JP4166454B2 - Laser processing apparatus and laser processing method - Google Patents

Laser processing apparatus and laser processing method Download PDF

Info

Publication number
JP4166454B2
JP4166454B2 JP2001287579A JP2001287579A JP4166454B2 JP 4166454 B2 JP4166454 B2 JP 4166454B2 JP 2001287579 A JP2001287579 A JP 2001287579A JP 2001287579 A JP2001287579 A JP 2001287579A JP 4166454 B2 JP4166454 B2 JP 4166454B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
laser beam
workpiece
power
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001287579A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003094186A (en
Inventor
勇一 森田
Original Assignee
株式会社日平トヤマ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日平トヤマ filed Critical 株式会社日平トヤマ
Priority to JP2001287579A priority Critical patent/JP4166454B2/en
Priority to GB0214419A priority patent/GB2377664A/en
Priority to US10/175,831 priority patent/US6680459B2/en
Publication of JP2003094186A publication Critical patent/JP2003094186A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4166454B2 publication Critical patent/JP4166454B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Air Bags (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車のインストルメントパネル等よりなるワークに対して、レーザ光により開裂加工を行うためのレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車の助手席用エアバッグは、ダッシュボードのインストルメントパネルの内側に配置されている。そして、エアバッグと対向するように、前記インストルメントパネルには開口が形成され、その開口には蓋板が取り付けられている。あるいは、開口は設けられていないが、開放部を構成するように、インストルメントパネルに所定形状の開裂のための溝部が形成されている。そして、通常は蓋板または開放部によりエアバッグが覆われた状態にあり、エアバッグの作動時には、蓋板が飛散されて、または開放部が前記溝部から開裂されて、エアバッグがインストルメントパネル内から外側に膨出されるようになっている。
【0003】
しかしながら、前記のようなエアバッグの被覆構造においては、インストルメントパネルの表面に蓋板の外形や開放部の溝部が現れるため、外観が悪くなるという問題があった。また、蓋板の外形や開放部の溝部がフロントウインドゥに写り込むため、運転しにくいという問題もあった。
【0004】
これらのような問題に対処するため、インストルメントパネルの裏面に盲孔状の穿孔を形成し、その穿孔を所定間隔おきに列設加工して、開裂部を形成する方法も提案されている。この加工方法においては、穿孔の内底部とパネルの表面側との間に一定の厚さの残肉部を確保して、開裂部の破壊強度を全周にわたって所定値となるように形成する必要がある。
【0005】
前記残肉部の厚さを安定化するためには、レーザ光の出力を安定させる必要がある。ところが、この安定化のためには、レーザ加工装置の発振器に対する供給電圧、光学系の冷却水温、加工装置の周囲温度等の各種の要素あるいは条件が一定である必要がある。実際には、これらの要素や条件が一定を維持することはあまりなく、しかも、光学系の経時変化等が加わって、レーザ光の実際の出力が変化することがほとんどである。
【0006】
そして、レーザ光の出力が変化する状態でレーザ加工を実行すると、ワークの残肉部の厚さが変化して、エアバッグの膨張時における開裂に支障を来したり、レーザ光がワークを透過して、ワークに小さな孔があいたり、傷跡が残ったりするというおそれがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
レーザ光の変化する出力を補償するために、例えば、特開昭63−278687号公報に記載の技術が提案されている。この技術は、図9に示すように、所定の基本周波数で発振される基準パルスに従うパルスレーザ光の出力を各パルスごとに検出して、その出力を積分回路により積分し、積分された値と基準値とを比較して、それらの間の誤差を判定するものである。
【0008】
しかしながら、パルスレーザ光の出力を積分する場合には、積分回路における放電時間が必要であるが、例えば5KHzの高速で発振されるパルスレーザ光は、出力OFF時間が短すぎて、その放電時間を確保することが難しい。
【0009】
このためには、積分回路の時定数を短くすることが考えられるが、このようにすると、図9に示す積分値30から明らかなように、パルスレーザ光の発振ノイズを検出してしまい、逆に時定数を長くすれば、前述のように積分回路の放電時間を確保できない。従って、従来の方法では、実際の出力値とはかけ離れた値がモニタされて、レーザ出力検出を正確に行い得ない。従って、この従来の方法をインストルメントパネルの開裂加工に適用した場合、レーザ出力制御が不可能となり、結果として残肉部の厚さを一定にすることが難しい。
【0010】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、パルス発振によるレーザ光の出力値を正確に取得して、残肉部の厚さを安定化させることが可能なレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、治具上に支持されたパネルよりなるワーク上にノズルからパルス発振によるレーザ光を照射して穿孔を行うとともに、ノズルとワークとの間の相対移動により穿孔点を列設させることにより、穿孔の内底部とワークの一方の表面側との間に一定の厚さの残肉部を設けた開裂加工を施すようにしたレーザ加工装置において、ワークの厚さを検出するためのワーク厚さ検出手段と、そのワークの厚さ検出手段による検出結果に応じて、大出力照射時のレーザ光の出力を設定するとともに、前記各穿孔点におけるレーザ光が大出力で照射された後、この大出力のレーザ光に対して所定比率の小出力に切換えて照射されるように、レーザ光の出力を制御するための出力制御手段と、前記大出力照射時におけるレーザ光の実際の出力をパルス毎に検出するためのレーザ光検出手段と、検出された出力を加算するための加算器と、その加算器による加算結果に応じて、大出力照射時の前記設定されたレーザ光のパルス周波数,ピークパワー,パルス数のうちの少なくともひとつの値よりなる出力値と実際のパルス周波数,ピークパワー,パルス数のうちの少なくともひとつの値よりなる出力値との差に基づき前記設定されたレーザ光の出力値と比較した過不足分を補うように、大出力照射に続く小出力照射時におけるレーザ光の出力を調整するための調整手段とを備え、前記ワーク厚さ検出手段により、ワーク厚さ検出された後に、その検出結果に応じて前記出力制御手段により、大出力照射時のレーザ光の出力が設定され、次いで、この設定された出力値に基づく大出力レーザ光により、穿孔が実行されるとともに、前記レーザ光検出手段によりレーザ光出力の実際の出力が検出され、この検出された実際の出力の値が前記加算器により加算され、設定された大出力レーザ光によるレーザ加工が終了すると、前記調整手段により、前記加算器による加算によって算出された実際の大出力レーザ光の総出力値と、設定された大出力レーザ光の出力値とが比較され、この比較の結果、実際の総出力値の過不足分を補うように次の小出力照射時におけるレーザ光の出力が調整されることを特徴とする。
【0012】
従って、この請求項1に記載の発明においては、パルス発振レーザ光により穿孔を行ってワークに対して残肉部を設けた加工孔を形成することができる。そして、この加工孔をワークの表面に沿ってミシン目状に連続させれば、溝状の開裂不を形成させることができる。この場合、大出力のパルス発振レーザ光による穿孔続いて、小出力のパルス発振レーザ光による穿孔が実行され、大出力レーザ光によるレーザ光出力に従って小出力レーザ光のパルス数が設定値と一致するように調整される。このため、大出力レーザ光による穿孔深さに誤差が生じても、小出力レーザ光による穿孔においてその誤差を解消でき、残肉部の厚さを一定にすることが可能になる。また、大出力レーザ光による穿孔に続いて小出力レーザ光によるよる穿孔が行われるため、加工孔の開口側が広く形成される。このため、不活性ガスやワークの切り屑等の排出が円滑に行われ、高精度で効率のよい穿孔作業が可能になる。さらに、レーザ光の出力の判定にあたっては、パルス発振レーザ光の各パルスごとの出力を加算するだけであるため、実際の出力を正確に算出できる。このため、この正確な出力の値に基づいて穿孔深さ、言い換えれば残肉部の厚さを正確に確保できる。また、ワークの厚さに対応して、パルス発振レーザ光の出力調整を行うことにより、加工孔の深さを調整でき、ワークの厚さが変化しても残肉部の厚さを一定に確保することができる。
【0014】
請求項に記載の発明においては、請求項1において、穿孔点における小出力照射のパワーが大出力照射のパワーに対して70パーセント以下で、20パーセント以上であることを特徴としたものである。
【0015】
従って、請求項に記載の発明においては、小出力照射のパワーが大出力照射のパワーに対して充分に低いため、小出力レーザ光により、加工孔の深さを高精度に調整できる。
【0016】
請求項3に記載の発明においては、レーザ加工方法に関するものであって、治具上に支持されたパネルよりなるワークに対してノズルからレーザ光を照射して穿孔を行うとともに、ノズルとワークとの間の相対移動により穿孔点を列設させることにより、穿孔の内底部とワークの一方の表面側との間に一定の厚さの残肉部を設けた開裂加工を施すようにしたレーザ加工方法において、ワークの厚さを検出し、そのワークの厚さの検出結果に応じて、大出力照射時のレーザ光の出力を設定し、前記各穿孔点におけるレーザ光を大出力で照射した後、この大出力のレーザ光に対して所定比率の小出力に切換えて照射するとともに、大出力照射時におけるレーザ光の実際の出力をパルス毎に検出し、次いで、検出された出力を加算し、その加算結果に応じて大出力照射時の前記設定されたレーザ光のパルス周波数,ピークパワー,パルス数のうちの少なくともひとつの値よりなる出力値と実際のパルス周波数,ピークパワー,パルス数のうちの少なくともひとつの値よりなる出力値との差に基づき前記設定されたレーザ光の出力値と比較した過不足分を補うように、大出力照射に続く小出力照射時におけるレーザ光の出力を調整することを特徴としたものである。
【0017】
このため、前記請求項1と同様な作用を得ることができる
【0018】
請求項に記載の発明においては、請求項において、穿孔点における小出力照射のパワーを大出力照射のパワーに対して70パーセント以下で、20パーセント以上にすることを特徴としたものである。
【0019】
従って、請求項に記載の発明おいては、前記請求項3と同様な作用を得ることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1に示すように、この実施形態のレーザ加工装置では、治具を構成する導電体よりなる支持部材11がテーブル10上に設けられている。この支持部材11は、図示しない駆動機構によりX方向及びY方向に移動される。この支持部材11の上面には、ワーク12が載置状態で支持固定される。この実施形態では、ワーク12は、図3に示すように自動車の助手席用エアバッグ(図示しない)を覆うようにしたインストルメントパネルである。
【0021】
図1及び図2に示すレーザヘッド13は、前記支持部材11に対して接近離間可能及び傾動可能に図示しないモータにより対向配設されるように駆動制御され、その下部にはレーザ照射ノズル14が突設されている。そして、このレーザ照射ノズル14を含むレーザヘッド13が支持部材11に対して所定の上下間隔L1をおいた状態でX,Y方向に相対移動されて、レーザ照射ノズル14がワーク12上のあらかじめ決定された穿孔位置に移動される。
【0022】
図1及び図2に示すように、前記レーザヘッド13にはレーザ発振器15が接続されている。レーザ発振器15とレーザ照射ノズル14との間には、複数のミラー21〜23及び集光レンズ14aが配置され、これらによってレーザヘッド13とレーザ発振器15との間のレーザ光路が形成されている。前記各ミラー21〜23のうちのひとつ21はハーフミラーになっていて、レーザ光の一部がこのハーフミラーを透過する。そして、その透過光路上には、レーザ光検出手段としての検出センサ24が配置され、前記発振器15から発振されるパルス発振によるレーザ光の実際の出力が検出される。
【0023】
前記レーザ発振器15は制御装置16に電気接続されている。この制御装置16は、レーザ発振器15をはじめとして、レーザ加工装置全体の動作を制御する。制御装置16にはメモリ20が接続され、このメモリ20には各種のデータやプログラム等が格納されている。制御装置16及びメモリ20は、補正手段,調整手段,及び出力制御手段を構成している。そして、メモリ20に格納された前述の各種のデータ及びプログラムに基づく制御装置16の制御に基づいて、レーザ発振器15からレーザヘッド13に対してレーザ光が供給され、そのレーザ光がワーク12に照射される。従って、このレーザ光により、図4に示すように前記ワーク12に対して、所定寸法の残肉部tが残るように加工孔12aが形成される。そして、レーザヘッド13とワークWとの前記X,Y方向への相対移動に基づいて、この加工孔12aがワークWの表面に沿って複数連続するとともに、その連続部が断続的に形成されることにより、ワークWに対してミシン目状の開裂部が形成される。
【0024】
すなわち、図6に示すように、制御装置16からレーザ発振器15に対して基本周波数(例えば、5KHz)の基準パルスが出力されるとともに、オン信号,オフ信号及び切換信号が出力される。そして、オン信号が出力されると、レーザ発振器15は、基準パルスに従って連続したパルス状のレーザ光を大出力で発振する。次いで、切換信号が出力されると、発振されるレーザ光が、大出力レーザ光に対して所定比率の小出力に切換られる。この実施形態では、小出力のパワーは、大出力のパワーに対して50%である。そして、オフ信号が出力されると、小出力のパルス発振レーザ光の出力が停止される。また、この実施形態においては、大出力レーザ光のパルス数と、小出力レーザ光のパルス数とがあらかじめ設定されている。ただし、大出力レーザ光及び小出力レーザ光の各パルス数は、後述の説明から明らかなように、前記制御装置16の制御によりそれぞれ異なる数に設定または変更される。
【0025】
前記レーザ光検出センサ24は、大出力レーザ光の出力を検出するようになっている。そして、制御装置16は、大出力レーザ光の検出された出力に基づいて、大出力レーザ光の1パルスごとの穿孔深さを算出する。
【0026】
一方、前記制御装置16には、加算器25が設けられている。この加算器25により、前記検出センサ24で検出された大出力レーザ光の出力が加算され、この加算値が前記メモリ20に格納される。そして、制御装置16は、加算器25による出力の加算結果に基づいて、前記オフ信号の出力タイミングを調整する。
従って、このオフ信号の出力タイミングの調整により、大出力レーザ光の出力に続く小出力レーザ光の出力値が補正される。この実施形態においては、小出力レーザ光の出力値とは、レーザ光のパルス周波数,各パルスレーザ光のピークパワー,パルス数の少なくともひとつの値を含むものとする。
