JP6035461B1 - Laser processing method and laser processing apparatus - Google Patents
Laser processing method and laser processing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP6035461B1 JP6035461B1 JP2016091318A JP2016091318A JP6035461B1 JP 6035461 B1 JP6035461 B1 JP 6035461B1 JP 2016091318 A JP2016091318 A JP 2016091318A JP 2016091318 A JP2016091318 A JP 2016091318A JP 6035461 B1 JP6035461 B1 JP 6035461B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- section
- processing
- set table
- laser beam
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
Abstract
【課題】レーザー光を所要の速度、かつ等速で走査することにより、高速、かつ高い品質で加工を行うことができるレーザー加工方法を提供する。【解決手段】ガルバノスキャナによるレーザー光の走査範囲を利用し、ワークセットテーブルの移動時において慣性の影響を抑制できるように、かつ総移動長が最短となるように、軌道及び速度を生成し、軌道の所要の区分ごとに、速度の微分値と可否の基準となる加減速度の動作限界値とを比較し、可否を判定する工程と、可の区分においては生成した速度でワークセットテーブルを移動させながらレーザー光を走査し、否の区分の始点側では、レーザー光の出射を停止して加工を止め、その状態で、同ワークセットテーブルを所要の速度で移動させ、可と判定された区分に移動したところで、加工を停めた箇所からレーザー光の走査による加工を継続する工程とを備える。【選択図】図3A laser processing method capable of processing at high speed and high quality by scanning laser light at a required speed and at a constant speed is provided. Using a scanning range of laser light by a galvano scanner, the trajectory and velocity are generated so that the influence of inertia can be suppressed when the work set table is moved, and the total movement length is minimized. For each required section of the track, compare the differential value of the speed with the operation limit value of the acceleration / deceleration that is the standard for determining whether it is possible, and move the work set table at the generated speed in the acceptable section The laser beam is scanned while the laser beam is scanned. At the start point of the no category, the laser beam emission is stopped to stop processing, and in this state, the work set table is moved at the required speed, and the category determined to be acceptable. The process of continuing the process by the scanning of a laser beam from the location where the process was stopped is provided. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、レーザー加工方法及びレーザー加工装置に関するものである。更に詳しくは、レーザー光出射部とワークの相対的、かつ物理的な移動による集光部の走査を行うレーザー加工において、レーザー光をワークに対して所要の速度、かつ等速で走査することにより、高速、かつ高い品質で加工を行うことができるものに関する。 The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus. More specifically, in laser processing that scans the condensing unit by relative and physical movement of the laser beam emitting unit and the workpiece, by scanning the workpiece with the laser beam at a required speed and at a constant speed. , High speed and high quality processing.
レーザー光を微細なスポットに集光し、その集光部をワーク(加工対象物)に対して走査することで、ワークを彫刻したり切断したりして加工するレーザー加工装置は、様々な材料でつくられた物品の加工において使用されている。 Laser processing equipment that condenses and cuts workpieces by condensing laser light into fine spots and scanning the condensing part with respect to the workpiece (processing object) has various materials. Used in the processing of articles made of
このような、ワークに対してレーザー光を二次元的に走査し加工する方法としては、まず、レーザー光出射部とワークを相対的に、かつ物理的(機械的)に移動させることにより走査し加工するものがある。この方法には、レーザー光出射部側を固定してワーク側を移動させるものと、逆にワーク側を固定してレーザー光出射部側を移動させるもの、あるいはレーザー光出射部側とワーク側の双方を移動させるものがある。 As a method for scanning and processing a laser beam two-dimensionally with respect to the workpiece, first, scanning is performed by moving the laser beam emitting portion and the workpiece relatively and physically (mechanically). There is something to process. This method includes fixing the laser light emitting part side and moving the work side, conversely fixing the work side and moving the laser light emitting part side, or the laser light emitting part side and the work side. Some move both.
また、他の方法として、所要位置に固定されたレーザー光出射部から出射したレーザー光を、ガルバノスキャナやポリゴンミラーなどを用いて光学的に制御し、走査して加工をするものがある。更には、上記レーザー光出射部側またはワーク側の物理的な移動と、レーザー光の光学的な走査を組み合わせたものも提案されている。 As another method, there is a method in which laser light emitted from a laser light emitting portion fixed at a required position is optically controlled using a galvano scanner, a polygon mirror, or the like, scanned, and processed. Further, a combination of physical movement on the laser beam emitting part side or workpiece side and optical scanning of the laser beam has been proposed.
上記各方法には、それぞれに特徴があり、要求される能力や機能性に応じて適宜選択され、レーザー加工装置に採用されている。特に、上記レーザー光出射部とワークを相対的、かつ物理的に移動させることにより加工する機能を備えたものは、レーザー光を短焦点距離のレンズを用いて微細なスポットに集光することができるので、高い品質の加工を広い範囲で行うことができる点で有利である。このような、レーザー加工装置の一例としては、特許文献1に記載のレーザー加工機がある。 Each of the above methods has its own characteristics, and is appropriately selected according to the required ability and functionality and adopted in the laser processing apparatus. In particular, those equipped with a function for processing by moving the laser beam emitting part and the workpiece relatively and physically can condense the laser beam into a fine spot using a short focal length lens. Therefore, it is advantageous in that high quality processing can be performed in a wide range. As an example of such a laser processing apparatus, there is a laser processing machine described in Patent Document 1.
上記特許文献1に記載のレーザー加工機は、前後または左右方向にガルバノスキャナが水平移動する際、ガルバノスキャナ本体を指定の位置に静止させた状態において、スキャナミラーのみでレーザー光を走査させ加工を行う方法に加え、ガルバノスキャナ本体を自走(移動)させながらスキャナミラーを制御することにより、移動範囲全体を分割することなくレーザー加工を行なうことが可能であり、ガルバノスキャナの持つ加工能力を拡大するというものである。 The laser processing machine described in Patent Document 1 scans a laser beam only with a scanner mirror while the galvano scanner body is stationary at a specified position when the galvano scanner moves horizontally in the front-rear or left-right direction. In addition to the method to be performed, laser processing can be performed without dividing the entire moving range by controlling the scanner mirror while the galvano scanner body is self-propelled (moved), expanding the processing capability of the galvano scanner. It is to do.
しかしながら、上記従来のレーザー加工機には、次のような課題があった。
すなわち、レーザー加工機は、レーザー光出射部であるガルバノスキャナとワークの相対的、かつ物理的な移動と、ガルバノスキャナにおけるレーザー光の光学的な走査を組み合わせて行う構成である。前者は、ガルバノスキャナをXY方向、すなわち二次元方向に移動させるものであり、特にレーザー光の走査の移動量が大きい部分は、この相対的、かつ物理的な移動による走査が行われるようになっている。
However, the conventional laser beam machine has the following problems.
That is, the laser processing machine has a configuration in which the relative and physical movement between the galvano scanner serving as the laser light emitting unit and the workpiece is combined with the optical scanning of the laser light by the galvano scanner. The former moves the galvano scanner in the X and Y directions, that is, in the two-dimensional direction. Particularly, a portion where the amount of laser beam scanning is large is scanned by this relative and physical movement. ing.
なお、レーザー加工において、ワークに対し、特にレーザー光を二次元的に走査して加工する場合、加工部の溶融物の盛り上がりを平均化できるようにするなど、より高い品質の加工を行うためには、レーザー光の集光部を所要の一定の速度(等速)で走査するのが好ましいことは知られている。 In laser processing, especially when processing workpieces by scanning laser light two-dimensionally, in order to perform higher-quality processing, such as enabling the swell of melt in the processed part to be averaged. It is known that it is preferable to scan the condensing part of the laser light at a required constant speed (constant speed).
しかし、上記従来のレーザー加工機のように、ガルバノスキャナの移動において、物理的な移動量が大きくなると、特に移動方向を変えるときの減速やその後の加速に伴って、大きな慣性力が作用しやすくなり、それと共に移動速度にも大きな変動が生じる。このため、レーザー加工において、加工形状によっては、ガルバノスキャナの安定的で一定の速度を維持することが難しかった。 However, when the galvano scanner moves in a large amount of movement, as in the conventional laser processing machine, a large inertial force is likely to act, especially with deceleration and subsequent acceleration when changing the movement direction. At the same time, the movement speed greatly varies. For this reason, in laser processing, it has been difficult to maintain a stable and constant speed of the galvano scanner depending on the processing shape.
更には、このような、大きく変動するガルバノスキャナの移動速度に合わせて、レーザー光を光学的に走査するためには、極めて複雑な制御が必要となり、この制御を高速で行い、なおかつ走査を一定の速度(等速)に制御することは、実際上、困難であった。そして、このことが、ガルバノスキャナとワークの相対的、かつ物理的な移動による集光部の走査を行うタイプのレーザー加工機において、高速、かつ高い品質で加工を行う上でのネックとなっていた。 Furthermore, in order to optically scan the laser light in accordance with the moving speed of such a galvano scanner that fluctuates greatly, extremely complicated control is required. This control is performed at a high speed and the scanning is constant. In practice, it was difficult to control the speed (constant speed). This is a bottleneck in high-speed and high-quality processing in a laser processing machine that scans the condensing unit by relative and physical movement of the galvano scanner and the workpiece. It was.
本発明は、以上の点を鑑みて創案されたものであり、レーザー光出射部とワークの相対的、かつ物理的な移動による集光部の走査を行うレーザー加工において、レーザー光を、ワークに対して所要の速度、かつ等速で走査することにより、高速、かつ高い品質で加工を行うことができるレーザー加工方法及びレーザー加工装置を提供することを目的とする。 The present invention was devised in view of the above points, and in laser processing that performs scanning of a condensing unit by relative and physical movement of a laser beam emitting unit and a workpiece, the laser beam is applied to the workpiece. An object of the present invention is to provide a laser processing method and a laser processing apparatus capable of performing high-speed and high-quality processing by scanning at a required speed and a constant speed.
