JP7122951B2 - Processing method by laser beam - Google Patents
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Description
本発明は、所定の速度で搬送される被加工物にレーザー光を照射することによって該被加工物を加工するためのレーザー光による加工方法に関する。 The present invention relates to a laser beam processing method for processing a workpiece conveyed at a predetermined speed by irradiating the workpiece with a laser beam.
本出願人は、先に、使い捨ておむつ等の吸収性物品の製造方法において、重ね合わせたシートにレーザー光を照射することによって、該シートを溶断(切断しながら接合)する技術を提案した(特許文献1)。 The present applicant has previously proposed a technique of fusing (joining while cutting) superimposed sheets by irradiating them with a laser beam in a method of manufacturing absorbent articles such as disposable diapers (Patent Reference 1).
光源(レーザー発振器)から出射されるレーザー光は、XYガルバノミラー系を含むスキャナによって走査されて被加工物に照射されるが、装置の経年変化等によってその照射位置がずれることがある。このような照射位置のズレが発生すると、被加工物を正確に溶断することができず、様々な不具合が発生する。 A laser beam emitted from a light source (laser oscillator) is scanned by a scanner including an XY galvanomirror system and applied to a workpiece. If such a deviation of the irradiation position occurs, the workpiece cannot be fused accurately, resulting in various problems.
例えば、特許文献2には、経時変化に起因するレーザー光の照射位置ズレ量を自動補正するレーザー位置決め加工方法が提案されている。この方法は、加工平面に対応させて固定配置された位置決め基準マークを撮像カメラによって撮像し、この撮像によって得られた画像信号から制御手段がレーザー光の照射位置ズレ量を検出し、スキャナに照射位置ズレ量を補正した走査を行わせる方法である。
For example,
特許文献3には、レーザー光の照射位置ズレ量を被加工物の加工中(レーザーの照射中)に直接モニタリングすることができるレーザー光照射方法が提案されている。この方法は、支持部材によって支持された状態で搬送される被加工物へのレーザー光の照射状態を撮像装置によって撮像し、被加工物へのレーザー光の照射による照射痕と支持部材の画像から、支持部材における基準位置から照射痕までの距離を求めることによって、レーザー光の照射位置のズレ量を求めてズレの有無を判定するとともに、そのズレ量を補正する方法である。
しかしながら、特許文献2において提案された加工方法は、加工平面に被加工物を固定又は停止状態とした状態で、該被加工物と位置決め基準マークを撮像しているため、搬送中の被加工物に対してレーザー光が正確に照射されているか否かを判断することができない。
However, in the processing method proposed in
又、特許文献2及び3において提案された方法を実施するためには、CCDカメラ等の撮像装置が必要であるため、装置構成が複雑化してコストアップを招くという問題がある。
Moreover, in order to carry out the methods proposed in
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その課題は、センサを用いて簡易な設備でレーザー光の照射位置のズレ量を効率的に検出することができるレーザー光による加工方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a processing method using a laser beam that can efficiently detect the amount of deviation of the irradiation position of the laser beam using a sensor with simple equipment. That's what it is.
本発明は、搬送装置によって所定の速度で搬送される被加工物に、光源から発せられるレーザー光をスキャナによって走査しながら照射することによって該被加工物を加工するレーザー光による加工方法であって、
前記搬送装置の搬送位置を検出するセンサによって得られた搬送位置情報と、前記スキャナのスキャン位置を検出するセンサによって得られるスキャン位置情報と、前記搬送装置及び前記スキャナに共通の基準位置情報とに基づいて、前記搬送装置の搬送位置を演算するとともに、該搬送装置上のレーザー光における前記被加工物の搬送方向のスキャン位置を演算し、該搬送位置と該スキャン位置との差に基づいてレーザー光の前記被加工物に対するズレ量を求める、レーザー光による加工方法を提供するものである。
The present invention is a laser beam processing method for processing a workpiece conveyed by a conveying device at a predetermined speed by irradiating the workpiece with a laser beam emitted from a light source while scanning the workpiece with a scanner. ,
Conveying position information obtained by a sensor that detects the conveying position of the conveying device, scanning position information obtained by a sensor that detects the scanning position of the scanner, and reference position information common to the conveying device and the scanner. Based on this, the transport position of the transport device is calculated, the scanning position of the workpiece in the transport direction of the laser beam on the transport device is calculated, and the laser beam is calculated based on the difference between the transport position and the scanning position. The present invention provides a processing method using a laser beam, which obtains the amount of deviation of the light from the workpiece.