【0027】
前記レーザ照射ノズル14の基材は絶縁材により形成され、その先端には第1電極17が形成されるとともに、外周面には第2電極18がコーティング等により形成されている。第1電極17と第2電極18にはワーク厚さ検出手段としての静電容量センサ19が接続されている。そして、ワーク12に対するレーザ加工に際して、静電容量センサ19により支持部材11とレーザ照射ノズル14との間のワーク12の厚さに従う静電容量が検出されて、その検出結果が制御装置16に対して出力される。
【0028】
そして、図5から明らかなように、ワーク12の板厚が厚くなるほど、小さな静電容量の検出電圧が出力される。これに基づいて、制御装置16は、図6に示す切換信号の出力タイミングを調整する。この実施形態においては、後述するように、加工孔のほぼ80パーセントの深さが大出力レーザ光により穿孔され、残りが小出力レーザ光により穿孔される。従って、ワーク12の板厚に従って大出力レーザ光の出力が設定される。また、制御装置16は、前述した大出力レーザ光の1パルス当たりの穿孔量と、前記加算器25で加算された値に基づいて、後続の穿孔における切換信号の出力タイミングを調整して、後続の大出力パルス発振レーザ光の出力値を補正する。この実施形態においては、大出力レーザ光の出力値とは、レーザ光のパルス周波数,各パルスレーザ光のピークパワー,パルス数の少なくともひとつの値を含むものとする。
【0029】
前記支持部材11の一隅部には、熱電パワーモニタ21が配置されている。この熱電パワーモニタ21は、加工開始前や加工段取り中においてレーザ光の照射を受けて、レーザ光の強度を測定する。そして制御装置16は、この熱電パワーモニタ21からの検出信号を受けて、レーザ光の強度の指令値と実際の強度の出力値との間の差を判定する。そして、制御装置16は、この判定に基づき、実際の強度の出力レベルが指令値に近づくように、各パルスごとのレーザ光の出力レベルを調整する。
【0030】
図1に示す入力パネル等の入力手段26は、各種のデータやコマンド等を手入力するためのものである。
次に、前記のように構成されたこの実施形態のレーザ加工装置の動作によるレーザ加工方法を図7のフローチャートに基づいて説明する。この図7のフローチャートは、メモリ20に記憶されたプログラムが制御装置16の制御にもとに稼働することにより、進行するものである。
【0031】
さて、レーザ加工が開始されると、まずレーザ照射ノズル14が支持部材11に載置固定されたワーク12の上方のプログラムされた所定位置に下降され、支持部材11に対して所定の上下間隔L1をおいた状態に配置される(ステップS1)。このため、レーザ照射ノズル14と支持部材11との間の距離が一定値に保たれる。
【0032】
この状態で、レーザ照射ノズル14を含むレーザヘッド13とワーク12を支持した支持部材11とがX,Y方向に相対移動されて、ワーク12に対するレーザ加工が開始される(ステップS2)。この場合、まずレーザ照射ノズル14がワーク12上の1つの穿孔位置に対応した状態で、静電容量センサ19により静電容量が検出されて、ワーク12の板厚に応じた検出電圧が制御装置16に入力される(ステップS3)。
【0033】
この静電容量の検出結果に基づいて、制御装置16において、パルス発振レーザ光出力のうち、大出力レーザ光の出力,例えばパルス数が設定されて、補正される(ステップS4,S5)。このとき、小出力レーザ光のパルス数はあらかじめ定められている。すなわち、このステップS4,S5においては、図4から明らかなように、残肉部tの厚さが一定になるように、静電容量センサ19によって検出されたワーク12の厚さに応じて、大出力レーザ光のパルス数が設定される。なお、この実施形態では、大出力レーザ光による穿孔は、穿孔の深さに対応するワーク厚さの80%、小出力レーザによる穿孔は、穿孔の深さに対応するワーク厚さの20%となるように、あらかじめ穿孔比率が標準値として設定されている。
【0034】
次いで、制御装置16から図6に示すオン信号が出力され、前記基本周波数の基準パルス数に従って大出力のパルス発振レーザ光がワーク12の穿孔位置に対して照射されて(ステップS6)、穿孔が開始される(図4及び図8参照)。この大出力レーザ光の出力時には、レーザ光検出センサ24により出力(パワー)が検出され(ステップS7)、検出された出力の値が加算器25により経時加算され、図9に示すその加算結果の値31が蓄積される(ステップS8)。
【0035】
このようにして、設定されたパルス発振による大出力パルスレーザ光によるレーザ加工が終了すると(ステップS9)、加算器25による加算によって算出された実際の大出力レーザ光の総出力値と、設定されたレーザ光による得るべき総出力値と比較が行われる(ステップS10)。この比較の結果、実際の出力が足りない場合は、前述した設定された総出力値に対して次の小出力レーザ光の設定出力が増加され、多い場合は、設定出力が減少されるという調整が実行される(ステップS11)。ここで、両出力値が等しい場合には、設定出力の値が調整されることなく維持される。
【0036】
そして、ステップS11で設定されたパルス数の小出力レーザ加工が行われ(ステップS12)、設定数に達すると加工孔12aの穿孔が終了する(ステップS13)。従って、ワーク12には規定寸法厚さの残肉部tが形成されたところで、小出力レーザ光による穿孔が停止される。
【0037】
次いで、後続の穿孔の有無が判断される(ステップS14)。後続の穿孔が存在しない場合はレーザ加工が停止される(ステップS16)。なお、前記加算器25は、加工終了時の時間を利用して、図8に示すように、蓄積された電荷の放電を行い、次の加算動作に備える。後続の穿孔が存在する場合には、前記ステップS6で測定された大出力レーザ光の実際の出力に基づいて、大出力レーザ光の1パルスあたりの穿孔深さが算出される(ステップS15)。
【0038】
そして、ルーチンが前記ステップS3に戻り、静電容量センサ19によりワーク12の厚さが検出されて、厚さに対応するように大出力レーザ光によるパルス数が算出されるが、この際には、ステップS15で算出された1パルス当たりの穿孔深さをもとにパルス数算出が実行される。すなわち、1パルス当たりの穿孔深さにパルス数を乗じた値が大出力レーザ光による穿孔深さとなるように、大出力レーザ光のパルス数が算出されて必要に応じて補正される。
【0039】
そして、前述したステップS3以降のルーチンが実行される。このため、このルーチンが繰り返されることにより、加工孔12aがワークWの表面に沿って複数連続するとともに、その連続部が断続的に形成され、図3に示すように、ワーク12上に所要の形状の開裂部lを設けることができる。
【0040】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
・ レーザ光の出力補正を大出力照射に続く小出力照射時に行うようにした。このため、大出力レーザ光による穿孔深さに誤差が生じても、小出力レーザ光による穿孔においてその誤差を解消できる。従って、常に、一定厚さの残肉部tを正確な残厚に確保できる。従って、所定の条件下で確実に開放される開裂部lを形成することができる。
【0041】
・ 小出力レーザ光による穿孔に先だって、大出力レーザ光による穿孔が行われるため、加工孔12aの開口側が広く形成される。このため、レーザ光照射時における加工孔12aからの不活性ガスやワークの切り屑等の排出が円滑に行われ、高精度で効率のよい穿孔作業が可能になる。
【0042】
・ パルス発振レーザ光の各パルスごとの出力が加算器25により加算されるため、積分する場合と異なり、パルス発振レーザ光の総出力値を正確に算出でき、穿孔深さ、すなわち残肉部の厚さを正確に確保できる。
【0043】
・ ワーク12の厚さを検出して、その厚さの変化に応じてレーザ光の出力を調整するようにしたことにより、ワーク12の厚さに応じて加工孔12aの深さを調整でき、残肉部tの厚さを一定にすることが可能になる。
【0044】
・ ワーク12の厚さを検出のために静電容量センサ19を用いたことにより、ワーク12を透過したレーザ光を検出するようなセンサを用いた場合と異なり、ワークに貫通孔があいたりすることがなく、ワーク厚さを確実に検出できる。また、ワーク12の表裏両面側にセンサを設ける必要がなく、構成が簡単である。
【0045】
・ ワーク12の厚さに応じてレーザ光を調整する場合、大出力レーザ光出力を調整するようにしたことにより、穿孔深さのウェイトが大きいレーザ光のパルス数が調整対象となる。従って、レーザ加工による穿孔深さを効果的に補正できる。
【0046】
・ 加算器25の加算結果に応じたパルス発振レーザ光の出力調整に際して、小出力レーザ光の数を調節するようにしたことにより、穿孔深さの微調整が可能になり、正確な厚さの残肉部tを確保できる。
【0047】
・ 加算器25による加算結果に応じて、後続の穿孔におけるパルス発振レーザ光の出力を補正するようにしたことにより、各種の条件がほとんど同じである後続の穿孔においても、一定厚さの残肉部tを形成することができる。このため、全体として、厚さの均一な残肉部を設けることができる。
【0048】
(変更例)
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記実施形態においては、大出力レーザ光の出力を検出して、後続の穿孔のためのレーザ出力を補正するようにした。これに対して、大出力レーザ光及び小出力レーザ光の双方の出力を検出して、後続の穿孔に反映させること。このようにすれば、さらに正確な穿孔が可能になる。
【0049】
・ 前記実施形態では、大出力レーザ光の出力を検出して、後続の大出力レーザ光のレーザ出力を補正するようにした。これに対して、小出力のレーザ光の出力を補正すること。このようにすれば、穿孔深さの微調整が可能になる。
【0050】
・ 前記実施形態では、静電容量検出器により大出力パルスレーザ光の出力に反映させるようにした。これに対し、小出力パルスレーザ光の出力に反映させるように構成すること。
【0051】
・ 前記実施形態では、小出力レーザ光の照射パワーを大出力レーザ光のそれに対して50パーセントにした。これに対して、70パーセント以下,20パーセント以上の間の任意の値にすること。
【0052】
・ ワーク12の厚さを検出するための検出手段として、静電容量センサ以外のセンサ、例えばワーク12の上面に接触することにより機械的にワーク厚さを検出するセンサを用いること。このようにすれば、検出手段のためのコストを低くすることができる。
【0053】
・ 自動車のインストルメントパネル以外のもの、例えば、ステアリングホイールのセンターカバーに対して開裂加工を施す場合に、この発明を適用すること。この場合も、前記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【0054】
【発明の効果】
以上、詳述したように、この発明においては、パルス発振によるレーザ光の照射において、前段の大出力レーザ光の出力値を正確に取得して、それに応じて後続の小出力レーザ光の照射出力を調節できるため、残肉部の厚さを安定化させることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施形態のレーザ加工装置を示す構成図。
【図2】 同じく加工状態のおける加工部を示す断面図。
【図3】 ワークに対するレーザ加工状態を示す斜視図。
【図4】 加工孔を示す説明図。
【図5】 ワーク厚さと検出電圧との関係を示す線図。
【図6】 パルス発振レーザ光を駆動する信号を示す線図。
【図7】 レーザ加工装置の動作を示すフローチャート。
【図8】 大出力レーザ光の加算値を示すグラフ。
【図9】 従来のレーザ加工装置におけるレーザ光の積分値を示すグラフ。
【符号の説明】
12…ワーク、12a…加工孔、13…レーザヘッド、14…レーザ照射ノズル、15…レーザ発振器、16…出力制御手段,補正手段,調整手段,設定手段を構成する制御装置、19…ワーク厚さ検出手段を構成する静電容量センサ、20…出力制御手段,補正手段,調整手段,設定手段を構成するメモリ、24…レーザ光検出手段を構成するレーザ光検出センサ、25…加算器、l…開裂部、t…残肉部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for performing a cleaving process with a laser beam on a workpiece made of, for example, an automobile instrument panel.
[0002]
[Prior art]
In general, an airbag for a passenger seat of an automobile is arranged inside an instrument panel of a dashboard. An opening is formed in the instrument panel so as to face the airbag, and a lid plate is attached to the opening. Or although the opening is not provided, the groove part for cleavage of a predetermined shape is formed in the instrument panel so that the opening part may be comprised. And, normally, the airbag is covered with a lid plate or an opening portion, and when the airbag is activated, the lid plate is scattered or the opening portion is cleaved from the groove portion, and the airbag is instrument panel. It is designed to bulge from the inside to the outside.
[0003]
However, in the airbag covering structure as described above, there is a problem that the external appearance is deteriorated because the outer shape of the cover plate and the groove portion of the open portion appear on the surface of the instrument panel. In addition, since the outer shape of the lid plate and the groove portion of the open portion are reflected in the front window, there is a problem that it is difficult to drive.
[0004]
In order to cope with these problems, a method has also been proposed in which blind holes are formed on the back surface of the instrument panel, and the holes are arranged at predetermined intervals to form a cleavage portion. In this processing method, it is necessary to secure a remaining thickness portion having a certain thickness between the inner bottom portion of the perforation and the surface side of the panel, and to form the fracture strength of the cleavage portion at a predetermined value over the entire circumference. There is.
[0005]
