JP3865226B2 - Laser processing method, laser processing apparatus, and laser processing program - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工方法、レーザ加工装置、及びレーザ加工プログラムに係り、特に、加工対象物の加工形状の精度を向上するためのレーザ加工方法、レーザ加工装置、及びレーザ加工プログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、レーザ光を用いた加工(以下、レーザ加工という)としては、溶接、穴開け又は切断等の加工技術が機械、電子、半導体装置等の多様な分野の製造過程で利用されている。
【0003】
ところで、レーザ光による加工対象物の加工において、特に、切断や穴開け加工において、加工により形成された加工面及びレーザ光の照射に対する裏面にドロスと呼ばれる酸化生成物が付着されてしまう。近年では、高精度な加工が要求されているため、ドロスの付着は、加工対象物の価値を低下させてしまう。
【0004】
そこで、上述の対策として、ドロスの基になる加工対象物の溶融物の量を極力少なくする方法や、アシストガスと呼ばれる補助のガスを用いて融解物を吹き飛ばす方法等が用いられている。また、上記の方法以外にも、予めドロス付着防止剤を加工対象物の裏面に塗布してから加工を行う方法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法において、加工対象物のレーザ光の照射面に対する裏面に付着したドロスの除去を行うことができるが、加工により形成された面上に付着したドロス迄、除去することができない。また、アシストガスを用いた場合も、ドロスを加工面の下部付近にまで吹き飛ばすことができるが、完全に除去することはできていない。
【0006】
また、加工対象物には、複数の加工箇所に加工を行う場合があるが、加工箇所の場所においては、穴が開いているだけで良いものもあれば、例えば、真円でなれば製品とならない場合もあるため、余分な作業を増やすことなく、必要な箇所のみ高精度の加工形状を形成する方法が必要となる。
【0007】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、特に、加工対象物の加工形状の精度を向上するためのレーザ加工方法、レーザ加工装置、及びレーザ加工プログラムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【0009】
請求項1に記載された発明は、架台の上に載置された加工対象物に対してレーザ光とアシストガスを出射して、前記加工対象物の少なくとも1つ以上の加工箇所に対して加工を行うレーザ加工方法において、 前記加工箇所に対して前記レーザ光と第1のアシストガスを略同一方向から出射して加工を行う加工工程と、前記加工箇所のドロスを除去するために、再度前記レーザ光と前記第1のアシストガスとは異なる第2のアシストガスを略同一方向から出射してドロス除去を行うドロス除去行程とを有することを特徴とする。
【0010】
請求項1記載の発明によれば、同一箇所に再度前記レーザ光と前記アシストガスを出射することにより、加工により形成された加工面に付着したドロスを除去することができ、高精度な加工形状を形成することができる。
【0011】
請求項2に記載された発明は、前記ドロス除去行程は、所定の加工箇所について行うことを特徴とする。
【0012】
請求項2記載の発明によれば、高精度な加工形状を形成する必要がある加工箇所にのみドロス除去行程を行うことで、無駄な作業を行う必要がなく、ランニングコストを抑えることができる。なお、予め全部の加工箇所にドロス除去行程を行うよう設定することにより、加工対象物の全ての加工箇所について高精度な加工を行うことができ、製品価値も向上させることができる。
【0013】
請求項3に記載された発明は、架台の上に載置された加工対象物に対してレーザ光とアシストガスを出射して、前記加工対象物の少なくとも1つ以上の加工箇所に対して加工を行うレーザ加工装置において、前記加工箇所に対して前記レーザ光と第1のアシストガスを略同一方向から出射して加工を行う加工手段と、前記加工箇所のドロスを除去するために、再度前記レーザ光と前記第1のアシストガスとは異なる第2のアシストガスを略同一方向から出射してドロスの除去を行うドロス除去手段とを有することを特徴とする。