本発明の加工方法によれば、センサを用いて簡易な設備でレーザー光の照射位置のズレ量を効率的に検出することができ、被加工物を高精度に加工(溶断)することができる。 According to the processing method of the present invention, it is possible to efficiently detect the amount of deviation of the irradiation position of the laser beam with simple equipment using a sensor, and it is possible to process (fuse) the workpiece with high accuracy. .
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づいて説明する。
先ず、本発明に係るレーザー光による加工方法を含む製造工程によって、シート融着体の一例であるパンツ型使い捨ておむつを製造する方法を図1及び図2に基づいて以下に説明する。
The present invention will be described below based on its preferred embodiments.
First, a method of manufacturing a pants-type disposable diaper, which is an example of a fused sheet body, by a manufacturing process including a laser beam processing method according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
図1はパンツ型使い捨ておむつの製造工程の一部を示す斜視図、図2は同パンツ型使い捨ておむつを製造するためのレーザー式接合装置の斜視図であり、製品であるパンツ型使い捨ておむつ1は、以下に説明する製造工程を経て連続的に製造される。 FIG. 1 is a perspective view showing part of the manufacturing process of an underpants-type disposable diaper, and FIG. 2 is a perspective view of a laser bonding apparatus for manufacturing the underpants-type disposable diaper. , are continuously manufactured through the manufacturing process described below.
即ち、図1に示すように、不図示の各原反ロールからそれぞれ連続的に供給される帯状の外層シート3aと内層シート3bとの間に、ウエストギャザーを形成するウエスト部弾性部材5、胴周ギャザーを形成する胴周り部弾性部材6及びレッグギャザーを形成するレッグ部弾性部材7が、所定の伸長率で伸長した状態で各々複数配置される。このとき、ウエスト部弾性部材5と胴周り部弾性部材6には、不図示の接着剤塗工機によってホットメルト接着剤が連続的又は間欠的に塗工され、レッグ部弾性部材7は、外層シート3aと内層シート3bの搬送方向と直交する方向に往復運動する不図示の揺動ガイドによって所定の胴周りパターンを形成しながら配置される。又、外層シート3aと内層シート3bには、これらを重ね合わせる前に、両者の何れか一方又は双方の相対向する面の所定部位に、不図示の接着剤塗工機によってホットメルト接着剤が塗工される。
That is, as shown in FIG. 1, between the band-shaped outer layer sheet 3a and the
図1に示すように、一対のニップロール111の間に、ウエスト部弾性部材5、胴周り部弾性部材6及びレッグ部弾性部材7を伸長状態で挟み込んだ帯状の外層シート3a及び内層シート3bを送り込んで加圧する。そして、外層シート3aと内層シート3bとの間に複数本の弾性部材5,6,7が伸長状態で配された帯状の外装体3が形成される。その後、不図示の弾性部材プレカット手段を用いて、後述する吸収性本体2を配置する位置に対応させて、各複数本の胴周り部弾性部材6及びレッグ部弾性部材7を押圧してこれらに収縮機能が発現しないように、それぞれ複数個に分断する。
As shown in FIG. 1, between a pair of
次に、図1に示すように、別工程において製造された吸収性本体2に予めホットメルト接着剤を塗工し、該吸収性本体2が90°回転され、帯状の外装体3を構成する内層シート3b上に吸収性本体2が間欠的に供給されて固定される。尚、吸収性本体2を固定するための接着剤は、吸収性本体2ではなく、内層シート3bにおける吸収性本体2の配置予定位置に予め塗工しておいても良い。
Next, as shown in FIG. 1, a hot-melt adhesive is applied in advance to the absorbent
その後、図1に示すように、吸収性本体2が配置された帯状の外装体3におけるレッグ部弾性部材7で環状に囲まれた環状部の内側にレッグホールLOが形成される。このレッグホールLOを形成する工程は、ロータリーカッターやレーザーカッター等を用いて実施される。尚、本実施形態においては、帯状の外装体3に吸収性本体2を配置した後にレッグホールLOを形成しているが、吸収性本体2を配置する前にレッグホールLOを形成していても良い。
After that, as shown in FIG. 1, the leg holes LO are formed inside the annular portion surrounded by the leg elastic members 7 in the belt-like