In order to stabilize the thickness of the remaining portion, it is necessary to stabilize the output of the laser beam. However, for this stabilization, various elements or conditions such as the supply voltage to the oscillator of the laser processing apparatus, the cooling water temperature of the optical system, and the ambient temperature of the processing apparatus need to be constant. Actually, these elements and conditions are not often maintained constant, and the actual output of the laser light is almost always changed due to changes in the optical system over time.
[0006]
If laser processing is performed in a state where the output of the laser beam changes, the thickness of the remaining part of the workpiece changes, which may hinder the tearing of the airbag when it is inflated, or the laser beam passes through the workpiece. As a result, there is a risk that a small hole is made in the workpiece or a scar remains.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In order to compensate for the changing output of laser light, for example, a technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-278687 has been proposed. In this technique, as shown in FIG. 9, the output of the pulse laser beam according to the reference pulse oscillated at a predetermined fundamental frequency is detected for each pulse, the output is integrated by an integration circuit, and the integrated value and An error between them is determined by comparing with a reference value.
[0008]
However, when integrating the output of the pulse laser beam, a discharge time in the integration circuit is required. However, for example, a pulse laser beam oscillated at a high speed of 5 KHz has an output OFF time that is too short. It is difficult to secure.
[0009]
For this purpose, it is conceivable to shorten the time constant of the integration circuit. However, as will be apparent from the integration value 30 shown in FIG. If the time constant is increased, the discharge time of the integration circuit cannot be secured as described above. Therefore, in the conventional method, a value far from the actual output value is monitored, and the laser output cannot be accurately detected. Therefore, when this conventional method is applied to instrument panel tearing, laser output control becomes impossible, and as a result, it is difficult to make the thickness of the remaining portion constant.
[0010]
The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a laser processing method capable of accurately acquiring an output value of laser light by pulse oscillation and stabilizing the thickness of the remaining portion.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above-described object, the invention according to claim 1 is configured to perform drilling by irradiating a laser beam by pulse oscillation from a nozzle onto a workpiece formed of a panel supported on a jig, and to form a nozzle and a workpiece. By arranging the drilling points in a line by relative movement between them, the laser is designed to perform a cleaving process with a remaining thickness of a constant thickness between the inner bottom of the drilling and one surface side of the workpiece. In the processing apparatus, according to the workpiece thickness detection means for detecting the thickness of the workpiece, and the detection result by the thickness detection means of the workpiece, the output of the laser beam at the time of high output irradiation is set, After the laser beam at the drilling point is irradiated with high power, A predetermined ratio to this high-power laser beamAn output control means for controlling the output of the laser light so as to be switched to a small output, and a laser light detection means for detecting the actual output of the laser light at the time of the high output irradiation for each pulse , An adder for adding the detected outputs, and according to the addition result by the adder, the set laser beam at the time of high output irradiationConsists of at least one of pulse frequency, peak power, and number of pulsesOutput value and actualConsists of at least one of pulse frequency, peak power, and number of pulsesAdjusting means for adjusting the output of the laser beam at the time of the small output irradiation following the high output irradiation so as to compensate for the excess and deficiency compared with the set output value of the laser beam based on the difference with the output value; A workpiece thickness by the workpiece thickness detection meansButAfter the detection, the output control means sets the output of the laser beam at the time of the high output irradiation according to the detection result, and then drilling is performed by the high output laser beam based on the set output value. In addition, the actual output of the laser beam output is detected by the laser beam detection means, and the detected actual output value is added by the adder, and the laser processing with the set high output laser beam is finished. The adjustment means compares the total output value of the actual large output laser beam calculated by the addition by the adder with the set output value of the large output laser beam, and as a result of this comparison, the actual total output value is compared. The output of the laser beam at the time of the next small output irradiation is adjusted so as to compensate for the excess or deficiency of the output value.
[0012]
  Therefore, in the invention according to the first aspect, it is possible to form a machining hole in which a remaining portion is provided on a workpiece by performing drilling with a pulsed laser beam. And if this processed hole is made continuous in the form of a perforation along the surface of the workpiece, it is possible to form a groove-like unbreakable. In this case, drilling with a high-power pulsed laser beam is performed, followed by drilling with a low-power pulsed laser beam, and the number of pulses of the small-power laser beam is set according to the laser beam output by the high-power laser beamSettingAdjusted to match the value. For this reason, even if an error occurs in the drilling depth by the high output laser beam, the error can be eliminated in the drilling by the small output laser beam, and the thickness of the remaining portion can be made constant. In addition, since the drilling by the small output laser beam is performed following the drilling by the high output laser beam, the opening side of the processing hole is widely formed. For this reason, discharge of inert gas, workpiece chips and the like is performed smoothly, and highly accurate and efficient drilling work becomes possible. Furthermore, in determining the output of the laser beam, the output for each pulse of the pulsed laser beam is simply added, so that the actual output can be accurately calculated. For this reason, it is possible to accurately ensure the drilling depth, in other words, the thickness of the remaining portion based on the accurate output value. Also, by adjusting the output of the pulsed laser beam according to the thickness of the workpiece, the depth of the drilled hole can be adjusted, and the thickness of the remaining part can be kept constant even if the thickness of the workpiece changes. Can be secured.
