JP7316209B2 - Laser processing equipment - Google Patents

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Description

ここに開示する技術は、レーザマーキング装置等、被加工物にレーザ光を照射することによって加工を行うレーザ加工装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a laser processing apparatus, such as a laser marking apparatus, that performs processing by irradiating a laser beam onto a workpiece.

従来、カメラ等の撮像部を具備したレーザ加工装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a laser processing apparatus equipped with an imaging unit such as a camera is known.

例えば特許文献1には、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を2次元的に走査する走査手段と、被マーキング対象物を撮像するための撮像手段と、を備えたレーザ加工装置(レーザマーキング装置)が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a laser processing apparatus (laser marking device) is disclosed.

前記特許文献1に係る撮像手段は、その撮像光軸が、加工用のレーザ光と同軸になるように構成されている。具体的に、前記特許文献1に開示されているレーザ加工装置は、レーザ光源と走査手段との間に光路を分岐させる光路分岐手段を備えており、同文献に係る撮像手段は、光路分岐手段を介して走査手段に向かう光軸が、レーザ光の光軸と一致するように設けられている。 The imaging means according to Patent Document 1 is configured such that its imaging optical axis is coaxial with the laser beam for processing. Specifically, the laser processing apparatus disclosed in Patent Document 1 includes optical path branching means for branching the optical path between the laser light source and the scanning means. The optical axis directed to the scanning means through is aligned with the optical axis of the laser beam.

特開2004-148379号公報JP-A-2004-148379

しかし、前記特許文献1に開示されているように、加工用のレーザ光と同軸化された撮像手段(以下、仮の呼称として「同軸カメラ」という)を用いた場合、その同軸カメラの撮像視野は、ガルバノミラーの表面積等、走査手段の構成に応じて制限されてしまう。 However, as disclosed in the above Patent Document 1, when using an imaging means coaxial with the laser beam for processing (hereinafter referred to as a "coaxial camera" as a temporary name), the imaging field of the coaxial camera is limited according to the configuration of the scanning means such as the surface area of the galvanomirror.

そのため、一般的な同軸カメラを用いたのでは、被加工物の表面(より正確には、被加工物の表面上に設定される加工領域)全体を一度に撮像することはできない。 Therefore, if a general coaxial camera is used, it is impossible to image the entire surface of the workpiece (more precisely, the entire processing area set on the surface of the workpiece) at once.

一方、被加工物の表面上に所定の加工パターンを形成しようとした場合、同軸カメラにより生成された画像上に、加工パターンの位置を示す加工ブロックを配置しなければならない。 On the other hand, when a predetermined machining pattern is to be formed on the surface of the workpiece, a machining block indicating the position of the machining pattern must be placed on the image generated by the coaxial camera.

前述したように、同軸カメラを用いたのでは加工領域全体を一度に撮像することはできないため、加工ブロックを配置する際には、その配置に先立ってまずは走査手段を作動させ、加工ブロックを配置すべき位置を探し出す必要がある。このように、加工ブロックを配置する際には手間がかかるため、レーザ加工装置の使い勝手には改善の余地がある。 As described above, the use of a coaxial camera cannot capture an image of the entire processing area at once. It is necessary to find the position where it should be. As described above, since it takes time and effort to arrange the processing blocks, there is room for improvement in usability of the laser processing apparatus.

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加工ブロックを配置する際の作業負荷を軽減し、ひいてはレーザ加工装置の使い勝手を向上させることにある。 The technology disclosed herein has been made in view of this point, and the purpose thereof is to reduce the workload when arranging the processing blocks, and to improve the usability of the laser processing apparatus. .

具体的に、本開示の第1の側面は、励起光を生成する励起光生成部と、前記励起光生成部により生成された励起光に基づいてレーザ光を生成するとともに、該レーザ光を出射するレーザ光出力部と、前記レーザ光出力部から出射されたレーザ光を被加工物に照射するとともに、該被加工物の表面上に設定された加工領域内で2次元走査するレーザ光走査部と、を備え、前記レーザ光走査部を制御することにより、前記加工領域内に所定の加工パターンを形成するレーザ加工装置に係る。 Specifically, a first aspect of the present disclosure includes an excitation light generation unit that generates excitation light, and generates laser light based on the excitation light generated by the excitation light generation unit, and emits the laser light. and a laser beam scanning unit that irradiates a workpiece with the laser beam emitted from the laser beam output unit and performs two-dimensional scanning within a processing area set on the surface of the workpiece. and a laser processing apparatus that forms a predetermined processing pattern in the processing area by controlling the laser beam scanning unit.

本開示の第1の側面によれば、前記レーザ加工装置は、前記レーザ光出力部から前記レーザ光走査部までのレーザ光路から分岐した撮像光軸を有し、かつ前記レーザ光走査部を介して前記被加工物を撮像することにより、前記加工領域の少なくとも一部を含んだ第1画像を生成する第1撮像部と、前記加工パターンを入力する加工パターン入力部と、前記第1画像を表示する第1表示領域を有し、該第1表示領域内に、前記加工パターンの位置を示す加工ブロックを前記第1画像に重ね合わせて表示する表示部と、前記第1表示領域内で、前記第1画像に対する前記加工ブロックの位置を移動させる加工ブロック移動部と、前記加工ブロック移動部による前記加工ブロックの移動に対応して前記第1画像を更新するように、前記レーザ光走査部を制御する走査制御部と、を備える。 According to the first aspect of the present disclosure, the laser processing device has an imaging optical axis branched from a laser light path from the laser light output unit to the laser light scanning unit, and through the laser light scanning unit a first imaging unit that generates a first image including at least a part of the processing region by capturing an image of the workpiece with a device; a processing pattern input unit that inputs the processing pattern; A display unit that has a first display area for displaying, and displays a processing block indicating the position of the processing pattern in the first display area so as to be superimposed on the first image; a processing block moving unit that moves the position of the processing block with respect to the first image; and a scanning control unit for controlling.

また、第1撮像部は、加工用のレーザ光と同軸化された撮像手段からなる。この第1撮像部は、例えば加工用のレーザ光と非同軸化された撮像手段に比して視野サイズこそ狭くなる傾向にあるが、加工領域を相対的に高倍率で拡大した第1画像を生成したり、レーザ光走査部を介して撮像領域を2次元走査したり、することができる。第1撮像部は、例えば、加工領域の一部を局所的に拡大して撮像するために用いられる。 Also, the first imaging unit is composed of imaging means coaxial with the laser beam for processing. This first imaging section tends to have a narrower field of view than, for example, an imaging means that is non-coaxial with the laser beam for processing, but the first image obtained by enlarging the processing area at a relatively high magnification is obtained. can be generated, and the imaging area can be two-dimensionally scanned via a laser beam scanning unit. The first imaging unit is used, for example, for locally enlarging and imaging a part of the processing region.

この構成によれば、走査制御部は、レーザ光走査部を制御することにより、加工ブロックの移動に対応して第1画像を更新する。加工ブロックの移動に応じてレーザ光走査部を自動的に作動させることで、加工ブロックの移動に追従するように第1画像の表示範囲を移動させることができる。これにより、加工ブロックを配置する際の作業負荷を軽減し、ひいては、レーザ加工装置の使い勝手を向上させることができる。 According to this configuration, the scanning control section updates the first image corresponding to the movement of the processing block by controlling the laser beam scanning section. By automatically activating the laser beam scanning unit according to the movement of the processing block, the display range of the first image can be moved so as to follow the movement of the processing block. As a result, it is possible to reduce the work load when arranging the processing blocks, and thereby improve the usability of the laser processing apparatus.

また、本開示の第2の側面によれば、前記レーザ加工装置は、前記レーザ光路とは独立した撮像光軸を有し、かつ前記レーザ光走査部の非介在下で前記被加工物を撮像することで、前記第1画像よりも視野サイズの広い第2画像を生成する第2撮像部を備え、前記表示部は、前記第2画像を表示する第2表示領域を有し、該第2表示領域内に、前記第1画像の視野サイズ及び視野位置を示す図形を前記第2画像に重ねて表示し、前記走査制御部による前記レーザ光走査部の制御に追従させるように、前記第2表示領域内で前記図形を移動させる図形移動部をさらに備える、としてもよい。 Further, according to the second aspect of the present disclosure, the laser processing apparatus has an imaging optical axis independent of the laser beam path, and images the workpiece without intervention of the laser beam scanning unit. By doing so, a second imaging section is provided for generating a second image having a wider field of view than the first image, the display section has a second display area for displaying the second image, and the second In the display area, a figure indicating the field size and field position of the first image is displayed superimposed on the second image, and the second image is displayed so as to follow the control of the laser beam scanning unit by the scanning control unit. It may further include a graphic moving unit that moves the graphic within the display area.

ここで、第2撮像部は、加工用のレーザ光と非同軸化された撮像手段からなる。この第2撮像部は、レーザ光走査部を介した2次元走査こそできないが、第1撮像部よりも視野サイズが広く、加工領域を相対的に広視野で撮像した第2画像を生成することができる。第2撮像部は、例えば、加工領域全体を一度に撮像するために用いられる。 Here, the second imaging unit is composed of imaging means that is not coaxial with the laser beam for processing. Although the second imaging section cannot perform two-dimensional scanning via the laser beam scanning section, it has a wider field of view than the first imaging section, and can generate a second image in which the processing area is captured in a relatively wide field of view. can be done. The second imaging unit is used, for example, to capture an image of the entire processing region at once.

前記の構成によれば、表示部は、第2表示領域内に、第1画像の視野サイズ及び視野位置を表示する。このように表示することで、被加工物の表面上での第1画像の位置、ひいては加工ブロックの位置をユーザに視認させることができる。このような構成は、加工ブロックを配置する際の作業負荷を軽減し、ひいてはレーザ加工装置の使い勝手を向上させる上で有効である。 According to the above configuration, the display section displays the visual field size and visual field position of the first image in the second display area. By displaying in this way, the user can visually recognize the position of the first image on the surface of the workpiece, and thus the position of the processing block. Such a configuration is effective in reducing the work load when arranging the processing blocks and thus improving the usability of the laser processing apparatus.

また、本開示の第3の側面によれば、前記第2撮像部は、前記第2画像として、前記加工領域全体を撮像した画像を生成する、としてもよい。 Further, according to the third aspect of the present disclosure, the second imaging section may generate an image obtained by imaging the entire processing region as the second image.

また、本開示の第4の側面によれば、前記表示部は、前記加工領域に対応付けられた設定面を表示し、前記表示部は、少なくとも前記第1画像を前記設定面に重ねて表示する、としてもよい。 Further, according to the fourth aspect of the present disclosure, the display unit displays a setting surface associated with the processing area, and the display unit displays at least the first image superimposed on the setting surface. You can do it.

前記の構成によれば、設定面を介して第1画像を加工領域に重ねて表示することができる。これにより、レーザ光が2次元走査されるべき領域と、第1画像が表示されるべき第1表示領域と、を重畳して表示することができる。このような構成は、レーザ加工装置の使い勝手を向上させる上で有効である。 According to the above configuration, the first image can be superimposed and displayed on the processing area through the setting surface. Thereby, the area to be two-dimensionally scanned with the laser light and the first display area to display the first image can be displayed in a superimposed manner. Such a configuration is effective in improving usability of the laser processing apparatus.

また、本開示の第5の側面によれば、前記レーザ加工装置は、少なくとも前記レーザ光出力部及び前記レーザ光走査部が内部に設けられた筐体を備え、前記第1撮像部は、前記筐体に内蔵される、としてもよい。 Further, according to the fifth aspect of the present disclosure, the laser processing apparatus includes a housing in which at least the laser light output unit and the laser light scanning unit are provided, and the first imaging unit includes the It may be built in the housing.

前記の構成によれば、レーザ加工装置の使い勝手を向上させる上で有利になる。 The above configuration is advantageous in improving usability of the laser processing apparatus.

以上説明したように、前記レーザ加工装置によれば、加工ブロックを配置する際の作業負荷を軽減し、ひいてはレーザ加工装置の使い勝手を向上させることができる。 As described above, according to the laser processing apparatus, it is possible to reduce the work load when arranging the processing blocks, and to improve the usability of the laser processing apparatus.

図1は、レーザ加工システムの全体構成を例示する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of a laser processing system. 図2は、レーザ加工装置の概略構成を例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating the schematic configuration of the laser processing apparatus. 図3Aは、マーカヘッドの概略構成を例示するブロック図である。FIG. 3A is a block diagram illustrating a schematic configuration of a marker head; 図3Bは、マーカヘッドの概略構成を例示するブロック図である。FIG. 3B is a block diagram illustrating a schematic configuration of the marker head; 図4は、マーカヘッドの外観を例示する斜視図である。FIG. 4 is a perspective view illustrating the appearance of the marker head. 図5は、レーザ光走査部の構成を例示する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of a laser beam scanning unit. 図6は、三角測距方式について説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the triangulation method. 図7は、レーザ加工システムの使用方法を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flow chart showing how to use the laser processing system. 図8は、印字設定、サーチ設定及び測距設定の作成手順を例示するフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure for creating print settings, search settings, and distance measurement settings. 図9は、加工領域と設定面の関係を例示する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the machining area and the setting surface. 図10は、表示部における表示内容を例示する図である。FIG. 10 is a diagram exemplifying display contents on the display unit. 図11は、レーザ加工装置の運用手順を例示するフローチャートである。FIG. 11 is a flow chart illustrating an operating procedure of the laser processing apparatus. 図12Aは、印字ブロックの設定手順を例示するフローチャートである。FIG. 12A is a flowchart illustrating a print block setting procedure. 図12Bは、印字ブロックの設定手順を例示するフローチャートである。FIG. 12B is a flowchart illustrating a print block setting procedure. 図12Cは、印字ブロックの設定手順を例示するフローチャートである。FIG. 12C is a flowchart illustrating a print block setting procedure. 図13Aは、印字ブロックを設定する際の表示内容を例示する図である。FIG. 13A is a diagram illustrating display contents when setting print blocks. 図13Bは、印字ブロックを設定する際の表示内容を例示する図である。FIG. 13B is a diagram exemplifying display contents when setting a print block. 図13Cは、印字ブロックを設定する際の表示内容を例示する図である。FIG. 13C is a diagram exemplifying display contents when setting a print block. 図13Dは、印字ブロックを設定する際の表示内容を例示する図である。FIG. 13D is a diagram exemplifying display contents when setting a print block. 図13Eは、印字ブロックを設定する際の表示内容を例示する図である。FIG. 13E is a diagram exemplifying display contents when setting a print block. 図13Fは、印字ブロックを設定する際の表示内容を例示する図である。FIG. 13F is a diagram exemplifying display contents when setting a print block. 図14は、印字ブロックの移動処理の基本概念を説明する図である。FIG. 14 is a diagram for explaining the basic concept of print block movement processing. 図15は、印字ブロックの移動手順を例示する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating the procedure for moving print blocks. 図16Aは、印字ブロックを移動させる際の表示内容を例示する図である。FIG. 16A is a diagram exemplifying display contents when a print block is moved. 図16Bは、印字ブロックを移動させる際の表示内容を例示する図である。FIG. 16B is a diagram exemplifying display contents when the print block is moved. 図16Cは、印字ブロックを移動させる際の表示内容を例示する図である。FIG. 16C is a diagram exemplifying display contents when the print block is moved.

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described based on the drawings. Note that the following description is an example.

すなわち、本明細書では、レーザ加工装置の一例としてのレーザマーカについて説明するが、ここに開示する技術は、レーザ加工装置及びレーザマーカという名称に拘わらず、レーザ応用機器一般に適用することができる。 That is, in this specification, a laser marker will be described as an example of a laser processing apparatus, but the technology disclosed herein can be applied to general laser application equipment regardless of the names of laser processing apparatus and laser marker.

また、本明細書においては、加工の代表例として印字加工について説明するが、印字加工に限定されず、画像のマーキング等、レーザ光を使ったあらゆる加工処理において利用することができる。 In this specification, printing processing will be described as a representative example of processing, but the present invention is not limited to printing processing, and can be used in any processing processing using laser light, such as image marking.

また、本明細書においては、加工の代表例として印字加工について説明するが、印字加工に限定されず、画像のマーキング等、レーザ光を使ったあらゆる加工処理において利用することができる。 In this specification, printing processing will be described as a representative example of processing, but the present invention is not limited to printing processing, and can be used in any processing processing using laser light, such as image marking.

<全体構成>
図1は、レーザ加工システムSの全体構成を例示する図であり、図2は、レーザ加工システムSにおけるレーザ加工装置Lの概略構成を例示する図である。図1に例示するレーザ加工システムSは、レーザ加工装置Lと、これに接続される操作用端末800及び外部機器900と、を備えている。
<Overall composition>
FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of a laser processing system S, and FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a laser processing device L in the laser processing system S. As shown in FIG. A laser processing system S illustrated in FIG. 1 includes a laser processing device L, an operation terminal 800 and an external device 900 connected thereto.

そして、図1及び図2に例示するレーザ加工装置Lは、マーカヘッド1から出射されたレーザ光を、被加工物としてのワークWへ照射するとともに、そのワークWの表面上で3次元走査することによって加工を行うものである。なお、ここでいう「3次元走査」とは、レーザ光の照射位置をワークWの表面上で走査する2次元的な動作(いわゆる「2次元走査」)と、レーザ光の焦点位置を調整する1次元的な動作と、の組み合わせを総称した概念を指す。 1 and 2 irradiates a laser beam emitted from the marker head 1 onto a workpiece W as an object to be processed, and three-dimensionally scans the surface of the workpiece W. Processing is performed by The term "three-dimensional scanning" as used herein refers to a two-dimensional operation (so-called "two-dimensional scanning") of scanning the irradiation position of the laser beam on the surface of the workpiece W, and adjusting the focal position of the laser beam. It refers to the general concept of a combination of one-dimensional motion and

特に、本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、ワークWを加工するためのレーザ光として、1064nm付近の波長を有するレーザ光を出射することができる。この波長は、近赤外線(Near-InfraRed:NIR)の波長域に相当する。そのため、以下の記載では、ワークWを加工するためのレーザ光を「近赤外レーザ光」と呼称して、他のレーザ光と区別する場合がある。もちろん、他の波長を有するレーザ光を、ワークWの加工に用いてもよい。 In particular, the laser processing apparatus L according to this embodiment can emit a laser beam having a wavelength of around 1064 nm as a laser beam for processing the workpiece W. This wavelength corresponds to the near infrared (Near-InfraRed: NIR) wavelength range. Therefore, in the following description, the laser beam for processing the workpiece W may be referred to as "near-infrared laser beam" to distinguish it from other laser beams. Of course, laser light having other wavelengths may be used for processing the workpiece W.

また、本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、マーカヘッド1に内蔵された測距ユニット5を介してワークWまでの距離(ワークWの高さ)を測定するとともに、その測定結果を利用して近赤外レーザ光の焦点位置を調整することができる。 Further, the laser processing apparatus L according to the present embodiment measures the distance to the workpiece W (the height of the workpiece W) via the distance measuring unit 5 incorporated in the marker head 1, and uses the measurement result. can be used to adjust the focal position of the near-infrared laser beam.