次いで、帯状の外装体3がその幅方向に折り畳まれる。より具体的には、図1に示すように、帯状の外装体3の搬送方向に沿う両側部が、吸収性本体2の長手方向両端部を覆うように折り返されて吸収性本体2の長手方向両端部が固定された後、外装体3が吸収性本体2と共にその幅方向に二つ折りされる。このようにして、帯状のシート積層体としてのおむつ連続体1’が得られる。
Next, the strip-shaped
以上の工程を経て製造されたおむつ連続体1’に対して、図2に示すレーザー式接合装置20によってレーザー光Lを照射することによって、おむつ連続体1’が所定の長さに溶断され、一対のサイドシール部4を有するパンツ型使い捨ておむつ1が製品として連続的に製造される。
The diaper continuous body 1' manufactured through the above steps is irradiated with a laser beam L by the
ここで、レーザー式接合装置20を図2に基づいて以下に説明する。
図示のレーザー式接合装置20は、矢印方向(時計方向)に回転駆動される円筒状の支持部材21を備えた中空の円筒ロール23と、該円筒ロール23の内部に配置されたスキャナ10とを備えている。ここで、スキャナ10は、円筒ロール23の周面部を形成する円筒状の支持部材21に向ってレーザー光Lを照射するものであり、その詳細は後述する。又、円筒状の支持部材21は、外周面である第1面21aと内周面である第2面21bとを有している。スキャナ10は、支持部材21の第2面21bに向ってレーザー光Lを照射する。
Now, the
The illustrated
支持部材21は、円筒ロール23の周面部を形成しており、円筒ロール23の左右両側縁部を形成する一対の環状の枠体(不図示)間に挟持された状態で固定されている。そして、この支持部材21は、環状の枠体(不図示)の周長と同じ長さを有する環状の単一の環状部材によって構成されている。支持部材21の材料には、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、銅等の金属材料又はセラミックス等の耐熱性の高い材料が選定される。
The
支持部材21には、スキャナ10から出射するレーザー光Lを通過させるための複数(図示例では8つ)のスリット状の開口部27が周方向に等角度ピッチ(45°ピッチ)で貫設されている。ここで、各開口部27は、円筒ロール23の回転軸方向(後述のY軸方向)に沿って直線状に形成されている。レーザー光Lは、この開口部27を通過するが、支持部材21の開口部27以外の部分では通過が遮断されるようになっている。尚、開口部27は、例えば、支持部材21の所定箇所にエッチング、パンチング、レーザー加工等を施すことによって形成される。
The
レーザー式接合装置20においては、円筒ロール23に隣接して第2円筒ロール25が配置されており、この第2円筒ロール25の周面には、支持部材21の開口部27と同数(図示例では8つ)の加圧ヘッド26が配置されている。ここで、各加圧ヘッド26は、支持部材21に形成された1つの開口部27に対して1つ設けられており、円筒ロール23の回転軸の延長線上に回転軸を有している。各加圧ヘッド26は、支持部24によって支持されており、円筒ロール23に対して接離動作が可能になっている。
In the
各加圧ヘッド26は、支持部材21に形成された開口部27に対応する位置において、レーザー光Lによる溶断の対象である帯状のおむつ連続体1’を円筒ロール23に向けて加圧する機能を有するものである。ここで、第2円筒ロール25が円筒ロール23と同期して回転することで、各加圧ヘッド26は、支持部材21の回転方向と同方向に、且つ、支持部材21の周速と同速度で、支持部材21の周面に沿って周回可能になっている。尚、本実施形態では、各加圧ヘッド26は、円筒ロール23とは別部材である第2円筒ロール25に取り付けたが、各加圧ヘッド26を円筒ロール23と一体に形成するようにしても良い。尚、レーザー式接合装置20の詳細は、例えば、本出願人による先の出願に係る特開2016-112166号公報等に記載されている。
Each
以上のように構成されたレーザー式接合装置20を用いて製品であるパンツ型使い捨ておむつ1を製造する際には、帯状のおむつ連続体1’を連続的に搬送しつつ、その一方の面を、円筒ロール23の支持部材21の外面に当接させ、加圧ヘッド26によって円筒ロール23に加圧された該おむつ連続体1’に対してスキャナ10からレーザー光Lが照射される。より詳細には、スキャナ10から出射するレーザー光Lが支持部材21の内面に照射されると、このレーザー光Lは、支持部材21に形成された矩形のスリット状の開口部27を通過しておむつ連続体1’に向かって照射されるため、このおむつ連続体1’が溶断されて製品であるパンツ型使い捨ておむつ1が連続的に製造される。即ち、支持部材21側から開口部27を通過したレーザー光Lがおむつ連続体1’に照射されると、該おむつ連続体1’が分断されると同時に、その分断によって生じたおむつ連続体1’の外層シート3a及び内層シート3bの切断縁部同士が融着され、製造されたパンツ型使い捨ておむつ1の両側端縁部にサイドシール部4が形成される。尚、おむつ連続体1’の最表面の構成としては、サイドシール部4の融着を良好に行う観点から、おむつ連続体1’の最表面は、不織布で構成されていることが望ましい。そして、この不織布が熱可塑性樹脂の繊維で構成されていると、融着が一層良好に行われるために一層好ましい。
When the underpants-type