【0014】
請求項3記載の発明によれば、同一箇所に再度前記レーザ光と前記アシストガスを出射することにより、加工により形成された加工面に付着したドロスを除去することができ、高精度な加工形状を形成することができる。
【0015】
請求項4に記載された発明は、前記ドロス除去手段は、所定の加工箇所について行うことを特徴とする。
【0016】
請求項4記載の発明によれば、高精度な加工形状を形成する必要がある加工箇所にのみドロス除去手段を有することで、無駄な作業を行う必要がなく、ランニングコストを抑えることができる。なお、予め全部の加工箇所にドロス除去手段を有することで、加工対象物の全ての加工箇所について高精度な加工を行うことができ、製品価値も向上させることができる。
【0017】
請求項5に記載された発明は、請求項1又は2に記載のレーザ加工方法をコンピュータに実行させるレーザ加工プログラムである。
【0018】
請求項5記載の発明によれば、レーザ加工プログラムを作成しておくことにより、作業員の手間を省き、効率的にレーザ加工を行うことができる。
【0019】
請求項6に記載された発明は、前記レーザ加工プログラムは、CADデータに基づいて作成されることを特徴とする。
【0020】
請求項6記載の発明によれば、CAD(Computer Aided Design)データを使用することにより、容易な加工形状の設定を行うことができ、効率的なレーザ加工を行うことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明は、架台の上に載置された加工対象物に対して、レーザ光とアシストガスを出射して加工を行った後、同一箇所に再度レーザ光とアシストガスを出射することにより、加工面上に付着したドロスを吹き飛ばすことで、加工形状の精度を向上させることを主眼とする。
【0022】
なお、再度レーザ光及びアシストガスを出射させることで加工対象物の裏面に付着したドロスは除去することができない場合があったとしても、従来の裏面の研磨行程等を行うことにより、容易にドロスを除去することができる。
【0023】
次に、本発明における実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【0024】
図1は、レーザ加工装置の一例の図である。
【0025】
図1のレーザ加工装置は、レーザ発振器11と、反射ミラー12と、集光レンズ13と、アシストガス出射装置14と、架台15と、制御装置16とを有するよう構成されている。
【0026】
図1において、まず、レーザ発振器11よりレーザ光が出射されると、マスク反射ミラー12により集光レンズ13側へと反射させる。集光レンズ13は、入力されたレーザ光を集光し、架台15上に載置された加工対象物17の加工面にレーザ光を照射することにより、加工対象物17の加工を行う。また、アシストガス出射装置14により、出射されるアシストガスにより加工時に生成されたドロスを吹き飛ばすことができる。なお、アシストガスとしては、酸素ガス、圧縮空気、又は窒素ガス等が一般的に用いられる。
【0027】
また、架台15は、XYZθテーブルであり、集光レンズ13に対して前後左右方向(X、Y方向)及び上下方向(Z方向)への移動が可能であり、かつ架台15を照射軸に対して傾斜角θ分傾かせることができる。このように架台15を移動させることで多種の加工形状を形成することが可能となる。また、制御装置16は、レーザ発振器11からのレーザ光の発振タイミングと、アシストガス出射装置14からのアシストガスの出射タイミングと、架台15の移動のタイミングとを制御する。
【0028】
ここで、図2に、本発明における加工対象物の加工状態の一例を示す。
【0029】
図2において、図2(a)は、通常(1回目)の加工を示す図である。図2(a)において、レーザ光とアシストガスを同時に出射する加工行程は、加工対象物17にレーザ光が照射されることで非常に高温になり、また、ドロスも生成されたばかりで固まっていないため、アシストガスをレーザ光による加工と同時に加工面に吹き付けることで、ドロスを加工対象物17から除去することができる。
【0030】
しかしながら、加工形状や加工対象物17の材質、厚さ等により、ドロスの一部が加工対象物17の裏面付近(下部)に付着されてしまう。そこで、図2(b)に示すように、加工行程が終了後、再度レーザ光とアシストガスを加工対象物17の同一箇所に出射することで加工面に付着されたドロスを吹き飛ばすことができ、裏面のアシストガスが届かない位置に微少なドロスが付着された状態にすることができる。