(1)上記の目的を達成するために本発明のレーザー加工方法は、予め設定されたワークの加工形状に対応し、レーザー光出射部のレーザー光の走査範囲を利用して、ワークセットテーブルの移動時において慣性の影響を抑制できるように、かつ総移動長が最短となるように、前記ワークセットテーブルの軌道及び動作情報を生成し、該生成した軌道の所要の区分ごとに、前記動作情報と予め設定した可否の基準となる動作限界値とを比較し、同動作情報が同動作限界値以下であれば可と判定し、同動作限界値を超えれば否と判定する工程と、前記生成した軌道の前記可と判定された区分においては、該区分に対応する前記加工形状の区間を、前記動作情報をもとに前記ワークセットテーブルを移動させながらレーザー光を走査して加工し、前記否と判定された区分においては、その区分の移動方向において前の区分に対応する前記加工形状の区間の終点まで加工した後、該終点においてレーザー光の出射を停止し、加工を停めた状態で、前記ワークセットテーブルを所要の速度で移動させ、前記否と判定された区分に移動したところで、前記加工を停めた箇所から同否と判定された区分に対応する加工形状の区間の加工を継続する工程とを備える。 (1) In order to achieve the above object, the laser processing method of the present invention corresponds to a preset work shape of the workpiece, and uses the laser beam scanning range of the laser beam emitting portion to The trajectory and motion information of the work set table is generated so that the influence of inertia during movement can be suppressed and the total travel length is minimized, and the motion information is generated for each required section of the generated trajectory. And the operation limit value serving as a reference of whether or not to be set in advance, determining that the operation information is equal to or less than the operation limit value, and determining that the operation limit value is exceeded, and the generation In the determined section of the track, the section of the processing shape corresponding to the section is processed by scanning the laser beam while moving the work set table based on the operation information, In the section determined to be not accepted or not, after processing to the end point of the section of the processing shape corresponding to the previous section in the moving direction of the section, the emission of laser light is stopped at the end point and the processing is stopped Then, when the work set table is moved at a required speed and moved to the section determined to be no, the machining shape section corresponding to the section determined to be the same is processed from the position where the processing is stopped. A process to continue.
本発明のレーザー加工方法では、ワークの加工形状(例えば切断形状)を設定しておく。この予め設定されたワークの加工形状に対応して、レーザー光出射部のレーザー光の走査範囲を利用し、ワークセットテーブルの移動時において慣性の影響を抑制できるように、かつ総移動長が最短となるように、前記ワークセットテーブルの軌道及び動作情報を生成する。 In the laser processing method of the present invention, a processing shape (for example, a cutting shape) of a workpiece is set. Corresponding to the preset work shape of the workpiece, the laser beam scanning range of the laser beam emitting part can be used to suppress the influence of inertia when moving the workpiece set table, and the total movement length is the shortest The trajectory and motion information of the work set table are generated so that
軌道の生成は、例えば加工形状の二次元の線分のデータを一定間隔の点データに変換し、これらの点をレーザー光出射部が対応できる領域の範囲で囲ってグループ化し、グループ化された点データの重心位置を各点の座標より算出し、得られたすべての重心位置を通り、総移動長が最短となる線(直線、または曲線であれば、曲率が大きく、直線により近い線)を算出し、この線をワークセットテーブルが動作する軌道情報とするなどして行われる。これにより、ワークセットテーブルが動作する際の慣性の影響を抑制または低減している。なお、軌道の生成方法はこれに限定するものではなく、他の方法を採用してもよい。 For example, the trajectory is generated by converting two-dimensional line segment data of the processed shape into point data of a fixed interval, and grouping these points by enclosing them within a range of areas that can be handled by the laser beam emitting part. Calculate the centroid position of the point data from the coordinates of each point, and pass through all the obtained centroid positions, and the line with the shortest total movement length (a straight line or a curved line that has a large curvature and is closer to the straight line) And this line is used as trajectory information on which the work set table operates. This suppresses or reduces the influence of inertia when the work set table operates. The method for generating the trajectory is not limited to this, and other methods may be adopted.
そして、生成した軌道の所要の区分ごとに、生成した動作情報と予め設定した可否の基準となる動作限界値とを比較し、同動作情報が前記動作限界値以下であれば(動作限界値を超えなければ)可と判定し、動作限界値を超えれば否(不可)と判定する。なお、この判定方法は、可否の基準となる動作限界値を決める際に、生成した動作情報が可否の基準となる動作限界値未満であれば可と判定し、動作限界値以上であれば否と判定するように設定してもよい。 Then, for each required segment of the generated trajectory, the generated motion information is compared with a motion limit value serving as a criterion for whether or not preset, and if the motion information is equal to or less than the motion limit value (the motion limit value is If it does not exceed, it is determined as possible, and if it exceeds the operation limit value, it is determined as not possible (impossible). In this determination method, when determining an operation limit value that is a criterion for propriety, it is determined that the generated motion information is less than the operation limit value that is a criterion for propriety. You may set so that it may determine.
動作限界値とは、例えば軌道の区分が円弧である場合、曲率や半径の値毎に、所要の条件下で予め設定されている、許容できる限度の加減速度などである。あるいは、軌道が折れ線状である場合、線分の角度毎に、所要の条件下で予め設定されている、許容できる限度の加減速度などである。 The motion limit value is, for example, an allowable limit acceleration / deceleration set in advance under required conditions for each value of curvature or radius when the segment of the track is an arc. Alternatively, when the track is a polygonal line, an allowable limit of acceleration / deceleration set in advance under required conditions for each angle of the line segment.
生成された軌道において、可と判定された区分においては、生成された動作情報である所要の速度でワークセットテーブルを移動させながら、レーザー光出射部からレーザー光を出射し、ワーク上を走査して、上記区分に対応する加工形状の区間を加工する。また、否と判定された区分においては、その区分の移動方向において前の区分に対応する前記加工形状の区間の終点(次の加工始点となる)まで加工した後、この終点(換言すれば、否と判定された区分に対応する加工形状の区間の始点)においてレーザー光の出射を停止する。上記加工形状の区間の次の加工始点に対応する位置まで移動する間のワークセットテーブルの移動(レーザー光出射部の相対的な移動)においては、レーザー光による加工を行わない、いわゆる空走状態となる。 In the generated trajectory, the section determined to be acceptable emits laser light from the laser light emitting section while moving the work set table at the required speed, which is the generated motion information, and scans the work. Then, the section of the processing shape corresponding to the above section is processed. In addition, in the division determined to be no, after machining to the end point (to be the next machining start point) of the section of the machining shape corresponding to the previous division in the movement direction of the division, this end point (in other words, The emission of the laser beam is stopped at the start point of the section of the machining shape corresponding to the category determined as “no”. In the movement of the work set table during the movement to the position corresponding to the next machining start point in the machining shape section (relative movement of the laser beam emitting part), so-called free running state in which machining by the laser beam is not performed. It becomes.
そして、レーザー光出射部は、相対的な空走状態を経て、次の区分に対応する加工形状の区間の加工始点において所定の加工速度に達した後、加工始点にレーザー光を出射し、次の区分に対応する加工形状の区間の加工を継続する。この加工の継続により、レーザー光の集光部のワーク上での走査は、所要の速度、かつ同じ速度(等速)で途切れることなく行われることになり、結果的に、ワークを高速で加工することができると共に、高い品質で加工することができる。 Then, the laser beam emitting unit emits a laser beam to the machining start point after reaching a predetermined machining speed at the machining start point of the section of the machining shape corresponding to the next section through a relative idle state. The machining of the section of the machining shape corresponding to the section is continued. By continuing this processing, scanning of the laser beam condensing part on the workpiece will be performed at the required speed and at the same speed (constant speed) without interruption. As a result, the workpiece is processed at high speed. And can be processed with high quality.
(2)本発明は、更に、前記生成した動作情報が、ワークセットテーブルの移動速度の微分値であり、前記予め設定した可否の基準となる動作限界値が、加減速度の動作限界値である構成としてもよい。 (2) Further, in the present invention, the generated motion information is a differential value of the moving speed of the work set table, and the motion limit value serving as a reference for the preset possibility is a motion limit value of acceleration / deceleration. It is good also as a structure.
この場合は、予め設定されたワークの加工形状に対応し、レーザー光出射部によるレーザー光の走査範囲内で、レーザー光を連続的に所要の速度、かつ等速で走査することが可能な、ワークセットテーブルの軌道及び速度を生成し、該生成した軌道の所要の区分ごとに、生成した速度の微分値と予め設定した可否の基準となる加減速度の動作限界値とを比較し、速度の微分値が動作限界値以下であれば可と判定し、動作限界値を超えれば否と判定して、可否の各ケースごとに上記(1)の場合と同様の所定の動作を行うことになる。 In this case, it is possible to scan the laser beam continuously at a required speed and at a constant speed within the scanning range of the laser beam by the laser beam emitting unit, corresponding to the workpiece processing shape set in advance. Generate the trajectory and speed of the work set table, compare the generated differential value of the speed with the operation limit value of the acceleration / deceleration that is the reference of whether or not the speed is set for each required section of the generated trajectory. If the differential value is less than or equal to the operation limit value, it is determined that the operation is possible, and if it exceeds the operation limit value, it is determined that the operation is not possible, and a predetermined operation similar to the above case (1) is performed in each case. .
(3)本発明は、更に、前記ワークの加工完了後、同ワークに残る実際の加工形状を計測し、該実際の加工形状と前記予め設定されたワークの加工形状とを比較して、その差分を補正する工程を備える構成とすることもできる。 (3) The present invention further measures an actual machining shape remaining on the workpiece after machining of the workpiece, compares the actual machining shape with the preset workpiece machining shape, It can also be set as the structure provided with the process of correct | amending a difference.
この場合は、ワークの加工完了後、ワークを所定の位置(計測位置)に移動させ、画像センサによって、ワークに残っている実際の加工形状を計測する。この計測値のデータと、加工条件であり予め設定されたワークの加工形状のデータとを比較し、差分を算出する。この差分を補正値とし、次の加工において、補正値を使用した加工を行う。 In this case, after the machining of the workpiece is completed, the workpiece is moved to a predetermined position (measurement position), and the actual machining shape remaining on the workpiece is measured by the image sensor. The measured value data is compared with the machining shape data of the workpiece that is machining conditions and is set in advance, and the difference is calculated. Using this difference as a correction value, processing using the correction value is performed in the next processing.
これにより、信号の遅れや可動部の機械的抵抗などに起因する、予め設定されたワークの加工形状に対する実際の加工形状の誤差をより小さくすることができ、ワークの加工精度が向上する。なお、この補正は、ワーク毎に行ってもよいし、ワークを複数加工する毎に行ってもよい。 Thereby, the error of the actual machining shape with respect to the preset machining shape due to signal delay, mechanical resistance of the movable part, and the like can be further reduced, and the machining accuracy of the workpiece is improved. This correction may be performed for each workpiece or each time a plurality of workpieces are processed.
