JP7300019B1 - レーザ加工機、レーザ加工方法及びレーザ加工プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施形態に係るレーザ加工機を示す概略図である。
まず、図1を参照して、本発明の実施形態に係るレーザ加工機1を概説する。本実施形態に係るレーザ加工機1は、単位照射領域としての第1のセルと、単位非照射領域としての第2のセルとが、第1の方向と、第1の方向と直交する第2の方向とに所望の配列パターンで配置されたマトリクス型二次元コードをワークWの表面に刻印するレーザ加工機である。
レーザ加工ヘッド30は、レーザ発振器10からプロセスファイバ12を介して伝送されたレーザ光Lを加工テーブル21上のワークWに照射する。具体的には、レーザ加工ヘッド30は、図2に示すように、レーザ光Lの照射中心軸を含むハウジング30aを含み、このハウジング30aの内部に、プロセスファイバ12の出射端から射出されたレーザ光Lが入射されるコリメータレンズ31と、ガルバノスキャナユニット32と、ガルバノスキャナユニット32から射出されたレーザ光LをX軸及びY軸に垂直なZ軸方向の下方に向けて反射させるベンドミラー35とを含む。また、レーザ加工ヘッド30は、ベンドミラー35で反射したレーザ光Lを集束させる集光レンズ36を含んでいる。
制御装置50は、レーザ加工機1の各部を制御する制御装置の一例である。制御装置50は、図3に示すように、入力部51と、表示部52と、制御部53と、記憶部54とを含む。
パターン選択表54cは、図4に示すように、複数のマトリクス型二次元コードの加工パターンを有し、選択条件毎に、選択条件に合った加工パターンが用意されている。複数のマトリクス型二次元コードの加工パターンは、第1のセルに対し、第1の方向に沿ってレーザ光Lを照射する第1の加工パターン(往復1回加工及び片道1回加工)と、第1のセルに対し、第1の方向に沿ってレーザ光Lを照射した後、第2の方向に沿って再度レーザ光Lを照射する第2の加工パターン(往復2回加工及び片道2回加工)とを含む。
往復1回加工において、制御装置50の制御部53は、第1の順方向に沿って第j列(jは1以上m以下の整数)の第1のセルにレーザ光Lを照射後、第1の逆方向に沿って第j列以外の列の第1のセルにレーザ光Lを照射するよう移動機構20を制御する。
図6は、本実施形態のレーザ加工機による往復1回加工を示す図である。図6の矢印は、レーザ加工ヘッド30(レーザ光L)の移動方向を示している。
往復1回加工において、レーザ加工機1は、図5及び図6に示すように第1の順方向に沿って第1列のセルC1,1からセルCn,1まで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第1列の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。次に、レーザ加工機1は、第1の逆方向に沿って第2列のセルCn,2からセルC1,2まで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第2列の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。同様に、第m列まで繰り返す。
片道1回加工において、制御装置50の制御部53は、第1の順方向に沿って第j列の第1のセルにレーザ光Lを照射後、第1の順方向に沿って第j列以外の列の第1のセルにレーザ光Lを照射するよう移動機構20を制御する。
片道1回加工において、レーザ加工機1は、図5及び図7に示すように、第1の順方向に沿って第1列のセルC1,1からセルCn,1まで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第1列の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。次に、レーザ加工機1は、第1の順方向に沿って第2列のセルC1,2からセルCn,2まで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第2列の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。同様に、第m列まで繰り返す。
往復2回加工において、制御装置50の制御部53は、第1の順方向に沿って第j列の第1のセルにレーザ光Lを照射後、第1の逆方向に沿って第j列以外の列の第1のセルにレーザ光Lを照射し、第2の順方向に沿って第i行(iは1以上n以下の整数)の第1のセルにレーザ光Lを照射後、第2の逆方向に沿って第i行以外の行の第1のセルにレーザ光Lを照射するよう移動機構20を制御する。
マトリクス型二次元コードの列数が奇数の場合(mが奇数)、レーザ加工機1は、図5及び図8に示すように、第2の逆方向に沿って第n行のセルCn,mからセルCn,1まで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第n行の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。次に、レーザ加工機1は、第2の順方向に沿って第n-1行のセルCn-1,1からセルCn-1,mまで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第n-1行の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。同様に、第1行まで繰り返す。
往復2回加工は、上述したように、第1の方向に沿って各列の各第1のセルにレーザ光Lを照射した後、第2の方向に沿って各行の各第1のセルにレーザ光Lを照射してもよいし、第1の方向と第2の方向に沿って交互にレーザ光Lを照射してもよい。具体的には、制御装置50の制御部53は、第1の順方向に沿って第j列の第1のセルにレーザ光Lを照射後、第2の順方向に沿って第i+1行の第1のセルにレーザ光Lを照射し、第1の逆方向に沿って第j+1列の第1のセルにレーザ光Lを照射後、第2の逆方向に沿ってi行の第1のセルにレーザ光Lを照射するよう移動機構20を制御する。なお、往復2回加工の変形例と、後述する片道2回加工の変形例においては、iは1以上n未満の整数とし、jは1以上m未満の整数とする。
往復2回加工の変形例において、レーザ加工機1は、図5及び図10に示すように、第1の順方向に沿って第1列のセルC1,1からセルCn,1まで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第1列の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。次に、レーザ加工機1は、第2の順方向に沿って第n行のセルCn,1からセルCn,mまで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第n行の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。
片道2回加工において、制御装置50の制御部53は、第1の順方向に沿って第j列の第1のセルにレーザ光Lを照射後、第1の順方向に沿って第j列以外の列の第1のセルにレーザ光Lを照射し、第2の順方向に沿って第i行の第1のセルにレーザ光Lを照射後、第2の順方向に沿って第i行以外の行の第1のセルにレーザ光Lを照射するよう移動機構20を制御する。
片道2回加工において、レーザ加工機1は、まず、片道1回加工と同様に、第1の順方向から第1~m列の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。その後、レーザ加工機1は、図5及び図9に示すように、第2の逆方向に沿って第n行のセルCn,mからセルCn,1まで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第n行の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。次に、レーザ加工機1は、第2の逆方向に沿って第n-1行のセルCn-1,mからセルCn-1,1まで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第2行の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。同様に、第1行まで繰り返す。
片道2回加工は、上述したように、第1の順方向に沿って各列の各第1のセルにレーザ光Lを照射した後、第2の順方向に沿って各行の各第1のセルにレーザ光Lを照射してもよいし、第1の順方向と第2の順方向に沿って交互にレーザ光Lを照射してもよい。具体的には、制御装置50の制御部53は、第1の順方向に沿って第j列の第1のセルにレーザ光Lを照射後、第2の順方向に沿って第i+1行の第1のセルにレーザ光Lを照射し、第1の順方向に沿って第j+1列の第1のセルにレーザ光Lを照射後、第2の順方向に沿ってi行の第1のセルにレーザ光Lを照射するよう移動機構20を制御する。
片道2回加工の変形例において、レーザ加工機1は、図5及び図11に示すように、第1の順方向に沿って第1列のセルC1,1からセルCn,1まで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第1列の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。次に、レーザ加工機1は、第2の順方向に沿って第n行のセルCn,1からセルCn,mまで移動機構20によりレーザ加工ヘッド30を移動させると共に、第n行の各第1のセルにレーザ光Lを照射する。
図12は、本実施形態のレーザ加工機を用いたレーザ加工方法の一例を示すフローチャートである。