ところで、製品であるパンツ型使い捨ておむつ1のサイドシール部4の形成時に、おむつ連続体1’におけるレーザー光Lの照射予定位置に適正にレーザー光Lが適正に照射されていない場合、即ち、レーザー光Lが支持部材21の開口部27に沿って適正に照射されず、その照射位置が所定位置からずれている場合には、パンツ型使い捨ておむつ1のサイドシール部4を適正に溶着することができない。このようなサイドシール部4が適正に溶着されていないおむつ1は、使用時にサイドシール部4から破れたり、裂けたりする等の不具合が発生する可能性がある。
By the way, when forming the
そこで、従来はCCDカメラなどの撮像装置によってレーザー光の照射痕等を撮像し、得られた画像を処理することによって適正なレーザー光の照射が行われているか否かを判定することが行われている。 Therefore, conventionally, an imaging device such as a CCD camera is used to pick up an image of the trace of laser light irradiation, and the obtained image is processed to determine whether or not the laser light is being properly irradiated. ing.
本実施形態に係るレーザー光による加工方法は、撮像装置を用いることなく、センサを用いてレーザー光の照射位置のズレ量を効率的に検出し、レーザー光の適正な照射が行われているか否かを判定するものである。以下、本実施形態のレーザー光による加工方法を、以上説明したパンツ型使い捨ておむつ1の製造において実施した例について説明する。
The laser beam processing method according to the present embodiment uses a sensor to efficiently detect the amount of deviation of the irradiation position of the laser beam without using an imaging device, and determines whether the laser beam is properly irradiated. or not. An example in which the processing method using laser light according to the present embodiment is applied to manufacture the underpants-type
先ず、本実施形態のレーザー光による加工方法を実施するためのシステム構成を図3に基づいて説明する。 First, the system configuration for carrying out the processing method using laser light according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
即ち、図3はレーザー光による加工方法を実施するためのシステムの構成を示すものである。同図において、20は図2に示すレーザー式接合装置である。このレーザー式接合装置20の円筒ロール23は、被加工物であるおむつ連続体1’(図1及び図2参照)を搬送する搬送装置を構成している。この円筒ロール23と小径の駆動ローラ28との間には、無端状の駆動ベルト29が巻装されている。そして、駆動ローラ28が駆動モータ30によって図3の矢印方向(時計方向)に回転駆動されることによって、円筒ロール23は、同方向(時計方向)に回転駆動されて被加工物であるおむつ連続体1’を図4の矢印X方向に搬送する。尚、図4は支持部材21に形成された開口部27の移動とレーザー光Lの照射との関係を平面に展開して示す図であり、おむつ連続体1’の搬送方向Xに直交する方向(開口部27の長手方向に沿う方向)をY方向、X-Y方向に直交する方向をZ方向とする。尚、図3に示す駆動モータ30には、該駆動モータ30の回転方向と回転位置を検出するためのエンコーダ31が設けられている。
That is, FIG. 3 shows the configuration of a system for carrying out a processing method using laser light. In FIG. 2,
円筒ロール23(支持部材21)の各開口部27の近傍(図4参照)には、後述のように円筒ロール23とスキャナ10に共通の基準位置情報を与えるためのドグ32がそれぞれ取り付けられている。そして、図3に示すように、円筒ロール23の外周側には、各ドグ32を検出するためのドグセンサ33が配置されている。このドグセンサ33によって検出された検出信号(ドグ信号)は、制御手段であるコントローラ40へと送信される。
In the vicinity of each opening 27 (see FIG. 4) of the cylindrical roll 23 (supporting member 21), a
図3に示すように、円筒ロール23の外周面に臨む位置には、搬送位置センサ34が配置されている。円筒ロール23の周面にはリニアエンコーダ(図示せず)が設置されている。搬送位置センサ34は、リニアエンコーダ(図示せず)からのエンコーダ信号に基づき、円筒ロール23の回転位置(被加工物であるおむつ連続体1’の搬送位置)を検出する。この搬送位置センサ34によって検出された検出信号(搬送位置信号)は、コントローラ40へと送信される。
As shown in FIG. 3 , a