図1及び図2に示すように、レーザ加工装置Lは、レーザ光を出射するためのマーカヘッド1と、マーカヘッド1を制御するためのマーカコントローラ100と、を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2 , the laser processing apparatus L includes a marker head 1 for emitting laser light and a marker controller 100 for controlling the marker head 1 .

マーカヘッド1及びマーカコントローラ100は、この実施形態においては別体とされており、電気配線を介して電気的に接続されているとともに、光ファイバーケーブルを介して光学的に結合されている。 The marker head 1 and the marker controller 100 are separated in this embodiment, electrically connected via electrical wiring, and optically coupled via an optical fiber cable.

より一般には、マーカヘッド1及びマーカコントローラ100の一方を他方に組み込んで一体化することもできる。この場合、光ファイバーケーブル等を適宜省略することができる。 More generally, one of the marker head 1 and the marker controller 100 can be integrated into the other. In this case, the optical fiber cable or the like can be omitted as appropriate.

操作用端末800は、例えば中央演算処理装置(Central Processing Unit:CPU)及びメモリを有しており、マーカコントローラ100に接続されている。この操作用端末800は、印字設定など、種々の加工条件(印字条件ともいう)を設定するとともに、レーザ加工に関連した情報をユーザに示すための端末として機能する。この操作用端末800は、ユーザに情報を表示するための表示部801と、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部802と、種々の情報を記憶するための記憶装置803と、を備えている。 The operation terminal 800 has, for example, a central processing unit (CPU) and memory, and is connected to the marker controller 100 . This operation terminal 800 functions as a terminal for setting various processing conditions (also referred to as printing conditions) such as print settings, and for displaying information related to laser processing to the user. This operation terminal 800 includes a display unit 801 for displaying information to the user, an operation unit 802 for receiving operation input by the user, and a storage device 803 for storing various information.

具体的に、表示部801は、例えば液晶ディスプレイ又は有機ELパネルにより構成されている。表示部801には、レーザ加工に関連した情報として、レーザ加工装置Lの動作状況及び加工条件等が表示される。一方、操作部802は、例えばキーボード及び/又はポインティングデバイスにより構成されている。ここで、ポインティングデバイスには、マウス及び/又はジョイスティック等が含まれる。操作部802は、ユーザによる操作入力を受け付けるように構成されており、マーカコントローラ100を介してマーカヘッド1を操作するために用いられる。 Specifically, the display unit 801 is configured by, for example, a liquid crystal display or an organic EL panel. The display unit 801 displays the operation status of the laser processing apparatus L, processing conditions, and the like as information related to laser processing. On the other hand, the operation unit 802 is composed of, for example, a keyboard and/or pointing device. Here, the pointing device includes a mouse and/or a joystick. The operation unit 802 is configured to receive an operation input by the user, and is used to operate the marker head 1 via the marker controller 100 .

上記のように構成される操作用端末800は、ユーザによる操作入力に基づいて、レーザ加工における加工条件を設定することができる。この加工条件には、例えば、ワークWに印字されるべき文字列、並びに、バーコード及びQRコード(登録商標)等の図形の内容(マーキングパターン)と、レーザ光に求める出力(目標出力)と、ワークW上でのレーザ光の走査速度(スキャンスピード)と、のうちの1つ以上が含まれる。 The operation terminal 800 configured as described above can set processing conditions in laser processing based on user's operation input. The processing conditions include, for example, a character string to be printed on the workpiece W, the content of graphics such as bar codes and QR codes (registered trademark) (marking pattern), and the desired output of the laser beam (target output). , the scanning speed (scan speed) of the laser beam on the workpiece W, and one or more of the above.

また、本実施形態に係る加工条件には、前述の測距ユニット5に関連した条件及びパラメータ(以下、これを「測距条件」ともいう)も含まれる。そうした測距条件には、例えば、測距ユニット5による検出結果を示す信号と、ワークWの表面までの距離と、を関連付けるデータ等が含まれる。 The processing conditions according to the present embodiment also include the conditions and parameters related to the distance measurement unit 5 (hereinafter also referred to as "distance measurement conditions"). Such distance measurement conditions include, for example, data that associates a signal indicating the detection result by the distance measurement unit 5 with the distance to the surface of the workpiece W, and the like.

操作用端末800により設定される加工条件は、マーカコントローラ100に出力されて、その条件設定記憶部102に記憶される。必要に応じて、操作用端末800における記憶装置803が加工条件を記憶してもよい。 The processing conditions set by the operating terminal 800 are output to the marker controller 100 and stored in the condition setting storage section 102 thereof. If necessary, the storage device 803 in the operation terminal 800 may store the processing conditions.

なお、操作用端末800は、例えばマーカコントローラ100に組み込んで一体化することができる。この場合は「操作用端末」ではなく、コントロールユニット等の呼称が用いられることになるが、少なくとも本実施形態においては、操作用端末800とマーカコントローラ100は互いに別体とされている。 Note that the operation terminal 800 can be integrated into the marker controller 100, for example. In this case, the term "control unit" is used instead of "operation terminal", but at least in the present embodiment, the operation terminal 800 and the marker controller 100 are separated from each other.

外部機器900は、必要に応じてレーザ加工装置Lのマーカコントローラ100に接続される。図1に示す例では、外部機器900として、画像認識装置901及びプログラマブルロジックコントローラ(Programmable Logic Controller:PLC)902が設けられている。 The external device 900 is connected to the marker controller 100 of the laser processing apparatus L as required. In the example shown in FIG. 1, an image recognition device 901 and a programmable logic controller (PLC) 902 are provided as the external device 900 .

具体的に、画像認識装置901は、例えば製造ライン上で搬送されるワークWの種別及び位置を判定する。画像認識装置901として、例えばイメージセンサを用いることができる。PLC902は、予め定められたシーケンスに従ってレーザ加工システムSを制御するために用いられる。 Specifically, the image recognition device 901 determines the type and position of the work W conveyed on the manufacturing line, for example. For example, an image sensor can be used as the image recognition device 901 . PLC 902 is used to control laser processing system S according to a predetermined sequence.

レーザ加工装置Lには、上述した機器や装置以外にも、操作及び制御を行うための装置、その他の各種処理を行うためのコンピュータ、記憶装置、周辺機器等を接続することもできる。この場合の接続は、例えば、IEEE1394、RS-232、RS-422及びUSB等のシリアル接続、又はパラレル接続としてもよい。あるいは、10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T等のネットワークを介して電気的、磁気的、又は光学的な接続を採用することもできる。また、有線接続以外にも、IEEE802等の無線LAN、又は、Bluetooth(登録商標)等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続でもよい。さらに、データの交換や各種設定の保存等を行うための記憶装置に用いる記憶媒体としては、例えば、各種メモリカード、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等を利用することができる。 In addition to the devices and devices described above, the laser processing device L can also be connected to a device for operation and control, a computer for performing various other processes, a storage device, peripheral devices, and the like. The connections in this case may be serial connections such as IEEE1394, RS-232, RS-422 and USB, or parallel connections. Alternatively, electrical, magnetic, or optical connections can be employed through networks such as 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, and the like. In addition to the wired connection, a wireless LAN such as IEEE802, or a wireless connection using radio waves such as Bluetooth (registered trademark), infrared rays, optical communication, or the like may be used. Furthermore, various memory cards, magnetic disks, magneto-optical disks, semiconductor memories, hard disks, etc., can be used as storage media used in storage devices for exchanging data and storing various settings.

以下、マーカコントローラ100及びマーカヘッド1それぞれのハード構成に係る説明と、マーカコントローラ100によるマーカヘッド1の制御に係る構成と、について順番に説明をする。 The hardware configurations of the marker controller 100 and the marker head 1 and the configuration of the marker head 1 controlled by the marker controller 100 will be sequentially described below.

<マーカコントローラ100>
図2に示すように、マーカコントローラ100は、上述した加工条件を記憶する条件設定記憶部102と、これに記憶されている加工条件に基づいてマーカヘッド1を制御する制御部101と、レーザ励起光(励起光)を生成する励起光生成部110と、を備えている。
<Marker controller 100>
As shown in FIG. 2, the marker controller 100 includes a condition setting storage unit 102 for storing the processing conditions described above, a control unit 101 for controlling the marker head 1 based on the processing conditions stored therein, a laser excitation and an excitation light generator 110 that generates light (excitation light).

(条件設定記憶部102)
条件設定記憶部102は、操作用端末800を介して設定された加工条件を記憶するとともに、必要に応じて、記憶された加工条件を制御部101へと出力するように構成されている。
(Condition setting storage unit 102)
The condition setting storage unit 102 is configured to store processing conditions set via the operation terminal 800 and to output the stored processing conditions to the control unit 101 as necessary.

具体的に、条件設定記憶部102は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ハードディスクドライブ(Hard Disk Drive:HDD)、ソリッドステートドライブ(Solid State Drive:SSD)等を用いて構成されており、加工条件を示す情報を一時的又は継続的に記憶することができる。なお、操作用端末800をマーカコントローラ100に組み込んだ場合には、記憶装置803が条件設定記憶部102を兼用するように構成することができる。 Specifically, the condition setting storage unit 102 is configured using a volatile memory, a nonvolatile memory, a hard disk drive (HDD), a solid state drive (Solid State Drive: SSD), or the like. can be stored temporarily or continuously. Note that when the operation terminal 800 is incorporated in the marker controller 100, the storage device 803 can be configured to also serve as the condition setting storage section 102. FIG.

(制御部101)
制御部101は、条件設定記憶部102に記憶された加工条件に基づいて、少なくとも、マーカコントローラ100における励起光生成部110、並びに、マーカヘッド1におけるレーザ光出力部2、レーザ光案内部3、レーザ光走査部4、測距ユニット5、並びに同軸カメラ6及び広域カメラ(非同軸カメラ)7を制御することにより、ワークWの印字加工等を実行する。
(control unit 101)
Based on the processing conditions stored in the condition setting storage unit 102, the control unit 101 controls at least the excitation light generation unit 110 in the marker controller 100, the laser light output unit 2 in the marker head 1, the laser light guide unit 3, By controlling the laser beam scanning unit 4, the distance measuring unit 5, the coaxial camera 6, and the wide area camera (non-coaxial camera) 7, the work W is printed and processed.

具体的に、制御部101は、CPU、メモリ、入出力バスを有しており、操作用端末800を介して入力された情報を示す信号、及び、条件設定記憶部102から読み込んだ加工条件を示す信号に基づいて制御信号を生成する。制御部101は、そうして生成した制御信号をレーザ加工装置Lの各部へと出力することにより、ワークWに対する印字加工、及び、ワークWまでの距離の測定を制御する。 Specifically, the control unit 101 has a CPU, a memory, and an input/output bus, and receives signals indicating information input via the operation terminal 800 and processing conditions read from the condition setting storage unit 102. A control signal is generated based on the indicated signal. The control unit 101 outputs the control signal thus generated to each unit of the laser processing apparatus L, thereby controlling the printing processing on the work W and the measurement of the distance to the work W. FIG.

例えば、制御部101は、ワークWの加工を開始するときには、条件設定記憶部102に記憶された目標出力を読み込んで、その目標出力に基づき生成した制御信号を励起光源駆動部112へと出力し、レーザ励起光の生成を制御する。 For example, when starting to process the workpiece W, the control unit 101 reads the target output stored in the condition setting storage unit 102 and outputs a control signal generated based on the target output to the excitation light source driving unit 112. , controls the generation of the laser excitation light.

また、制御部101は、実際にワークWを加工する際には、例えば条件設定記憶部102に記憶されている加工パターン(マーキングパターン)を読み込むとともに、その加工パターンに基づき生成した制御信号をレーザ光走査部4へと出力し、近赤外レーザ光を2次元走査する。 When the work W is actually processed, the control unit 101 reads, for example, a processing pattern (marking pattern) stored in the condition setting storage unit 102, and outputs a control signal generated based on the processing pattern to the laser. It is output to the optical scanning unit 4 and two-dimensionally scanned with near-infrared laser light.

このように、制御部101は、近赤外レーザ光の2次元走査を実現するようにレーザ光走査部4を制御することができる。制御部101は、本実施形態における「走査制御部」の例示である。 In this manner, the control unit 101 can control the laser beam scanning unit 4 so as to realize two-dimensional scanning of the near-infrared laser beam. The control unit 101 is an example of the “scanning control unit” in this embodiment.

(励起光生成部110)
励起光生成部110は、駆動電流に応じたレーザ光を生成する励起光源111と、その励起光源111に駆動電流を供給する励起光源駆動部112と、励起光源111に対して光学的に結合された励起光集光部113と、を備えている。励起光源111と励起光集光部113は、不図示の励起ケーシング内に固定されている。詳細は省略するが、この励起ケーシングは、熱伝導性に優れた銅等の金属で構成されており、励起光源111から効率よく放熱させることができる。
(Excitation light generator 110)
The excitation light generation unit 110 is optically coupled to the excitation light source 111 that generates laser light according to the drive current, the excitation light source drive unit 112 that supplies the drive current to the excitation light source 111 , and the excitation light source 111 . and an excitation light condensing unit 113 . The excitation light source 111 and the excitation light collector 113 are fixed in an excitation casing (not shown). Although details are omitted, the excitation casing is made of a metal such as copper having excellent thermal conductivity, and can efficiently dissipate heat from the excitation light source 111 .

以下、励起光生成部110の各部について順番に説明する。 Each part of the excitation light generator 110 will be described in order below.

励起光源駆動部112は、制御部101から出力された制御信号に基づいて、励起光源111へ駆動電流を供給する。詳細は省略するが、励起光源駆動部112は、制御部101が決定した目標出力に基づいて駆動電流を決定し、そうして決定した駆動電流を励起光源111へ供給する。 The excitation light source drive section 112 supplies drive current to the excitation light source 111 based on the control signal output from the control section 101 . Although details are omitted, the excitation light source driving section 112 determines the drive current based on the target output determined by the control section 101 and supplies the determined drive current to the excitation light source 111 .

励起光源111は、励起光源駆動部112から駆動電流が供給されるとともに、その駆動電流に応じたレーザ光を発振する。例えば、励起光源111は、レーザダイオード(Laser Diode:LD)等で構成されており、複数のLD素子を直線状に並べたLDアレイやLDバーを用いることができる。励起光源111としてLDアレイやLDバーを用いた場合、各素子から発振されるレーザ光は、ライン状に出力されて励起光集光部113に入射する。 The excitation light source 111 is supplied with a driving current from the excitation light source driving section 112 and oscillates laser light according to the driving current. For example, the excitation light source 111 is composed of a laser diode (LD) or the like, and an LD array or LD bar in which a plurality of LD elements are arranged in a straight line can be used. When an LD array or an LD bar is used as the excitation light source 111 , laser light emitted from each element is linearly output and enters the excitation light collecting section 113 .

励起光集光部113は、励起光源111から出力されたレーザ光を集光するとともに、レーザ励起光(励起光)として出力する。例えば、励起光集光部113は、フォーカシングレンズ等で構成されており、レーザ光が入射する入射面と、レーザ励起光を出力する出射面と、を有している。励起光集光部113は、マーカヘッド1に対し、前述の光ファイバーケーブルを介して光学的に結合されている。よって、励起光集光部113から出力されたレーザ励起光は、その光ファイバーケーブルを介してマーカヘッド1へ導かれることになる。 The excitation light collector 113 collects the laser light output from the excitation light source 111 and outputs it as laser excitation light (excitation light). For example, the excitation light condensing unit 113 is configured by a focusing lens or the like, and has an incident surface on which laser light is incident and an emission surface from which the laser excitation light is output. The excitation light condensing section 113 is optically coupled to the marker head 1 via the aforementioned optical fiber cable. Therefore, the laser excitation light output from the excitation light focusing section 113 is guided to the marker head 1 via the optical fiber cable.

なお、励起光生成部110は、励起光源駆動部112、励起光源111及び励起光集光部113を予め組み込んだLDユニットあるいはLDモジュールとすることができる。また、励起光生成部110から出射される励起光(具体的には、励起光集光部113から出力されるレーザ励起光)は、無偏光とすることができ、これにより偏光状態の変化を考慮する必要がなく、設計上有利となる。特に、励起光源111周辺の構成については、複数のLD素子を数十個配列したLDアレイから各々得られる光を光ファイバーでバンドルして出力するLDユニット自体に、出力光を無偏光とする機構を備えることが好ましい。 The excitation light generator 110 can be an LD unit or an LD module in which the excitation light source driver 112, the excitation light source 111 and the excitation light collector 113 are incorporated in advance. In addition, the excitation light emitted from the excitation light generator 110 (specifically, the laser excitation light emitted from the excitation light collector 113) can be unpolarized. There is no need to consider this, which is advantageous in terms of design. In particular, regarding the configuration around the excitation light source 111, the LD unit itself, which bundles and outputs the light obtained from each LD array in which several tens of LD elements are arranged, with an optical fiber, has a mechanism for making the output light unpolarized. It is preferable to have

(他の構成要素)
マーカコントローラ100はまた、測距ユニット5を介してワークWまでの距離を測定する距離測定部103を有している。距離測定部103は、測距ユニット5と電気的に接続されており、測距ユニット5による測定結果に関連した信号(少なくとも、測距光受光部5Bにおける測距光の受光位置を示す信号)を受信可能とされている。
(other components)
The marker controller 100 also has a distance measuring section 103 that measures the distance to the work W via the distance measuring unit 5 . The distance measurement unit 103 is electrically connected to the distance measurement unit 5, and is a signal related to the measurement result by the distance measurement unit 5 (at least a signal indicating the light receiving position of the distance measurement light in the distance measurement light receiving unit 5B). can be received.

また、後述のように、本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、同軸カメラ6と、非同軸カメラとしての広域カメラ7と、を備えている。このレーザ加工装置Lは、同軸カメラ6及び広域カメラ7の少なくとも一方を作動させることで、ワークWの表面を撮像することができる。 Further, as will be described later, the laser processing apparatus L according to this embodiment includes a coaxial camera 6 and a wide area camera 7 as a non-coaxial camera. This laser processing apparatus L can image the surface of the workpiece W by operating at least one of the coaxial camera 6 and the wide-area camera 7 .

マーカコントローラ100は、同軸カメラ6及び広域カメラ7によって撮像された画像の表示態様を制御するための表示制御部108を備えている。表示制御部108は、少なくとも、倍率調整部108aと、領域移動部108bと、表示切替部108cと、印字ブロック移動部108dと、を有している。 The marker controller 100 includes a display control section 108 for controlling the display mode of the images captured by the coaxial camera 6 and the wide area camera 7 . The display control unit 108 has at least a magnification adjustment unit 108a, an area moving unit 108b, a display switching unit 108c, and a print block moving unit 108d.

マーカコントローラ100はまた、マーキングパターンに係る情報を設定する設定部107を備えている。設定部107における設定内容は、走査制御部としての制御部101が読み込んで使用する。 The marker controller 100 also includes a setting section 107 for setting information related to the marking pattern. The setting contents of the setting unit 107 are read and used by the control unit 101 as a scanning control unit.

なお、距離測定部103及び表示制御部108は、制御部101によって構成してもよい。例えば、制御部101が表示制御部108を兼用してもよい。距離測定部103及び表示制御部108の詳細は後述する。 Note that the distance measurement unit 103 and the display control unit 108 may be configured by the control unit 101 . For example, the control unit 101 may also serve as the display control unit 108 . Details of the distance measurement unit 103 and the display control unit 108 will be described later.

<マーカヘッド1>
前述のように、励起光生成部110により生成されたレーザ励起光は、光ファイバーケーブルを介してマーカヘッド1へ導かれる。このマーカヘッド1は、レーザ励起光に基づいてレーザ光を増幅・生成して出力するレーザ光出力部2と、レーザ光出力部2から出力されたレーザ光をワークWの表面へ照射して2次元走査を行うレーザ光走査部4と、レーザ光出力部2からレーザ光走査部4へ至る光路を構成するレーザ光案内部3と、レーザ光走査部4を介して投光及び受光した測距光に基づいてワークWの表面までの距離を測定するための測距ユニット5と、ワークWの表面を撮像する同軸カメラ6及び広域カメラ7と、を備えている。
<Marker head 1>
As described above, the laser excitation light generated by the excitation light generator 110 is guided to the marker head 1 via the optical fiber cable. The marker head 1 includes a laser light output unit 2 that amplifies, generates and outputs laser light based on laser excitation light, and a laser light output unit 2 that irradiates the surface of the workpiece W with the laser light output 2 . A laser light scanning unit 4 that performs dimensional scanning, a laser light guide unit 3 that forms an optical path from the laser light output unit 2 to the laser light scanning unit 4, and distance measurement that emits light and receives light through the laser light scanning unit 4. A distance measuring unit 5 for measuring the distance to the surface of the work W based on light, and a coaxial camera 6 and a wide area camera 7 for imaging the surface of the work W are provided.

ここで、本実施形態に係るレーザ光案内部3は、単に光路を構成するばかりでなく、レーザ光の焦点位置を調整するZスキャナ(焦点調整部)33、ガイド光を出射するガイド光源36、及び、ワークWの表面を撮像する同軸カメラ6など、複数の部材が組み合わされてなる。 Here, the laser light guide unit 3 according to the present embodiment not only configures an optical path, but also includes a Z scanner (focus adjustment unit) 33 that adjusts the focal position of the laser light, a guide light source 36 that emits guide light, Also, a plurality of members such as a coaxial camera 6 for imaging the surface of the work W are combined.

また、レーザ光案内部3はさらに、レーザ光出力部2から出力される近赤外レーザ光とガイド光源36から出射されるガイド光を合流せしめる上流側合流機構31と、レーザ光走査部4へ導かれるレーザ光と測距ユニット5から投光される測距光を合流せしめる下流側合流機構35と、を有している。 In addition, the laser light guide section 3 further includes an upstream merging mechanism 31 for merging the near-infrared laser light output from the laser light output section 2 and the guide light output from the guide light source 36, and the laser light scanning section 4. It has a downstream merging mechanism 35 for merging the guided laser light and the distance measuring light projected from the distance measuring unit 5 .

図3A~図3Bはマーカヘッド1の概略構成を例示するブロック図であり、図4はマーカヘッド1の外観を例示する斜視図である。図3A~図3Bのうち、図3Aは近赤外レーザ光を用いてワークWを加工する場合を例示し、図3Bは測距ユニット5を用いてワークWの表面までの距離を測定する場合を例示している。 3A and 3B are block diagrams illustrating the schematic configuration of the marker head 1, and FIG. 4 is a perspective view illustrating the appearance of the marker head 1. FIG. 3A to 3B, FIG. 3A illustrates the case of processing the work W using a near-infrared laser beam, and FIG. 3B illustrates the case of measuring the distance to the surface of the work W using the distance measuring unit 5. is exemplified.

図3A~図4に例示するように、マーカヘッド1は、少なくともレーザ光出力部2、レーザ光案内部3、レーザ光走査部4及び測距ユニット5が内部に設けられた筐体10を備えている。この筐体10は、図4に示すような略直方状の外形を有している。筐体10の下面は、板状の底板10aによって区画されている。この底板10aには、マーカヘッド1から該マーカヘッド1の外部へレーザ光を出射するための透過ウインドウ19が設けられている。透過ウインドウ19は、底板10aを板厚方向に貫く貫通孔に対し、近赤外レーザ光、ガイド光及び測距光を透過可能な板状の透明部材を嵌め込むことによって構成されている。 As illustrated in FIGS. 3A to 4, the marker head 1 includes a housing 10 in which at least a laser light output section 2, a laser light guide section 3, a laser light scanning section 4, and a distance measuring unit 5 are provided. ing. The housing 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. The lower surface of the housing 10 is defined by a plate-like bottom plate 10a. The bottom plate 10a is provided with a transmission window 19 for emitting laser light from the marker head 1 to the outside of the marker head 1. As shown in FIG. The transmission window 19 is configured by fitting a plate-shaped transparent member that can transmit the near-infrared laser light, the guide light, and the range-finding light into a through-hole extending through the bottom plate 10a in the plate thickness direction.

なお、以下の記載では、図4における筐体10の長手方向を単に「長手方向」又は「前後方向」と呼称したり、同図における筐体10の短手方向を単に「短手方向」又は「左右方向」と呼称したりする場合がある。同様に、図4における筐体10の高さ方向を単に「高さ方向」又は「上下方向」と呼称する場合もある。 In the description below, the longitudinal direction of the housing 10 in FIG. It may be called "left and right direction". Similarly, the height direction of the housing 10 in FIG. 4 may be simply referred to as "height direction" or "vertical direction".

図5は、レーザ光走査部4の構成を例示する斜視図である。 FIG. 5 is a perspective view illustrating the configuration of the laser beam scanning unit 4. As shown in FIG.

図5に例示するように、筐体10の内部には仕切部11が設けられている。筐体10の内部空間は、この仕切部11によって長手方向の一側と他側に仕切られている。 As illustrated in FIG. 5, a partition 11 is provided inside the housing 10 . The internal space of the housing 10 is partitioned into one side and the other side in the longitudinal direction by the partition portion 11 .

具体的に、仕切部11は、筐体10の長手方向に対して垂直な方向に延びる平板状に形成されている。また、仕切部11は、筐体10の長手方向においては、同方向における筐体10の中央部に比して、長手方向一側(図4における前側)に寄せた配置とされている。 Specifically, the partition part 11 is formed in a flat plate shape extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the housing 10 . In addition, in the longitudinal direction of the housing 10, the partition section 11 is arranged closer to one side in the longitudinal direction (the front side in FIG. 4) than the central portion of the housing 10 in the same direction.

よって、筐体10内の長手方向一側に仕切られるスペースは、長手方向他側(図4における後側)に仕切られるスペースよりも、長手方向の寸法が短くなっている。以下、筐体10内の長手方向他側に仕切られるスペースを第1スペースS1と呼称する一方、その長手方向一側に仕切られるスペースを第2スペースS2と呼称する。 Therefore, the space partitioned on one longitudinal side in the housing 10 has a smaller longitudinal dimension than the space partitioned on the other longitudinal side (rear side in FIG. 4). Hereinafter, the space partitioned on the other longitudinal side in the housing 10 will be referred to as a first space S1, and the space partitioned on the one longitudinal side will be referred to as a second space S2.

この実施形態では、第1スペースS1の内部には、レーザ光出力部2と、レーザ光案内部3における一部の部品と、レーザ光走査部4と、測距ユニット5が配置されている。一方、第2スペースS2の内部には、レーザ光案内部3における主要な部品が配置されている。 In this embodiment, the laser light output section 2, some components of the laser light guide section 3, the laser light scanning section 4, and the distance measuring unit 5 are arranged inside the first space S1. On the other hand, main components of the laser beam guide section 3 are arranged inside the second space S2.

詳しくは、第1スペースS1は、略平板状のベースプレート12によって、短手方向の一側(図4の左側)の空間と、他側(図4の右側)の空間と、に仕切られている。前者の空間には、主に、レーザ光出力部2を構成する部品が配置されている。 Specifically, the first space S1 is partitioned into a space on one side in the short direction (left side in FIG. 4) and a space on the other side (right side in FIG. 4) by a substantially flat base plate 12. . In the former space, mainly parts constituting the laser light output section 2 are arranged.

さらに詳しくは、レーザ光出力部2を構成する部品のうち、光学レンズや光学結晶など、可能な限り気密状に密閉することが求められる光学部品21については、第1スペースS1における短手方向一側の空間において、ベースプレート12等によって包囲された収容空間の内部に配置されている。 More specifically, among the parts that make up the laser light output unit 2, the optical parts 21, such as optical lenses and optical crystals, which are required to be hermetically sealed as much as possible, are arranged in the first space S1 in the transverse direction. In the side space, it is arranged inside a receiving space surrounded by a base plate 12 or the like.

対して、レーザ光出力部2を構成する部品のうち、電気配線や、図5に示すヒートシンク22など、必ずしも密閉することが求められない部品については、光学部品21に対し、ベースプレート12を挟んで反対側(第1スペースS1における短手方向他側)に配置されている。 On the other hand, among the parts that make up the laser light output unit 2, parts that do not necessarily need to be sealed, such as electrical wiring and a heat sink 22 shown in FIG. It is arranged on the opposite side (the other side in the short direction of the first space S1).

また、図5に例示するように、レーザ光走査部4は、レーザ光出力部2における光学部品21と同様に、ベースプレート12を挟んで短手方向の一側に配置することができる。具体的に、この実施形態に係るレーザ光走査部4は、長手方向においては前述の仕切部11に隣接するとともに、上下方向においては筐体10の内底面に沿って配置されている。 Further, as illustrated in FIG. 5 , the laser beam scanning unit 4 can be arranged on one side in the short direction with the base plate 12 interposed therebetween, similarly to the optical component 21 in the laser beam output unit 2 . Specifically, the laser beam scanning section 4 according to this embodiment is arranged adjacent to the partition section 11 in the longitudinal direction and along the inner bottom surface of the housing 10 in the vertical direction.

また、図示は省略したが、測距ユニット5は、レーザ光出力部2におけるヒートシンク22と同様に、第1スペースS1における短手方向他側の空間に配置されている。 Although not shown, the distance measuring unit 5 is arranged in the space on the other side in the short direction of the first space S1, like the heat sink 22 in the laser light output section 2. As shown in FIG.

また、レーザ光案内部3を構成する部品は、主に第2スペースS2に配置されている。この実施形態では、レーザ光案内部3を構成する大部分の部品は、仕切部11と、筐体10の前面を区画するカバー部材17と、により包囲された空間に収容されている。 Also, the components that make up the laser beam guide section 3 are mainly arranged in the second space S2. In this embodiment, most of the components that make up the laser beam guide section 3 are housed in a space surrounded by a partition section 11 and a cover member 17 that partitions the front surface of the housing 10 .

なお、レーザ光案内部3を構成する部品のうち、下流側合流機構35については、第1スペースS1における仕切部11付近の部位に配置されている(図5を参照)。すなわち、この実施形態では、下流側合流機構35は、第1スペースS1と第2スペースS2との境界付近に位置することになる。 Note that, among the components that configure the laser beam guide section 3, the downstream merging mechanism 35 is arranged in the vicinity of the partition section 11 in the first space S1 (see FIG. 5). That is, in this embodiment, the downstream confluence mechanism 35 is positioned near the boundary between the first space S1 and the second space S2.

またベースプレート12には、該ベースプレート12を板厚方向に貫通する貫通孔(不図示)が形成されている。この貫通孔を通じて、レーザ光案内部3及びレーザ光走査部4と、測距ユニット5とが光学的に結合されることになる。 A through hole (not shown) is formed in the base plate 12 so as to penetrate the base plate 12 in the plate thickness direction. Through this through-hole, the laser light guide section 3, the laser light scanning section 4, and the distance measuring unit 5 are optically coupled.

以下、レーザ光出力部2、レーザ光案内部3、レーザ光走査部4及び測距ユニット5の構成について順番に説明をする。 The configurations of the laser light output section 2, the laser light guide section 3, the laser light scanning section 4, and the distance measuring unit 5 will be described in order below.

(レーザ光出力部2)
レーザ光出力部2は、励起光生成部110により生成されたレーザ励起光に基づいて印字加工用の近赤外レーザ光を生成するとともに、その近赤外レーザ光をレーザ光案内部3へと出力するように構成されている。
(Laser light output unit 2)
The laser light output unit 2 generates near-infrared laser light for print processing based on the laser excitation light generated by the excitation light generation unit 110, and directs the near-infrared laser light to the laser light guide unit 3. configured to output.

具体的に、レーザ光出力部2は、レーザ励起光に基づき所定の波長を有するレーザ光を生成するとともに、これを増幅して近赤外レーザ光を出射するレーザ発振器21aと、レーザ発振器21aから発振された近赤外レーザ光の一部を分離させるためのビームサンプラー21bと、ビームサンプラー21bによって分離せしめた近赤外レーザ光が入射するパワーモニタ21cと、を備えている。 Specifically, the laser light output unit 2 generates a laser light having a predetermined wavelength based on the laser excitation light, and a laser oscillator 21a that amplifies the laser light and emits a near-infrared laser light. A beam sampler 21b for separating part of the oscillated near-infrared laser light and a power monitor 21c into which the near-infrared laser light separated by the beam sampler 21b is incident are provided.

詳細は省略するが、本実施形態に係るレーザ発振器21aは、レーザ励起光に対応した誘導放出を行ってレーザ光を出射するレーザ媒質と、レーザ媒質から出射されるレーザ光をパルス発振するためのQスイッチと、Qスイッチによりパルス発振されたレーザ光を共振させるミラーと、を有している。 Although the details are omitted, the laser oscillator 21a according to the present embodiment includes a laser medium for emitting laser light by performing stimulated emission corresponding to laser excitation light, and a laser medium for pulsating the laser light emitted from the laser medium. It has a Q switch and a mirror that resonates the laser light pulse-oscillated by the Q switch.

特に本実施形態では、レーザ媒質としてロッド状のNd:YVO(イットリウム・バナデイト)が用いられている。これにより、レーザ発振器21aは、レーザ光として、1064nm付近の波長を有するレーザ光(前述の近赤外レーザ光)を出射することができる。ただし、この例に限らず、他のレーザ媒質として、例えば希土類をドープしたYAG、YLF、GdVO等を用いることもできる。レーザ加工装置Lの用途に応じて、様々な固体レーザ媒質を用いることができる。 Particularly in this embodiment, rod-shaped Nd:YVO 4 (yttrium vanadate) is used as the laser medium. As a result, the laser oscillator 21a can emit laser light having a wavelength of around 1064 nm (near-infrared laser light described above) as laser light. However, it is not limited to this example, and other laser media such as YAG, YLF, and GdVO 4 doped with rare earth elements can also be used. Various solid-state laser media can be used according to the application of the laser processing apparatus L.

また、固体レーザ媒質に波長変換素子を組み合わせて、出力されるレーザ光の波長を任意の波長に変換することもできる。また、固体レーザ媒質としてバルクに代わってファイバーを発振器として利用した、いわゆるファイバーレーザを利用してもよい。 Also, a wavelength conversion element can be combined with the solid-state laser medium to convert the wavelength of the output laser light to an arbitrary wavelength. A so-called fiber laser, which uses a fiber as an oscillator instead of a bulk as a solid-state laser medium, may also be used.

さらには、Nd:YVO等の固体レーザ媒質と、ファイバーとを組み合わせてレーザ発振器21aを構成してもよい。その場合、固体レーザ媒質を用いたときのように、パルス幅の短いレーザを出射してワークWへの熱ダメージを抑制する一方で、ファイバーを用いたときのように、高出力化を実現してより早い印字加工を実現することが可能となる。 Further, the laser oscillator 21a may be configured by combining a solid laser medium such as Nd: YVO4 and a fiber. In that case, as in the case of using a solid-state laser medium, a laser with a short pulse width is emitted to suppress thermal damage to the workpiece W, while high output can be achieved as in the case of using a fiber. This makes it possible to achieve faster print processing.

パワーモニタ21cは、近赤外レーザ光の出力を検出する。パワーモニタ21cは、マーカコントローラ100と電気的に接続されており、その検出信号を制御部101等へ出力することができる。 The power monitor 21c detects the output of near-infrared laser light. The power monitor 21c is electrically connected to the marker controller 100, and can output its detection signal to the control section 101 or the like.

(レーザ光案内部3)
レーザ光案内部3は、レーザ光出力部2から出射された近赤外レーザ光をレーザ光走査部4へと案内するレーザ光路Pの少なくとも一部を形成する。レーザ光案内部3は、そうしたレーザ光路Pを形成するためのベンドミラー34に加えて、Zスキャナ(焦点調整部)33及びガイド光源(ガイド光出射部)36等を備えている。これらの部品は、いずれも筐体10の内部(主に第2スペースS2)に設けられている。
(Laser beam guide part 3)
The laser light guide section 3 forms at least part of a laser light path P that guides the near-infrared laser light emitted from the laser light output section 2 to the laser light scanning section 4 . The laser light guide section 3 includes a bend mirror 34 for forming such a laser light path P, a Z scanner (focus adjustment section) 33, a guide light source (guide light emission section) 36, and the like. All of these parts are provided inside the housing 10 (mainly in the second space S2).

レーザ光出力部2から入射した近赤外レーザ光は、ベンドミラー34によって反射され、レーザ光案内部3を通過する。ベンドミラー34へ至る途中には、近赤外レーザ光の焦点位置を調整するためのZスキャナ33が配置されている。Zスキャナ33を通過してベンドミラー34によって反射された近赤外レーザ光が、レーザ光走査部4に入射することになる。 The near-infrared laser light incident from the laser light output section 2 is reflected by the bend mirror 34 and passes through the laser light guide section 3 . A Z scanner 33 for adjusting the focal position of the near-infrared laser beam is arranged on the way to the bend mirror 34 . A near-infrared laser beam that passes through the Z scanner 33 and is reflected by the bend mirror 34 enters the laser beam scanning unit 4 .

レーザ光案内部3により構成されるレーザ光路Pは、焦点調整部としてのZスキャナ33を境として2分することができる。詳しくは、レーザ光案内部3により構成されるレーザ光路Pは、レーザ光出力部2からZスキャナ33へ至る上流側光路Puと、Zスキャナ33からレーザ光走査部4へ至る下流側光路Pdと、に区分することができる。 A laser light path P formed by the laser light guide section 3 can be divided into two with a Z scanner 33 as a focus adjustment section as a boundary. Specifically, the laser light path P formed by the laser light guide section 3 includes an upstream optical path Pu from the laser light output section 2 to the Z scanner 33 and a downstream optical path Pd from the Z scanner 33 to the laser light scanning section 4. , can be divided into.

さらに詳しくは、上流側光路Puは、筐体10の内部に設けられており、レーザ光出力部2から、前述の上流側合流機構31を経由してZスキャナ33に至る。 More specifically, the upstream optical path Pu is provided inside the housing 10 and extends from the laser light output unit 2 to the Z scanner 33 via the above-described upstream joining mechanism 31 .