[0014]
  Claim2In the invention described in claim 1,1The power of small output irradiation at the perforation point is 70% or less and 20% or more with respect to the power of high output irradiation.
[0015]
  Therefore, the claims2In the invention described in (1), since the power of the small output irradiation is sufficiently lower than the power of the large output irradiation, the depth of the processed hole can be adjusted with high accuracy by the small output laser beam.
[0016]
  In invention of Claim 3, it is related with the laser processing method, and while irradiating a laser beam from a nozzle with respect to the workpiece | work consisting of the panel supported on the jig | tool, a nozzle and a workpiece | work Laser drilling is performed by providing a remnant part with a certain thickness between the inner bottom part of the perforation and one surface side of the workpiece by arranging the perforation points by relative movement between them. In the method, after detecting the thickness of the workpiece, setting the output of the laser beam at the time of the high-power irradiation according to the detection result of the thickness of the workpiece, after irradiating the laser beam at each of the drilling points with the high output, A predetermined ratio to this high-power laser beamSwitch to small output and irradiate, detect the actual output of the laser beam at the time of high output irradiation for each pulse, then add the detected output, and the setting at the time of high output irradiation according to the addition result Laser lightConsists of at least one of pulse frequency, peak power, and number of pulsesOutput value and actualConsists of at least one of pulse frequency, peak power, and number of pulsesBased on the difference from the output value, the output of the laser beam at the time of the small output irradiation following the high output irradiation is adjusted so as to compensate for the excess and deficiency compared with the set output value of the laser beam. It is.
[0017]
  For this reason, the same effect as that of the first aspect can be obtained..
[0018]
Claim4In the invention described in claim 1,3The power of small output irradiation at the perforation point is 70% or less and 20% or more with respect to the power of high output irradiation.
[0019]
  Therefore, the claims4In the invention described in item (3), the same effect as in the third aspect can be obtained.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the laser processing apparatus of this embodiment, a support member 11 made of a conductor constituting a jig is provided on a table 10. The support member 11 is moved in the X direction and the Y direction by a drive mechanism (not shown). The workpiece 12 is supported and fixed on the upper surface of the support member 11 in a mounted state. In this embodiment, the work 12 is an instrument panel that covers a passenger airbag (not shown) of an automobile as shown in FIG.
[0021]
The laser head 13 shown in FIGS. 1 and 2 is driven and controlled by a motor (not shown) so as to be able to approach and separate and tilt with respect to the support member 11, and a laser irradiation nozzle 14 is provided below the laser head 13. Projected. Then, the laser head 13 including the laser irradiation nozzle 14 is relatively moved in the X and Y directions with a predetermined vertical distance L1 with respect to the support member 11, and the laser irradiation nozzle 14 is determined in advance on the workpiece 12. Moved to the drilled position.
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 2, a laser oscillator 15 is connected to the laser head 13. A plurality of mirrors 21 to 23 and a condensing lens 14a are arranged between the laser oscillator 15 and the laser irradiation nozzle 14, and a laser optical path between the laser head 13 and the laser oscillator 15 is formed by these. One of the mirrors 21 to 23 is a half mirror, and a part of the laser beam is transmitted through the half mirror. A detection sensor 24 serving as a laser beam detection unit is disposed on the transmitted light path, and an actual output of the laser beam by pulse oscillation generated from the oscillator 15 is detected.
[0023]
The laser oscillator 15 is electrically connected to the control device 16. The control device 16 controls the operation of the entire laser processing apparatus including the laser oscillator 15. A memory 20 is connected to the control device 16, and various data, programs, and the like are stored in the memory 20. The control device 16 and the memory 20 constitute correction means, adjustment means, and output control means. Based on the control of the control device 16 based on the various data and programs stored in the memory 20, laser light is supplied from the laser oscillator 15 to the laser head 13, and the workpiece 12 is irradiated with the laser light. Is done. Therefore, by this laser beam, as shown in FIG. 4, a processed hole 12 a is formed in the workpiece 12 so that a remaining portion t having a predetermined dimension remains. Based on the relative movement of the laser head 13 and the workpiece W in the X and Y directions, a plurality of the machining holes 12a are continuous along the surface of the workpiece W, and the continuous portions are intermittently formed. As a result, a perforated cleavage portion is formed with respect to the workpiece W.
[0024]
That is, as shown in FIG. 6, the control device 16 outputs a reference pulse of a fundamental frequency (for example, 5 KHz) to the laser oscillator 15, and outputs an on signal, an off signal, and a switching signal. When the ON signal is output, the laser oscillator 15 oscillates a continuous pulsed laser beam with a large output according to the reference pulse. Next, when the switching signal is output, the oscillated laser beam is switched to a small output of a predetermined ratio with respect to the large output laser beam. In this embodiment, the small output power is 50% of the large output power. When the off signal is output, the output of the low-power pulsed laser beam is stopped. In this embodiment, the number of pulses of the large output laser beam and the number of pulses of the small output laser beam are set in advance. However, the number of pulses of the large output laser beam and the small output laser beam is set or changed to a different number under the control of the control device 16 as will be apparent from the following description.
[0025]
The laser light detection sensor 24 detects the output of the high-power laser light. And the control apparatus 16 calculates the perforation depth for every pulse of a high output laser beam based on the detected output of a high output laser beam.
[0026]
  On the other hand, the control device 16 is provided with an adder 25. The adder 25 adds the output of the high-power laser beam detected by the detection sensor 24, and the added value is stored in the memory 20. And the control apparatus 16 adjusts the output timing of the said OFF signal based on the addition result of the output by the adder 25. FIG.