(4)上記の目的を達成するために本発明のレーザー加工装置は、レーザー光を出射するレーザー光出射部と、ワークの取付部であり、前記レーザー光出射部から出射されるレーザー光により走査できる二次元方向の所要範囲内の全域で駆動部により移動操作が可能なワークセットテーブルと、予め設定されたワークの加工形状に対応し、レーザー光出射部のレーザー光の走査範囲を利用して、ワークセットテーブルの移動時において慣性の影響を抑制できるように、かつ総移動長が最短となるように、前記ワークセットテーブルの軌道及び動作情報を生成し、該生成した軌道の所要の区分ごとに、前記動作情報と予め設定した可否の基準となる動作限界値とを比較し、同動作情報が同動作限界値以下であれば可と判定し、同動作限界値を超えれば否と判定するようにし、前記生成した軌道の前記可と判定された区分においては、該区分に対応する前記加工形状の区間を、前記動作情報をもとに前記ワークセットテーブルを移動させながらレーザー光を走査して加工し、前記否と判定された区分においては、その区分の移動方向において前の区分に対応する前記加工形状の区間の終点まで加工した後、該終点においてレーザー光の出射を停止し、加工を停めた状態で、前記ワークセットテーブルを所要の速度で移動させ、前記否と判定された区分に移動したところで、前記加工を停めた箇所から同否と判定された区分に対応する加工形状の区間の加工を継続するようにする動作情報を生成する動作情報生成部と、前記駆動部より前記ワークセットテーブルの位置情報を受け、前記レーザー光出射部に前記動作情報生成部で生成された出射指令を出すレーザー制御部と、前記駆動部よりワークセットテーブルの位置情報を受け、ワークセットテーブルを移動させる前記駆動部に前記動作情報生成部で生成された動作指令を出す動作制御部とを備える。 (4) In order to achieve the above object, the laser processing apparatus of the present invention includes a laser beam emitting part for emitting laser light and a work attachment part, and is scanned by the laser light emitted from the laser light emitting part. Corresponding to the workpiece set table that can be moved by the drive unit in the entire range within the required range in the two-dimensional direction, and the preset machining shape of the workpiece, using the laser beam scanning range of the laser beam emitting unit Generating the trajectory and motion information of the work set table so that the influence of inertia can be suppressed during movement of the work set table and the total movement length is the shortest, and for each required section of the generated trajectory Then, the motion information is compared with a motion limit value that is a criterion for determining whether or not the motion information is set in advance. If the section of the generated trajectory is determined to be acceptable, the work set table is moved based on the operation information in the section of the machining shape corresponding to the section. In the section determined to be negative, the laser beam is scanned and processed to the end point of the section of the processing shape corresponding to the previous section in the moving direction of the section, and then the laser beam is processed at the end point. In a state where the ejection is stopped and the machining is stopped, the work set table is moved at a required speed and moved to the section determined to be the above, and the section determined to be the same from the position where the processing is stopped The operation information generating unit for generating operation information for continuing the processing of the section of the processing shape corresponding to the position information of the work set table is received from the driving unit, and The laser control unit that issues the emission command generated by the operation information generation unit to the laser beam output unit, and the position information of the work set table received from the drive unit, and the operation information generation to the drive unit that moves the work set table An operation control unit that issues an operation command generated by the unit.
レーザー加工装置は、次のような作用を有する。
まず、必要となるワークの加工形状のデータを動作情報生成部へ入力する。
次に、入力したデータをもとに、動作情報生成部により、ワークセットテーブルを動かす駆動部の動作情報と、レーザー光出射部の動作情報が生成される。
The laser processing apparatus has the following operations.
First, necessary machining shape data is input to the motion information generation unit.
Next, based on the input data, the operation information generation unit generates operation information of the drive unit that moves the work set table and operation information of the laser beam emitting unit.
すなわち、予め設定されたワークの加工形状に対応し、レーザー光出射部によるレーザー光の走査範囲内で、レーザー光を連続的に所要の速度、かつ等速で走査することが可能な、ワークセットテーブルの軌道及び速度の情報を生成する。 That is, a workpiece set that can scan a laser beam continuously at a required speed and at a constant speed within a scanning range of a laser beam by a laser beam emitting unit, corresponding to a preset work shape of the workpiece. Generate table trajectory and velocity information.
また、生成した軌道の所要の区分ごとに、前記生成した動作情報と予め設定した可否の基準となる動作限界値とを比較し、動作情報が前記動作限界値以下であれば可と判定し、動作限界値を超えれば否と判定する。生成された軌道において、可と判定された区分においては、生成された動作情報である所要の速度でワークセットテーブルを移動させながら、レーザー光出射部からレーザー光を出射し、ワーク上を走査して、上記区分に対応する加工形状の区間を加工するようにし、否と判定された区分においては、その区分の移動方向において前の区分に対応する前記加工形状の区間の終点(次の加工始点となる)まで加工した後、該終点(方向転換点)においてレーザー光の出射を停止し、上記加工形状の区間の次の加工始点に対応する位置まで移動する間のワークセットテーブルの移動(レーザー光出射部の相対的な移動)においては、レーザー光による加工を行わないようにし、次の区分に対応する加工形状の区間の始点から加工を始めるようにする動作情報を生成する。 Further, for each required segment of the generated trajectory, the generated motion information is compared with a motion limit value that is a criterion for whether or not preset, and it is determined that the motion information is equal to or less than the motion limit value, If the operation limit value is exceeded, it is determined as no. In the generated trajectory, the section determined to be acceptable emits laser light from the laser light emitting section while moving the work set table at the required speed, which is the generated motion information, and scans the work. Then, the section of the machining shape corresponding to the above section is machined, and in the section determined to be no, the end point of the section of the machining shape corresponding to the previous section in the moving direction of the section (next machining start point) Laser beam emission is stopped at the end point (direction change point), and the work set table moves while moving to the position corresponding to the next machining start point in the section of the machining shape (laser). In the relative movement of the light emitting part, do not perform processing with laser light, and start processing from the start point of the section of the processing shape corresponding to the next section. It generates an operation information.
これら生成された動作情報をもとに、動作制御部より駆動部へ動作指令が出力され、ワークセットテーブルが移動する。また、駆動部からワークセットテーブルの現在位置を示す二次元方向の信号が出力され、レーザー制御部と動作制御部へ送られ、この信号をもとに、動作制御部より駆動部への最適な動作信号のフィードバックが順次行われ、これによりワークセットテーブルは精度よく動作する。 Based on the generated operation information, an operation command is output from the operation control unit to the drive unit, and the work set table moves. In addition, a two-dimensional direction signal indicating the current position of the work set table is output from the drive unit and is sent to the laser control unit and the operation control unit. Based on this signal, the optimum signal from the operation control unit to the drive unit is output. The feedback of the operation signal is sequentially performed, so that the work set table operates with high accuracy.
そして、レーザー制御部へワークセットテーブルの動作による二次元方向の信号が送られ、この信号をもとに、その時点での動作情報に、いわば連続的に更新され、更新された動作情報が順次レーザー制御部からレーザー光出射部へ出力される。 Then, a two-dimensional signal based on the operation of the work set table is sent to the laser control unit, and based on this signal, the operation information at that time is continuously updated, so to speak, the updated operation information is sequentially updated. Output from the laser control unit to the laser beam emitting unit.
このように、レーザー光出射部とワークの相対的、かつ物理的な移動による集光部の走査を行うレーザー加工において、ワークセットテーブルの移動速度の生成値が、生成された軌道の予め設定した可否の基準となる加減速度の動作限界値を超える(負荷が大きくなる)区分(すなわち否と判定された区分)では、その区分の移動方向において前の区分に対応する前記加工形状の区間の終点まで加工した後、終点においてレーザー光の出射を停止するため、次の区分(否と判定された区分)に対応する加工形状の区間の加工始点へ移動するまでの間は、レーザー光出射部がワークに対して相対的な空走状態となる。 In this way, in the laser processing that scans the condensing unit by relative and physical movement between the laser beam emitting unit and the workpiece, the generated value of the moving speed of the work set table is set in advance for the generated trajectory. In a segment exceeding the operation limit value of acceleration / deceleration serving as a criterion for acceptability (in which the load increases) (that is, a segment judged as “no”), the end point of the section of the machining shape corresponding to the previous segment in the moving direction of the segment In order to stop the laser beam emission at the end point, the laser beam emitting part is not moved until it moves to the machining start point of the section of the machining shape corresponding to the next segment (the segment determined as “no”). It is in an idle state relative to the workpiece.
また、軌道において、所定の速度に加速し、次の区分に移動したところで、該区分に対応する加工形状の区間の加工始点にレーザー光を出射し、空走前に加工を停めた箇所(位置)から、この区間のレーザー光による加工を継続して行う。つまり、レーザー光の集光部を、ワークに対して、所要の速度、かつ一定の速度で、途切れることなく走査することができるので、高速、かつ高い品質で加工を行うことができる。 Also, in the trajectory, when accelerated to a predetermined speed and moved to the next section, the laser beam was emitted to the processing start point of the section of the processing shape corresponding to the section, and the position (position where the processing stopped before idling ) To continue processing with laser light in this section. In other words, the laser beam condensing unit can be scanned with respect to the workpiece at a required speed and at a constant speed without interruption, so that processing can be performed at high speed and with high quality.
(5)本発明は、前記駆動部が、第1のリニアエンコーダを有する第1の駆動軸と、該第1の駆動軸に同第1の駆動軸と略平行に移動可能に設けられ、前記第1の駆動軸と略直交する第2の駆動軸とを有し、前記ワークセットテーブルが前記第2の駆動軸に移動可能に設けられている構成とすることもできる。 (5) In the present invention, the drive unit is provided with a first drive shaft having a first linear encoder, and the first drive shaft is movable in parallel with the first drive shaft. A second drive shaft that is substantially orthogonal to the first drive shaft may be provided, and the work set table may be movably provided on the second drive shaft.
この場合は、ワークセットテーブルの二次元方向の所要範囲内の全域での移動を第1の駆動軸と第2の駆動軸によって行うことができる。
また、第1の駆動軸が備えている第1のリニアエンコーダと、第2の駆動軸が備えている第2のリニアエンコーダの双方から送られる情報によって、ワークセットテーブルの二次元的位置を特定することが可能になる。
In this case, the movement of the work set table in the entire range within the required range in the two-dimensional direction can be performed by the first drive shaft and the second drive shaft.
Also, the two-dimensional position of the work set table is specified by information sent from both the first linear encoder provided on the first drive shaft and the second linear encoder provided on the second drive shaft. It becomes possible to do.
(6)本発明は、前記ワークの加工完了後、同ワークに残る実際の加工形状を計測する画像センサを備えており、前記動作情報生成部において、前記実際の加工形状と前記予め設定されたワークの加工形状とを比較して、その差分を補正し、この補正値を使用して、前記レーザー制御部による前記レーザー光出射部の制御と、前記動作制御部による前記ワークセットテーブルの移動制御を行うようにした構成とすることもできる。 (6) The present invention includes an image sensor that measures an actual machining shape remaining on the workpiece after the machining of the workpiece is completed, and the operation information generation unit sets the actual machining shape and the preset value. The machining shape of the workpiece is compared, the difference is corrected, and the correction value is used to control the laser light emitting unit by the laser control unit and the movement control of the work set table by the operation control unit. It can also be set as the structure which performed.