一方、下流側光路Pdは、筐体10の内部に設けられており、Zスキャナ33から、ベンドミラー34と、前述の下流側合流機構35と、を順番に経由してレーザ光走査部4における第1スキャナ41に至る。 On the other hand, the downstream optical path Pd is provided inside the housing 10, and passes from the Z scanner 33, the bend mirror 34, and the downstream merging mechanism 35 in order, and then in the laser beam scanning unit 4. It reaches the first scanner 41 .

このように、筐体10の内部においては、上流側光路Puの途中に上流側合流機構31が設けられているとともに、下流側光路Pdの途中に下流側合流機構35が設けられている。 As described above, inside the housing 10, the upstream joining mechanism 31 is provided in the middle of the upstream optical path Pu, and the downstream joining mechanism 35 is provided in the middle of the downstream optical path Pd.

以下、レーザ光案内部3に関連した構成について順番に説明をする。 Hereinafter, configurations related to the laser beam guide section 3 will be described in order.

-ガイド光源36-
ガイド光源36は、筐体10内部の第2スペースS2に設けられており、所定の加工パターンをワークWの表面上に投影するためのガイド光を出射する。そのガイド光の波長は、可視光域に収まるように設定されている。その一例として、本実施形態に係るガイド光源36は、ガイド光として、655nm付近の波長を有する赤色レーザ光を出射する。よって、マーカヘッド1からガイド光が出射されると、使用者は、そのガイド光を視認することができる。
- Guide light source 36 -
The guide light source 36 is provided in the second space S<b>2 inside the housing 10 and emits guide light for projecting a predetermined machining pattern onto the surface of the work W. The wavelength of the guide light is set within the visible light range. As an example, the guide light source 36 according to the present embodiment emits red laser light having a wavelength of around 655 nm as guide light. Therefore, when the guide light is emitted from the marker head 1, the user can visually recognize the guide light.

なお、本実施形態では、ガイド光の波長は、少なくとも近赤外レーザ光の波長と相違するように設定されている。また後述のように、測距ユニット5における測距光出射部5Aは、ガイド光及び近赤外レーザ光とは異なる波長を有する測距光を出射する。よって、測距光と、ガイド光と、レーザ光と、は互いに異なる波長を有するようになっている。 In addition, in this embodiment, the wavelength of the guide light is set so as to be at least different from the wavelength of the near-infrared laser light. Further, as will be described later, the distance measuring light emitting section 5A in the distance measuring unit 5 emits distance measuring light having a wavelength different from that of the guide light and the near-infrared laser light. Therefore, the distance measuring light, the guide light, and the laser light have different wavelengths.

具体的に、ガイド光源36は、第2スペースS2において上流側合流機構31と略同じ高さに配置されており、筐体10の短手方向の内側に向かって可視光レーザ(ガイド光)を出射することができる。ガイド光源36はまた、該ガイド光源36から出射されるガイド光の光軸と、上流側合流機構31と、が交わるような姿勢とされている。 Specifically, the guide light source 36 is arranged at substantially the same height as the upstream merging mechanism 31 in the second space S2, and emits a visible light laser (guide light) toward the inner side of the housing 10 in the short direction. can be emitted. The guide light source 36 is also oriented such that the optical axis of the guide light emitted from the guide light source 36 intersects with the upstream joining mechanism 31 .

なお、ここでいう「略同じ高さ」とは、筐体10の下面をなす底板10aから見て、高さ位置が実質的に等しいことを指す。他の記載においても、底板10aから見た高さを指す。 The term “substantially the same height” as used herein means that the height positions are substantially equal when viewed from the bottom plate 10a forming the lower surface of the housing 10. As shown in FIG. Also in other descriptions, it refers to the height seen from the bottom plate 10a.

よって、例えば近赤外レーザ光による加工パターンを使用者に視認させるべく、ガイド光源36からガイド光が出射されると、そのガイド光は、上流側合流機構31へ至る。上流側合流機構31は、光学部品としてのダイクロイックミラー(不図示)を有している。後述のように、このダイクロイックミラーは、ガイド光を透過させつつも、近赤外レーザ光を反射させる。これにより、ダイクロイックミラーを透過したガイド光と、同ミラーにより反射された近赤外レーザ光とが合流して同軸になる。 Therefore, when guide light is emitted from the guide light source 36 in order to allow the user to visually recognize the pattern processed by the near-infrared laser light, the guide light reaches the upstream merging mechanism 31 . The upstream merging mechanism 31 has a dichroic mirror (not shown) as an optical component. As will be described later, this dichroic mirror reflects near-infrared laser light while transmitting guide light. As a result, the guide light that has passed through the dichroic mirror and the near-infrared laser light that has been reflected by the mirror merge and become coaxial.

なお、本実施形態に係るガイド光源36は、制御部101から出力された制御信号に基づいて、ガイド光を出射するように構成されている。 The guide light source 36 according to this embodiment is configured to emit guide light based on a control signal output from the control section 101 .

-上流側合流機構31-
上流側合流機構31は、ガイド光出射部としてのガイド光源36から出射されたガイド光を、上流側光路Puに合流させる。上流側合流機構31を設けることで、ガイド光源36から出射されたガイド光と、上流側光路Puにおける近赤外レーザ光と、を同軸にすることができる。
-Upstream merging mechanism 31-
The upstream merging mechanism 31 merges the guide light emitted from the guide light source 36 as a guide light emitting part into the upstream optical path Pu. By providing the upstream merging mechanism 31, the guide light emitted from the guide light source 36 and the near-infrared laser light in the upstream optical path Pu can be made coaxial.

前述のように、ガイド光の波長は、少なくとも近赤外レーザ光の波長と相違するように設定されている。そのため、上流側合流機構31は、前述のように、例えばダイクロイックミラーを用いて構成することができる。このダイクロイックミラーによって同軸化された近赤外レーザ光及びガイド光は、下方に向かって伝搬し、Zスキャナ33を通過してベンドミラー34へ至る。 As described above, the wavelength of the guide light is set to be at least different from the wavelength of the near-infrared laser light. Therefore, the upstream merging mechanism 31 can be configured using, for example, a dichroic mirror as described above. The near-infrared laser light and guide light coaxialized by this dichroic mirror propagate downward, pass through the Z scanner 33 and reach the bend mirror 34 .

-Zスキャナ33-
焦点調整部としてのZスキャナ33は、レーザ光案内部3が構成する光路の途中に配置されており、レーザ光出力部2から出射された近赤外レーザ光の焦点位置を調整することができる。
-Z Scanner 33-
A Z scanner 33 as a focus adjustment section is arranged in the middle of the optical path formed by the laser light guide section 3, and can adjust the focal position of the near-infrared laser light emitted from the laser light output section 2. .

具体的に、Zスキャナ33は、筐体10の内部において、レーザ光路Pのうち、ガイド光合流機構としての上流側合流機構31からレーザ光走査部4までの光路の途中に設けられている。 Specifically, the Z scanner 33 is provided in the laser light path P in the middle of the optical path from the upstream joining mechanism 31 as a guide light joining mechanism to the laser beam scanning unit 4 inside the housing 10 .

詳しくは、本実施形態に係るZスキャナ33は、図3A~図3Bに示すように、レーザ光出力部2から出射された近赤外レーザ光を透過させる入射レンズ33aと、入射レンズ33aを通過した近赤外レーザ光を通過させるコリメートレンズ33bと、入射レンズ33a及びコリメートレンズ33bを通過した近赤外レーザ光を通過させる出射レンズ33cと、入射レンズ33aを移動させるレンズ駆動部33dと、入射レンズ33a、コリメートレンズ33b、出射レンズ33cを収容するケーシング33eと、を有している。 Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, the Z scanner 33 according to the present embodiment includes an incident lens 33a through which the near-infrared laser light emitted from the laser light output unit 2 is transmitted, and an incident lens 33a. a collimating lens 33b for passing the near-infrared laser light that has passed therethrough; an output lens 33c for passing the near-infrared laser light that has passed through the incident lens 33a and the collimating lens 33b; a lens driving unit 33d for moving the incident lens 33a; It has a casing 33e that accommodates the lens 33a, the collimator lens 33b, and the exit lens 33c.

入射レンズ33aは平凹レンズからなり、コリメートレンズ33b及び出射レンズ33cは平凸レンズからなる。入射レンズ33a、コリメートレンズ33b及び出射レンズ33cは、各々の光軸が互いに同軸になるように配置されている。 The incident lens 33a is a plano-concave lens, and the collimating lens 33b and the exit lens 33c are plano-convex lenses. The incident lens 33a, the collimator lens 33b, and the exit lens 33c are arranged such that their optical axes are coaxial with each other.

また、Zスキャナ33においては、レンズ駆動部33dが光軸に沿って入射レンズ33aを移動させる。これにより、Zスキャナ33を通過する近赤外レーザ光に対し入射レンズ33a、コリメートレンズ33b及び出射レンズ33c各々の光軸を同軸に保ちつつ、入射レンズ33aと出射レンズ33cとの相対距離を変更することができる。そのことで、ワークWに照射される近赤外レーザ光の焦点位置が変化する。 In the Z scanner 33, the lens driving section 33d moves the incident lens 33a along the optical axis. As a result, the optical axes of the incident lens 33a, the collimator lens 33b, and the exit lens 33c are kept coaxial with respect to the near-infrared laser beam passing through the Z scanner 33, and the relative distance between the entrance lens 33a and the exit lens 33c is changed. can do. As a result, the focal position of the near-infrared laser beam with which the workpiece W is irradiated changes.

以下、Zスキャナ33を構成する各部について、より詳細に説明する。 Each part constituting the Z scanner 33 will be described in more detail below.

ケーシング33eは、略円筒形状を有している。図3A~図3Bに示すように、ケーシング33eの両端部には、近赤外レーザ光を通過させるための開口33fが形成されている。ケーシング33eの内部では、入射レンズ33a、コリメートレンズ33b及び出射レンズ33cが、この順番で上下方向に並んでいる。 The casing 33e has a substantially cylindrical shape. As shown in FIGS. 3A and 3B, openings 33f are formed at both ends of the casing 33e for passing near-infrared laser light. Inside the casing 33e, the entrance lens 33a, the collimator lens 33b, and the exit lens 33c are vertically arranged in this order.

そして、入射レンズ33a、コリメートレンズ33b及び出射レンズ33cのうち、コリメートレンズ33b及び出射レンズ33cは、ケーシング33eの内部に固定されている。一方、入射レンズ33aは、上下方向に移動可能に設けられている。レンズ駆動部33dは、例えばモータを有しており、入射レンズ33aを上下方向に移動させる。これにより、入射レンズ33aと出射レンズ33cとの相対距離が変更される。 Of the incident lens 33a, the collimator lens 33b, and the exit lens 33c, the collimator lens 33b and the exit lens 33c are fixed inside the casing 33e. On the other hand, the incident lens 33a is provided so as to be vertically movable. The lens driving section 33d has, for example, a motor, and moves the incident lens 33a vertically. This changes the relative distance between the entrance lens 33a and the exit lens 33c.

例えば、レンズ駆動部33dによって、入射レンズ33aと出射レンズ33cとの間の距離が、相対的に短く調整されたものとする。この場合、出射レンズ33cを通過する近赤外レーザ光の集光角が相対的に小さくなるため、近赤外レーザ光の焦点位置は、マーカヘッド1の透過ウインドウ19から遠ざかることになる。 For example, it is assumed that the distance between the entrance lens 33a and the exit lens 33c is adjusted to be relatively short by the lens driving section 33d. In this case, the focal position of the near-infrared laser light passing through the output lens 33 c becomes relatively small, so the focal position of the near-infrared laser light moves away from the transmission window 19 of the marker head 1 .

一方、レンズ駆動部33dによって、入射レンズ33aと出射レンズ33cとの間の距離が、相対的に長く調整されたものとする。この場合、出射レンズ33cを通過する近赤外レーザ光の集光角が相対的に大きくなるため、近赤外レーザ光の焦点位置は、マーカヘッド1の透過ウインドウ19に近付くことになる。 On the other hand, it is assumed that the distance between the entrance lens 33a and the exit lens 33c is adjusted to be relatively long by the lens driving section 33d. In this case, the near-infrared laser beam passing through the exit lens 33 c has a relatively large condensing angle, so that the focal position of the near-infrared laser beam approaches the transmission window 19 of the marker head 1 .

なお、Zスキャナ33においては、入射レンズ33a、コリメートレンズ33b及び出射レンズ33cのうち、入射レンズ33aをケーシング33eの内部に固定して、コリメートレンズ33b及び出射レンズ33cを上下方向に移動可能としてもよい。あるいは、入射レンズ33a、コリメートレンズ33b及び出射レンズ33cを全て、上下方向に移動可能としてもよい。 In the Z scanner 33, among the incident lens 33a, the collimator lens 33b, and the exit lens 33c, the incident lens 33a may be fixed inside the casing 33e, and the collimate lens 33b and the exit lens 33c may be vertically moved. good. Alternatively, the entrance lens 33a, the collimator lens 33b, and the exit lens 33c may all be vertically movable.

こうして、焦点調整部としてのZスキャナ33は、近赤外レーザ光を上下方向に走査するための手段として機能することになる。以下、Zスキャナ33による走査方向を「Z方向」と呼称する場合がある。 Thus, the Z scanner 33 as a focus adjustment unit functions as a means for vertically scanning the near-infrared laser beam. Hereinafter, the scanning direction by the Z scanner 33 may be referred to as "Z direction".

なお、Zスキャナ33を通過する近赤外レーザ光は、前述のように、ガイド光源36から出射されるガイド光と同軸とされている。そのため、Zスキャナ33を作動させることにより、近赤外レーザ光ばかりでなく、ガイド光の焦点位置も併せて調整することができる。 The near-infrared laser light passing through the Z scanner 33 is coaxial with the guide light emitted from the guide light source 36 as described above. Therefore, by operating the Z scanner 33, not only the near-infrared laser light but also the focal position of the guide light can be adjusted.

なお、本実施形態に係るZスキャナ33、特にZスキャナ33におけるレンズ駆動部33dは、制御部101から出力された制御信号に基づいて作動するように構成されている。 Note that the Z scanner 33 according to the present embodiment, particularly the lens driving section 33 d in the Z scanner 33 is configured to operate based on the control signal output from the control section 101 .

-ベンドミラー34-
ベンドミラー34は、下流側光路Pdの途中に設けられており、該光路Pdを折り曲げて後方に指向させるように配置されている。図示は省略したが、ベンドミラー34は、下流側合流機構35における光学部材35aと略同じ高さに配置されており、Zスキャナ33を通過した近赤外レーザ光及びガイド光を反射することができる。
-Bend mirror 34-
The bend mirror 34 is provided in the middle of the downstream optical path Pd, and is arranged to bend the optical path Pd and direct it backward. Although not shown, the bend mirror 34 is arranged at substantially the same height as the optical member 35a in the downstream joining mechanism 35, and can reflect the near-infrared laser light and the guide light that have passed through the Z scanner 33. can.

ベンドミラー34によって反射された近赤外レーザ光及びガイド光は、後方に向かって伝搬し、下流側合流機構35を通過してレーザ光走査部(具体的には第1スキャナ41)4へ至る。 The near-infrared laser light and the guide light reflected by the bend mirror 34 propagate backward, pass through the downstream joining mechanism 35, and reach the laser light scanning section (specifically, the first scanner 41) 4. .

-下流側合流機構35-
下流側合流機構35は、測距ユニット5における測距光出射部5Aから出射された測距光を、前述の下流側光路Pdに合流させることによりレーザ光走査部4を介してワークWへ導く。加えて、下流側合流機構35は、ワークWにより反射されてレーザ光走査部4及び下流側光路Pdの順に戻る測距光を、測距ユニット5における測距光受光部5Bへ導く。
- Downstream merging mechanism 35 -
The downstream merging mechanism 35 guides the distance measuring light emitted from the distance measuring light emitting portion 5A in the distance measuring unit 5 to the work W via the laser beam scanning portion 4 by joining the above described downstream optical path Pd. . In addition, the downstream junction mechanism 35 guides the distance measuring light reflected by the workpiece W and returning to the laser beam scanning unit 4 and the downstream optical path Pd in that order to the distance measuring light receiving unit 5B in the distance measuring unit 5 .

下流側合流機構35を設けることで、測距光出射部5Aから出射された測距光と、下流側光路Pdにおける近赤外レーザ光及びガイド光と、を同軸にすることができる。それと同時に、下流側合流機構35を設けることで、マーカヘッド1から出射されてワークWにより反射された測距光のうち、マーカヘッド1に入射した測距光を測距光受光部5Bまで導くことができる。 By providing the downstream merging mechanism 35, the distance measuring light emitted from the distance measuring light emitting portion 5A can be coaxial with the near-infrared laser light and the guide light in the downstream optical path Pd. At the same time, by providing the downstream merging mechanism 35, of the ranging light emitted from the marker head 1 and reflected by the workpiece W, the ranging light incident on the marker head 1 is led to the ranging light receiving section 5B. be able to.

前述のように、測距光の波長は、近赤外レーザ光及びガイド光の波長と相違するように設定されている。そのため、下流側合流機構35は、上流側合流機構31と同様に、例えばダイクロイックミラーを用いて構成することができる。 As described above, the wavelength of the ranging light is set to be different from the wavelengths of the near-infrared laser light and guide light. Therefore, the downstream merging mechanism 35 can be configured using, for example, a dichroic mirror, like the upstream merging mechanism 31 .

具体的に、本実施形態に係る下流側合流機構35は、測距光及びガイド光の一方を透過させ、他方を反射するダイクロイックミラー35aを有している(図5を参照)。より詳細には、ダイクロイックミラー35aは、ベンドミラー34と略同じ高さ位置で、かつベンドミラー34の後方に配置されており、筐体10内の短手方向の左側のスペースに配置される。 Specifically, the downstream joining mechanism 35 according to the present embodiment has a dichroic mirror 35a that transmits one of the distance measuring light and the guide light and reflects the other (see FIG. 5). More specifically, the dichroic mirror 35a is arranged at substantially the same height as the bend mirror 34 and behind the bend mirror 34, and is arranged in the space on the left side of the housing 10 in the short direction.

ダイクロイックミラー35aはまた、その一方側の鏡面をベンドミラー34に向け、かつ他方側の鏡面をベースプレート12に向けた姿勢で固定されている。よって、ダイクロイックミラー35aにおける一方側の鏡面には近赤外レーザ光及びガイド光が入射する一方、他方側の鏡面には測距光が入射することになる。 The dichroic mirror 35 a is also fixed in such a position that one mirror surface faces the bend mirror 34 and the other mirror surface faces the base plate 12 . Therefore, the near-infrared laser light and the guide light are incident on one mirror surface of the dichroic mirror 35a, while the distance measuring light is incident on the other mirror surface.

そして、本実施形態に係るダイクロイックミラー35aは、測距光を反射し、かつ近赤外レーザ光とガイド光とを透過させることができる。これにより、例えば測距ユニット5から出射された測距光がダイクロイックミラー35aに入射したときには、その測距光を下流側光路Pdに合流させ、近赤外レーザ光及びガイド光と同軸にすることができる。そうして同軸化された近赤外レーザ光、ガイド光及び測距光は、図3A~図3Bに示すように第1スキャナ41へ至る。 The dichroic mirror 35a according to the present embodiment can reflect the distance measuring light and transmit the near-infrared laser light and the guide light. As a result, for example, when the distance measuring light emitted from the distance measuring unit 5 is incident on the dichroic mirror 35a, the distance measuring light is merged into the downstream optical path Pd and made coaxial with the near-infrared laser light and the guide light. can be done. The near-infrared laser light, guide light, and distance measuring light thus coaxialized reach the first scanner 41 as shown in FIGS. 3A and 3B.

一方、ワークWにより反射された測距光は、レーザ光走査部4へ戻ることにより下流側光路Pdに至る。下流側光路Pdへ戻った測距光は、下流側合流機構35におけるダイクロイックミラー35aにより反射されて測距ユニット5に至る。 On the other hand, the distance measuring light reflected by the workpiece W returns to the laser light scanning unit 4 and reaches the downstream optical path Pd. The distance measuring light returning to the downstream optical path Pd is reflected by the dichroic mirror 35 a in the downstream merging mechanism 35 and reaches the distance measuring unit 5 .

なお、測距ユニット5からダイクロイックミラー35aに入射する測距光、及び、ダイクロイックミラー35aにより反射されて測距ユニット5に入射する測距光は、図示は省略したが、双方とも、筐体10を平面視したときの左右方向(筐体10の短手方向)に沿って伝搬するようになっている。 The distance measuring light incident on the dichroic mirror 35a from the distance measuring unit 5 and the distance measuring light reflected by the dichroic mirror 35a and incident on the distance measuring unit 5 are not shown in the figure, but both are included in the housing 10. is propagated along the left-right direction (the lateral direction of the housing 10) when viewed from above.

(レーザ光走査部4)
図3Aに示すように、レーザ光走査部4は、レーザ光出力部2から出射されてレーザ光案内部3により案内されたレーザ光(近赤外レーザ光)をワークWへ照射するとともに、そのワークWの表面上で2次元走査するように構成されている。
(Laser beam scanning unit 4)
As shown in FIG. 3A, the laser light scanning unit 4 irradiates the workpiece W with laser light (near-infrared laser light) emitted from the laser light output unit 2 and guided by the laser light guide unit 3. It is configured to perform two-dimensional scanning on the surface of the work W.

図5に示す例では、レーザ光走査部4は、いわゆる2軸式のガルバノスキャナとして構成されている。すなわち、このレーザ光走査部4は、レーザ光案内部3から入射した近赤外レーザ光を第1方向に走査するための第1スキャナ41と、第1スキャナ41により走査された近赤外レーザ光を第2方向に走査するための第2スキャナ42と、を有している。 In the example shown in FIG. 5, the laser beam scanning unit 4 is configured as a so-called two-axis galvanometer scanner. That is, the laser beam scanning unit 4 includes a first scanner 41 for scanning the near-infrared laser beam incident from the laser beam guide unit 3 in a first direction, and a near-infrared laser beam scanned by the first scanner 41 . and a second scanner 42 for scanning light in a second direction.

ここで、第2方向は、第1方向に対して略直交する方向を指す。よって、第2スキャナ42は、第1スキャナ41に対して略直交する方向に近赤外レーザ光を走査することができる。本実施形態では、第1方向は前後方向(筐体10の長手方向)に等しく、第2方向は左右方向(筐体10の短手方向)に等しい。以下、第1方向を「X方向」と呼称し、これと直交する第2方向を「Y方向」と呼称する。X方向とY方向は、双方とも前述のZ方向と直交している。 Here, the second direction refers to a direction substantially orthogonal to the first direction. Therefore, the second scanner 42 can scan the near-infrared laser light in a direction substantially perpendicular to the first scanner 41 . In this embodiment, the first direction is equal to the front-rear direction (the longitudinal direction of the housing 10), and the second direction is equal to the left-right direction (the lateral direction of the housing 10). Hereinafter, the first direction will be referred to as the "X direction", and the second direction orthogonal thereto will be referred to as the "Y direction". Both the X direction and the Y direction are orthogonal to the aforementioned Z direction.

第1スキャナ41は、その先端に第1ミラー41aを有している。第1ミラー41aは、ベンドミラー34及び光学部材35aと略同じ高さ位置で、かつ光学部材35aの後方に配置されている。よって、図5に示すように、ベンドミラー34と、光学部材35aと、第1ミラー41aは、前後方向(筐体10の長手方向)に沿って一列に並ぶようになっている。 The first scanner 41 has a first mirror 41a at its tip. The first mirror 41a is positioned at substantially the same height as the bend mirror 34 and the optical member 35a and behind the optical member 35a. Therefore, as shown in FIG. 5, the bend mirror 34, the optical member 35a, and the first mirror 41a are arranged in a line along the front-rear direction (longitudinal direction of the housing 10).

第1ミラー41aはまた、第1スキャナ41に内蔵されたモータ(不図示)によって回転駆動される。このモータは、上下方向に延びる回転軸まわりに第1ミラー41aを回転させることができる。第1ミラー41aの回転姿勢を調整することで、第1ミラー41aによる近赤外レーザ光の反射角を調整することができる。 The first mirror 41 a is also rotationally driven by a motor (not shown) incorporated in the first scanner 41 . This motor can rotate the first mirror 41a around a rotation axis extending in the vertical direction. By adjusting the rotational posture of the first mirror 41a, the angle of reflection of the near-infrared laser beam by the first mirror 41a can be adjusted.

同様に、第2スキャナ42は、その先端に第2ミラー42aを有している。第2ミラー42aは、第1スキャナ41における第1ミラー41aと略同じ高さ位置でかつ、この第1ミラー41aの右方に配置されている。よって、図示は省略したが、第1ミラー41aと、第2ミラー42aは、左右方向(筐体10の短手方向)に沿って並ぶようになっている。 Similarly, the second scanner 42 has a second mirror 42a at its tip. The second mirror 42a is positioned at substantially the same height as the first mirror 41a in the first scanner 41 and to the right of the first mirror 41a. Therefore, although illustration is omitted, the first mirror 41a and the second mirror 42a are arranged along the left-right direction (the lateral direction of the housing 10).

第2ミラー42aはまた、第2スキャナ42に内蔵されたモータ(不図示)によって回転駆動される。このモータは、前後方向に延びる回転軸まわりに第2ミラー42aを回転させることができる。第2ミラー42aの回転姿勢を調整することで、第2ミラー42aによる近赤外レーザ光の反射角を調整することができる。 The second mirror 42a is also rotationally driven by a motor (not shown) incorporated in the second scanner 42. As shown in FIG. This motor can rotate the second mirror 42a around a rotation axis extending in the front-rear direction. By adjusting the rotational posture of the second mirror 42a, the angle of reflection of the near-infrared laser light by the second mirror 42a can be adjusted.

よって、下流側合流機構35からレーザ光走査部4へ近赤外レーザ光が入射すると、その近赤外レーザ光は、第1スキャナ41における第1ミラー41aと、第2スキャナ42における第2ミラー42aとによって順番に反射され、透過ウインドウ19を介してマーカヘッド1の外部へ出射することになる。 Therefore, when the near-infrared laser light is incident on the laser light scanning unit 4 from the downstream joining mechanism 35, the near-infrared laser light is reflected by the first mirror 41a of the first scanner 41 and the second mirror of the second scanner 42. 42 a in order, and exits the marker head 1 through the transmission window 19 .

そのときに、第1スキャナ41のモータを作動させて第1ミラー41aの回転姿勢を調整することで、ワークWの表面上で近赤外レーザ光を第1方向に走査することが可能となる。それと同時に、第2スキャナ42のモータを作動させて第2ミラー42aの回転姿勢を調整することで、ワークWの表面上で近赤外レーザ光を第2方向に走査することが可能になる。 At this time, by operating the motor of the first scanner 41 to adjust the rotational attitude of the first mirror 41a, the surface of the work W can be scanned with the near-infrared laser light in the first direction. . At the same time, by actuating the motor of the second scanner 42 to adjust the rotational posture of the second mirror 42a, the surface of the work W can be scanned with the near-infrared laser light in the second direction.

また前述のように、レーザ光走査部4には、近赤外レーザ光ばかりでなく、下流側合流機構35の光学部材35aを通過したガイド光、又は、同部材35aによって反射された測距光も入射することになる。本実施形態に係るレーザ光走査部4は、第1スキャナ41及び第2スキャナ42をそれぞれ作動させることで、そうして入射したガイド光又は測距光を2次元走査することができる。 As described above, the laser beam scanning unit 4 receives not only near-infrared laser beams, but also guide light that has passed through the optical member 35a of the downstream merging mechanism 35, or distance measuring light that has been reflected by the same member 35a. will also enter. By operating the first scanner 41 and the second scanner 42 respectively, the laser beam scanning unit 4 according to the present embodiment can two-dimensionally scan the incident guide light or distance measuring light.

なお、第1ミラー41a及び第2ミラー42aが取り得る回転姿勢は、基本的には、第2ミラー42aによって近赤外レーザ光が反射されたときに、その反射光が透過ウインドウ19を通過するような範囲内に設定される。 In addition, basically, the rotational postures that the first mirror 41a and the second mirror 42a can take are such that when the near-infrared laser light is reflected by the second mirror 42a, the reflected light passes through the transmission window 19. is set within a range such as

こうして、本実施形態に係るレーザ光走査部4は、走査制御部としての制御部101によって電気的に制御されることにより、ワークWの表面上に設定される加工領域R1に近赤外レーザ光を照射して、その加工領域R1内に所定の加工パターン(マーキングパターン)を形成することができる。 In this way, the laser beam scanning unit 4 according to the present embodiment is electrically controlled by the control unit 101 as a scanning control unit so that the near-infrared laser beam is emitted to the processing region R1 set on the surface of the workpiece W. can be irradiated to form a predetermined processing pattern (marking pattern) in the processing region R1.

(同軸カメラ6)
同軸カメラ6は、レーザ光出力部2からレーザ光走査部4までのレーザ光路Pから分岐した撮像光軸A1を有する(図3A及び図3B参照)。同軸カメラ6は、レーザ光走査部4を介してワークWを撮像することにより、加工領域R1の少なくとも一部を含んだ撮像画像Pwを生成することができる。同軸カメラ6は、本実施形態における「第1撮像部」の例示である。
(Coaxial camera 6)
The coaxial camera 6 has an imaging optical axis A1 branched from the laser light path P from the laser light output unit 2 to the laser light scanning unit 4 (see FIGS. 3A and 3B). The coaxial camera 6 can generate a captured image Pw including at least part of the processing region R1 by capturing an image of the workpiece W via the laser beam scanning unit 4 . The coaxial camera 6 is an example of the "first imaging section" in this embodiment.

同軸カメラ6は、加工用の近赤外レーザ光と同軸化された撮像手段として構成されている。同軸カメラ6は、広域カメラ7よりも視野サイズこそ狭いが、撮像画像Pwとして、加工領域R1を相対的に高倍率で拡大した同軸画像Pw1を生成したり、レーザ光走査部4を介して撮像領域を2次元走査したり、することができる。同軸カメラ6は、例えば、加工領域R1の一部を局所的に拡大して撮像するために用いられる。 The coaxial camera 6 is configured as imaging means coaxial with the near-infrared laser beam for processing. The coaxial camera 6 has a narrower field of view than the wide-area camera 7, but generates a coaxial image Pw1 obtained by enlarging the processing region R1 at a relatively high magnification as the captured image Pw, or captures an image via the laser beam scanning unit 4. A region can be scanned two-dimensionally or not. The coaxial camera 6 is used, for example, for locally enlarging and imaging a part of the processing region R1.

同軸カメラ6によって生成された撮像画像Pwは、その少なくとも一部を拡大縮小した状態で、表示部801上に表示することができる。 The captured image Pw generated by the coaxial camera 6 can be displayed on the display unit 801 in a state in which at least a part thereof is enlarged or reduced.

本実施形態に係る同軸カメラ6は、筐体10に内蔵されている。具体的に、同軸カメラ6は、レーザ光案内部3において、ベンドミラー34と略同じ高さに配置されている。同軸カメラ6は、レーザ光走査部4からレーザ光案内部3へと入射した反射光を受光する。同軸カメラ6は、ワークWの印字点において反射された反射光が、ベンドミラー34を介して入射するように構成されている。同軸カメラ6は、そうして入射した反射光を結像することで、ワークWの表面を撮像することができる。なお、同軸カメラ6のレイアウトは、適宜、変更可能である。例えば、同軸カメラ6及びベンドミラー34の高さを互いに異ならせてもよい。 A coaxial camera 6 according to this embodiment is built in a housing 10 . Specifically, the coaxial camera 6 is arranged at substantially the same height as the bend mirror 34 in the laser light guide section 3 . The coaxial camera 6 receives the reflected light that has entered the laser light guide section 3 from the laser light scanning section 4 . The coaxial camera 6 is configured such that the reflected light reflected at the printing point of the work W enters through the bend mirror 34 . The coaxial camera 6 can image the surface of the workpiece W by forming an image of the incident reflected light. Note that the layout of the coaxial camera 6 can be changed as appropriate. For example, the coaxial camera 6 and the bend mirror 34 may have different heights.

同軸カメラ6が結像に用いる反射光は、前述の下流側光路Pdから分岐して伝搬する。よって、レーザ光走査部4を適宜作動させることで、図9に例示する加工領域R1を2次元的に走査することができる。 The reflected light used for image formation by the coaxial camera 6 branches from the aforementioned downstream optical path Pd and propagates. Therefore, by appropriately operating the laser beam scanning unit 4, the processing region R1 illustrated in FIG. 9 can be scanned two-dimensionally.

なお、本実施形態に係る同軸カメラ6は、ガイド光源36等と同様に、制御部101から出力された制御信号に基づいて作動するように構成されている。 The coaxial camera 6 according to this embodiment is configured to operate based on the control signal output from the control section 101, like the guide light source 36 and the like.

(広域カメラ7)
広域カメラ7は、レーザ光路Pとは独立した撮像光軸A2を有する(図9参照)。広域カメラ7は、レーザ光走査部4の非介在下でワークWを撮像することにより、同軸カメラ6により生成される画像よりも視野サイズの広い撮像画像Pwを生成することができる。
(Wide area camera 7)
The wide-area camera 7 has an imaging optical axis A2 independent of the laser optical path P (see FIG. 9). The wide-area camera 7 can generate a captured image Pw having a wider field of view than the image generated by the coaxial camera 6 by capturing an image of the work W without the laser beam scanning unit 4 intervening.

広域カメラ7は、加工領域R1の少なくとも一部、より詳細には加工領域R1全体を含んだ撮像画像Pwを生成することができる。広域カメラ7は、本実施形態における「第2撮像部」の例示である。 The wide-area camera 7 can generate a captured image Pw including at least part of the processing region R1, more specifically, the entire processing region R1. The wide-area camera 7 is an example of the “second imaging unit” in this embodiment.

広域カメラ7は、加工用の近赤外レーザ光と非同軸化された撮像手段として構成されている。広域カメラ7は、レーザ光走査部4を介した2次元走査こそできないが、同軸カメラ6よりも視野サイズが広く、撮像画像Pwとして、加工領域R1を相対的に広視野で撮像した広域画像Pw2を生成することができる。広域カメラ7は、例えば、加工領域R1全体を一度に撮像するために用いられる。 The wide-area camera 7 is configured as imaging means that is non-coaxial with the near-infrared laser beam for processing. Although the wide-area camera 7 cannot perform two-dimensional scanning via the laser beam scanning unit 4, it has a wider field of view than the coaxial camera 6, and as the imaged image Pw, a wide-area image Pw2 obtained by imaging the processing region R1 with a relatively wide field of view. can be generated. The wide-area camera 7 is used, for example, to capture an image of the entire processing region R1 at once.

広域カメラ7によって生成された撮像画像Pwは、その少なくとも一部を拡大縮小した状態で、表示部801上に表示することができる。表示部801は、広域カメラ7によって生成された撮像画像Pwと、同軸カメラ6によって生成された撮像画像Pwと、を並べて表示したり、2種類の撮像画像Pwのうちの一方を択一的に表示したり、することができる。 The captured image Pw generated by the wide-area camera 7 can be displayed on the display unit 801 in a state in which at least a part thereof is enlarged or reduced. The display unit 801 displays the captured image Pw generated by the wide-area camera 7 and the captured image Pw generated by the coaxial camera 6 side by side, or alternatively displays one of the two types of captured images Pw. can be displayed or

本実施形態に係る広域カメラ7は、透過ウインドウ19の直上方に配置されており、その撮像レンズを下方に向けた姿勢で固定されている。前述のように、広域カメラ7の撮像光軸A2は、前述した近赤外レーザ光の光軸Azと同軸化されていない(図3A、図3B及び図9を参照)。 The wide-area camera 7 according to the present embodiment is arranged directly above the transmissive window 19, and is fixed with its imaging lens directed downward. As described above, the imaging optical axis A2 of the wide-area camera 7 is not coaxial with the optical axis Az of the near-infrared laser light described above (see FIGS. 3A, 3B, and 9).

以下、撮像画像Pwのうち、第1撮像部としての同軸カメラ6により生成される撮像画像Pwを「同軸画像」と呼称し、これに符号「Pw1」を付す。同軸画像Pw1は、「第1画像」の例示である。 Hereinafter, of the captured images Pw, the captured image Pw generated by the coaxial camera 6 as the first imaging unit will be referred to as a "coaxial image" and denoted by the code "Pw1". The coaxial image Pw1 is an example of the "first image".

同様に、撮像画像Pwのうち、第2撮像部としての広域カメラ7により生成される撮像画像Pwを「広域画像」と呼称し、これに符号「Pw2」を付す。広域画像Pw2は、「第2画像」の例示である。 Similarly, among the captured images Pw, the captured image Pw generated by the wide-area camera 7 as the second imaging unit is called a "wide-area image" and denoted by the code "Pw2". The wide-area image Pw2 is an example of the "second image".

(測距ユニット5)
図3Bに示すように、測距ユニット5は、レーザ光走査部4を介して測距光を投光し、それをワークWの表面に照射する。測距ユニット5はまた、ワークWの表面により反射された測距光を、レーザ光走査部4を介して受光する。
(Range measurement unit 5)
As shown in FIG. 3B, the distance measurement unit 5 projects distance measurement light through the laser beam scanning section 4 and irradiates the surface of the work W with the light. The distance measurement unit 5 also receives the distance measurement light reflected by the surface of the work W via the laser beam scanning section 4 .

測距ユニット5は、主に、測距光を投光するためのモジュールと、測距光を受光するためのモジュールと、に大別される。具体的に、測距ユニット5は、測距光を投光するためのモジュールとして構成された測距光出射部5Aと、測距光を受光するためのモジュールとして構成された測距光受光部5Bと、を備えている。 The distance measuring unit 5 is mainly divided into a module for projecting distance measuring light and a module for receiving distance measuring light. Specifically, the distance measuring unit 5 includes a distance measuring light emitting section 5A constructed as a module for projecting the distance measuring light and a distance measuring light receiving section constructed as a module for receiving the distance measuring light. 5B and.

このうち、測距光出射部5Aは、筐体10の内部に設けられており、レーザ加工装置Lにおけるマーカヘッド1からワークWの表面までの距離を測定するための測距光を、レーザ光走査部4に向けて出射する。 Among these, the distance measuring light emitting part 5A is provided inside the housing 10, and emits the distance measuring light for measuring the distance from the marker head 1 in the laser processing apparatus L to the surface of the work W. It is emitted toward the scanning unit 4 .

一方、測距光受光部5Bは、測距光出射部5Aと同様に筐体10の内部に設けられており、ワークWの表面上で反射されてレーザ光走査部4及び下流側合流機構35を介して戻った測距光を受光する。 On the other hand, the distance measuring light receiving unit 5B is provided inside the housing 10 similarly to the distance measuring light emitting unit 5A, and is reflected on the surface of the work W to be reflected by the laser beam scanning unit 4 and the downstream junction mechanism 35. Receives the distance measuring light returned via the

以下、測距ユニット5を成す各部の構成について、順番に説明をする。 The configuration of each part forming the distance measuring unit 5 will be described in order below.

-測距光出射部5A-
測距光出射部5Aは、筐体10の内部に設けられており、レーザ加工装置Lにおけるマーカヘッド1から、ワークWの表面までの距離を測定するための測距光を出射するよう構成されている。
-Ranging light output unit 5A-
The distance measuring light emitting unit 5A is provided inside the housing 10 and is configured to emit distance measuring light for measuring the distance from the marker head 1 in the laser processing apparatus L to the surface of the work W. ing.

具体的に、測距光出射部5Aは、前述の測距光源51及び投光レンズ52を有している。 Specifically, the distance measuring light emitting section 5A has the distance measuring light source 51 and the projection lens 52 described above.

測距光源51は、制御部101から入力された制御信号に従って、筐体10の前側に向かって測距光を出射する。詳しくは、測距光源51は、測距光として、可視光域にあるレーザ光を出射することができる。特に、本実施形態に係る測距光源51は、測距光として、690nm付近の波長を有する赤色レーザ光を出射する。 The distance measuring light source 51 emits distance measuring light toward the front side of the housing 10 according to the control signal input from the control unit 101 . Specifically, the distance measuring light source 51 can emit laser light in the visible light range as the distance measuring light. In particular, the distance measuring light source 51 according to this embodiment emits a red laser beam having a wavelength of around 690 nm as distance measuring light.

投光レンズ52は、例えば平凸レンズとすることができ、球面状の凸面をケーシング(不図示)の外部に向けた姿勢で固定することができる。投光レンズ52は、測距光源51から出射された測距光を集光し、ケーシングの外部に出射する。 The projection lens 52 can be, for example, a plano-convex lens, and can be fixed with a spherical convex surface facing the outside of a casing (not shown). The projection lens 52 collects the distance measuring light emitted from the distance measuring light source 51 and emits it to the outside of the casing.

測距光源51から出射された測距光は、投光レンズ52の中央部を通過して、測距ユニット5の外部に出力される。そうして出力された測距光は、ベンドミラー59と、下流側合流機構35における光学部材35aと、によって反射されて、レーザ光走査部4に入射する。 The distance measuring light emitted from the distance measuring light source 51 passes through the central portion of the projection lens 52 and is output to the outside of the distance measuring unit 5 . The distance measuring light thus output is reflected by the bend mirror 59 and the optical member 35 a in the downstream merging mechanism 35 and enters the laser beam scanning section 4 .

レーザ光走査部4に入射した測距光は、第1スキャナ41の第1ミラー41aと、第2スキャナ42の第2ミラー42aと、によって順番に反射され、透過ウインドウ19からマーカヘッド1の外部へ出射することになる。 The distance measuring light incident on the laser beam scanning unit 4 is sequentially reflected by the first mirror 41a of the first scanner 41 and the second mirror 42a of the second scanner 42, and passes through the transmission window 19 to the outside of the marker head 1. will be emitted to

レーザ光走査部4の説明に際して記載したように、第1スキャナ41の第1ミラー41aの回転姿勢を調整することで、ワークWの表面上で測距光を第1方向に走査することができる。それと同時に、第2スキャナ42のモータを作動させて第2ミラー42aの回転姿勢を調整することで、ワークWの表面上で測距光を第2方向に走査することが可能になる。 As described when describing the laser beam scanning unit 4, the surface of the workpiece W can be scanned with the distance measuring light in the first direction by adjusting the rotational posture of the first mirror 41a of the first scanner 41. . At the same time, the motor of the second scanner 42 is actuated to adjust the rotational attitude of the second mirror 42a, so that the surface of the workpiece W can be scanned with the distance measuring light in the second direction.

そうして走査された測距光は、ワークWの表面上で反射される。そうして反射された測距光の一部(以下、これを「反射光」ともいう)は、透過ウインドウ19を介してマーカヘッド1の内部に入射する。マーカヘッド1の内部に入射した反射光は、レーザ光走査部4を介してレーザ光案内部3に戻る。反射光は、測距光と同じ波長を有することから、レーザ光案内部3における下流側合流機構35の光学部材35aによって反射され、ベンドミラー59を介して測距ユニット5に入射する。 The distance measuring light thus scanned is reflected on the surface of the work W. As shown in FIG. A portion of the reflected distance measuring light (hereinafter also referred to as “reflected light”) enters the inside of the marker head 1 through the transmission window 19 . The reflected light that has entered the inside of the marker head 1 returns to the laser light guide section 3 via the laser light scanning section 4 . Since the reflected light has the same wavelength as the distance measuring light, it is reflected by the optical member 35 a of the downstream merging mechanism 35 in the laser beam guide section 3 and enters the distance measuring unit 5 via the bend mirror 59 .

-測距光受光部5B-
測距光受光部5Bは、筐体10の内部に設けられており、測距光出射部5Aから出射されてワークWにより反射された測距光(前述の「反射光」に等しい)を受光するよう構成されている。
-Ranging light receiving part 5B-
The distance measuring light receiving section 5B is provided inside the housing 10, and receives the distance measuring light emitted from the distance measuring light emitting section 5A and reflected by the workpiece W (equivalent to the aforementioned "reflected light"). is configured to

具体的に、測距光受光部5Bは、一対の受光素子56L、56Rと、受光レンズ57と、を有している。 Specifically, the distance measuring light receiving section 5B has a pair of light receiving elements 56L and 56R and a light receiving lens 57. As shown in FIG.

一対の受光素子56L、56Rは、それぞれ、斜め前方に指向せしめた受光面を有しており、各受光面における反射光の受光位置を検出し、その検出結果を示す信号(検出信号)を出力する。各受光素子56L、56Rから出力される検出信号は、マーカコントローラ100に入力されて距離測定部103に至る。 Each of the pair of light receiving elements 56L and 56R has a light receiving surface directed obliquely forward, detects the light receiving position of the reflected light on each light receiving surface, and outputs a signal (detection signal) indicating the detection result. do. Detection signals output from the light receiving elements 56L and 56R are input to the marker controller 100 and reach the distance measuring section 103 .

各受光素子56L、56Rとして使用可能な素子としては、例えば、相補型MOS(Complementary MOS:CMOS)から成るCMOSイメージセンサ、電荷結合素子(Charge-Coupled Device:CCD)から成るCCDイメージセンサ、光位置センサ(Position Sensitive Detector:PSD)等が挙げられる。 Elements that can be used as the light receiving elements 56L and 56R include, for example, a CMOS image sensor composed of complementary MOS (CMOS), a CCD image sensor composed of a charge-coupled device (CCD), and an optical position sensor. A sensor (Position Sensitive Detector: PSD) and the like are included.

受光レンズ57は、筐体10の内部において一対の受光素子56L、56Rそれぞれの光軸が通過するように配置されている。受光レンズ57はまた、下流側合流機構35と一対の受光素子56L、56Rとを結ぶ光路の途中に設けられており、下流側合流機構35を通過した反射光を、一対の受光素子56L、56Rそれぞれの受光面に集光させることができる。 The light-receiving lens 57 is arranged inside the housing 10 so that the optical axes of the pair of light-receiving elements 56L and 56R pass through. The light-receiving lens 57 is also provided in the middle of the optical path connecting the downstream-side junction mechanism 35 and the pair of light-receiving elements 56L and 56R, and receives the reflected light that has passed through the downstream-side junction mechanism 35 into the pair of light-receiving elements 56L and 56R. Light can be collected on each light receiving surface.

受光レンズ57は、レーザ光走査部4へ戻った反射光を集光し、各受光素子56L、56Rの受光面上に反射光のスポットを形成させる。各受光素子56L、56Rは、そうして形成されたスポットのピーク位置と、受光量を示す信号を距離測定部103に出力する。 The light-receiving lens 57 collects the reflected light that has returned to the laser beam scanning unit 4 and forms spots of the reflected light on the light-receiving surfaces of the light-receiving elements 56L and 56R. Each of the light receiving elements 56L and 56R outputs to the distance measuring section 103 a signal indicating the peak position of the spot thus formed and the amount of received light.

レーザ加工装置Lは、基本的には、受光素子56L、56R各々の受光面における反射光の受光位置(本実施形態ではスポットのピークの位置)に基づいて、ワークWの表面までの距離を測定することができる。距離の測定手法としては、いわゆる三角測距方式が用いられる。 The laser processing apparatus L basically measures the distance to the surface of the work W based on the light receiving position of the reflected light on the light receiving surface of each of the light receiving elements 56L and 56R (in this embodiment, the position of the peak of the spot). can do. A so-called triangulation method is used as a distance measurement method.

-距離の測定手法について-
図6は、三角測距方式について説明する図である。図6においては、測距ユニット5のみが図示されているが、以下の説明は、前述のようにレーザ光走査部4を介して測距光が出射される場合にも共通である。
-About distance measurement method-
FIG. 6 is a diagram for explaining the triangulation method. Although FIG. 6 shows only the distance measuring unit 5, the following description is also common when the distance measuring light is emitted via the laser beam scanning section 4 as described above.

図6に例示するように、測距光出射部5Aにおける測距光源51から測距光が出射されると、その測距光は、ワークWの表面に照射される。ワークWによって測距光が反射されると、その反射光(特に拡散反射光)は、仮に正反射の影響を除いたならば、略等方的に伝搬することになる。 As illustrated in FIG. 6, when the distance measuring light is emitted from the distance measuring light source 51 in the distance measuring light emitting portion 5A, the surface of the workpiece W is irradiated with the distance measuring light. When the distance measuring light is reflected by the work W, the reflected light (particularly diffusely reflected light) propagates substantially isotropically if the influence of specular reflection is eliminated.

そうして伝搬する反射光には、受光レンズ57を介して受光素子56Lに入射する成分が含まれるものの、マーカヘッド1とワークWとの距離に応じて、その入射光の受光素子56Lへの入射角が増減することになる。受光素子56Lへの入射角が増減すると、その受光面56aにおける受光位置が変位することになる。 Although the reflected light thus propagated includes a component incident on the light receiving element 56L via the light receiving lens 57, the incident light to the light receiving element 56L depends on the distance between the marker head 1 and the work W. The incident angle will increase or decrease. When the angle of incidence on the light receiving element 56L increases or decreases, the light receiving position on the light receiving surface 56a is displaced.

このように、マーカヘッド1とワークWとの距離と、受光面56aにおける受光位置と、は所定の関係を以て関連付いている。したがって、その関係を予め把握しておくとともに、例えばマーカコントローラ100に記憶させておくことで、受光面56aにおける受光位置から、マーカヘッド1とワークWとの距離を算出することができる。このような算出方法は、いわゆる三角測距方式を用いた手法に他ならない。 Thus, the distance between the marker head 1 and the work W and the light receiving position on the light receiving surface 56a are associated with a predetermined relationship. Therefore, by grasping the relationship in advance and storing it in the marker controller 100, for example, the distance between the marker head 1 and the workpiece W can be calculated from the light receiving position on the light receiving surface 56a. Such a calculation method is nothing but a method using a so-called triangulation method.

すなわち、前述の距離測定部103が、測距光受光部5Bにおける測距光の受光位置に基づいて、三角測距方式によりレーザ加工装置LからワークWの表面までの距離を測定する。 That is, the distance measuring unit 103 described above measures the distance from the laser processing apparatus L to the surface of the work W by the triangulation method based on the light receiving position of the distance measuring light in the distance measuring light receiving unit 5B.

具体的に、前述の条件設定記憶部102には、受光面56aにおける受光位置と、マーカヘッド1からワークWの表面までの距離との関係が予め記憶されている。一方、距離測定部103には、測距光受光部5Bにおける測距光の受光位置、詳しくは測距光の反射光が、受光面56a上に形成するスポットのピークの位置を示す信号が入力される。 Specifically, the relationship between the light-receiving position on the light-receiving surface 56a and the distance from the marker head 1 to the surface of the work W is stored in advance in the condition setting storage unit 102 described above. On the other hand, the distance measuring unit 103 receives a signal indicating the light receiving position of the distance measuring light in the distance measuring light receiving unit 5B, more specifically, the peak position of the spot formed on the light receiving surface 56a by the reflected light of the distance measuring light. be done.

距離測定部103は、そうして入力された信号と、条件設定記憶部102が記憶している関係と、に基づいて、ワークWの表面までの距離を測定する。そうして得られた測定値は、例えば制御部101に入力されて、制御部101によるZスキャナ33等の制御に用いられる。 The distance measurement unit 103 measures the distance to the surface of the workpiece W based on the signal thus input and the relationship stored in the condition setting storage unit 102 . The measured values thus obtained are input to, for example, the control unit 101 and used by the control unit 101 to control the Z scanner 33 and the like.

例えば、レーザ加工装置Lは、ワークWの表面のうち、マーカヘッド1による加工対象となる部位(印字点)を自動又は手動で決定する。続いて、レーザ加工装置Lは、印字加工を実行するに先だって、各印字点(より正確には、印字点周辺に設定した測距点)までの距離を測定するとともに、測定された距離に見合う焦点位置となるようにZスキャナ33の制御パラメータを決定する。レーザ加工装置Lは、そうして決定された制御パラメータに基づいてZスキャナ33を作動させた後に、近赤外レーザ光によってワークWに印字加工を施す。 For example, the laser processing apparatus L automatically or manually determines a portion (printing point) of the surface of the work W to be processed by the marker head 1 . Subsequently, the laser processing device L measures the distance to each printing point (more precisely, the distance measurement points set around the printing point) before executing the printing process, and The control parameters of the Z scanner 33 are determined so as to achieve the focal position. After operating the Z scanner 33 based on the control parameters determined in this manner, the laser processing apparatus L performs print processing on the work W with a near-infrared laser beam.

以下、レーザ加工システムSの具体的な使用方法について説明をする。 A specific method of using the laser processing system S will be described below.

<レーザ加工システムSの使用方法について>
図7は、レーザ加工システムSの使用方法を示すフローチャートである。また、図8は、印字設定、サーチ設定及び測距設定の作成手順を例示するフローチャートであり、図9は、加工領域R1と設定面R4の関係を例示する図であり、図10は、表示部801における表示内容を例示する図である。
<How to use the laser processing system S>
FIG. 7 is a flow chart showing how to use the laser processing system S. As shown in FIG. 8 is a flow chart illustrating the procedure for creating print settings, search settings, and distance measurement settings, FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the processing region R1 and the setting surface R4, and FIG. 8 is a diagram exemplifying display contents in a unit 801; FIG.

また、図11は、レーザ加工装置Lの運用手順を例示するフローチャートである。 Moreover, FIG. 11 is a flowchart which illustrates the operating procedure of the laser processing apparatus L. As shown in FIG.

レーザマーカとして構成されたレーザ加工装置Lを備えたレーザ加工システムSは、例えば、工場の製造ライン上に設置して運用することができる。その運用に際しては、まず、製造ラインの稼働に先だって、そのラインを流れることになるワークWの設置位置、並びに、そのワークWに照射する近赤外レーザ光及び測距光の出力等の条件設定を作成する(ステップS1)。 A laser processing system S including a laser processing device L configured as a laser marker can be installed and operated on a production line in a factory, for example. In its operation, first, prior to the operation of the production line, the installation position of the work W that will flow through the line, and the conditions such as the output of the near-infrared laser light and the distance measuring light to irradiate the work W (step S1).

このステップS1において作成された設定内容は、マーカコントローラ100、及び/又は、操作用端末800等に転送されて記憶されたり、作成直後にマーカコントローラ100が読み込んだりする(ステップS2)。 The setting contents created in step S1 are transferred to and stored in the marker controller 100 and/or the operation terminal 800, or read by the marker controller 100 immediately after creation (step S2).

そして、製造ラインの稼働に際して、マーカコントローラ100は、予め記憶されていたり、作成直後に読み込まれたりした設定内容を参照する。レーザ加工装置Lは、参照された設定内容に基づいて運用され、ライン上を流れる各ワークWに対して印字加工を実行する(ステップS3)。 When the production line is operated, the marker controller 100 refers to setting contents that are stored in advance or that are read immediately after creation. The laser processing apparatus L is operated based on the referred setting contents, and performs printing processing on each work W flowing on the line (step S3).

図8は、図7のステップS1における具体的な処理を例示している。 FIG. 8 illustrates specific processing in step S1 of FIG.

まず、ステップS11において、レーザ加工装置Lに内蔵されている同軸カメラ6又は広域カメラ7は、加工領域R1の少なくとも一部を含んだ撮像画像Pwを生成する。同軸カメラ6又は広域カメラ7によって生成された撮像画像Pwは、操作用端末800に出力される。 First, in step S11, the coaxial camera 6 or the wide-area camera 7 built in the laser processing device L generates a captured image Pw including at least part of the processing region R1. A captured image Pw generated by the coaxial camera 6 or the wide area camera 7 is output to the operation terminal 800 .

操作用端末800における表示部801は、加工領域R1に対応付けられた設定面R4を表示するとともに、その設定面R4に撮像画像Pwとしての同軸画像Pw1及び広域画像Pw2の少なくとも一方を重ねて表示する(図9及び図10参照)。 The display unit 801 of the operation terminal 800 displays a setting surface R4 associated with the processing region R1, and at least one of the coaxial image Pw1 and the wide-area image Pw2 as the captured image Pw is superimposed on the setting surface R4. (see FIGS. 9 and 10).

これにより、表示部801における設定面R4上に規定される座標系(印字座標系)と、撮像画像Pw上に規定される座標系(カメラ座標系)と、を対応付けることができる。例えば、ユーザが撮像画像Pwを見ながら印字点を指定することで、設定面R4を介して加工領域R1上に印字することができるようになる。撮像画像Pwは、設定面R4を通じて種々の設定を行う際の背景画像として機能する。 Thereby, the coordinate system (printing coordinate system) defined on the setting surface R4 of the display unit 801 can be associated with the coordinate system (camera coordinate system) defined on the captured image Pw. For example, the user can print on the processing region R1 via the setting surface R4 by designating a print point while viewing the captured image Pw. The captured image Pw functions as a background image when performing various settings through the setting surface R4.