Therefore, the output value of the small output laser beam following the output of the large output laser beam is corrected by adjusting the output timing of the off signal. In this embodiment, the output value of the small output laser beam is at least one of the pulse frequency of the laser beam, the peak power of each pulse laser beam, and the number of pulses.The value of theShall be included.
[0027]
The base material of the laser irradiation nozzle 14 is made of an insulating material, the first electrode 17 is formed at the tip thereof, and the second electrode 18 is formed on the outer peripheral surface by coating or the like. The first electrode 17 and the second electrode 18 are connected to a capacitance sensor 19 as a work thickness detecting means. When laser processing is performed on the workpiece 12, the capacitance according to the thickness of the workpiece 12 between the support member 11 and the laser irradiation nozzle 14 is detected by the capacitance sensor 19, and the detection result is sent to the control device 16. Is output.
[0028]
  As apparent from FIG. 5, the detection voltage having a smaller electrostatic capacity is output as the plate thickness of the workpiece 12 increases. Based on this, the control device 16 adjusts the output timing of the switching signal shown in FIG. In this embodiment, as will be described later, approximately 80% of the depth of the processing hole is drilled by the high-power laser beam, and the rest is drilled by the low-power laser beam. Therefore, the output of the high-power laser beam is set according to the plate thickness of the workpiece 12. Further, the control device 16 adjusts the output timing of the switching signal in the subsequent drilling based on the perforation amount per one pulse of the high-power laser beam described above and the value added by the adder 25, and the subsequent The output value of the large output pulsed laser beam is corrected. In this embodiment, the output value of the high-power laser beam is at least one of the pulse frequency of the laser beam, the peak power of each pulsed laser beam, and the number of pulses.The value of theShall be included.
[0029]
A thermoelectric power monitor 21 is disposed at one corner of the support member 11. The thermoelectric power monitor 21 receives the laser beam irradiation before starting the processing or during the processing setup, and measures the intensity of the laser beam. The control device 16 receives the detection signal from the thermoelectric power monitor 21 and determines the difference between the laser beam intensity command value and the actual intensity output value. Based on this determination, the control device 16 adjusts the output level of the laser beam for each pulse so that the actual output level of the intensity approaches the command value.
[0030]
The input means 26 such as an input panel shown in FIG. 1 is for manually inputting various data and commands.
Next, a laser processing method by the operation of the laser processing apparatus of this embodiment configured as described above will be described based on the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 7 proceeds when the program stored in the memory 20 is operated under the control of the control device 16.
[0031]
When laser processing is started, the laser irradiation nozzle 14 is first lowered to a predetermined programmed position above the work 12 placed and fixed on the support member 11, and a predetermined vertical distance L <b> 1 with respect to the support member 11. (Step S1). For this reason, the distance between the laser irradiation nozzle 14 and the support member 11 is maintained at a constant value.
[0032]
In this state, the laser head 13 including the laser irradiation nozzle 14 and the support member 11 that supports the workpiece 12 are relatively moved in the X and Y directions, and laser processing on the workpiece 12 is started (step S2). In this case, first, in a state where the laser irradiation nozzle 14 corresponds to one punching position on the workpiece 12, the capacitance is detected by the capacitance sensor 19, and the detected voltage corresponding to the plate thickness of the workpiece 12 is controlled by the control device. 16 (step S3).
[0033]
  Based on the detection result of the capacitance, the control device 16 sets and corrects the output of the high-power laser beam, for example, the number of pulses, among the pulsed laser beam outputs (steps S4 and S5). At this time, the number of pulses of the small output laser beam is determined in advance. That is, in steps S4 and S5, as is apparent from FIG. 4, according to the thickness of the workpiece 12 detected by the capacitance sensor 19 so that the thickness of the remaining portion t is constant, The number of pulses of high-power laser light is set. In this embodiment, the perforation by the high-power laser beam is, Workpiece corresponding to the depth of drillingthicknessMin80% of drilling with a low power laser, Workpiece corresponding to the depth of drillingthicknessMinThe perforation ratio is set as a standard value in advance so as to be 20% of the above.
[0034]
Next, an ON signal shown in FIG. 6 is output from the control device 16, and a high-power pulsed laser beam is irradiated to the drilling position of the workpiece 12 in accordance with the reference pulse number of the fundamental frequency (step S6). Start (see FIG. 4 and FIG. 8). At the time of output of this large output laser beam, the output (power) is detected by the laser beam detection sensor 24 (step S7), and the detected output value is added with time by the adder 25, and the result of the addition shown in FIG. The value 31 is accumulated (step S8).
[0035]
  In this way, when the laser processing with the high-power pulse laser beam by the set pulse oscillation is completed (step S9), the actual total output value of the high-power laser beam calculated by the addition by the adder 25, the settingWasTotal output to be obtained by laser lightValue andComparison is performed (step S10). If the actual output is insufficient as a result of this comparison, the settings described aboveTotal outputValue of the next small output laser lightSettingIf the output is increased and more,SettingAdjustment that the output is decreased is executed (step S11). If both output values are equal, setOutputThe value is maintained without adjustment.
[0036]
Then, low-power laser processing is performed for the number of pulses set in step S11 (step S12), and when the set number is reached, drilling of the processing hole 12a is completed (step S13). Therefore, when the remaining portion t having a specified dimension thickness is formed in the workpiece 12, the drilling by the small output laser beam is stopped.
[0037]
Next, it is determined whether or not there is a subsequent perforation (step S14). If there is no subsequent drilling, the laser processing is stopped (step S16). The adder 25 uses the time at the end of processing to discharge the accumulated charges as shown in FIG. 8 and prepare for the next addition operation. If there is a subsequent perforation, the perforation depth per pulse of the high-power laser light is calculated based on the actual output of the high-power laser light measured in step S6 (step S15).
[0038]