この場合は、まず、ワークの加工完了後、ワークを所定の位置(計測位置)に移動させ、画像センサによって、ワークに残っている実際の加工形状を計測する。この計測値のデータと、加工条件であり予め設定されたワークの加工形状のデータとを比較し、差分を算出する。この差分を補正値とし、次の加工において、補正値を使用した加工を行う。これにより、電気信号の遅れや可動部の機械的抵抗などに起因する、予め設定されたワークの加工形状と実際の加工形状の誤差をより小さくすることができ、ワークの加工精度が向上する。 In this case, first, after the machining of the workpiece is completed, the workpiece is moved to a predetermined position (measurement position), and the actual machining shape remaining on the workpiece is measured by the image sensor. The measured value data is compared with the machining shape data of the workpiece that is machining conditions and is set in advance, and the difference is calculated. Using this difference as a correction value, processing using the correction value is performed in the next processing. Thereby, the error between the preset workpiece machining shape and the actual machining shape due to the delay of the electrical signal, the mechanical resistance of the movable part, and the like can be further reduced, and the workpiece machining accuracy is improved.
(7)上記の目的を達成するために本発明のレーザー加工方法は、予め設定されたワークの加工形状に対応し、レーザー光出射部のレーザー光の走査範囲を利用し、ワークセットテーブルの移動時において慣性の影響を抑制できるように、かつ総移動長が最短となるように、前記ワークセットテーブルの軌道及び動作情報を生成し、該生成した軌道の所要の区分ごとに、前記動作情報と予め設定した可否の基準となる動作限界値とを比較し、同動作情報が同動作限界値以下であれば可と判定し、同動作限界値を超えれば否と判定する工程と、前記生成した軌道の前記可と判定された区分においては、該区分に対応する前記加工形状の区間を、前記動作情報をもとに前記ワークセットテーブルを移動させながらレーザー光を走査して加工し、前記否と判定された区分においては、その区分に含まれる方向転換点を境界とする各区分において、移動方向で前の区分に対応する前記加工形状の区間を始点から終点まで加工した後、該終点においてレーザー光の出射を停止し、加工を停めた状態で、前記ワークセットテーブルを所要の速度で移動させ、次の後の区分に移動したところで、前記区間の加工を停めた箇所から、後の区分に対応する前記加工形状の区間の加工を継続する工程とを備える。 (7) In order to achieve the above object, the laser processing method of the present invention corresponds to a preset work shape of the workpiece, and uses the laser beam scanning range of the laser beam emitting portion to move the workpiece set table. The trajectory and motion information of the work set table are generated so that the influence of inertia can be suppressed at the time and the total movement length is minimized, and the motion information and the motion information are generated for each required section of the generated trajectory. The operation limit value, which is a criterion for determining whether or not to set in advance, is compared. If the operation information is equal to or less than the operation limit value, it is determined to be acceptable. In the section of the track determined to be acceptable, the section of the machining shape corresponding to the section is machined by scanning the laser beam while moving the work set table based on the motion information, In each of the sections determined to be no, in each section with the turning point included in the section as a boundary, after processing the section of the machining shape corresponding to the previous section in the moving direction from the start point to the end point, the end point In the state where the emission of the laser beam is stopped and the processing is stopped, the work set table is moved at a required speed and moved to the next subsequent section. And continuing the machining of the section of the machining shape corresponding to the section.
このレーザー加工方法では、生成された軌道において、可と判定された区分においては、生成された動作情報である所要の速度でワークセットテーブルを移動させながら、レーザー光出射部からレーザー光を出射し、ワーク上を走査して、上記区分に対応する加工形状の区間を加工する。また、軌道において、否と判定された区分においては、その区分の移動方向において、方向転換点より前の区分に対応する前記加工形状の区間の終点(次の加工始点となる)まで加工した後、終点(方向転換点)においてレーザー光の出射を停止する。上記加工形状の区間の次の加工始点に対応する位置まで移動する間のワークセットテーブルの移動(レーザー光出射部の相対的な移動)においては、レーザー光による加工を行わない、いわゆる空走状態となる。 In this laser processing method, the laser beam is emitted from the laser beam emitting unit while moving the work set table at the required speed, which is the generated motion information, in the segment determined to be acceptable in the generated trajectory. Then, the workpiece is scanned to machine a section having a machining shape corresponding to the above section. Further, in a segment determined to be no in the trajectory, after machining to the end point (which becomes the next machining start point) of the section of the machining shape corresponding to the segment before the turning point in the moving direction of the segment. The laser beam emission is stopped at the end point (direction change point). In the movement of the work set table during the movement to the position corresponding to the next machining start point in the machining shape section (relative movement of the laser beam emitting part), so-called free running state in which machining by the laser beam is not performed. It becomes.
そして、レーザー光出射部は、相対的な空走状態を経て、次の区分(方向転換点より後の区分)に対応する加工形状の区間の加工始点において所定の加工速度に達した後、加工始点にレーザー光を出射し、次の区分に対応する加工形状の区間の加工を継続する。この加工の継続により、レーザー光の集光部のワーク上での走査は、所要の速度、かつ同じ速度(等速)で途切れることなく行われることになり、結果的に、ワークを高速で加工することができると共に、高い品質で加工することができる。 Then, the laser beam emitting portion passes through a relative idle state and reaches a predetermined processing speed at the processing start point of the section of the processing shape corresponding to the next section (section after the turning point). Laser light is emitted to the starting point, and machining of the section of the machining shape corresponding to the next division is continued. By continuing this processing, scanning of the laser beam condensing part on the workpiece will be performed at the required speed and at the same speed (constant speed) without interruption. As a result, the workpiece is processed at high speed. And can be processed with high quality.
本発明は、レーザー光出射部とワークの相対的、かつ物理的な移動による集光部の走査を行うレーザー加工において、レーザー光をワークに対して所要の速度、かつ等速で走査することにより、高速、かつ高い品質で加工を行うことができるレーザー加工方法及びレーザー加工装置を提供することができる。 According to the present invention, in laser processing that scans a condensing unit by relative and physical movement between a laser beam emitting unit and a workpiece, the laser beam is scanned with respect to the workpiece at a required speed and a constant speed. It is possible to provide a laser processing method and a laser processing apparatus capable of processing at high speed and with high quality.
図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態を更に詳細に説明する。
まず、本発明のレーザー加工装置Aの動作系の構造を説明する。
図1に示すレーザー加工装置Aは、ベース盤17を有する。ベース盤17の上面のX方向の中央には、第1の駆動軸であるY方向駆動軸10がY方向へ向けて固定されている。Y方向駆動軸10には、ほぼ全長にわたり、第1のリニアエンコーダであるY方向リニアエンコーダ11が設けられている。
The embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS.
First, the structure of the operation system of the laser processing apparatus A of the present invention will be described.
The laser processing apparatus A shown in FIG. A Y-
Y方向駆動軸10の上には、第2の駆動軸であるX方向駆動軸8がY方向駆動軸10と直角方向(X方向)へ向けられ、かつY方向リニアエンコーダ11によって座標が特定できるようにY方向に移動可能に取り付けられている。X方向駆動軸8には、ほぼ全長にわたり、第2のリニアエンコーダであるX方向リニアエンコーダ9が設けられている。また、X方向駆動軸8の上には、後述するワークセットテーブル7がX方向リニアエンコーダ9によって座標が特定できるようにX方向に移動可能に取り付けられている。Y方向駆動軸10とX方向駆動軸8は、ワークセットテーブル7を移動させる駆動部を構成する。
On the Y direction drive
ベース盤17の後部側には、架台18が設けられている。架台18の上には、レーザー発振器1が設置されている。また、架台18の前端には、ヘッド昇降機構部5が設けられている。ヘッド昇降機構部5の昇降制御が可能な昇降体50には、レーザー光出射部を構成するガルバノスキャナ4が固定されている。ガルバノスキャナ4は、下側に出射部であるfθレンズ(エフシータレンズ)3を有し、fθレンズの他、ミラーなどの光学系によってレーザー光を走査するものである。
A
また、ガルバノスキャナ4は、単体で、そのスキャナ特有(独自)のレーザー光の走査範囲を備えている。この特有の走査範囲は、後で説明する、ワークセットテーブル7が可能な限り直線的に動作できる軌道を算出する際にも、条件の一つとしてデータ入力に使用される。昇降体50には、ガルバノスキャナ4の横に画像センサ6が並設されている。更に、レーザー発振器1からは、ガルバノスキャナ4へつながるレーザー光路2が延出されている。
The
また、上記動作系を動作させる制御系として、動作制御部である駆動軸制御器14、レーザー制御部であるガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15、動作情報生成部である動作情報生成器16、更には、X方向エンコーダ信号分配器12及びY方向エンコーダ信号分配器13を備えている。これら制御系は、制御系内及び制御系と動作系との間で、信号線を介し指令信号(制御信号)のやり取りを行う。
Further, as a control system for operating the operation system, a
以下、更に詳しく説明する。まず、駆動軸制御器14からは、信号線L1を介してY方向駆動軸10へY方向駆動軸制御指令が送られ、信号線L2を介してX方向駆動軸8へX方向駆動軸制御指令が送られる。Y方向リニアエンコーダ11からは、信号線L3を介してY方向エンコーダ信号分配器13へY方向エンコーダ信号が送られ、Y方向エンコーダ信号は、駆動軸制御器14とガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15に信号線L4、L5を介して分配される。
This will be described in more detail below. First, the
X方向リニアエンコーダ9からは、信号線L6を介してX方向エンコーダ信号分配器12へX方向エンコーダ信号が送られ、X方向エンコーダ信号は駆動軸制御器14とガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15に信号線L7、L8を介して分配される。ガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15からは、信号線L9を介してガルバノスキャナ4へガルバノスキャナ制御指令が送られ、信号線L10を介してレーザー発振器1へレーザー光出射指令が送られる。
The X-direction
また、画像センサ6からは、信号線L11を介して動作情報生成器16へ画像情報が送られる。この画像情報は、信号線L12を介してガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15へ送られ、信号線L13を介して駆動軸制御器14へ送られる。
Further, image information is sent from the
次に、図2を参照して、レーザー加工装置Aにおいて採用しているワークセットテーブル7について説明する。
ワークセットテーブル7は、フィルムやシートなどの加工対象物であるワークを吸着して固定する。一般に、レーザー加工装置のテーブルでは、固定したワークを切断する際に、加工点で切り抜けたレーザー光の反射による影響を抑制するため、ワークの加工する箇所は宙に浮かせた状態で保持する必要がある。
Next, the work set table 7 employed in the laser processing apparatus A will be described with reference to FIG.
The work set table 7 sucks and fixes a work that is a processing object such as a film or a sheet. In general, in a table of a laser processing device, when cutting a fixed workpiece, it is necessary to hold the workpiece processing part in a suspended state in order to suppress the influence of the reflection of laser light that has passed through the processing point. is there.
通常は、上面に、ワークの加工する部分(加工形状)と対応する形状の溝を設けたテーブルが用いられている。しかしながら、ワークの加工形状は様々であり、これらに対応する溝形状を持つテーブルを予め製作しておいて、これらを管理することは、手間がかかる上に、コスト的にも負担が大きい。 Usually, a table having a groove having a shape corresponding to a part to be processed (processed shape) on the upper surface is used. However, there are various workpiece processing shapes, and it is troublesome and costly to manage a table having groove shapes corresponding to these workpieces in advance, and managing them.
レーザー加工装置Aが備えるワークセットテーブル7は、四角形のテーブル本体70を有し、その表面には、ほぼ全面にわたり多数の吸気孔71が設けられている。また、テーブル本体70の表面には、大きさが異なる四角形で同じ厚さを有する吸着ブロック72、72aが適宜配列をもって着脱可能に固定されている。大きい吸着ブロック72と小さい吸着ブロック72aは、例えば図2に示すように配列されている。
The work set table 7 provided in the laser processing apparatus A has a rectangular table
これにより、各吸着ブロック72、72aの上面に設けてあり上記吸気孔71に通じる吸着孔73から吸気することにより、ワークをテーブル本体70の表面から加工部を宙に浮かせた状態で吸着することができる。また、各吸着ブロック72、72aを固定することで、一段低くなったテーブル本体70の表面にある各吸気孔71により、レーザー加工によって発生したワークの気化物などを吸い込んで排除することが可能である。
Thus, the work is sucked from the surface of the table
なお、この例では、ワークであり図2に点線で示したフィルム700において、各吸着ブロック72に対応する一点鎖線で示した四角形の加工形状74、吸着ブロック72aの二個一組に対応する四角形の加工形状75、吸着ブロック72aの十二個に対応する十字形の加工形状76及び同じく吸着ブロック72aの十二個に対応する円形の加工形状77が設定されている。
In this example, in the
ここで、図1を参照し、レーザー加工装置Aの動作の概略を説明する。
レーザー加工装置Aは、出射部であるガルバノスキャナ4によるレーザー光の走査速度とワークセットテーブルの移動によって得られる移動速度との合成速度を用いることで、加工対象物に対するレーザー光の走査ができる構成である。
Here, an outline of the operation of the laser processing apparatus A will be described with reference to FIG.
The laser processing apparatus A has a configuration capable of scanning a laser beam with respect to an object to be processed by using a combined speed of a scanning speed of a laser beam by a
(1)必要となる加工形状のデータを動作情報生成器16へ入力する。
(2)入力したデータをもとに、動作情報生成器16によりガルバノスキャナ4の相対的な移動による軌道と、それに基づくX方向駆動軸8とY方向駆動軸10の動作情報と、ガルバノスキャナ4の動作情報が生成される。
(1) Input necessary machining shape data to the
(2) Based on the input data, the
(3)これら動作情報をもとに、駆動軸制御器14よりX方向駆動軸8とY方向駆動軸10へ動作指令が出力され、ガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15からガルバノスキャナ4へ動作指令が出力される。
(4)動作指令に基づき、ワークセットテーブル7が移動し、その現在位置を示すX方向、Y方向のエンコーダ信号を、X方向リニアエンコーダ9及びY方向リニアエンコーダ11から出力する。
(3) Based on these operation information, an operation command is output from the
(4) Based on the operation command, the work set table 7 is moved, and X direction and Y direction encoder signals indicating the current position are output from the X direction
(5)X方向、Y方向のエンコーダ信号は、X方向エンコーダ信号分配器12、Y方向エンコーダ信号分配器13により分配され、駆動軸制御器14とガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15へ出力される。
(6)X方向、Y方向のエンコーダ信号をもとに、駆動軸制御器14よりX方向駆動軸8とY方向駆動軸10への最適な動作信号のフィードバックが順次行われ、ワークセットテーブル7は精度よく動作する。
(5) Encoder signals in the X direction and Y direction are distributed by the X direction
(6) Based on the X direction and Y direction encoder signals, the
(7)ガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15へ、ワークセットテーブル7の動作によるX方向、Y方向のエンコーダ信号が送られ、このX方向、Y方向のエンコーダ信号をもとに、その時点での動作情報に、いわば連続的に更新され、更新された動作情報が順次ガルバノスキャナ4及びレーザー発振器1へ出力され、レーザー加工が行われる。
(7) The encoder signals in the X direction and Y direction by the operation of the work set table 7 are sent to the galvano scanner and the laser
(8)一つのワークに対し完了まで加工を行った後、画像センサ6により加工済みワークの加工位置を計測し、動作情報生成器16へ出力する。
(9)動作情報生成器16において、電気信号の遅れなどで生じる、入力した加工形状と実際の加工形状との差を算出し、動作信号の補正を行い、次の加工の精度を高める。
(8) After processing one workpiece to completion, the processing position of the processed workpiece is measured by the
(9) The
次に、図1乃至図8を参照し、レーザー加工装置Aを使用して、ワークが合成樹脂製のフィルムである場合を例にとり、フィルムを所要形状に切断する場合の装置の作用及び加工方法を詳細に説明する。 Next, with reference to FIGS. 1 to 8, the case where the workpiece is a synthetic resin film using the laser processing apparatus A as an example, the operation and processing method of the apparatus when the film is cut into a required shape. Will be described in detail.
まず、ワークセットテーブル7に四角形のフィルム700などのワークを載せ、ワークを固定するための信号を入力(スイッチや外部からの電気信号入力)する。これにより、ワークセットテーブル7に設けられた吸気孔71につながった配管に負圧を生じさせ、ブロック72、72aの吸着孔73から吸気することにより、ワークを吸着し固定する。
First, a work such as a
その後、レーザー光の暴露を防止するため、レーザー加工装置Aが備えるカバー(図示省略)を閉じ、安全を確保する。次に加工開始の信号を入力すると、各制御器が動作指令を各機器に送り、各機器は動作を開始する。以下、加工作業の動作フローについては、図3、図4及び図5を参照する。なお、説明において<>付き番号の説明は、これらの図に示した番号に対応している。 Thereafter, in order to prevent exposure of the laser beam, a cover (not shown) provided in the laser processing apparatus A is closed to ensure safety. Next, when a machining start signal is input, each controller sends an operation command to each device, and each device starts its operation. Hereinafter, the operation flow of the machining operation will be described with reference to FIGS. In the explanation, explanations of numbers with <> correspond to the numbers shown in these drawings.
<1>加工形状データの作成と入力(手作業)
動作情報生成器16(一般的にはパーソナルコンピュータ)のソフトウエアの画面において、ワークに対して加工(例えば切断)を行いたい加工形状の線(1次元的な点も含む場合がある)を入力する。入力に際しては、点、直線や曲線、円形、矩形などの種々のオブジェクトを選択して二次元的な図形を作成する(図6(a)参照)。なお、この図形は説明のために例示したもので、上記図2で例示した加工形状74〜77とは異なる。
<1> Creation and input of machining shape data (manual operation)
On the software screen of the motion information generator 16 (generally a personal computer), input a line of a machining shape (including a one-dimensional point) to be machined (for example, cut) on the workpiece. To do. When inputting, a two-dimensional figure is created by selecting various objects such as points, straight lines, curves, circles, and rectangles (see FIG. 6A). In addition, this figure is illustrated for description and is different from the machining shapes 74 to 77 illustrated in FIG.
また、CAD(computer-aided design)システムなどで予め作成した二次元的な図面データを取り込むようにしてもよい。更に、ワークとワークセットテーブル7の相対的な位置ズレを補正するために、ワーク上にマーク(図示省略:印刷や成膜、その他の処理による)が予め設けられている場合は、画像センサ6がその位置を検出する必要があるため、その座標についても設定する。
Further, two-dimensional drawing data created in advance by a CAD (computer-aided design) system or the like may be taken in. Further, in order to correct the relative positional deviation between the work and the work set table 7, when a mark (not shown: by printing, film formation, or other processing) is provided on the work in advance, the
<2>加工条件入力(手作業)
上記<1>で作成した二次元的な加工形状データに対し、加工する際に必要となる加工速度、繰返し周波数(発振周波数)及び加工点出力(レーザー出力)の加工条件を設定し、動作情報生成器16に入力する(図6(b)参照)。この加工条件の設定については、作成した加工形状の線分の各区間毎に指定し入力することができる。なお、レーザー加工装置Aの能力上の制限値(ガルバノスキャナ4の走査範囲、速度、ワークセットテーブル7の最大速度及び加減速度の動作限界値など)は、予め設定されている。
<2> Machining condition input (manual operation)
For the two-dimensional machining shape data created in <1> above, set the machining speed, repetition frequency (oscillation frequency) and machining point output (laser output) necessary for machining, and operate information It inputs into the generator 16 (refer FIG.6 (b)). The setting of the machining conditions can be specified and input for each section of the line segment of the created machining shape. Note that the limit values (such as the scanning range and speed of the
また、上記加工点出力とは、レーザー発振器1から出射されたレーザー光が光学系を経由し、ワークに到達して、実際に加工に寄与するレーザー光の1秒間当たりのエネルギーをいう。このエネルギーは、通常、光学系において一定の減衰が起こるので、設定に当たってはそれを勘案する。 The processing point output refers to the energy per second of the laser light that the laser light emitted from the laser oscillator 1 reaches the workpiece via the optical system and actually contributes to the processing. Since this energy usually has a certain attenuation in the optical system, it is taken into consideration when setting.
<3>加工形状データの分類(予備検証の準備工程)
上記<1>で入力された線分からなる加工形状データを、細分化し、点と直線と円弧の三種類のオブジェクトに分類する(図6(c)、(d)参照)。なお、図6(d)に示したものは、図6(c)に示した直線と円弧のオブジェクトに加えて、点のオブジェクトを三箇所に例示したものである。
<3> Classification of machining shape data (preparation process for preliminary verification)
The machining shape data consisting of the line segment input in the above <1> is subdivided and classified into three types of objects: points, straight lines, and arcs (see FIGS. 6C and 6D). In addition, what was shown in FIG.6 (d) illustrated the object of a point in three places in addition to the object of the straight line and circular arc shown in FIG.6 (c).