次に、図12を参照して、以上説明したレーザ加工機1の一連のレーザ加工方法について説明する。一連のレーザ加工方法は、概略的には、上述した選択条件に基づき、マトリクス型二次元コードの複数の加工パターンから暫定加工パターンを選択する。また、一連のレーザ加工方法は、暫定加工パターン若しくは、ユーザが選択した加工パターンでマトリクス型二次元コードを刻印する。
以上説明したように、本実施形態に係るレーザ加工機1は、単位照射領域としての第1のセルと、単位非照射領域としての第2のセルとが、第1の方向と、前記第1の方向と直交する第2の方向とに所望の配列パターンで配置されたマトリクス型二次元コードをワークWの表面に刻印するレーザ加工機であって、ワークWにレーザ光Lを照射するレーザ加工ヘッド30と、レーザ加工ヘッド30を制御する制御部53とを備え、制御部53は、加工パターン選択部53cを含み、加工パターン選択部53cは、選択条件に基づき、マトリクス型二次元コードの複数の加工パターンから暫定加工パターンを選択する。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上述した実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
10 レーザ発振器
12 プロセスファイバ
20 移動機構
21 加工テーブル
22 X軸キャリッジ
23 Y軸キャリッジ
30 レーザ加工ヘッド
30a ハウジング
30b ノズル
31 コリメータレンズ
32 ガルバノスキャナユニット
33 第1スキャン部
33a 第1スキャンミラー
33b 第1駆動部
34 第2スキャン部
34a 第2スキャンミラー
34b 第2駆動部
35 ベンドミラー
36 集光レンズ
50 制御装置
51 入力部
52 表示部
53 制御部
53a 移動制御部
53b レーザ制御部
53c 加工パターン選択部
53d プログラム生成部
54 記憶部
54a レーザ加工プログラム
54b 生成ライブラリ
54c パターン選択表
54d 刻印用プログラム
L レーザ光
W ワーク
Claims (9)
- 単位照射領域としての第1のセルと、単位非照射領域としての第2のセルとが、第1の方向と、前記第1の方向と直交する第2の方向とに所望の配列パターンで配置されたマトリクス型二次元コードをワークの表面に刻印するレーザ加工機であって、
前記ワークにレーザ光を照射するレーザ加工ヘッドと、
前記レーザ加工ヘッドを制御する制御部と、
パターン選択表を格納する記憶部と
を備え、
前記制御部は、加工パターン選択部を含み、
前記パターン選択表は、複数の前記マトリクス型二次元コードの加工パターンを有し、選択条件毎に、前記選択条件に合った加工パターンが用意されており、
前記加工パターン選択部は、前記選択条件に基づき、前記パターン選択表から暫定加工パターンを選択する
レーザ加工機。 - 前記選択条件は、前記マトリクス型二次元コードのセル数及びコードサイズの少なくとも1つを含む
請求項1に記載のレーザ加工機。 - アシストガス供給装置を備え、
前記選択条件は、アシストガスに関する情報を含む
請求項1又は2に記載のレーザ加工機。 - 前記選択条件は、前記ワークの材料に関する情報を含む
請求項1~3のいずれか1項に記載のレーザ加工機。 - 前記制御部は、プログラム生成部を含み、
前記プログラム生成部は、前記加工パターンに基づき刻印用プログラムを生成する
請求項1~4のいずれか1項に記載のレーザ加工機。 - 前記複数の前記マトリクス型二次元コードの加工パターンは、
前記第1のセルに対し、前記第1の方向に沿って前記レーザ光を照射する第1の加工パターンと、
前記第1のセルに対し、前記第1の方向に沿って前記レーザ光を照射した後、前記第2の方向に沿って再度前記レーザ光を照射する第2の加工パターンと
を含む
請求項1~5のいずれか1項に記載のレーザ加工機。 - 前記加工パターン選択部が選択した前記暫定加工パターンを手動により変更可能に構成されている
請求項1~6のいずれか1項に記載のレーザ加工機。 - 単位照射領域としての第1のセルと、単位非照射領域としての第2のセルとが、第1の方向と、前記第1の方向と直交する第2の方向とに所望の配列パターンで配置されたマトリクス型二次元コードをワークの表面に刻印するレーザ加工方法であって、
前記マトリクス型二次元コードの複数の加工パターンを有し、選択条件毎に、前記選択条件に合った加工パターンが用意されているパターン選択表から、前記選択条件に基づき暫定加工パターンを選択する
レーザ加工方法。 - 単位照射領域としての第1のセルと、単位非照射領域としての第2のセルとが、第1の方向と、前記第1の方向と直交する第2の方向とに所望の配列パターンで配置されたマトリクス型二次元コードをワークの表面に刻印するレーザ加工プログラムであって、
前記マトリクス型二次元コードの複数の加工パターンを有し、選択条件毎に、前記選択条件に合った加工パターンが用意されているパターン選択表から、前記選択条件に基づき暫定加工パターンを選択する選択処理を制御部に実行させる
レーザ加工プログラム。
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