Then, the routine returns to step S3, the thickness of the workpiece 12 is detected by the capacitance sensor 19, and the number of pulses by the high-power laser beam is calculated so as to correspond to the thickness. The number of pulses is calculated based on the drilling depth per pulse calculated in step S15. That is, the number of pulses of the high-power laser beam is calculated and corrected as necessary so that the value obtained by multiplying the number of pulses per pulse by the number of pulses becomes the drilling depth of the high-power laser beam.
[0039]
Then, the routine after step S3 described above is executed. For this reason, by repeating this routine, a plurality of machining holes 12a are continuous along the surface of the workpiece W, and the continuous portions are intermittently formed. As shown in FIG. A cleaved portion 1 having a shape can be provided.
[0040]
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
・ Laser beam output correction was performed at the time of small output irradiation following high output irradiation. For this reason, even if an error occurs in the drilling depth by the high-power laser beam, the error can be eliminated in the drilling by the small-power laser beam. Therefore, it is always possible to ensure the remaining thickness portion t having a constant thickness with an accurate remaining thickness. Therefore, it is possible to form the cleavage portion 1 that is surely opened under a predetermined condition.
[0041]
Prior to drilling with the low-power laser beam, drilling with the high-power laser beam is performed, so that the opening side of the processing hole 12a is widely formed. For this reason, the inert gas, the workpiece chips and the like are smoothly discharged from the processing hole 12a during the laser beam irradiation, and a highly accurate and efficient drilling operation can be performed.
[0042]
-Since the output for each pulse of the pulsed laser beam is added by the adder 25, unlike the case of integration, the total output value of the pulsed laser beam can be accurately calculated, and the drilling depth, that is, the remaining portion Thickness can be ensured accurately.
[0043]
-By detecting the thickness of the workpiece 12 and adjusting the output of the laser beam according to the change in the thickness, the depth of the processing hole 12a can be adjusted according to the thickness of the workpiece 12, The thickness of the remaining portion t can be made constant.
[0044]
・ By using the capacitance sensor 19 for detecting the thickness of the workpiece 12, unlike the case where a sensor that detects the laser beam transmitted through the workpiece 12 is used, a through-hole is formed in the workpiece. The workpiece thickness can be detected reliably. Further, it is not necessary to provide sensors on both the front and back sides of the work 12, and the configuration is simple.
[0045]
-When adjusting the laser beam according to the thickness of the workpiece 12, the number of pulses of the laser beam with a large weight of the drilling depth becomes an adjustment target because the high-power laser beam output is adjusted. Therefore, the drilling depth by laser processing can be effectively corrected.
[0046]
-When adjusting the output of the pulsed laser beam according to the addition result of the adder 25, the number of small output laser beams is adjusted so that the drilling depth can be finely adjusted, and the accurate thickness can be adjusted. The remaining portion t can be secured.
[0047]
-According to the result of addition by the adder 25, the output of the pulsed laser beam in the subsequent drilling is corrected, so that the remaining thickness of a constant thickness can be obtained even in the subsequent drilling in which various conditions are almost the same. The part t can be formed. For this reason, as a whole, a remaining portion having a uniform thickness can be provided.
[0048]
(Example of change)
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
In the embodiment, the output of the high-power laser beam is detected, and the laser output for subsequent drilling is corrected. On the other hand, the outputs of both the high-power laser beam and the small-power laser beam are detected and reflected in subsequent drilling. In this way, more accurate drilling is possible.
[0049]
In the embodiment, the output of the high-power laser beam is detected, and the laser output of the subsequent high-power laser beam is corrected. On the other hand, correct the output of the low-power laser beam. In this way, fine adjustment of the drilling depth becomes possible.
[0050]
-In the said embodiment, it was made to reflect in the output of a high output pulse laser beam with an electrostatic capacitance detector. On the other hand, it should be configured to reflect the output of the small output pulse laser beam.
[0051]
In the embodiment, the irradiation power of the small output laser beam is 50% of that of the large output laser beam. On the other hand, set it to any value between 70% or less and 20% or more.
[0052]
As a detecting means for detecting the thickness of the workpiece 12, a sensor other than a capacitance sensor, for example, a sensor that mechanically detects the workpiece thickness by contacting the upper surface of the workpiece 12 is used. In this way, the cost for the detection means can be reduced.
[0053]
-The present invention is applied to a case where a cleaving process is performed on a center cover of a steering wheel other than an automobile instrument panel. Also in this case, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
[0054]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the present invention, in the laser light irradiation by pulse oscillation, the output value of the preceding large output laser light is accurately obtained, and the irradiation output of the subsequent small output laser light is accordingly obtained. Since the thickness of the remaining portion can be stabilized, an excellent effect is exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a laser processing apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a processed part in the same processing state.
FIG. 3 is a perspective view showing a laser processing state on a workpiece.
FIG. 4 is an explanatory view showing a processing hole.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a workpiece thickness and a detection voltage.
FIG. 6 is a diagram showing a signal for driving pulsed laser light.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the laser processing apparatus.
FIG. 8 is a graph showing the added value of high-power laser light.
FIG. 9 is a graph showing an integrated value of laser light in a conventional laser processing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Work, 12a ... Processing hole, 13 ... Laser head, 14 ... Laser irradiation nozzle, 15 ... Laser oscillator, 16 ... Control apparatus which comprises output control means, correction | amendment means, adjustment means, setting means, 19 ... Work thickness Capacitance sensor constituting detection means, 20 ... output control means, correction means, adjustment means, memory constituting setting means, 24 ... laser light detection sensor constituting laser light detection means, 25 ... adder, l ... Cleavage part, t ... remaining meat part.