【0031】
図2(b)の状態になった加工対象物17は、従来の裏面の研磨作業等により裏面のアシストガスが届かない位置に付着したドロスを除去することができ、高精度な加工形状が形成することができる。
【0032】
なお、再度レーザ光とアシストガスを同一箇所に出射するドロス除去行程のタイミングについては、図2(a)の加工を行った直後でもよく、また、加工対象物17の複数の加工箇所について図2(a)の行程が全て終了した後に、ドロス除去行程を実施してもよい。また、ドロス除去行程時のレーザ光とアシストガスの出射を加工穴の形状(円、四角等)や厚さに合わせて行うことで、ドロスを正確に除去して、加工形状の精度を向上させることができる。
【0033】
更に、通常は、加工対象物17の加工形状の精度を向上させるため、全ての加工箇所においてドロス除去行程を行うが、加工箇所の用途においては、加工形状に精度に関係なく、ただ切断できていればよい場合もある。そのような場合に、必要な箇所のみドロス除去行程を行うように制御することで、効率的で且つランニングコストを抑えたレーザ加工処理を行うことができる。
【0034】
ここで、制御装置16のコンピュータシステム構成の一例について、図を用いて説明する。
【0035】
図3は、本発明における制御装置のコンピュータシステムの一構成例を示す図である。
【0036】
本発明における制御装置16のコンピュータシステムは、図3に示すように、入力装置31と、出力装置32と、ドライブ装置33と、記録媒体34と、補助記憶装置35と、メモリ装置36と、演算処理装置37と、夫々バスBで相互に接続されている。
【0037】
入力装置31は、コンピュータシステムの使用者が操作するキーボード及びマウス等の有する。出力装置32は、コンピュータシステムを操作するのに必要な各種ウィンドウやデータ等を表示するディスプレイを有する。
【0038】
記録媒体34は、ドライブ装置33にセットされ、レーザ加工に必要な様々な電子データを制御装置16に入力することができる。また、補助記憶装置35は、入力又は設定された制御情報データを蓄積する。メモリ装置36は、レーザ加工装置の使用者が、入力装置31から入力された加工対象物の少なくとも1つ以上の加工箇所における加工行程と、ドロスを除去するために再度レーザ光とアシストガスを出射するドロス除去行程の有無について夫々設定した情報を格納し、演算処理装置37は、メモリ装置36に格納された設定情報に基づきレーザ加工プログラムを作成する。作成されたレーザ加工プログラムにより、レーザ発振器11、アシストガス出射装置14、及び架台15の制御を行い、加工対象物17の加工を行う。
【0039】
なお、ドロス除去行程については、その有無だけではなく、ドロス除去するために用いられるレーザ光とアシストガスの出射形状(円、四角等)の設定を行うことで、加工工程時と同じ軌跡を描くことができるため、ドロスのみを的確に除去することができ、加工形状の精度を更に向上させることができる。
【0040】
なお、加工対象物に関するCADデータ等が入力されたCD−ROM等の記録媒体34をドライブ装置33内にセットし、読み込んだ後、メモリ装置36に格納して、演算処理装置37が、メモリ装置36のCADデータの情報からレーザ加工プログラムを作成することにより、レーザ加工装置の使用者は、設定作業を有することなく容易で正確にレーザ加工を行うことができる。
【0041】
なお、前述したCADデータからの加工行程及びドロス除去行程を設定する方法は、CADデータ中に含まれる径の大きさや、加工対象物の厚さ等によりドロスが付着し易い条件を予め補助記憶装置35内に蓄積しておき、前記条件とCADデータを比較することにより、必要な箇所のみドロス除去行程を付加することができる。
【0042】
演算処理装置37にて作成されたレーザ加工プログラムにより制御装置16は、レーザ発振器11、アシストガス14、及び架台15の制御を行うことができる。
【0043】
次に、本発明におけるレーザ加工方法を用いて、レーザ加工を行った結果を図を用いて説明する。なお、結果の説明を容易にするために、加工行程のみを行った従来のレーザ加工の結果と比較して説明する。
【0044】
図4は、本発明におけるメタルマスクレーザ加工装置の一構成例を示す図である。
【0045】
図4のメタルマスク加工装置は、レーザ発振器41と、トレパニングヘッド42と、ガスノズル43と、XYテーブル44と、Xリニアモータ45と、Yリニアモータ46と、Z軸稼動部47と、石定盤48とを有するよう構成されている。
【0046】
なお、レーザ発振器41には、制御装置及びアシストガス出射装置の機能が付加されているものとする。トレパニングヘッド42は、一般にXYテーブル44に載置された加工対象物17へ真円の穴開け加工を行うために用いられる。ガスノズル43は、加工対象物17に対して正確な位置にアシストガスを出射させることができる。Xリニアモータ45及びYリニアモータ46は、高速度で高精度に加工対象物17の複数の加工箇所に設定することができる。Z軸稼動部47は、上下稼動が可能なため、加工対象物17に対して結像位置の調整を行うことができる。なお、上述した各装置は石定盤48上に設置される。
【0047】
次に、具体的な加工条件について説明する。
【0048】
図5は、加工対象物の加工箇所を示す図である。なお、図5の加工対象物17は、SUS304鋼板とし、板厚0.15mmとする。また、図5のA領域には、Φ120μm、ピッチ240μmとして400穴を形成し、B領域には、Φ80μm、ピッチ160μmとして、1600穴を形成し、C領域には、Φ80μm、ピッチ480μmとして1600穴を形成する。つまり、合計加工箇所(穴数)が3600穴の穴開け加工を行う。
【0049】
次に、上述した加工条件に基づいた各領域の加工結果を図を用いて説明する。
【0050】
図6は、本発明における加工行程のみを行った各領域毎に加工結果を示す図である。なお、図6におけるレーザ光の条件は、800HZのレーザ光をエネルギー5.90J、900V(10W)で出射し、加工時間は21分22秒として、加工能力は10140穴/hであるレーザ光を用いる。また、アシストガスには酸素を用いる。
【0051】
また、図6(a)は、A領域の加工結果を表し、図6(b)は、B領域の加工結果を表し、図6(c)は、C領域の加工結果を表す。
【0052】
また、Topは、加工対象物17のレーザ光及びアシストガスが出射された面(表面)であり、Bottomは、レーザ光及びアシストガスが出射された反対の面(裏面)である。
【0053】
また、Xは、表面の加工穴のX軸方向の径の大きさ(μm)を表し、Yは、表面の加工穴のY軸方向の径の大きさ(μm)を表す。また、xは、裏面の加工穴のX軸方向の径の大きさ(μm)を表し、yは、裏面の加工穴のY軸方向の径の大きさ(μm)を表す。また、図6は、各領域において任意に9箇所のデータを抽出した。
【0054】
図6に示すように、各領域とも、Bottomのxとyの径の大きさに誤差が見られる。この誤差は加工形状が真円でないことを表し、更にBottomの方が誤差が大きいため、その原因としてドロスの付着によるものであると推測される。
【0055】
次に、本発明におけるドロス除去行程を含めた加工処理を行った結果を図7に示す。なお、図7におけるレーザ光の条件は、800HZのレーザ光をエネルギー5.90J、900V(10W)で出射し、加工時間は、26分15秒として、加工能力は8228穴/hであるレーザ光を用いる。また、アシストガスには圧縮空気を用いる。
【0056】
また、図7(a)は、A領域の加工結果を表し、図7(b)は、B領域の加工結果を表し、図7(c)は、C領域の加工結果を表す。
【0057】
また、図7のTop、Bottom、X、Y、x及びyは、図6と同様である。なお、図7についても、各領域において任意に9箇所のデータを抽出した。
【0058】
図7に示すように、各領域とも、本発明におけるレーザ加工方法を用いることで、Bottomのxとyの径の大きさの誤差を図6と比較して明確に減少させている。これは、Bottomの位置に付着したドロスをドロス除去行程を行うことで、吹き飛ばすことができ真円に近い加工を形成させることができる。
【0059】
上述したように、同一加工箇所に再度レーザ光とアシストガスを出射するドロス除去行程を有するレーザ加工方法を用いることにより、加工対象物の加工形状の精度を向上させることができる。また、加工対象物において、複数の加工形状を形成する場合、必要に応じて予め設定した加工箇所に対してのみドロス除去行程を行うことで、無駄な加工作業を行う必要がなく、ランニングコストを抑え、効率的な加工を行うことができる。
【0060】
また、ドロス除去行程に用いるレーザ光とアシストガスの出射形状を円又は四角等に設定を行うことで、加工工程時と同じ軌跡を描くことができるため、ドロスのみを的確に除去することができ、加工形状の精度を更に向上させることができる。
【0061】
また、CADデータ等をレーザ加工装置に入力し、入力されたCADデータの内容に基づいて加工形状のドロス除去行程を実施する場所、及び実施する際のレーザ光とアシストガスの加工形状を設定することにより、作業者の負担を減らして、正確な位置にドロス除去を実施することができる。
【0062】
更に、ドロス除去行程に関するレーザ加工プログラムを作成し加工工程に付加することにより、レーザ加工作業を容易に実施することができる。
【0063】
なお、本発明におけるレーザ加工は、上述した穴開け加工だけでなく、切断加工及び溶接加工においても、同様のレーザ加工方法を用いることで加工形状の精度を向上させることができる。
【0064】
【発明の効果】
本発明によれば、加工工程にて生成されたドロスを除去するために、同一加工箇所に再度レーザ光とアシストガスを出射するドロス除去行程を有するレーザ加工方法を用いることにより、加工対象物の加工形状の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザ加工装置の一例の図である。
【図2】本発明における加工対象物の加工状態の一例を示す図である。
【図3】本発明における制御装置のコンピュータシステムの一構成例を示す図である。
【図4】本発明におけるメタルマスクレーザ加工装置の一構成例を示す図である。
【図5】加工対象物の加工箇所を示す図である。
【図6】本発明における加工行程のみを行った各領域毎に加工結果を示す図である。
【図7】本発明におけるドロス除去行程を含めた加工処理を行った結果を示す図である。
【符号の説明】
11,41 レーザ発振器
12 反射ミラー
13 集光レンズ
14 アシストガス出射装置
15 架台
16 制御装置
17 加工対象物
31 入力装置
32 出力装置
33 ドライブ装置
34 記録媒体
35 補助記憶装置
36 メモリ装置
37 演算処理装置
42 トレパニングヘッド
43 ガスノズル
44 XYテーブル
45 Xリニアモータ
46 Yリニアモータ
47 Z軸稼動部
48 石定盤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing method, a laser processing apparatus, and a laser processing program, and more particularly, to a laser processing method, a laser processing apparatus, and a laser processing program for improving the accuracy of the processing shape of a workpiece.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as processing using laser light (hereinafter referred to as laser processing), processing techniques such as welding, drilling or cutting are used in manufacturing processes in various fields such as machines, electronics, and semiconductor devices.
[0003]
By the way, in the processing of an object to be processed by laser light, particularly in cutting or drilling, an oxidation product called dross is attached to the processed surface formed by the processing and the back surface with respect to laser light irradiation. In recent years, since highly accurate processing is required, the adhesion of dross reduces the value of the object to be processed.
[0004]
Therefore, as the above-mentioned measures, a method of reducing the amount of the melt of the workpiece to be the basis of dross as much as possible, a method of blowing off the melt using an auxiliary gas called assist gas, and the like are used. In addition to the above method, there is a method in which a dross adhesion preventing agent is applied to the back surface of the object to be processed before processing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described method, the dross attached to the back surface of the workpiece to be irradiated with the laser beam can be removed, but the dross attached to the surface formed by the processing cannot be removed. Also, when assist gas is used, dross can be blown to the vicinity of the lower part of the processed surface, but it cannot be completely removed.
[0006]
In addition, there are cases where the workpiece is processed at a plurality of processing locations, but there are some that only need to be perforated at the location of the processing location. Therefore, there is a need for a method for forming a highly accurate machining shape only at a necessary portion without increasing extra work.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and in particular, an object of the present invention is to provide a laser processing method, a laser processing apparatus, and a laser processing program for improving the accuracy of the processing shape of an object to be processed. To do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs means for solving the problems having the following characteristics.
[0009]
According to the first aspect of the present invention, a laser beam and an assist gas are emitted to a processing object placed on a gantry to process at least one processing location of the processing object. In the laser processing method for performing the processing, the laser beam and the first assist gas are emitted from substantially the same direction to the processing portion, and the processing step is performed again to remove dross at the processing portion. It has a dross removal process in which a laser beam and a second assist gas different from the first assist gas are emitted from substantially the same direction to perform dross removal.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, the laser beam and the assist gas are emitted again to the same location, so that dross attached to the machining surface formed by machining can be removed, and a highly accurate machining shape is obtained. Can be formed.
[0011]
The invention described in
[0012]
According to the second aspect of the present invention, by performing the dross removal process only on the machining location where it is necessary to form a highly accurate machining shape, it is not necessary to perform a wasteful operation and the running cost can be suppressed. In addition, by setting in advance to perform the dross removal process on all the machining locations, it is possible to perform high-precision machining on all the machining locations of the workpiece, and to improve the product value.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, a laser beam and an assist gas are emitted to a processing object placed on a gantry to process at least one processing location of the processing object. In the laser processing apparatus for performing the processing, the laser beam and the first assist gas are emitted from substantially the same direction to the processing portion, and processing is performed again to remove the dross at the processing portion. Dross removing means for removing dross by emitting laser light and a second assist gas different from the first assist gas from substantially the same direction .
[0014]
According to the invention of
[0015]
The invention described in
[0016]
According to the fourth aspect of the present invention, since the dross removing means is provided only at the machining location where it is necessary to form a highly accurate machining shape, it is not necessary to perform a wasteful operation and the running cost can be suppressed. In addition, by having dross removal means in all the processing locations in advance, it is possible to perform highly accurate processing on all processing locations of the processing object, and to improve the product value.
[0017]
The invention described in
[0018]
According to the invention described in
[0019]
The invention described in
[0020]
According to the invention described in
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention performs processing by emitting laser light and assist gas to a processing object placed on a gantry and then emitting laser light and assist gas again to the same location. The main purpose is to improve the accuracy of the processing shape by blowing off the dross attached on the surface.
[0022]
Even if the dross attached to the back surface of the object to be processed cannot be removed by emitting the laser beam and the assist gas again, the dross can be easily obtained by performing the conventional back surface polishing process. Can be removed.
[0023]
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 is a diagram of an example of a laser processing apparatus.
[0025]
The laser processing apparatus of FIG. 1 is configured to include a
[0026]
In FIG. 1, first, when laser light is emitted from the
[0027]
The
[0028]
Here, FIG. 2 shows an example of the processing state of the processing object in the present invention.
[0029]
In FIG. 2, FIG. 2A is a diagram showing normal (first) processing. In FIG. 2 (a), the process of emitting the laser beam and the assist gas at the same time becomes very high when the
[0030]
However, a part of the dross is attached to the vicinity of the back surface (lower part) of the
[0031]
The processed
[0032]
It should be noted that the timing of the dross removal process in which the laser beam and the assist gas are emitted again to the same location may be immediately after the processing of FIG. The dross removal process may be performed after the process of (a) is completed. In addition, the laser beam and assist gas are emitted during the dross removal process according to the shape (circle, square, etc.) and thickness of the processing hole, so that the dross can be accurately removed and the processing shape accuracy can be improved. be able to.
[0033]
Furthermore, in order to improve the accuracy of the machining shape of the
[0034]
Here, an example of a computer system configuration of the
[0035]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a computer system of the control device according to the present invention.
[0036]
As shown in FIG. 3, the computer system of the
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
Regarding the dross removal process, not only the presence / absence of the dross removal process, but also the laser beam and assist gas emission shape (circle, square, etc.) used for removing the dross are set to draw the same trajectory as in the machining process. Therefore, only dross can be removed accurately, and the accuracy of the processed shape can be further improved.
[0040]
A
[0041]
The above-described method for setting the machining process and the dross removal process from the CAD data is based on the condition that the dross is likely to adhere depending on the size of the diameter included in the CAD data, the thickness of the workpiece, etc. It is possible to add a dross removal process only at a necessary portion by accumulating the data in 35 and comparing the condition with CAD data.
[0042]
The
[0043]
Next, the result of laser processing using the laser processing method of the present invention will be described with reference to the drawings. In order to facilitate the explanation of the results, a description will be given in comparison with the results of the conventional laser machining performed only in the machining process.
[0044]
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a metal mask laser processing apparatus according to the present invention.
[0045]
The metal mask processing apparatus of FIG. 4 includes a
[0046]
It is assumed that the
[0047]
Next, specific processing conditions will be described.
[0048]
FIG. 5 is a diagram illustrating a processing portion of the processing object. 5 is a SUS304 steel plate and has a thickness of 0.15 mm. Further, 400 holes are formed in the A region in FIG. 5 with Φ120 μm and a pitch of 240 μm, 1600 holes are formed in the B region with Φ80 μm and a pitch of 160 μm, and 1600 holes are formed in the C region with a Φ80 μm and a pitch of 480 μm. Form. That is, drilling with a total machining location (number of holes) of 3600 holes is performed.
[0049]
Next, the processing results of each region based on the above-described processing conditions will be described with reference to the drawings.
[0050]
FIG. 6 is a diagram showing a processing result for each region in which only the processing process is performed in the present invention. The laser beam conditions in FIG. 6 are as follows: an 800 Hz laser beam is emitted at an energy of 5.90 J, 900 V (10 W), a processing time is 21 minutes 22 seconds, and a laser beam with a processing capacity of 10140 holes / h is used. Use. Further, oxygen is used as the assist gas.
[0051]
6A shows the processing result of the A region, FIG. 6B shows the processing result of the B region, and FIG. 6C shows the processing result of the C region.
[0052]
Further, Top is the surface (front surface) from which the laser beam and assist gas are emitted from the
[0053]
X represents the size (μm) of the diameter of the surface processed hole in the X-axis direction, and Y represents the size of the diameter (μm) of the surface processed hole in the Y-axis direction. Moreover, x represents the size (μm) of the diameter in the X-axis direction of the processed hole on the back surface, and y represents the size (μm) of the diameter in the Y-axis direction of the processed hole on the back surface. Moreover, FIG. 6 extracted 9 data arbitrarily in each area | region.
[0054]
As shown in FIG. 6, there is an error in the size of the x and y diameters of the Bottom in each region. This error indicates that the machined shape is not a perfect circle, and since the error is larger in the bottom, it is presumed that the cause is due to adhesion of dross.
[0055]
Next, FIG. 7 shows the result of processing including the dross removal process in the present invention. The laser beam conditions in FIG. 7 are as follows: an 800 Hz laser beam is emitted at an energy of 5.90 J, 900 V (10 W), the processing time is 26 minutes and 15 seconds, and the processing capability is 8228 holes / h. Is used. Further, compressed air is used as the assist gas.