続くステップS12において、設定部107が加工条件を設定する。設定部107は、条件設定記憶部102等における記憶内容を読み出したり、操作用端末800を介した操作入力等を読み込んだりすることで、加工条件を設定する。 In subsequent step S12, the setting unit 107 sets the processing conditions. The setting unit 107 sets the processing conditions by reading out the contents stored in the condition setting storage unit 102 or the like, or by reading the operation input or the like via the operation terminal 800 .

加工条件には、印字内容等を示す印字パターン(マーキングパターン)Pm、及び、この印字パターンPmの位置を示す印字ブロックBが含まれる。印字ブロックB、印字パターンPmのレイアウト、サイズ、回転姿勢等の調整に用いることができる。また、印字ブロックBは、後述の測距位置Iと紐付けられて用いられる。 The processing conditions include a print pattern (marking pattern) Pm indicating print content and the like, and a print block B indicating the position of this print pattern Pm. It can be used to adjust the layout, size, rotational posture, etc. of the print block B and the print pattern Pm. Also, the print block B is used in association with a distance measurement position I, which will be described later.

続くステップS12において、設定部107が加工条件を設定する。設定部107は、条件設定記憶部102等における記憶内容を読み出したり、操作用端末800を介した操作入力等を読み込んだりすることで、加工条件を設定する。 In subsequent step S12, the setting unit 107 sets the processing conditions. The setting unit 107 sets the processing conditions by reading out the contents stored in the condition setting storage unit 102 or the like, or by reading the operation input or the like via the operation terminal 800 .

加工条件には、印字内容等を示す印字パターン(マーキングパターン)Pm、及び、この印字パターンPmの位置を示す印字ブロックBが含まれる。印字ブロックB、印字パターンPmのレイアウト、サイズ、回転姿勢等の調整に用いることができる。また、印字ブロックBは、後述の測距位置Iと紐付けられて用いられる。 The processing conditions include a print pattern (marking pattern) Pm indicating print content and the like, and a print block B indicating the position of this print pattern Pm. It can be used to adjust the layout, size, rotational posture, etc. of the print block B and the print pattern Pm. Also, the print block B is used in association with a distance measurement position I, which will be described later.

表示部801は、印字パターンPm及び印字ブロックBを撮像画像Pwと重ね合わせて表示することができる。例えば、図10では、ワークWの表面上に、「123」という数字からなる印字パターンPmと、これを取り囲む矩形状の印字ブロックBと、が設定面R4上に配置されており、表示部801は、そうして配置された印字パターンPm及び印字ブロックBを、撮像画像Pwと重ね合わせて表示する。 The display unit 801 can display the print pattern Pm and the print block B superimposed on the captured image Pw. For example, in FIG. 10, a print pattern Pm consisting of the number "123" and a rectangular print block B surrounding it are arranged on the setting surface R4 on the surface of the work W. displays the print pattern Pm and the print block B arranged in such a manner so as to be superimposed on the captured image Pw.

なお、印字パターンPmは「加工パターン」の例示であり、印字ブロックBは「加工ブロック」の例示である。「印字パターン」及び「印字ブロック」という名称は、便宜的なものに過ぎず、その用途を限定することを意図したものではない。 The print pattern Pm is an example of a "processed pattern", and the print block B is an example of a "processed block". The designations "print pattern" and "print block" are for convenience only and are not intended to limit their use.

また、図示は省略したが、設定面R4上に複数のワークWを表示してもよいし、図10に例示するように、1つのワークWのみを表示してもよい。また、1つのワークW上に、複数の印字ブロックBを配置してもよい。印字パターンPmについても、例えばQRコード(登録商標)等、文字列以外のパターンを用いることができる。 Although not shown, a plurality of workpieces W may be displayed on the setting surface R4, or only one workpiece W may be displayed as illustrated in FIG. Also, a plurality of print blocks B may be arranged on one work W. FIG. A pattern other than a character string, such as a QR code (registered trademark), can also be used for the print pattern Pm.

また、表示部801は、撮像画像Pwを表示可能な2つの独立した領域を有している。 In addition, the display unit 801 has two independent areas that can display the captured image Pw.

具体的に、本実施形態に係る表示部801は、同軸画像Pw1及び広域画像Pw2から選択された一方を表示する第1表示領域801aと、広域画像Pw2を表示する第2表示領域801bと、を有している。 Specifically, the display unit 801 according to the present embodiment has a first display area 801a that displays one selected from the coaxial image Pw1 and the wide-area image Pw2, and a second display area 801b that displays the wide-area image Pw2. have.

このうち、第1表示領域801aは、撮像画像Pwを背景画像とした状態で、印字パターンPm及び印字ブロックBの位置及び大きさを示すために用いられる。第1表示領域801aは、印字パターンPm及び印字ブロックBの位置及び大きさを設定するための目安となる。 Of these, the first display area 801a is used to indicate the positions and sizes of the print pattern Pm and the print block B with the captured image Pw as the background image. The first display area 801a serves as a guideline for setting the positions and sizes of the print pattern Pm and the print block B. FIG.

詳しくは、表示部801は、第1表示領域801a内に、前述した設定面R4、印字パターンPm及び印字ブロックBと、撮像画像Pwと、を重ねて表示する。第1表示領域801a内に表示される撮像画像Pwは、同軸画像Pw1としてもよいし、広域画像Pw2としてもよい。 Specifically, the display unit 801 displays the above-described setting surface R4, the print pattern Pm, the print block B, and the captured image Pw in a superimposed manner in the first display area 801a. The captured image Pw displayed in the first display area 801a may be the coaxial image Pw1 or the wide area image Pw2.

ここで、第1表示領域801a内に広域画像Pw2を表示する場合、広域画像Pw2全体を表示してもよいし、広域画像Pw2の一部を拡大して表示してもよい。後者の場合、表示制御部108における倍率調整部108aが、広域画像Pw2の表示倍率を調整し、その表示倍率に基づいて、広域画像Pw2における特定領域R6を拡大した状態で第1表示領域801a内に表示させる。 Here, when the wide-area image Pw2 is displayed in the first display area 801a, the entire wide-area image Pw2 may be displayed, or a part of the wide-area image Pw2 may be enlarged and displayed. In the latter case, the magnification adjustment unit 108a in the display control unit 108 adjusts the display magnification of the wide-area image Pw2. to display.

一方、第2表示領域801bは、第1表示領域801a内に表示されている撮像画像Pwと、広域画像Pw2全体(すなわち、加工領域R1全体)と、の位置関係及びサイズ比を示すために用いられる。第2表示領域801bは、第1表示領域801aにおいて表示されている撮像画像Pwが、加工領域R1全体ではどの部位に相当するのかを知るための目安となる。 On the other hand, the second display area 801b is used to indicate the positional relationship and size ratio between the captured image Pw displayed in the first display area 801a and the entire wide-area image Pw2 (that is, the entire processing area R1). be done. The second display area 801b serves as a guide for knowing which part of the entire processing area R1 the captured image Pw displayed in the first display area 801a corresponds to.

詳しくは、表示部801は、第1表示領域801a内に同軸画像Pw1が表示される場合には、第2表示領域801b内に、その同軸画像Pw1の視野サイズ及び視野位置を示す図形Bsを広域画像Pw2に重ねて表示する。この図形Bsは、矩形状に形成されている。図形Bsにおける縦横の寸法は、同軸カメラ6の表示倍率に応じて拡大又は縮小し、図形Bsの中心は、近赤外レーザ光と同軸化された撮像光軸A1の位置を示す。 Specifically, when the coaxial image Pw1 is displayed in the first display area 801a, the display unit 801 displays a graphic Bs indicating the field size and field position of the coaxial image Pw1 in the second display area 801b. It is displayed superimposed on the image Pw2. This figure Bs is formed in a rectangular shape. The vertical and horizontal dimensions of the figure Bs are enlarged or reduced according to the display magnification of the coaxial camera 6, and the center of the figure Bs indicates the position of the imaging optical axis A1 coaxial with the near-infrared laser beam.

同様に、表示部801は、第1表示領域801a内に広域画像Pw2の少なくとも一部を拡大した画像が表示される場合にも、第2表示領域801b内に、その拡大画像の視野サイズ及び視野位置を示す図形Bsを広域画像Pw2に重ねて表示する。この場合、図形Bsによって囲まれた領域が、前述した特定領域R6に相当する。すなわち、図形Bsにおける縦横の寸法は、広域カメラ7の表示倍率に応じて拡大又は縮小し、図形Bsの中心は、近赤外レーザ光と非同軸化された撮像光軸A2の位置を示す。なお、特定領域R6の移動は、ユーザが操作部802を介して行った操作入力に基づいて、領域移動部108bが第2表示領域801b内で図形Bsを移動させることによって実行される。 Similarly, even when an image obtained by enlarging at least part of the wide-area image Pw2 is displayed in the first display area 801a, the display unit 801 displays the size and field of view of the enlarged image in the second display area 801b. A figure Bs indicating the position is superimposed on the wide-area image Pw2 and displayed. In this case, the area surrounded by the graphic Bs corresponds to the aforementioned specific area R6. That is, the vertical and horizontal dimensions of the figure Bs are enlarged or reduced according to the display magnification of the wide-area camera 7, and the center of the figure Bs indicates the position of the imaging optical axis A2 that is made non-coaxial with the near-infrared laser beam. The movement of the specific area R6 is performed by moving the figure Bs within the second display area 801b by the area moving unit 108b based on the operation input performed by the user via the operation unit 802. FIG.

図8のステップS12に戻ると、同ステップでは、例えばユーザが手動で印字ブロックBを作成し、その印字ブロックBを設定面R4上に配置する。前述のように設定面R4と撮像画像Pwとが関連付いているため、ユーザは、撮像画像Pwを視認しながら印字ブロックBを配置することができる。 Returning to step S12 in FIG. 8, in this step, for example, the user manually creates print block B and places print block B on setting surface R4. Since the setting surface R4 and the captured image Pw are associated as described above, the user can arrange the print blocks B while viewing the captured image Pw.

そうして、1つ又は複数の印字ブロックBが配置されると、ユーザは、印字ブロックB毎に印字パターンPmを決定する。印字パターンPmの決定は、例えば、ユーザが操作部802を操作するとともに、その際の操作入力に基づいて、加工パターン入力部としての操作部802が、設定部107に印字パターンPmを入力することによって実行される。 Then, when one or more print blocks B are arranged, the user determines the print pattern Pm for each print block B. FIG. The print pattern Pm is determined by, for example, the user operating the operation unit 802, and the operation unit 802 as a processing pattern input unit inputs the print pattern Pm to the setting unit 107 based on the operation input at that time. performed by

設定部107は、そうして配置された印字ブロックB、及び、印字ブロックB毎に決定された印字パターンPmを読み込んで、それを加工条件として設定する。本実施形態に係る設定部107は、設定面R4上での印字ブロックBの座標(印字座標系での座標)等を、条件設定記憶部102等に一時的に又は継続的に記憶させる。 The setting unit 107 reads the print blocks B thus arranged and the print pattern Pm determined for each print block B, and sets them as processing conditions. The setting unit 107 according to the present embodiment temporarily or continuously stores the coordinates of the print block B on the setting surface R4 (coordinates in the print coordinate system) in the condition setting storage unit 102 or the like.

前述のように、設定面R4は、撮像画像Pwと重ね合わせて表示されることから、本実施形態に係る設定部107は、撮像画像Pwと重ね合わせるようにして、設定面R4上に印字ブロックBを設定することになる。 As described above, the setting plane R4 is displayed so as to be superimposed on the captured image Pw. Therefore, the setting unit 107 according to the present embodiment displays the print blocks on the setting plane R4 so as to be superimposed on the captured image Pw. B will be set.

なお、加工条件には、近赤外レーザ光に係る条件(以下、「レーザ条件」という)も含まれる。このレーザ条件には、近赤外レーザ光の出射位置、近赤外レーザ光の目標出力(レーザパワー)、レーザ光走査部4による近赤外レーザ光の走査速度(スキャンスピード)、近赤外レーザ光の繰り返し周波数(パルス周波数)、近赤外レーザ光のレーザスポットを可変にするか否か(スポット可変)、及び、近赤外レーザ光が印字パターンPmをなぞる回数(印字回数)のうちの少なくとも1つが含まれる。図10の右下に表示されるメニューD1に例示するように、こうした加工条件は、印字ブロックB毎に設定することができる。 The processing conditions also include conditions related to near-infrared laser light (hereinafter referred to as "laser conditions"). The laser conditions include the emission position of the near-infrared laser light, the target output of the near-infrared laser light (laser power), the scanning speed of the near-infrared laser light by the laser light scanning unit 4 (scan speed), the near-infrared laser light Of the repetition frequency (pulse frequency) of the laser light, whether or not the laser spot of the near-infrared laser light is variable (variable spot), and the number of times the near-infrared laser light traces the print pattern Pm (number of prints) at least one of Such processing conditions can be set for each print block B, as illustrated in the menu D1 displayed in the lower right of FIG.

また、一般に、製造ラインを稼働させた際に順次加工されることになる各ワークWには、それぞれX方向及びY方向(XY方向)に位置ズレが生じることになる。本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、種々の手法を用いることで、そうした位置ズレを補正することができる。 Further, in general, each workpiece W that is to be processed in sequence when the production line is operated has a positional deviation in the X direction and the Y direction (XY direction). The laser processing apparatus L according to this embodiment can correct such positional deviation by using various techniques.

そこで、ステップS12から続くステップS13では、設定部107は、XY方向の位置ズレを補正するための条件設定(サーチ設定)を作成する。本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、XY方向における位置ズレを補正するための手法として、例えば、パターンサーチを用いることができる。 Therefore, in step S13 following step S12, the setting unit 107 creates condition settings (search settings) for correcting the positional deviation in the XY directions. The laser processing apparatus L according to this embodiment can use pattern search, for example, as a technique for correcting positional deviation in the XY directions.

パターンサーチを用いる場合、設定部107は、パターンサーチに係る条件(サーチ条件)として、ワークWの位置を特定するためのパターン領域(不図示)と、パターン領域(不図示)の移動範囲として定義されるサーチ領域(不図示)と、を撮像画像Pw上に設定する。 When pattern search is used, the setting unit 107 defines a pattern area (not shown) for specifying the position of the workpiece W and a moving range of the pattern area (not shown) as conditions (search conditions) related to the pattern search. and a search area (not shown) are set on the captured image Pw.

設定部107によって設定されたサーチ条件は、サーチ設定として条件設定記憶部102等に記憶される。サーチ設定の作成が完了すると、設定部107は、ステップS13からステップS14へ進む。 The search conditions set by the setting unit 107 are stored in the condition setting storage unit 102 or the like as search settings. When the creation of the search setting is completed, the setting unit 107 proceeds from step S13 to step S14.

また一般に、製造ラインを稼動させた際に順次加工されることになる各ワークWには、それぞれ、Z方向に位置ズレが生じることになる。そうした位置ズレは、近赤外レーザ光の焦点位置のズレを招くため望ましくない。本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、測距ユニット5を備えているため、ワークWの表面までの距離に基づいて、Z方向の位置ズレを検知することができる。これにより、Z方向の位置ズレ、ひいては焦点位置のズレを補正することができる。そのために、ステップS13から続くステップS14では、Z方向の位置ズレを補正するための条件設定(測距設定)を作成する。 Further, in general, each work W that is to be processed in sequence when the production line is operated has a positional deviation in the Z direction. Such a positional deviation is undesirable because it causes a deviation of the focal position of the near-infrared laser beam. Since the laser processing apparatus L according to this embodiment includes the distance measuring unit 5, it is possible to detect positional deviation in the Z direction based on the distance to the surface of the work W. FIG. This makes it possible to correct the positional deviation in the Z direction and, in turn, the deviation of the focal position. Therefore, in step S14 following step S13, condition settings (distance measurement settings) for correcting the positional deviation in the Z direction are created.

具体的に、このステップS14では、測距ユニット5に係る条件(測距条件)が決定される。本実施形態に係る設定部107は、測距条件として、少なくとも、マーカヘッド1からワークWの表面までの距離を測定するための測距位置Iを、撮像画像Pw上に設定する(図10の星印を参照)。この測距位置Iは、基本的にはワークWの表面と重なり合うように設定されるものであり、測距光が照射されるべき座標を示している。 Specifically, in this step S14, conditions (distance measurement conditions) related to the distance measurement unit 5 are determined. The setting unit 107 according to the present embodiment sets at least the distance measurement position I for measuring the distance from the marker head 1 to the surface of the workpiece W on the captured image Pw as a distance measurement condition (see FIG. 10). (see asterisk). This distance measuring position I is basically set so as to overlap the surface of the work W, and indicates the coordinates to which the distance measuring light should be irradiated.

なお、設定部107は、複数の印字ブロックBが設定されている場合には、印字ブロックB毎に測距条件を設定することができる。この場合、設定部107は、各印字ブロックB内に測距位置Iを設定することができる(図10の星印を参照)。これに代えて、設定部107は、各印字ブロックBの外部に測距位置Iを設定してもよい。 Note that the setting unit 107 can set the distance measurement condition for each print block B when a plurality of print blocks B are set. In this case, the setting unit 107 can set the distance measurement position I within each print block B (see the star in FIG. 10). Alternatively, the setting unit 107 may set the distance measurement position I outside each print block B. FIG.

設定部107によって設定された測距条件は、測距設定として条件設定記憶部102等に記憶される。測距設定の作成が完了すると、設定部107は、ステップS14からステップS15に進む。設定部107は、全ての設定が作成されたものとしてステップS15からリターンする。 The distance measurement conditions set by the setting unit 107 are stored in the condition setting storage unit 102 or the like as distance measurement settings. When the creation of the distance measurement setting is completed, the setting unit 107 proceeds from step S14 to step S15. The setting unit 107 returns from step S15 assuming that all settings have been created.

(印字加工の実行)
図11は、図7のステップS3における具体的な処理を例示している。すなわち、図11に示す処理は、製造ラインを稼働させたときに流れてくる各ワークWに対して順番に実行されるようになっている。
(Execution of print processing)
FIG. 11 illustrates specific processing in step S3 of FIG. That is, the processing shown in FIG. 11 is sequentially executed for each workpiece W that flows when the manufacturing line is operated.

まず、図11に示す各ステップに先だって、図7のステップS1と、図8のステップS11~ステップS15と、を用いて説明したように、マーカコントローラ100は、所定のワークWについて、印字パターンPm及び印字ブロックB等の設定(印字設定)と、パターン画像等の設定(サーチ設定)と、測距位置I等の設定(測距設定)と、を予め作成する。 First, prior to each step shown in FIG. 11, as described using step S1 in FIG. 7 and steps S11 to S15 in FIG. Also, settings such as the print block B (print settings), settings such as the pattern image (search settings), and settings such as the distance measurement position I (distance measurement settings) are created in advance.

各設定の作成が完了することで、マーカコントローラ100は、図11に例示した制御プロセスを実行可能な状態となる。この制御プロセスは、主なプロセスとして、XYトラッキング(XY方向におけるパターンサーチ)を実行するための制御プロセスと、Zトラッキング(Z方向における高さ測定)を実行するための制御プロセスと、を含んだ構成とされている。 By completing the creation of each setting, the marker controller 100 is ready to execute the control process illustrated in FIG. 11 . This control process includes, as main processes, a control process for executing XY tracking (pattern search in the XY directions) and a control process for executing Z tracking (height measurement in the Z direction). It is configured.