Claims (4)

治具上に支持されたパネルよりなるワーク上にノズルからパルス発振によるレーザ光を照射して穿孔を行うとともに、ノズルとワークとの間の相対移動により穿孔点を列設させることにより、穿孔の内底部とワークの一方の表面側との間に一定の厚さの残肉部を設けた開裂加工を施すようにしたレーザ加工装置において、
ワークの厚さを検出するためのワーク厚さ検出手段と、
そのワークの厚さ検出手段による検出結果に応じて、大出力照射時のレーザ光の出力を設定するとともに、前記各穿孔点におけるレーザ光が大出力で照射された後、この大出力のレーザ光に対して所定比率の小出力に切換えて照射されるように、レーザ光の出力を制御するための出力制御手段と、
前記大出力照射時におけるレーザ光の実際の出力をパルス毎に検出するためのレーザ光検出手段と、
検出された出力を加算するための加算器と、
その加算器による加算結果に応じて、大出力照射時の前記設定されたレーザ光のパルス周波数,ピークパワー,パルス数のうちの少なくともひとつの値よりなる出力値と実際のパルス周波数,ピークパワー,パルス数のうちの少なくともひとつの値よりなる出力値との差に基づき前記設定されたレーザ光の出力値と比較した過不足分を補うように、大出力照射に続く小出力照射時におけるレーザ光の出力を調整するための調整手段とを備え、
前記ワーク厚さ検出手段により、ワーク厚さ検出された後に、その検出結果に応じて前記出力制御手段により、大出力照射時のレーザ光の出力が設定され、次いで、この設定された出力値に基づく大出力レーザ光により、穿孔が実行されるとともに、前記レーザ光検出手段によりレーザ光出力の実際の出力が検出され、この検出された実際の出力の値が前記加算器により加算され、設定された大出力レーザ光によるレーザ加工が終了すると、前記調整手段により、前記加算器による加算によって算出された実際の大出力レーザ光の総出力値と、設定された大出力レーザ光の出力値とが比較され、この比較の結果、実際の総出力値の過不足分を補うように次の小出力照射時におけるレーザ光の出力が調整されることを特徴とするレーザ加工装置。
Drilling is performed by irradiating a laser beam by pulse oscillation from a nozzle onto a workpiece consisting of a panel supported on a jig, and by arranging the drilling points by relative movement between the nozzle and the workpiece. In the laser processing apparatus adapted to perform a cleaving process with a remaining thickness portion having a constant thickness between the inner bottom portion and one surface side of the workpiece,
A workpiece thickness detecting means for detecting the thickness of the workpiece;
According to the detection result by the thickness detection means of the workpiece, the output of the laser beam at the time of the high output irradiation is set, and after the laser beam at each of the perforation points is irradiated with the high output, this high output laser beam Output control means for controlling the output of the laser light so as to be switched to a small output of a predetermined ratio for irradiation,
Laser light detection means for detecting the actual output of the laser light at the time of the high-power irradiation for each pulse;
An adder for adding the detected outputs;
According to the addition result by the adder, the output value consisting of at least one of the set pulse frequency, peak power, and pulse number of the laser beam at the time of high output irradiation, the actual pulse frequency, peak power, Laser light at the time of small output irradiation following high output irradiation so as to compensate for the excess and deficiency compared with the output value of the set laser light based on the difference from the output value consisting of at least one value of the number of pulses Adjusting means for adjusting the output of the
By the workpiece thickness detecting means, after the workpiece thickness is detected by the output control means in accordance with the detection result, the output of the laser light during a large output radiation is set, then the set output value Drilling is performed by the high-power laser beam based on the above, and the actual output of the laser beam output is detected by the laser beam detection means, and the value of the detected actual output is added by the adder and set When the laser processing with the high-power laser beam is completed, the adjustment means calculates the total output value of the actual high-power laser light calculated by the addition by the adder, and the set output value of the high-power laser light. As a result of this comparison, the laser processing apparatus is characterized in that the output of the laser beam at the next small output irradiation is adjusted so as to compensate for the excess or deficiency of the actual total output value. .
請求項1において、
穿孔点における小出力照射のパワーが大出力照射のパワーに対して70パーセント以下で、20パーセント以上であることを特徴としたレーザ加工装置。
Oite to claim 1,
A laser processing apparatus characterized in that the power of low-power irradiation at the perforation point is 70% or less and 20% or more of the power of high-power irradiation.
治具上に支持されたパネルよりなるワークに対してノズルからレーザ光を照射して穿孔を行うとともに、ノズルとワークとの間の相対移動により穿孔点を列設させることにより、穿孔の内底部とワークの一方の表面側との間に一定の厚さの残肉部を設けた開裂加工を施すようにしたレーザ加工方法において、
ワークの厚さを検出し、そのワークの厚さの検出結果に応じて、大出力照射時のレーザ光の出力を設定し、前記各穿孔点におけるレーザ光を大出力で照射した後、この大出力のレーザ光に対して所定比率の小出力に切換えて照射するとともに、大出力照射時におけるレーザ光の実際の出力をパルス毎に検出し、次いで、検出された出力を加算し、その加算結果に応じて大出力照射時の前記設定されたレーザ光のパルス周波数,ピークパワー,パルス数のうちの少なくともひとつの値よりなる出力値と実際のパルス周波数,ピークパワー,パルス数のうちの少なくともひとつの値よりなる出力値との差に基づき前記設定されたレーザ光の出力値と比較した過不足分を補うように、大出力照射に続く小出力照射時におけるレーザ光の出力を調整することを特徴としたレーザ加工方法。
By drilling a workpiece consisting of a panel supported on a jig by irradiating a laser beam from the nozzle, and by arranging the drilling points by relative movement between the nozzle and the workpiece, the inner bottom of the drilling In a laser processing method in which a cleaving process in which a remaining portion having a certain thickness is provided between the surface side of the workpiece and one surface of the workpiece is performed,
Detecting the thickness of the workpiece, in accordance with its work thickness detection result, and sets the output of the high output during irradiation of laser light, after the laser beam in each of perforation points irradiated with high power, the large The laser beam of the output is switched to a small output at a predetermined ratio and irradiated, and the actual output of the laser beam at the time of high power irradiation is detected for each pulse, and then the detected output is added, and the addition result Depending on the output value of at least one of the set pulse frequency, peak power, and pulse number of the laser beam at the time of high power irradiation, and at least one of the actual pulse frequency, peak power, and pulse number to compensate for the excess and deficiency compared to the set output value of the laser beam on the basis of the difference between the output value composed of values, to adjust the output of the laser beam during the subsequent low output radiation to a large output radiation Laser processing method, wherein a.
請求項において、
穿孔点における小出力照射のパワーを大出力照射のパワーに対して70パーセント以下で、20パーセント以上にすることを特徴としたレーザ加工方法。
In claim 3 ,
A laser processing method, characterized in that the power of small output irradiation at a perforation point is 70% or less and 20% or more with respect to the power of high output irradiation.
JP2001287579A 2001-06-22 2001-09-20 Laser processing apparatus and laser processing method Expired - Fee Related JP4166454B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001287579A JP4166454B2 (en) 2001-09-20 2001-09-20 Laser processing apparatus and laser processing method
GB0214419A GB2377664A (en) 2001-06-22 2002-06-21 Laser beam machining apparatus and laser beam machining method
US10/175,831 US6680459B2 (en) 2001-06-22 2002-06-21 Laser beam machining apparatus and laser beam machining method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001287579A JP4166454B2 (en) 2001-09-20 2001-09-20 Laser processing apparatus and laser processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003094186A JP2003094186A (en) 2003-04-02
JP4166454B2 true JP4166454B2 (en) 2008-10-15