[0056]
FIG. 7A shows the processing result of the A region, FIG. 7B shows the processing result of the B region, and FIG. 7C shows the processing result of the C region.
[0057]
Further, Top, Bottom, X, Y, x, and y in FIG. 7 are the same as those in FIG. In FIG. 7 as well, data were arbitrarily extracted at nine locations in each region.
[0058]
As shown in FIG. 7, by using the laser processing method of the present invention in each region, the error in the magnitudes of the x and y diameters of the Bottom is clearly reduced as compared with FIG. This is because the dross attached to the position of the bottom can be blown away by performing a dross removing process, and a process close to a perfect circle can be formed.
[0059]
As described above, by using a laser processing method having a dross removal process of emitting laser light and assist gas again to the same processing location, the accuracy of the processing shape of the processing object can be improved. In addition, when forming a plurality of machining shapes on the workpiece, by performing the dross removal process only on the machining points set in advance as necessary, it is not necessary to perform a wasteful machining operation and reduce the running cost. Suppressing and efficient processing can be performed.
[0060]
In addition, by setting the emission shape of the laser beam and assist gas used in the dross removal process to a circle or square, etc., it is possible to draw the same trajectory as during the machining process, so only dross can be removed accurately. The accuracy of the processed shape can be further improved.
[0061]
Also, CAD data or the like is input to the laser processing apparatus, and a place for performing a dross removal process of the processing shape and a processing shape of the laser beam and assist gas at the time of execution are set based on the contents of the input CAD data. Thus, dross removal can be performed at an accurate position while reducing the burden on the operator.
[0062]
Furthermore, by creating a laser machining program related to the dross removal process and adding it to the machining process, the laser machining operation can be easily performed.
[0063]
In addition, the laser processing in the present invention can improve the accuracy of the processing shape by using the same laser processing method not only in the above-described drilling processing but also in the cutting processing and welding processing.
[0064]
【The invention's effect】
According to the present invention, in order to remove the dross generated in the machining process, by using a laser machining method having a dross removal process of emitting laser light and assist gas again to the same machining location, The accuracy of the machining shape can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram of an example of a laser processing apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a processing state of a processing object in the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a computer system of a control device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a metal mask laser processing apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a processing portion of a processing object.
FIG. 6 is a diagram showing a processing result for each region in which only a processing step is performed in the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a result of processing including a dross removal process in the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記加工箇所に対して前記レーザ光と第1のアシストガスを略同一方向から出射して加工を行う加工工程と、
前記加工箇所のドロスを除去するために、再度前記レーザ光と前記第1のアシストガスとは異なる第2のアシストガスを略同一方向から出射してドロス除去を行うドロス除去行程とを有することを特徴とするレーザ加工方法。In a laser processing method of emitting laser light and assist gas to a processing object placed on a gantry and processing at least one processing location of the processing object,
A processing step of performing processing by emitting the laser beam and the first assist gas from substantially the same direction to the processing location;
In order to remove the dross at the processing location, a dross removal step is performed in which the laser beam and the second assist gas different from the first assist gas are emitted again from substantially the same direction to remove the dross. A featured laser processing method.
前記加工箇所に対して前記レーザ光と第1のアシストガスを略同一方向から出射して加工を行う加工手段と、
前記加工箇所のドロスを除去するために、再度前記レーザ光と前記第1のアシストガスとは異なる第2のアシストガスを略同一方向から出射してドロスの除去を行うドロス除去手段とを有することを特徴とするレーザ加工装置。In a laser processing apparatus that emits laser light and an assist gas to a processing object placed on a gantry and processes at least one processing location of the processing object,
Processing means for performing processing by emitting the laser beam and the first assist gas from substantially the same direction to the processing location;
In order to remove the dross at the processing location, dross removing means for removing dross by emitting a second assist gas different from the laser beam and the first assist gas from substantially the same direction again. A laser processing apparatus characterized by the above.
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