円筒ロール23の中空部には、被加工物であるおむつ連続体1’に向かって照射されるレーザー光LをX,Y方向にそれぞれ走査するためのスキャナ10が配置されている。ここで、スキャナ10は、図3に示すように、レーザー光Lを出射する光源(レーザー発振器)11と、集光レンズ12、X軸ガルバノ13及びY軸ガルバノ14によって構成されるガルバノ光学系を備えている。尚、レーザー光Lを出射する光源11としては、被加工物の種類や照射の目的に応じて適切なものが用いられ、例えば、CO2レーザー、YAGレーザー、LDレーザー(半導体レーザー)、YVO4レーザー、ファイバーレーザー等が用いられる。
In the hollow part of the
集光レンズ12は、レーザー光Lの等速走査を実現するためのものである。X軸ガルバノ13は、集光レンズ12を通過したレーザー光LをX方向(被加工物であるおむつ連続体1’の搬送方向)に走査するためのものである。又、Y軸ガルバノ14は、レーザー光LをY方向(支持部材21の開口部27に沿う方向)に走査するためのものである。ここで、集光レンズ12は、Z軸サーボドライバ15によってX軸方向に移動可能なZ軸ステージ16上に固定されている。X軸ガルバノ13は、X軸サーボモータ17によって回転駆動されるスキャンミラー19aを備えている。同様に、Y軸ガルバノ14は、Y軸サーボモータ18によって回転駆動されるスキャンミラー19bを備えている。レーザー光Lは、各スキャンミラー19a,19bによって反射してX方向とY方向に沿ってそれぞれ走査される。尚、各スキャンミラー19a,19bをそれぞれ回転させるX軸サーボモータ17とY軸サーボモータ18は、X-Y軸サーボドライバ41によって駆動制御される。このX-Y軸サーボドライバ41は、コントローラ40に接続されている。又、X軸サーボモータ17には、レーザー光LのX軸方向(被加工物であるおむつ連続体1’の搬送方向)のスキャン位置を検出するエンコーダ(スキャン位置センサ)42が設けられている。このエンコーダ42は、コントローラ40に接続されている。
The condensing
被加工物であるおむつ連続体1’は、図4に示す速度ベクトルにて示すように、後述する時間t3から速度v1でX方向に移動している。そのため、支持部材21に形成されたスリット状の開口部27に沿ってレーザー光Lを速度v3で走査させるためには、後述する時間t3から後述する時間t4にかけて該レーザー光Lを速度v2’で斜めに出射させる必要がある。
As indicated by the velocity vector shown in FIG. 4, the continuous diaper 1', which is the object to be processed, moves in the X direction at a velocity v1 from time t3, which will be described later. Therefore, in order to scan the laser light L at the speed v3 along the slit-shaped
本実施形態においては、搬送位置センサ34によって得られた円筒ロール23(被加工物)の搬送位置情報(I)と、エンコーダ42によって得られたスキャナ10のスキャン位置情報(II)と、ドグセンサ33によって得られた円筒ロール(搬送装置)23及びスキャナ10に共通の基準位置情報(III)とに基づいて、円筒ロール23(おむつ連続体1’)の搬送位置を演算する。具体的には、搬送されているおむつ連続体1’における円筒ロール23の開口部27に対応する部分の搬送位置を演算する。
In this embodiment, the conveying position information (I) of the cylindrical roll 23 (workpiece) obtained by the conveying
前記搬送位置を演算するとともに、搬送位置情報(I)、スキャン位置情報(II)及び基準位置情報(III)に基づいて、円筒ロール23上のレーザー光LにおけるX方向のスキャン位置を演算する。そして、該搬送位置と該スキャン位置との差に基づいて、おむつ連続体1’における開口部27に対応する部分の搬送位置に対するレーザー光Lのズレ量を求める。本実施形態においては、センサ33,34,42を用いて簡易な設備でレーザー光Lの照射位置のズレ量を効率的に検出することができる。本実施形態においては、このズレ量によってレーザー光Lの照射が適正に行われているか否かを判定している。
Along with calculating the conveying position, the X-direction scanning position of the laser beam L on the
円筒ロール23(おむつ連続体1’)の搬送位置、レーザー光LのX方向のスキャン位置、ドグ信号、演算及び判定周期の時間変化を、図5(a)~(d)のタイミングチャートに示している。同図に示すように、ドグセンサ33がドグ32を検出するタイミング(図5(c)には、「Slit1」、「Slit2」…と示す)で、搬送位置センサ34は、円筒ロール23(おむつ連続体1’)の位置の検出を開始し、エンコーダ42は、レーザー光LのX方向のスキャン位置の検出を開始する。
The timing charts of FIGS. 5(a) to 5(d) show the transport position of the cylindrical roll 23 (diaper
コントローラ40においては、搬送位置センサ34によって得られた円筒ロール23(被加工物)の搬送位置情報(センサ値)(I)と、エンコーダ42によって得られたスキャナ10のX方向のスキャン位置情報(センサ値)(II)と、ドグセンサ33によって得られた円筒ロール(搬送装置)23及びスキャナ10に共通の基準位置情報(ドグ信号)(III)とに基づいて、円筒ロール23(おむつ連続体1’)の搬送位置x1と、該円筒ロール23上のレーザー光LのX方向のスキャン位置x2とを、次式によってそれぞれ演算する。
In the
x1=係数α×搬送位置センサ値±オフセット量γ ・・・(1)
x2=係数β×X方向のスキャンセンサ値±オフセット量δ・・・(2)
ここで係数α、βとは、センサ値を円筒ドラム及びスキャン位置の共通の基準面上での搬送位置に位置換算するための係数のことである。オフセット量γ,δとはセンサ固有の応答遅れやセンサ設置位置オフセット等の定量的なズレ量の補正量のことである。
x1=coefficient α×conveyance position sensor value±offset amount γ (1)
x2=coefficient β×scan sensor value in X direction±offset amount δ (2)
Here, the coefficients α and β are coefficients for converting the sensor values into the conveying position on the common reference plane of the cylindrical drum and the scanning position. The offset amounts .gamma. and .delta. are correction amounts for quantitative deviations such as response delay inherent in the sensor and sensor installation position offset.
円筒ロール23(おむつ連続体1’)の搬送位置x1は、図5(a)に直線Aにて示すように、隣接するドグ32の検出周期Tにおいて時間tの経過と共に直線的に移動する。ここで、図5に示す直線Aの傾斜角θ1(tanθ1=dx1/dt)は、円筒ロール23(おむつ連続体1’)の搬送速度v1(図4参照)を示している。又、図5(a)におけるSは、隣接するドグ32(開口部27)間の距離(図3参照)を示している。
The conveying position x1 of the cylindrical roll 23 (continuous diaper 1') moves linearly with the lapse of time t in the detection cycle T of the
レーザー光LのX方向のスキャン位置x2は、図5(b)に折れ線にて示すように、隣接するドグ32の検出周期Tにおいて時間tの経過と共に変化する。図5(b)に示すように、スキャナ10によるレーザー光LのX方向のスキャンの開始は、ドグ検出時間t1に対して、X軸ガルバノ13の動作前処理のために図示のΔtの時間遅れが生じ、時間t2においてX軸ガルバノ13がスキャン位置への移動を開始する。そして、X軸ガルバノ13は、時間t3からスキャンを開始し、時間t4においてスキャンを終了する。スキャンを終了するとX軸ガルバノ13は待機位置まで戻る。従って、レーザー光Lは、(t4-t3)の時間だけ開口部27に沿って照射され、被加工物であるおむつ連続体1’を溶断して製品であるパンツ型使い捨ておむつ1(図1及び図2参照)のサイドシール部4を形成する。ここで、レーザー光LのX方向のスキャン位置x2は、図5(b)に直線Bにて示すように時間tの経過と共に直線的に移動する。この場合、直線Bの傾斜角θ2(tanθ2=dx2/dt)は、レーザー光LのX方向のスキャン速度v2を示している。
The scanning position x2 in the X direction of the laser beam L changes with the lapse of time t in the detection period T of the
コントローラ40においては、上式(1),(2)によって求められるx1,x2から、次式(3)によって求められる差Δxに基づいて、レーザー光Lのおむつ連続体(被加工物)1’に対するズレ量を求める。
In the
Δx=|x1-x2| ・・・(3)
上式(3)によってズレ量Δxが求められると、コントローラ40は、このズレ量Δxに基づいてレーザー光Lの照射が適正に行われているか否かを判定する。具体的には、コントローラ40は、ズレ量Δxが所定の閾値以内である場合には、レーザー光Lの照射が適正に行われているものと判定する。コントローラ40は、ズレ量Δxが所定の閾値を超えた場合には、レーザー光Lの照射が適正に行われていないものと判定する。尚、x1,x2、ズレ量Δxの演算、及びズレ量Δxの判定は、図5(d)に示すように、各検出周期Tにおいて判定周期ΔTにて複数回行われる。但し、実際にレーザー照射していないt1からt3間及びt4から次のドグ信号検出までの時間の間は、ズレ量Δx判定は実施しない。
Δx=|x1−x2| (3)
When the deviation amount Δx is obtained by the above equation (3), the
搬送位置x1及びスキャン位置x2の時間変化の例を図6(a)~(c)に示す。図6(a)に示すように、x1とx2が一致する(x1=x2)場合には、ズレ量Δxは、Δx=0となるため、レーザー光Lの照射は、適正になされているものと判断される。 FIGS. 6(a) to 6(c) show examples of temporal changes in the transport position x1 and the scan position x2. As shown in FIG. 6(a), when x1 and x2 match (x1=x2), the amount of deviation Δx becomes Δx=0, so the irradiation of the laser light L is performed properly. is judged.
図6(b)に示す例では、レーザー光Lのスキャンを開始するタイミングのずれによってx1とx2との間にズレ量Δx(≠0)が発生した状態を示している。同図中の実線は、x1>x2の場合を示し、破線は、x1<x2の場合を示している。尚、この場合、円筒ロール23(おむつ連続体1’)の搬送速度v1とレーザー光LのX方向のスキャン速度v2とは同じ(v1=v2)である。 The example shown in FIG. 6B shows a state in which a deviation amount Δx (≠0) has occurred between x1 and x2 due to a deviation in the timing of starting scanning of the laser light L. In the example shown in FIG. The solid line in the figure indicates the case of x1>x2, and the dashed line indicates the case of x1<x2. In this case, the conveying speed v1 of the cylindrical roll 23 (continuous diaper 1') and the scanning speed v2 of the laser light L in the X direction are the same (v1=v2).
更に、図6(c)に示す例では、円筒ロール23(おむつ連続体1’)の搬送速度v1とレーザー光LのX方向のスキャン速度v2とが異なるためにズレ量Δx(≠0)が発生した状態を示しており、同図中の実線は、x1>x2である場合を示し、破線は、x1<x2である場合を示している。尚、図6(c)において、実線は、v1>v2である場合、破線は、v1<v2である場合を示している。
Furthermore, in the example shown in FIG. 6(c), since the conveying speed v1 of the cylindrical roll 23 (
次に、本発明に係るレーザー光による加工方法の手順を図7に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。 Next, the procedure of the processing method using laser light according to the present invention will be described below based on the flowchart shown in FIG.
レーザー光Lによる被加工物であるおむつ連続体1’の加工(溶断)が開始されると(ステップS1)、ドグセンサ33によってドグ32が検出されたか否かが判定される(ステップS2)。ドグセンサ33によってドグ32が検出されると(ステップS2:Yes)、スキャナ10によってレーザー光Lを照射する位置を照射開始点に移動させ(ステップS3)、次いでスキャナ10によってレーザー光Lの照射が開始される(ステップS4)。すると、コントローラ40は、前式(1),(2)によってx1とx2をそれぞれ演算し、前式(3)によってズレ量Δxを求める(ステップS5)。そして、求められたズレ量Δxが所定の閾値以内であるか否かを判定する(ステップS6)。ズレ量Δxが閾値以内である場合(ステップS6:Yes)には、スキャンを終了するか否かを判定する(ステップS7)。スキャンを終了しない場合(ステップS7:No)にはステップS5の処理へ戻り、スキャンを終了する場合(ステップS7:Yes)にはレーザー光Lの照射は適正に行われているものと判定して加工良を意味する「OK」信号を出力する(ステップS8)。次に、スキャナ10によってレーザー光Lを照射する位置を待機位置まで移動させる(ステップS9)。その後、加工が製品の全数に対して終了したか否かを判定し(ステップS10)、終了している場合(ステップS10:Yes)には、コントローラ40は、処理を終了し(ステップS14)、製品の全数について加工が未だ終了していない場合(ステップS10:No)には、コントローラ40は、ステップS2~S10の処理を繰り返す。
When the processing (melting) of the continuous diaper 1', which is the object to be processed, by the laser beam L is started (step S1), it is determined whether or not the
他方、ステップS6での判定において、ズレ量Δxが所定の閾値を超えている場合(ステップS6:No)には、レーザー光Lの照射は適正に行われていないものと判定して加工不良を意味する「NG」信号を出力する(ステップS11)。そして、次に各スリット状の開口部基準で円筒ロール23が設定回転分を回転したか否かについて判定する(ステップS12)。予め設定した設定回転分の円筒ロール23の回転に関し、同一のスリット状の開口部にて連続して「NG」と判定した場合(ステップS12:Yes)には、レーザー光Lの照射が適正に行われるようにスキャナ10によるレーザー光Lの照射位置をスリット状の開口部毎に補正する(ステップS13)。次に、スキャナ10によってレーザー光Lを照射する位置を待機位置まで移動させる(ステップS9)。その後、コントローラ40は、加工が製品の全数に対して終了したか否かを判定し(ステップS10)、加工が製品の全数について終了している場合(ステップS10:Yes)には、処理を終了し(ステップS14)、終了していない場合(ステップS10:No)には、ステップS2~S10の処理を繰り返す。これに対して、各スリット状の開口部基準で円筒ロール23が未だ設定回転分を回転していないと判定した場合(ステップS12:No)には、処理はステップS2へと移行する。
On the other hand, if the amount of deviation Δx exceeds the predetermined threshold in the determination in step S6 (step S6: No), it is determined that the irradiation of the laser beam L is not properly performed, and the processing defect is detected. An "NG" signal is output (step S11). Next, it is determined whether or not the