Family

ID=19110365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001287579A Expired - Fee Related JP4166454B2 (en) 2001-06-22 2001-09-20 Laser processing apparatus and laser processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4166454B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4717428B2 (en) * 2004-12-13 2011-07-06 三光合成株式会社 Fragile line processing method and apparatus for opening part for air bag deployment
DE102016121644A1 (en) * 2016-11-11 2018-06-14 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Method and device for producing a weakening line in a planar workpiece along a predetermined contour by material removal by means of laser

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003094186A (en) 2003-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6680459B2 (en) Laser beam machining apparatus and laser beam machining method
EP1118421A2 (en) Perforating machining method with laser beam
US6713718B1 (en) Scoring process and apparatus with confocal optical measurement
JP4166454B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
JP2009279631A (en) Laser beam machining controller and laser beam machining apparatus
JP4492041B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
JP2003019589A (en) Equipment and method for welding control for controlling temperature of molten part by feedback
JP4166446B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
JP2002040356A (en) Method for controlling galvano and controller
JPH07124766A (en) Method for controlling eximer laser machining
JP2743752B2 (en) Laser processing equipment
JP4642790B2 (en) Laser weld formation method
JP4989030B2 (en) Laser processing method for interior materials
JP2809064B2 (en) Method and apparatus for controlling laser processing machine
JP2790166B2 (en) Piercing end detection device for laser beam machine
JP2864005B2 (en) Laser machining compensation system by detecting total pulse energy integration
JP4698092B2 (en) Galvano scanner device and control method thereof
JP3501718B2 (en) Laser processing equipment
JP2743754B2 (en) Laser processing equipment
JP2004255423A (en) Laser cutting device, and laser cutting method
JP3594579B2 (en) Laser machining data acquisition start time judgment method and apparatus
JP2003245785A (en) Beam machining method and device
JP2001096381A (en) Laser beam machining process
JPS6027164B2 (en) Laser trimming method
JPH0445593A (en) Confirming method for boring of printed wiring board

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060317

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070731

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071001

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080422

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080620

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080722

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080730

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120808

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120808

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130808

Year of fee payment: 5

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees