 5] Schematic diagram of characters to be marked [Fig. 6] Graph showing the relationship between the moving speed and moving distance of the marking point [Fig. 7] Graph showing the damping state of the marking point vibration [Explanation of symbols] ]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser light source 11, 12 ... Galvanometer mirror 13 ... Setting part (setting means)
14 ... CPU (data generating means, control means)
D1, D2, D3 ... Non-printing movement section G ... Attenuation distances K1 to K6 ... Line element W ... Object to be marked W

Claims (1)

レーザ光源と、
前記レーザ光源の光路の途中に配置されて、前記レーザ光源からレーザ光を出射したときに、被マーキング対象物上の照射点となるマーキングポイントを、走査するガルバノミラーと、
前記被マーキング対象物にマーキングする文字・記号・図形に関するマーキング情報を設定するための設定手段と、
設定された前記マーキング情報に基づいて、前記文字・記号・図形を、所定の線要素に分け、それら各線要素のそれぞれについて、始点及び終点を含む複数の座標データを生成するデータ生成手段と、
前記レーザ光源のオンオフを制御すると共に、前記データ生成手段で生成した前記座標データを所定周期で、前記ガルバノミラーに与えて、前記マーキングポイントの位置及び移動速度を制御する制御手段とを備え、
前記レーザ光源をオフして前記マーキングポイントを移動することで、所望の位置からマーキングを開始可能にすると共に、前記レーザ光源をオンして前記マーキングポイントを移動することで、所望の文字・記号・図形をマーキング可能としたレーザマーキング装置において、
前記データ生成手段は、前記レーザ光源をオフして前記マーキングポイントを移動する非印字移動区間に対して、その非印字移動区間の終端点より手前に仮終端点を設けて、前記仮終端点の座標データを生成するように構成され、
前記制御手段は、前記非印字移動区間の始端点の座標データに次いで、前記仮終端点の座標データを前記ガルバノミラーに与えて、追従遅れを待つ待機状態としてから、前記非印字移動区間の終端点の座標データを前記ガルバノミラーに与えるように構成され、
さらに、前記仮終端点から前記終端点まで距離は、前記終端点の座標データを前記仮終端点の座標データから切り替えて前記ガルバノミラーに与えたときに、前記ガルバノミラーの振動に伴う前記マーキングポイントの振動が、増幅せずに前記マーキングポイントが前記終端点まで移動する長さに設定されて、
前記仮終端点に到達したときの前記マーキングポイントの振動が、所定の基準振幅を超えていても、前記マーキングポイントが前記仮終端位置から前記始端点へと移動する間に、その振幅が前記基準振幅以下に減衰するように構成したことを特徴とするレーザマーキング装置。
A laser light source;
A galvanometer mirror that scans a marking point that is an irradiation point on an object to be marked when the laser light is emitted from the laser light source, arranged in the middle of the optical path of the laser light source,
Setting means for setting marking information related to characters, symbols, and figures to be marked on the object to be marked;
Based on the set marking information, the character / symbol / figure is divided into predetermined line elements, and data generating means for generating a plurality of coordinate data including a start point and an end point for each of the line elements,
Control means for controlling on / off of the laser light source, giving the coordinate data generated by the data generation means to the galvanometer mirror at a predetermined period, and controlling the position and moving speed of the marking point;
By turning off the laser light source and moving the marking point, marking can be started from a desired position, and by turning on the laser light source and moving the marking point, a desired character, symbol, In the laser marking device that can mark figures,
The data generation means provides a temporary end point before the end point of the non-printing movement section for a non-printing movement section in which the laser light source is turned off and the marking point is moved. Configured to generate coordinate data,
The control means gives the coordinate data of the temporary end point to the galvanometer mirror next to the coordinate data of the start end point of the non-printing movement section, waits for a follow-up delay, and then waits for the end of the non-printing movement section. The coordinate data of the point is configured to be given to the galvanometer mirror,
Furthermore, the distance from the temporary terminal point to the terminal point is the marking point associated with the vibration of the galvano mirror when the coordinate data of the terminal point is switched from the coordinate data of the temporary terminal point to the galvano mirror. Is set to the length that the marking point moves to the end point without amplification,
Even if the vibration of the marking point when it reaches the temporary terminal point exceeds a predetermined reference amplitude, the amplitude of the marking point moves from the temporary terminal position to the starting point while the reference point is moving. A laser marking device configured to be attenuated below an amplitude.
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