以上のように、本実施形態に係るレーザー光による加工方法によれば、撮像装置を設けることなく、搬送位置センサ34とエンコーダ42を用いて簡易な設備で効率的にレーザー光Lの照射位置のズレ量を検出することができ、被加工物であるおむつ連続体1’を高精度に加工(溶断)することができるという効果が得られる。
As described above, according to the laser beam processing method according to the present embodiment, the irradiation position of the laser beam L can be determined efficiently with simple equipment using the
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記の実施形態に制限されない。例えば上述した実施形態においては、円筒ロール23によって被加工物(おむつ連続体1’)を回転搬送する円筒ドラム型のレーザー式接合装置20に対して説明したが、本発明は、被加工物を直進搬送するコンベア型のレーザー式接合装置において実施されるレーザー光を用いた加工方法に対しても同様に適用可能である。
Although the present invention has been described above based on its preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above-described embodiment, the cylindrical drum type
又、以上は被加工物が帯状のシート積層体の1つであるパンツ型使い捨ておむつ1のおむつ連続体1’である場合について説明したが、本発明は、パンツ型使い捨ておむつ1以外のシート融着体として生理用ナプキン等の他の吸収性物品に適用可能であり、レーザー光の照射による加工が可能な物品に広く適用可能である。
In the above description, the article to be processed is the diaper continuous body 1' of the underpants-type
更に、以上の実施形態では、円筒ロール23の搬送位置情報を、円筒ロール23の周面に設置されたリニアエンコーダ(図示せず)からのエンコーダ信号から取得していたが、このリニアエンコーダ(図示せず)に代えて、円筒ロール23を回転駆動する駆動モータ30に設けられたエンコーダ31(図3参照)からのエンコーダ信号に基づき、円筒ロール23の搬送位置情報を取得しても良い。
Furthermore, in the above embodiment, the conveying position information of the
1 パンツ型使い捨ておむつ(シート融着体)
1’ おむつ連続体(被加工物,シート積層体)
10 スキャナ
11 光源
13 X軸ガルバノ
14 Y軸ガルバノ
20 レーザー式接合装置
21 支持部材
23 円筒ロール(搬送装置)
27 開口部
32 ドグ
33 ドグセンサ
34 搬送位置センサ
40 コントローラ
L レーザー光
Δx ズレ量
1 Pants-type disposable diaper (sheet fused body)
1' diaper continuous body (workpiece, sheet laminate)
REFERENCE SIGNS
27
Claims (7)
前記搬送装置の搬送位置を検出するセンサによって得られた搬送位置情報と、前記スキャナのスキャン位置を検出するセンサによって得られるスキャン位置情報と、前記搬送装置及び前記スキャナに共通の基準位置情報とに基づいて、前記搬送装置の搬送位置を演算するとともに、該搬送装置上のレーザー光における前記被加工物の搬送方向のスキャン位置を演算し、該搬送位置と該スキャン位置との差に基づいてレーザー光の前記被加工物に対するズレ量を求める、レーザー光による加工方法。 A laser beam processing method for processing a workpiece conveyed by a conveying device at a predetermined speed by irradiating the workpiece with a laser beam emitted from a light source while scanning the workpiece with a scanner,
Conveying position information obtained by a sensor that detects the conveying position of the conveying device, scanning position information obtained by a sensor that detects the scanning position of the scanner, and reference position information common to the conveying device and the scanner. Based on this, the transport position of the transport device is calculated, the scanning position of the workpiece in the transport direction of the laser beam on the transport device is calculated, and the laser beam is calculated based on the difference between the transport position and the scanning position. A processing method using a laser beam for determining the amount of deviation of the light from the workpiece.
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