次に、ガルバノスキャナ4の対応エリアの範囲毎にそれらのオブジェクトをグループ化する。オブジェクト1つでガルバノスキャナ4の対応範囲(対応エリア)を超える場合は、グループ化せず、単独として存在させる(図7(a)参照)。
Next, those objects are grouped for each range of the corresponding area of the
<4>予備検証
加工形状への対応の可否を事前に予備的に検証する。
上記<3>で作成したオブジェクトのグループ及び単独のオブジェクトがそれぞれ配置されている状態で、駆動機器であるY方向駆動軸10とX方向駆動軸8などの動作負荷が大きい箇所を判断し、簡易的にオブジェクトグループ及び単独オブジェクトをガルバノスキャナ4の対応範囲に収めつつ、ワークセットテーブル7が可能な限り直線的に動作できる軌道を算出する(図7(b)参照)。
<4> Preliminary verification Preliminary verification is made in advance as to whether or not the processing shape can be supported.
In a state where the group of objects created in <3> and the single object are respectively arranged, it is easy to determine a place where the operation load such as the Y-
このように、ガルバノスキャナ4の走査範囲内で、レーザー光を所要の速度で、かつ連続的に等速で走査可能な、ワークセットテーブル7の軌道及び移動速度を生成する。なお、この自動処理で走査の指令が完結できれば、処理時間、加工品質の面で優れた処理が可能である。
In this way, the trajectory and the moving speed of the work set table 7 are generated within the scanning range of the
そして、直線間での方向転換量を、駆動機器の予め設定されている動作限界値と比較して、等速での走査の可否を判定する。すなわち、生成した軌道の所要の区分ごとに、生成した速度の微分値と予め設定した可否の基準となる加減速度の動作限界値とを比較し、速度の微分値が動作限界値以下であれば可と判定し、動作限界値を超えれば否と判定する。なお、可否の基準となる動作限界値は、駆動機器の持つ加減速度、制定時間、振動などを基に設定されるもので、事前に入力しておく。また、動作限界とは、ワークセットテーブル7の加減速、制定時間が、予め設定されている走査速度に対応できないことをいう。 Then, the direction change amount between the straight lines is compared with a preset operation limit value of the driving device, and it is determined whether or not scanning at a constant speed is possible. That is, for each required section of the generated trajectory, the generated differential value of the speed is compared with the operation limit value of the acceleration / deceleration serving as a criterion for whether or not preset, and if the differential value of the speed is less than the operation limit value, It is determined that the operation is possible, and it is determined that the operation limit value is exceeded. The operation limit value, which is a criterion for availability, is set based on the acceleration / deceleration, establishment time, vibration, etc. of the drive device, and is input in advance. Further, the operation limit means that the acceleration / deceleration and establishment time of the work set table 7 cannot correspond to a preset scanning speed.
<5>空走距離及び位置情報の算出
上記<4>の予備検証で、生成した軌道の、所要の速度及び等速での走査が否と判定された区分において、ワークセットテーブル7の空走経路・距離(ガルバノスキャナ4の相対的な空走経路・距離)及びレーザー光をON/OFFする位置の情報を算出する。そして、上記否と判定された区分では、移動方向において、その前の区分に対応する加工形状の区間において、終点までを加工した後、その終点から次の区間(否と判定された区分に対応する加工形状の区間)の加工始点へガルバノスキャナ4が相対的に移動する間は、レーザー光を出射しない状態で所要の速度で移動させることで、すなわち相対的に空走させることで対処する。
<5> Calculation of free running distance and position information In the preliminary verification of <4> above, the free running of the work set table 7 is determined in the category in which the generated trajectory is determined not to be scanned at the required speed and constant speed. Information on the path / distance (relative free running path / distance of the galvano scanner 4) and the position where the laser beam is turned on / off is calculated. In the category determined as “No”, after processing up to the end point in the section of the machining shape corresponding to the previous category in the movement direction, the next segment (corresponding to the category determined as “No”) When the
<6−A>駆動軸動作情報の作成(自動処理)
上記<1>で作成した加工形状の二次元の線分のデータを一定間隔の点データに変換する。これらの点をガルバノスキャナの対応できる領域の例えば1/4〜1/2の範囲で囲い、グループ化する。グループ化された点データの重心位置を各点の座標より算出する。
<6-A> Creation of drive axis motion information (automatic processing)
The two-dimensional line segment data of the machining shape created in the above <1> is converted into point data at a constant interval. These points are surrounded and grouped within a range of, for example, 1/4 to 1/2 of the area that can be supported by the galvano scanner. The centroid position of the grouped point data is calculated from the coordinates of each point.
得られたすべての重心位置を通り、総移動長が最短となる線(直線、または曲線であれば、曲率が大きく、直線により近い線)を算出する。なお、ここでいう総移動長とは、ワークセットテーブル7が、ワーク単位での一回の加工において、移動する長さの全長をいう。換言すればガルバノスキャナ4が、ワーク単位での一回の加工において、ワークに対し相対的に移動する長さの全長をいう。この線をワークセットテーブルが動作する軌道情報とする(図7(c)参照)。これにより、ワークセットテーブル7が動作する際の慣性の影響を抑制または低減することができる。
A line that passes through all the obtained center-of-gravity positions and has the shortest total movement length (a straight line or a curved line having a large curvature and closer to the straight line) is calculated. Note that the total movement length here refers to the total length of the length that the work set table 7 moves in one machining in units of workpieces. In other words, it refers to the total length of the
そして、グループ内に存在する点の数より、加工長を得て、それを加工速度で除することにより、そのグループ内で許容される所要時間が求められる。また、重心位置間の距離と所要時間より、ワークセットテーブル7を移動させるための速度情報が得られる。 Then, by obtaining the machining length from the number of points existing in the group and dividing it by the machining speed, the required time allowed in the group is obtained. Further, speed information for moving the work set table 7 is obtained from the distance between the center of gravity positions and the required time.
<6−B>ガルバノスキャナ動作情報の作成(自動処理)
ガルバノスキャナ4は、加工形状データを最小単位として、点、直線、円弧に近似した形状を認識する。円弧に属しない曲線などは、短い直線のつながりとして処理した後、レーザー加工の始点位置と終点位置を設定する(図7(d)参照)。この始点位置と終点位置については、レーザー光の出射情報となるとともに駆動軸動作情報にも反映され、動作上の始点位置と終点位置と共通とする。
<6-B> Galvano scanner operation information creation (automatic processing)
The
<7−A>駆動軸動作情報を出力
動作情報生成器16より、X方向駆動軸8とY方向駆動軸10の動作情報を駆動軸制御機器14へ出力する。
<7-A> Output Drive Axis Motion Information The
<7−B>ガルバノスキャナ動作情報及びレーザー光出射情報を出力
ガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15より、ガルバノスキャナ動作指令をガルバノスキャナ4へ、レーザー光出射指令をレーザー発振器1へ出力する。
<7-B> Output Galvano Scanner Operation Information and Laser Light Emission Information The galvano scanner and laser
図4を参照する。
<8−A>駆動軸制御指令の生成(自動処理)
初期の動作情報を駆動軸制御器14へ書き込み、ワークセットテーブル7の現在位置となるX方向リニアエンコーダ9及びY方向リニアエンコーダ11から出力される信号を受けながら、この信号をもとに適正な(あるいは最適な)駆動軸制御信号を生成し、駆動部であるX方向駆動軸8とY方向駆動軸10へのフィードバックが順次行われる。これにより、ワークセットテーブル7は精度よく動作する。
Please refer to FIG.
<8-A> Drive axis control command generation (automatic processing)
Write the initial operation information to the
<8−B>ガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御指令の生成(自動処理)
初期の動作情報を駆動軸制御器14へ書き込み、エンコーダ信号より得られるワークセットテーブル7の現在位置を差し引きしながら制御指令を生成する。ガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15では、ここで生成された指令については、ワークの基準位置からの相対的なものとした初期値として認識される。また、動作途中にワークセットテーブル7の移動に伴い、ワークの基準位置が移動することにより、相対的にレーザー光の照射位置(レーザー側の基準位置)との距離が変動するため、その分を差し引くことを前提として、ガルバノスキャナ4の対応範囲よりも大きい指令値を受け入れる。
<8-B> Galvano scanner and laser light emission control command generation (automatic processing)
Initial operation information is written to the
より詳しくは、X方向リニアエンコーダ9及びY方向リニアエンコーダ11より電気信号として出力されるエンコーダ信号によるワークセットテーブル7の現在位置情報を、駆動軸制御器14及びガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15に入力する。駆動軸制御器14では、ワークセットテーブル7の設定された軌道及び速度条件通り精度よく動作するよう、現在位置情報と比較しながら、動作時の慣性や全体的な熱膨張などの影響を相殺してX方向駆動軸8とY方向駆動軸10のモータ動作を制御する。一方で、ガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15は、ワークセットテーブル7の現在位置情報を受けて、ワークの基準位置とレーザー側の基準位置との相対的な差を連続的に初期の動作指令情報より差し引いた指令をガルバノスキャナ4及びレーザー発振器1に出力し加工を行う。
More specifically, the current position information of the work set table 7 based on the encoder signals output as electrical signals from the X-direction
<9−A>駆動軸制御指令出力
駆動軸制御器14から、X方向駆動軸8とY方向駆動軸10へ、制御指令が出力される。
<9−B>ガルバノスキャナ制御指令出力
ガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15から、ガルバノスキャナ4へ、制御指令が出力される。
<9−C>レーザー光出射制御指令出力
ガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器15から、レーザー発振器1へ、制御指令が出力される。
<9-A> Drive Axis Control Command Output A control command is output from the
<9-B> Galvano Scanner Control Command Output A control command is output from the galvano scanner and the laser
<9-C> Laser beam emission control command output A control command is output from the galvano scanner and the laser
<10−A>ワークセットテーブル動作
上記<9−A>により、ワークセットテーブル7が所要の軌道上を動作する。
<10−B>ガルバノスキャナ動作
上記<9−B>により、ガルバノスキャナ4からのレーザー光の出射、及び停止を行う。
<10−C>レーザー光出射
上記<9−C>により、レーザー光が出射され、レーザー光路2を介してガルバノスキャナ4へ送られる。
<10-A> Work Set Table Operation With the above <9-A>, the work set table 7 operates on a required track.
<10-B> Galvano Scanner Operation Laser light is emitted from the
<10-C> Laser Light Emission Laser light is emitted by the above <9-C> and sent to the
各機器の動作が始まり、エンコーダ信号をもとに、ワークに設定された加工始点がガルバノスキャナ4の対応範囲内に入ると、ガルバノスキャナ4によりワークの加工始点となる位置へ向けてレーザー光が出射され、加工が行われる。なお、生成された軌道において、可と判定された区分(図8において円弧形状の区分1)においては、生成された所要の速度でガルバノスキャナ4をワークに対し相対的に移動させながら、ガルバノスキャナ4からレーザー光を出射し、ワーク上を走査して、上記区分1に対応する加工形状の区間を加工する。
When the operation of each device starts and the machining start point set for the workpiece falls within the corresponding range of the
ワークセットテーブル7が移動する軌道において、否(動作限界を超える)と判定された区分(図8において、直線状の区分5、9)においては、それぞれの始点側に、移動方向順に減速区間(直線状の区間2、6)、連結区間(直線状の区間3、7)及び加速区間(直線状の区間4、8)からなる空走部が軌道に追加される。
In the segment determined to be no (exceeding the operation limit) in the trajectory along which the work set table 7 moves (in the
また、否と判定された区分が区分5である場合は、可と判定されている区分1が移動方向において前の区分となり、否と判定された区分が区分9である場合は、否と判定されている区分5が移動方向において前の区分となる。更に、否と判定された区分5、9の関係でいえば、区分5は、区分5の終点である方向転換点を境界として、前の区分であり、区分9は後の区分である。なお、区分1の終点及び区分5の終点は方向転換点である。
In addition, when the category determined as NO is
図8を参照し説明する。ガルバノスキャナ4によりレーザー光で区分1に対応する加工形状の区間を加工した後、その終点でレーザーを停めて、各区間2、3、4の空走を行い、加速区間4で加速し所要速度に達したところで、区分5に対応する加工形状の始点よりレーザー光を出射して加工を始める。そして、区分5に対応する加工形状の終点まで加工した後、終点でレーザー光を停めて、各区間6、7、8の空走を行い、加速区間8で加速し所要速度に達したところで、区分9に対応する加工形状の始点よりレーザーを出射して加工を始め、区分1に対応する加工形状の始点(加工始点)まで加工する。
This will be described with reference to FIG. After processing the section of the processing shape corresponding to section 1 with the laser beam by the
上記加工の継続により、レーザー光のワーク上での走査は、所要の速度、かつ同じ速度(等速)で途切れることなく行われることになり、結果的に、ワークを高速で加工することができると共に、高い品質で加工することができる。
なお、図8ではワークセットテーブル7の軌道と、ワーク上の加工形状の全体が重なる場合を示しているが、多少のずれが生じて、双方の全体が重ならない場合があることはいうまでもない。
By continuing the above processing, the scanning of the laser beam on the workpiece is performed without interruption at the required speed and the same speed (constant speed), and as a result, the workpiece can be processed at a high speed. At the same time, it can be processed with high quality.
Although FIG. 8 shows a case where the track of the work set table 7 and the entire machining shape on the workpiece overlap, it is needless to say that there is a case where some deviation occurs and the both do not overlap. Absent.
このように、ワークセットテーブル7は、予め設定された軌道を加工速度条件以下となる移動速度で変速的に移動しながら、ガルバノスキャナ4から出射されるレーザー光によりワーク上で走査される。ただし、ワークセットテーブル7の加工始点対応部までの移動及び加工形状が不連続で、次の加工始点がガルバノスキャナ4の対応範囲外にある場合は、所要の速度(例えば予め設定されているワークセットテーブル7の最大速度)にてワークセットテーブル7を移動させる。
In this way, the work set table 7 is scanned on the work by the laser light emitted from the
そして、移動するフィルムに対し、ガルバノスキャナ4は、設定された加工形状通り、相対的にレーザー光の照射位置を追従させて加工を行い、加工始点から加工終点の間を、設定された加工速度、すなわち等速にてレーザー加工が途切れない状態で加工を行う。
Then, the
<11.加工完了>
加工完了後、ガルバノスキャナ4によるレーザー光の照射を停止する。その後、ワークセットテーブル7はワークを固定した初期位置へ移動する。
<11. Processing complete>
After the processing is completed, the laser light irradiation by the
<12>画像センサによる加工対象物の位置補正
ワークセットテーブル7に固定されたワークが、ワークセットテーブル7に対し位置ズレがある場合、画像センサ6により、フィルム上に設けられたマーク(図示省略)の位置を読み取り、ワークの位置を検出してその差分を次回の加工において補正する。
<12> Position correction of the workpiece by the image sensor When the work fixed to the work set table 7 is misaligned with respect to the work set table 7, a mark (not shown) provided on the film by the image sensor 6. ) Is detected, the position of the workpiece is detected, and the difference is corrected in the next machining.
具体的には、加工開始前に、画像センサ6がマークを撮影できる位置に、ワークセットテーブル7を移動させ、画像センサ6がマークを検出し、正規の位置に対する平面上のXYθ方向のズレ量を計測し、加工形状データをズレ量の分だけオフセット(相殺、補正)する。なお、マークを設定する位置は2点以上とするのが、回転方向のズレを除外する意味で好ましい。
Specifically, before starting the processing, the work set table 7 is moved to a position where the
図5を参照する。
<13>画像センサを用いた指令遅れ等の補正
レーザー加工において、実際には指令に対する動作の遅れなどにより、レーザー光が照射される位置と設定された形状との差異が生じる場合がある。そこで加工完了後、実際に加工したワークの加工位置(切断位置)を画像センサ6により計測する。すなわち、画像センサ6が撮影できる位置にワークセットテーブル7を移動させ(図5−1)、設定された加工位置の計測を行い(図5−2)、動作情報生成器16へ計測値を入力する(図5−3)。(図5−1)〜(図5−3)は計測値の分だけ繰り返される。
Please refer to FIG.
<13> Correction of command delay using image sensor In laser processing, there may be a difference between the position irradiated with laser light and the set shape due to a delay in operation with respect to the command. Therefore, after the machining is completed, the machining position (cutting position) of the actually machined workpiece is measured by the
なお、計測位置は複数点設けることができ、その点数が多いほど精度は向上する。そして、作成された加工形状データと、得られた実際の切断位置の計測値とを比較し、X方向、Y方向の差分を算出し(図5−4)、計測位置はもとより計測位置間でも傾斜的にその量を連続的に割り当てて、作成された加工形状のデータより差し引くことで補正値を求める(図5−5)。この補正値を次回の加工において使用し、誤差を低減する。 A plurality of measurement positions can be provided, and the accuracy increases as the number of measurement positions increases. Then, the created machining shape data is compared with the measured value of the actual cutting position obtained, and the difference between the X direction and the Y direction is calculated (FIG. 5-4). The correction value is obtained by continuously assigning the amount in an inclined manner and subtracting it from the created machining shape data (FIGS. 5-5). This correction value is used in the next processing to reduce the error.
本明細書及び特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書及び特許請求の範囲に記述された特徴及びその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。 The terms and expressions used in the present specification and claims are for illustrative purposes only, and are not intended to be limiting in any way. The features described in the present specification and claims and their There is no intention of excluding some equivalent terms and expressions. It goes without saying that various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
A レーザー加工装置
1 レーザー発振器
2 レーザー光路
3 fθレンズ
4 ガルバノスキャナ
5 ヘッド昇降機構部
50 昇降体
6 画像センサ
7 ワークセットテーブル
70 テーブル本体
71 吸気孔
72 大きい吸着ブロック
72a 小さい吸着ブロック
73 吸着孔
700 フィルム
74〜77 加工形状
8 X方向駆動軸
9 X方向リニアエンコーダ
10 Y方向駆動軸
11 Y方向リニアエンコーダ
12 X方向エンコーダ信号分配器
13 Y方向エンコーダ信号分配器
14 駆動軸制御器
15 ガルバノスキャナ及びレーザー光出射制御器
16 動作情報生成器
17 ベース盤
18 架台
L1〜L13 信号線
A Laser processing device 1
Claims (7)
前記生成した軌道の前記可と判定された区分においては、該区分に対応する前記加工形状の区間を、前記動作情報をもとに前記ワークセットテーブルを移動させながらレーザー光を走査して加工し、前記否と判定された区分においては、その区分の移動方向において前の区分に対応する前記加工形状の区間の終点まで加工した後、該終点においてレーザー光の出射を停止し、加工を停めた状態で、前記ワークセットテーブルを所要の速度で移動させ、前記否と判定された区分に移動したところで、前記加工を停めた箇所から同否と判定された区分に対応する加工形状の区間の加工を継続する工程とを備える
レーザー加工方法。 Corresponding to the workpiece shape set in advance, the laser beam scanning range of the laser beam emitting part can be used to suppress the influence of inertia when moving the workpiece set table, and the total movement length is the shortest As described above, the trajectory and motion information of the work set table are generated, and the motion information is compared with a motion limit value serving as a criterion for determining whether or not the motion trajectory is set for each required section of the generated trajectory. If the information is equal to or less than the same operation limit value, determine that it is possible, and if the information exceeds the same operation limit value, determine whether or not,
In the determined section of the generated trajectory, the section of the processing shape corresponding to the section is processed by scanning the laser beam while moving the work set table based on the operation information. In the section determined as “no”, after processing to the end point of the section of the processing shape corresponding to the previous section in the moving direction of the section, the emission of the laser beam was stopped at the end point and the processing was stopped. In the state, when the work set table is moved at a required speed and moved to the section determined to be not, the processing of the section of the processing shape corresponding to the section determined to be the same from the location where the processing was stopped A laser processing method.
請求項1のレーザー加工方法。 The laser processing method according to claim 1, wherein the generated operation information is a differential value of a moving speed of a work set table, and the operation limit value serving as a reference of the preset possibility is an operation limit value of acceleration / deceleration.
請求項1または2のレーザー加工方法。 The step of measuring an actual machining shape remaining on the workpiece after the machining of the workpiece is completed, comparing the actual machining shape with the preset machining shape of the workpiece, and correcting the difference. Laser processing method 1 or 2.
ワークの取付部であり、前記レーザー光出射部から出射されるレーザー光により走査できる二次元方向の所要範囲内の全域で駆動部により移動操作が可能なワークセットテーブルと、
予め設定されたワークの加工形状に対応し、レーザー光出射部のレーザー光の走査範囲を利用して、ワークセットテーブルの移動時において慣性の影響を抑制できるように、かつ総移動長が最短となるように、前記ワークセットテーブルの軌道及び動作情報を生成し、該生成した軌道の所要の区分ごとに、前記動作情報と予め設定した可否の基準となる動作限界値とを比較し、同動作情報が同動作限界値以下であれば可と判定し、同動作限界値を超えれば否と判定するようにし、前記生成した軌道の前記可と判定された区分においては、該区分に対応する前記加工形状の区間を、前記動作情報をもとに前記ワークセットテーブルを移動させながらレーザー光を走査して加工し、前記否と判定された区分においては、その区分の移動方向において前の区分に対応する前記加工形状の区間の終点まで加工した後、該終点においてレーザー光の出射を停止し、加工を停めた状態で、前記ワークセットテーブルを所要の速度で移動させ、前記否と判定された区分に移動したところで、前記加工を停めた箇所から同否と判定された区分に対応する加工形状の区間の加工を継続するようにする動作情報を生成する動作情報生成部と、
前記駆動部より前記ワークセットテーブルの位置情報を受け、前記レーザー光出射部に前記動作情報生成部で生成された出射指令を出すレーザー制御部と、
前記駆動部よりワークセットテーブルの位置情報を受け、ワークセットテーブルを移動させる前記駆動部に前記動作情報生成部で生成された動作指令を出す動作制御部とを備える
レーザー加工装置。 A laser beam emitting part for emitting a laser beam;
A work set table that is a work attachment unit and can be moved by a drive unit in the entire range within a required range in a two-dimensional direction that can be scanned by laser light emitted from the laser light emitting unit;
Corresponding to the workpiece shape set in advance, the laser beam scanning range of the laser beam emitting part can be used to suppress the influence of inertia when moving the workpiece set table, and the total movement length is the shortest As described above, the trajectory and motion information of the work set table are generated, and the motion information is compared with a motion limit value serving as a criterion for determining whether or not the motion trajectory is set for each required section of the generated trajectory. If the information is equal to or less than the same operation limit value, it is determined to be acceptable, and if the information exceeds the same operation limit value, it is determined to be no. In the determined category of the generated trajectory, the corresponding to the category The section of the machining shape is machined by scanning the laser beam while moving the work set table based on the motion information. After processing to the end point of the section of the processing shape corresponding to the previous section, stop emitting laser light at the end point, and with the processing stopped, move the work set table at a required speed, and When moving to the determined section, the operation information generating unit for generating operation information to continue the processing of the section of the processing shape corresponding to the section determined to be the same from the location where the processing is stopped,
A laser control unit that receives position information of the work set table from the drive unit and issues an emission command generated by the operation information generation unit to the laser beam emission unit;
A laser processing apparatus comprising: an operation control unit that receives position information of a work set table from the drive unit and issues an operation command generated by the operation information generation unit to the drive unit that moves the work set table.
請求項4のレーザー加工装置。 The drive unit is provided with a first drive shaft having a first linear encoder, and is movable on the first drive shaft so as to be substantially parallel to the first drive shaft. The laser processing apparatus according to claim 4, further comprising a second drive shaft orthogonal to the work set table, wherein the work set table is movably provided on the second drive shaft.
請求項4または5のレーザー加工装置。 An image sensor that measures an actual machining shape remaining on the workpiece after machining of the workpiece is provided, and the operation information generation unit compares the actual machining shape with the preset workpiece machining shape. Then, the difference is corrected, and the correction value is used to control the laser light emitting unit by the laser control unit and to control the movement of the work set table by the operation control unit. 4 or 5 laser processing equipment.
前記生成した軌道の前記可と判定された区分においては、該区分に対応する前記加工形状の区間を、前記動作情報をもとに前記ワークセットテーブルを移動させながらレーザー光を走査して加工し、前記否と判定された区分においては、その区分に含まれる方向転換点を境界とする各区分において、移動方向で前の区分に対応する前記加工形状の区間を始点から終点まで加工した後、該終点においてレーザー光の出射を停止し、加工を停めた状態で、前記ワークセットテーブルを所要の速度で移動させ、次の後の区分に移動したところで、前記区間の加工を停めた箇所から、後の区分に対応する前記加工形状の区間の加工を継続する工程とを備える
レーザー加工方法。 Corresponds to the workpiece processing shape set in advance, the laser beam scanning range of the laser beam emitting part is used, the influence of inertia can be suppressed when moving the work set table, and the total movement length is the shortest As described above, the trajectory and motion information of the work set table is generated, and the motion information is compared with a motion limit value serving as a reference for setting in advance for each required section of the generated trajectory. Is determined to be acceptable if is less than or equal to the operation limit value, and determined to be not if the operation limit value is exceeded,
In the determined section of the generated trajectory, the section of the processing shape corresponding to the section is processed by scanning the laser beam while moving the work set table based on the operation information. In each of the sections determined to be no, in each section with the turning point included in the section as a boundary, after processing the section of the processing shape corresponding to the previous section in the moving direction from the start point to the end point, In the state where the emission of the laser beam is stopped at the end point and the processing is stopped, the work set table is moved at a required speed and moved to the next subsequent section, where the processing of the section is stopped, And a step of continuing the processing of the section of the processing shape corresponding to the later section.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016091318A JP6035461B1 (en) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | Laser processing method and laser processing apparatus |
TW106112246A TWI640382B (en) | 2016-04-28 | 2017-04-12 | Laser processing method and laser processing device |
KR1020170052540A KR102051119B1 (en) | 2016-04-28 | 2017-04-24 | Laser processing method and laser processing apparatus |
CN201710284778.3A CN107335913B (en) | 2016-04-28 | 2017-04-27 | Laser processing and laser processing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016091318A JP6035461B1 (en) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | Laser processing method and laser processing apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6035461B1 true JP6035461B1 (en) | 2016-11-30 |
JP2017196652A JP2017196652A (en) | 2017-11-02 |
Family
ID=57419913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016091318A Active JP6035461B1 (en) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | Laser processing method and laser processing apparatus |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6035461B1 (en) |
KR (1) | KR102051119B1 (en) |
CN (1) | CN107335913B (en) |
TW (1) | TWI640382B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019076934A (en) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 大日本印刷株式会社 | Stand, cutting device and cutting method |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019098355A (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-24 | 日東電工株式会社 | Laser-processing method for long film |
JP7122559B2 (en) * | 2018-08-08 | 2022-08-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | LASER PROCESSING METHOD AND LASER PROCESSING APPARATUS |
EP3670064A1 (en) * | 2018-12-21 | 2020-06-24 | Etxe-Tar, S.A. | Method and system for supervision of a scan of an energy beam |
CN110480177B (en) * | 2019-08-20 | 2022-02-25 | 珠海格力智能装备有限公司 | Positioning method and device and laser marking machine |
CN110757000A (en) * | 2019-11-04 | 2020-02-07 | 深圳市洲明科技股份有限公司 | Mask mold and mask processing method |
CN113770525B (en) * | 2021-09-15 | 2024-04-05 | 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 | High-speed welding device and method for battery top cover seal welding |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008200712A (en) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Fanuc Ltd | Method and apparatus for laser beam machining |
JP2016505389A (en) * | 2012-12-20 | 2016-02-25 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Material processing Low inertia laser scanning end effector operation |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2766389B2 (en) * | 1990-10-18 | 1998-06-18 | ファナック株式会社 | Laser processing method |
DE10151441B4 (en) * | 2001-10-18 | 2015-08-20 | Infineon Technologies Ag | Arrangement and method for receiving and processing a thin wafer |
JP5186726B2 (en) * | 2006-03-30 | 2013-04-24 | 日産自動車株式会社 | Laser welding apparatus and method |
KR101026010B1 (en) * | 2008-08-13 | 2011-03-30 | 삼성전기주식회사 | Laser processing apparatus and laser processing method |
CN201735956U (en) * | 2010-03-10 | 2011-02-09 | 浙江吉利汽车有限公司 | Workbench of laser cutting machine |
JP2011240403A (en) * | 2010-05-20 | 2011-12-01 | Aflair Inc | Laser beam machine loading self-propelled galvano scanner |
KR101511483B1 (en) * | 2013-01-04 | 2015-04-10 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Processing controller, laser processing apparatus and processing control method |
CN204277219U (en) * | 2014-11-20 | 2015-04-22 | 广州敏惠汽车零部件有限公司 | A kind of laser cuts film machine |
-
2016
- 2016-04-28 JP JP2016091318A patent/JP6035461B1/en active Active
-
2017
- 2017-04-12 TW TW106112246A patent/TWI640382B/en active
- 2017-04-24 KR KR1020170052540A patent/KR102051119B1/en active IP Right Grant
- 2017-04-27 CN CN201710284778.3A patent/CN107335913B/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008200712A (en) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Fanuc Ltd | Method and apparatus for laser beam machining |
JP2016505389A (en) * | 2012-12-20 | 2016-02-25 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Material processing Low inertia laser scanning end effector operation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019076934A (en) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 大日本印刷株式会社 | Stand, cutting device and cutting method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI640382B (en) | 2018-11-11 |
TW201801838A (en) | 2018-01-16 |
KR102051119B1 (en) | 2019-12-02 |
KR20170123250A (en) | 2017-11-07 |
CN107335913A (en) | 2017-11-10 |
JP2017196652A (en) | 2017-11-02 |
CN107335913B (en) | 2018-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6035461B1 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
KR101939801B1 (en) | Method for machining a workpiece by a laser beam, laser tool, laser machine, machine controller | |
JP6278451B2 (en) | Marking device and pattern generation device | |
US11389876B2 (en) | Method of correcting a laser radiation position | |
JP2002361463A (en) | Machining device and machining method | |
KR101511483B1 (en) | Processing controller, laser processing apparatus and processing control method | |
JP2017108089A (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
WO2013038606A1 (en) | Laser processing device and laser processing method | |
JP2009208093A (en) | Laser marking apparatus | |
JP6112693B1 (en) | Additive manufacturing equipment | |
JP7012820B2 (en) | Cutting machine and cutting method | |
KR101186279B1 (en) | Laser processing system and processing method thereof | |
KR100664573B1 (en) | Laser Processing Apparatus and Method thereof | |
JP2008260043A (en) | Welding method, and apparatus for detecting stepped portion | |
KR20170029381A (en) | Laser processing device | |
JP2003290939A (en) | Laser marking device | |
JP2013071153A (en) | Laser beam machining apparatus and method | |
JP7231202B2 (en) | cutting device | |
KR20180016433A (en) | Machines for laser machining of profiles and methods for performing incline cutting operations on profiles by this machine | |
JP5298157B2 (en) | Laser processing apparatus, laser processing method and laser processed product | |
JP7330624B2 (en) | LASER PROCESSING APPARATUS AND WORKING METHOD FOR PROCESSING | |
JP5319175B2 (en) | Pattern drawing method and apparatus | |
JP2004209504A (en) | Laser beam machining device and laser beam machining method | |
KR102574782B1 (en) | Device for 3D shaping of workpieces by means of a liquid jet guided laser beam | |
KR102128504B1 (en) | Inertia Canceling Processing Device and Inertia Canceling Processing Method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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: 20160721 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6035461 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
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 |