まず、図11のステップS31において、PLC902等からマーカコントローラ100にトリガ入力される。測距設定をはじめとする種々の設定に用いたワークWと同種のワークWが搬送される。 First, in step S31 of FIG. 11, a trigger is input to the marker controller 100 from the PLC 902 or the like. A work W of the same kind as the work W used for various settings including distance measurement setting is conveyed.

ステップS31から続くステップS32において、マーカコントローラ100は、同軸カメラ6又は広域カメラ7を介して撮像画像(カメラ画像)Pwを生成し、生成された撮像画像Pwを設定面R4と重ね合わせて表示する。 In step S32 subsequent to step S31, the marker controller 100 generates a captured image (camera image) Pw via the coaxial camera 6 or the wide-area camera 7, and displays the generated captured image Pw by superimposing it on the setting surface R4. .

そして、ステップS32から続くステップS33において、マーカコントローラ100は、サーチ対象とした印字ブロックBの各々について、サーチ設定(サーチ条件)を読み込む。 Then, in step S33 following step S32, the marker controller 100 reads search settings (search conditions) for each of the print blocks B to be searched.

そして、ステップS33から続くステップS34において、マーカコントローラ100がパターンサーチを実行する。パターンサーチを実行することで、印字設定、サーチ設定及び測距設定の作成に用いたワークWと、運用時に新たに搬送されてきたワークWと、の間のXY方向における位置ズレが検出される。 Then, in step S34 following step S33, the marker controller 100 executes pattern search. By executing the pattern search, the positional deviation in the XY direction between the work W used for creating the print settings, search settings, and distance measurement settings and the work W newly transported during operation is detected. .

続いて、ステップS35において、マーカコントローラ100は、測距対象とした印字ブロックBの各々について、測距設定(測距条件)を読み込む。 Subsequently, in step S35, the marker controller 100 reads distance measurement settings (distance measurement conditions) for each print block B targeted for distance measurement.

そして、ステップS35から続くステップS36において、距離測定部103は、測距ユニット5を作動させることによって、マーカヘッド1から測距位置Iまでの距離、ひいては、その測距位置IにおけるワークWの高さを測定する。 Then, in step S36 following step S35, the distance measuring section 103 operates the distance measuring unit 5 to measure the distance from the marker head 1 to the distance measuring position I, and thus the height of the workpiece W at that distance measuring position I. measure the thickness.

続いて、ステップS37において、マーカコントローラ100は、ステップS34の検出結果に基づいて、XY方向におけるワークWの位置ズレを補正する。具体的に、このステップS37では、XY方向におけるワークWの位置ズレを減殺するように、設定面R4上での印字ブロックBの位置を補正する。 Subsequently, in step S37, the marker controller 100 corrects the positional deviation of the workpiece W in the XY directions based on the detection result of step S34. Specifically, in this step S37, the position of the print block B on the setting surface R4 is corrected so as to reduce the positional deviation of the work W in the XY directions.

続いて、ステップS38において、マーカコントローラ100は、ステップS36の検出結果に基づいて、Z方向におけるワークWの位置ズレを補正する。具体的に、このステップS38では、Z方向におけるワークWの位置ズレに基づいて、近赤外レーザ光の焦点位置を補正する。 Subsequently, in step S38, the marker controller 100 corrects the positional deviation of the workpiece W in the Z direction based on the detection result of step S36. Specifically, in this step S38, the focal position of the near-infrared laser beam is corrected based on the positional deviation of the workpiece W in the Z direction.

続いて、ステップS39において、マーカコントローラ100は、マーカヘッド1を介してワークWに対する印字加工を実行してリターンする。 Subsequently, in step S39, the marker controller 100 executes print processing on the workpiece W via the marker head 1 and returns.

<印字ブロックの設定について>
図12A~図12Cは、印字ブロックの設定手順を例示するフローチャートであり、図13A~図13Fは、印字ブロックを設定する際の表示内容を例示する図である。
<Regarding print block settings>
12A to 12C are flowcharts illustrating print block setting procedures, and FIGS. 13A to 13F are diagrams illustrating display contents when setting print blocks.

ところで、例えば印字ブロックBを設定する際には、広域画像Pw2ではなく、相対的に高精細な同軸画像Pw1を用いることが考えられる。同軸画像Pw1を用いる場合、その撮像視野を移動させるために、レーザ光走査部4を作動させる必要がある。 By the way, when setting the print block B, for example, it is conceivable to use a relatively high-definition coaxial image Pw1 instead of the wide-area image Pw2. When using the coaxial image Pw1, it is necessary to operate the laser beam scanning unit 4 in order to move the imaging field of view.

以下、印字ブロックBの設定手順と、印字ブロックBの設定に際して実行されるレーザ光走査部4の制御態様と、について説明する。 The procedure for setting the print block B and the control mode of the laser beam scanning unit 4 executed when setting the print block B will be described below.

印字ブロックBの設定手順としては、少なくとも、図12Aに例示した設定手順(第1の設定手順)と、図12Bに例示した設定手順(第2の設定手順)と、図12Cに例示した設定手順(第3の設定手順)と、のうちのいずれかを用いることができる。 12A (first setting procedure), FIG. 12B (second setting procedure), and FIG. 12C. (Third setting procedure), or either of these can be used.

(第1の設定手順)
まず、図12Aに例示した第1の設定手順を用いる場合、最初のステップS101において、第1表示領域801aと、第2表示領域801bと、に広域画像Pw2が表示される(図13Aを参照)。
(First setting procedure)
First, when using the first setting procedure illustrated in FIG. 12A, in the first step S101, the wide-area image Pw2 is displayed in the first display area 801a and the second display area 801b (see FIG. 13A). .

続くステップS102において、第2表示領域801b上でマウスクリック等を行うことで、第1表示領域801a内に表示されるべき部位が指定される。この場合、ユーザがクリックした部位(マウスカーソルの位置)が中心となるように表示範囲(図形Bs)が移動して、その図形Bsに囲まれた部位を特定領域R6とした状態で、広域画像Pw2が拡大表示される(図13Bを参照)。 In the subsequent step S102, by performing a mouse click or the like on the second display area 801b, a part to be displayed within the first display area 801a is designated. In this case, the display range (graphic Bs) is moved so that the site clicked by the user (position of the mouse cursor) is centered, and the area surrounded by the graphic Bs is designated as the specific region R6. Pw2 is magnified (see FIG. 13B).

続くステップS103において、マウスのホイール操作等を行うことで、広域画像Pw2が次第に拡大される。ここでは、表示制御部108における倍率調整部108aが、図形Bs及び特定領域R6の中央部(マウスカーソルの位置)を中心に広域画像Pw2を拡大し、これを第1表示領域801a内に表示する(図13Cを参照)。 In subsequent step S103, the wide area image Pw2 is gradually enlarged by performing a mouse wheel operation or the like. Here, the magnification adjustment unit 108a in the display control unit 108 enlarges the wide-area image Pw2 centering on the central portion (position of the mouse cursor) of the figure Bs and the specific region R6, and displays it in the first display region 801a. (See Figure 13C).

続くステップS104において、マウスのホイール操作等をさらに行うことで、広域画像Pw2がさらに拡大される。ここで、表示制御部108における表示切替部108cは、広域画像Pw2の表示倍率が所定倍率を超えたか否かを判定する。この判定がYESになると、表示切替部108cは、広域画像Pw2に代えて、第1表示領域801a内に、特定領域R6に対応した同軸画像Pw1を表示する(図13Dを参照)。 In subsequent step S104, the wide-area image Pw2 is further enlarged by further performing a mouse wheel operation or the like. Here, the display switching unit 108c in the display control unit 108 determines whether or not the display magnification of the wide-area image Pw2 has exceeded a predetermined magnification. When this determination becomes YES, the display switching unit 108c displays the coaxial image Pw1 corresponding to the specific area R6 in the first display area 801a instead of the wide area image Pw2 (see FIG. 13D).

所望の表示倍率まで撮像画像Pwが拡大されると、続くステップS105において、ユーザは、第1表示領域801a内の任意の位置に、同軸画像Pw1に重ね合わせるように印字ブロックBを設定する。印字ブロックBを設定する際には、図13Eに例示したダイアログD2を用いることができる。具体的に、ダイアログD2には、印字パターンPmの具体的な内容を入力するための入力欄M1と、印字パターンPmのフォント等を指定するための設定欄M2と、印字パターンPmのサイズ等を指定するための設定欄M3と、が表示される。 After the captured image Pw has been enlarged to the desired display magnification, in subsequent step S105, the user sets the print block B at an arbitrary position within the first display area 801a so as to be superimposed on the coaxial image Pw1. When setting the print block B, the dialog D2 illustrated in FIG. 13E can be used. Specifically, the dialog D2 includes an input field M1 for inputting specific contents of the print pattern Pm, a setting field M2 for specifying the font of the print pattern Pm, and the size of the print pattern Pm. A setting field M3 for designation is displayed.

また、第1表示領域801a内では、印字ブロックBをドラッグ移動させることができる(図13F参照)。具体的に、印字ブロックBがドラッグされると、表示制御部108における印字ブロック移動部108dが、同軸画像Pw1に対する印字ブロックBの位置を移動させる。印字ブロック移動部108dは、本実施形態における「加工ブロック移動部」の例示である。 Also, the print block B can be dragged within the first display area 801a (see FIG. 13F). Specifically, when the print block B is dragged, the print block moving unit 108d in the display control unit 108 moves the position of the print block B with respect to the coaxial image Pw1. The print block moving unit 108d is an example of the "processing block moving unit" in this embodiment.

(第2の設定手順)
次に、図12Bに例示した第2の設定手順を用いる場合、最初のステップS201において、第1の設定手順と同様に、第1表示領域801aと、第2表示領域801bと、に広域画像Pw2が表示される。
(Second setting procedure)
Next, when using the second setting procedure illustrated in FIG. 12B, in the first step S201, the wide-area image Pw2 is displayed in the first display area 801a and the second display area 801b as in the first setting procedure. is displayed.

続くステップS202において、マウスのホイール操作等を行うことで、広域画像Pw2が次第に拡大される。ここでは、倍率調整部108aが、図形Bs及び特定領域R6の中央部(マウスカーソルの位置)を中心に広域画像Pw2を拡大し、これを第1表示領域801a内に表示する。 In subsequent step S202, the wide area image Pw2 is gradually enlarged by performing a mouse wheel operation or the like. Here, the magnification adjustment unit 108a enlarges the wide area image Pw2 centering on the graphic Bs and the central portion (the position of the mouse cursor) of the specific area R6, and displays it in the first display area 801a.

続くステップS203において、マウスのホイール操作等をさらに行うことで、広域画像Pw2がさらに拡大される。ここでは、表示切替部108cが、広域画像Pw2の表示倍率が所定倍率を超えたか否かを判定する。この判定がYESになると、表示切替部108cは、広域画像Pw2に代えて、第1表示領域801a内に、特定領域R6に対応した同軸画像Pw1を表示する。 In subsequent step S203, the wide-area image Pw2 is further enlarged by further performing a mouse wheel operation or the like. Here, the display switching unit 108c determines whether or not the display magnification of the wide-area image Pw2 has exceeded a predetermined magnification. When this determination becomes YES, the display switching unit 108c displays the coaxial image Pw1 corresponding to the specific area R6 in the first display area 801a instead of the wide area image Pw2.

所望の表示倍率まで撮像画像Pwが拡大されると、続くステップS204において、ユーザは、第1表示領域801a内でマウスのドラッグ操作を実行する。そのドラッグ操作に伴ってレーザ光走査部4が作動し、同軸画像Pw1の撮像視野が移動する。撮像視野の移動に追従するように、第2表示領域801b内では図形Bsが移動する。 After the captured image Pw is enlarged to the desired display magnification, the user performs a mouse drag operation within the first display area 801a in subsequent step S204. The laser beam scanning unit 4 operates in accordance with the drag operation, and the field of view of the coaxial image Pw1 moves. The figure Bs moves within the second display area 801b so as to follow the movement of the field of view.

所望の位置まで撮像視野が移動すると、続くステップS205において、ユーザは、第1表示領域801a内の任意の位置に、同軸画像Pw1に重ね合わせるように印字ブロックBを設定する。印字ブロックBを設定する際には、前述したダイアログD2を用いることができる。 When the imaging field of view has moved to the desired position, in subsequent step S205, the user sets the print block B at an arbitrary position within the first display area 801a so as to be superimposed on the coaxial image Pw1. When setting the print block B, the aforementioned dialog D2 can be used.

(第3の設定手順)
次に、図12Cに例示した第3の設定手順を用いる場合、最初のステップS301において、第1及び第2の設定手順と同様に、第1表示領域801aと、第2表示領域801bと、に広域画像Pw2が表示される。
(Third setting procedure)
Next, when using the third setting procedure illustrated in FIG. 12C, in the first step S301, similarly to the first and second setting procedures, the first display area 801a and the second display area 801b A wide area image Pw2 is displayed.

続くステップS302において、マウスのホイール操作等を行うことで、広域画像Pw2が次第に拡大される。ここでは、倍率調整部108aが、図形Bs及び特定領域R6の中央部(マウスカーソルの位置)を中心に広域画像Pw2を拡大し、これを第1表示領域801a内に表示する。 In subsequent step S302, the wide area image Pw2 is gradually enlarged by performing a mouse wheel operation or the like. Here, the magnification adjustment unit 108a enlarges the wide area image Pw2 centering on the graphic Bs and the central portion (the position of the mouse cursor) of the specific area R6, and displays it in the first display area 801a.

続くステップS303において、マウスのホイール操作等をさらに行うことで、広域画像Pw2がさらに拡大される。ここでは、表示切替部108cが、広域画像Pw2の表示倍率が所定倍率を超えたか否かを判定する。この判定がYESになると、表示切替部108cは、広域画像Pw2に代えて、第1表示領域801a内に、特定領域R6に対応した同軸画像Pw1を表示する。 In subsequent step S303, the wide-area image Pw2 is further enlarged by further performing a mouse wheel operation or the like. Here, the display switching unit 108c determines whether or not the display magnification of the wide-area image Pw2 has exceeded a predetermined magnification. When this determination becomes YES, the display switching unit 108c displays the coaxial image Pw1 corresponding to the specific area R6 in the first display area 801a instead of the wide area image Pw2.

所望の表示倍率まで撮像画像Pwが拡大されると、続くステップS304において、ユーザは、第2表示領域801b上でマウスクリック等を行う。これにより、第1表示領域801a内に表示されるべき部位が指定される。この場合、ユーザがクリックした部位(マウスカーソルの位置)が中心となるように表示範囲(図形Bs)が移動して、その移動に伴ってレーザ光走査部4が作動する。そして、表示範囲(図形Bs)の移動に追従するように、同軸画像Pw1の撮像視野が移動する。 When the captured image Pw is enlarged to the desired display magnification, the user performs a mouse click or the like on the second display area 801b in subsequent step S304. Thereby, the part to be displayed in the first display area 801a is specified. In this case, the display range (figure Bs) moves so that the site clicked by the user (the position of the mouse cursor) becomes the center, and the laser beam scanning unit 4 operates along with the movement. Then, the field of view of the coaxial image Pw1 moves so as to follow the movement of the display range (graphic Bs).

所望の位置まで撮像視野が移動すると、続くステップS305において、ユーザは、第1表示領域801a内の任意の位置に、同軸画像Pw1に重ね合わせるように印字ブロックBを設定する。印字ブロックBを設定する際には、前述したダイアログD2を用いることができる。 After the imaging field of view has moved to the desired position, in the following step S305, the user sets the print block B at an arbitrary position within the first display area 801a so as to be superimposed on the coaxial image Pw1. When setting the print block B, the aforementioned dialog D2 can be used.

<印字ブロックの移動処理について>
図14は、印字ブロックBの移動処理の基本概念を説明する図であり、図15は、印字ブロックBの移動手順を例示する図である。また、図16A~図16Cは、印字ブロックBを移動させる際の表示内容を例示する図である。
<Regarding print block movement processing>
14A and 14B are diagrams for explaining the basic concept of the process of moving the print block B, and FIGS. 16A to 16C are diagrams exemplifying display contents when the print block B is moved.

ところで、図3A及び図3Bに例示するように、印字加工用の近赤外レーザ光と同軸化された同軸カメラ6を用いた場合、その同軸カメラ6の撮像視野は、第1ミラー41a及び第2ミラー42aの表面積等、レーザ光走査部4の構成に応じて制限されてしまう。 By the way, as illustrated in FIGS. 3A and 3B, when the coaxial camera 6 coaxial with the near-infrared laser light for print processing is used, the imaging field of the coaxial camera 6 is the first mirror 41a and the second mirror 41a. 2, the surface area of the mirror 42a and the like are limited according to the configuration of the laser beam scanning unit 4. FIG.

そのため、一般的な同軸カメラ6を用いたのでは、ワークWの表面(より正確には、ワークWの表面上に設定される加工領域R1)全体を一度に撮像することはできない。 Therefore, if a general coaxial camera 6 is used, the entire surface of the work W (more precisely, the processing region R1 set on the surface of the work W) cannot be imaged at once.

一方、ワークWの表面上に所定の印字パターンPmを形成しようとした場合、同軸カメラ6により生成された同軸画像Pw1上に、その印字パターンPmの位置を示す印字ブロックBを配置しなければならない。 On the other hand, when a predetermined print pattern Pm is to be formed on the surface of the work W, a print block B indicating the position of the print pattern Pm must be arranged on the coaxial image Pw1 generated by the coaxial camera 6. .

前述したように、同軸カメラ6を用いたのでは加工領域R1全体を一度に撮像することはできないため、印字ブロックBを配置する際には、その配置に先立ってまずはレーザ光走査部4を作動させ、印字ブロックBを配置すべき位置を探し出す必要がある。このように、印字ブロックBを配置する際には手間がかかるため、レーザ加工装置Lの使い勝手には改善の余地がある。 As described above, if the coaxial camera 6 is used, the entire processing region R1 cannot be imaged at once. Then, it is necessary to find the position where the print block B should be arranged. As described above, since it takes time and effort to arrange the printing blocks B, there is room for improvement in usability of the laser processing apparatus L.

対して、本実施形態に係るマーカコントローラ100は、同軸画像Pw1上で印字ブロックBを移動可能に構成されているとともに、印字ブロックBの移動に追従するようにレーザ光走査部4を作動させるものとされている。同軸画像Pw1上での印字ブロックBの移動に係る処理を「移動処理」と呼称し、その移動処理について詳細に説明する。 On the other hand, the marker controller 100 according to the present embodiment is configured so that the print block B can be moved on the coaxial image Pw1, and operates the laser beam scanning section 4 so as to follow the movement of the print block B. It is said that The processing related to the movement of the print block B on the coaxial image Pw1 is called "movement processing", and the movement processing will be described in detail.

移動処理は、印字設定時(例えば、図8においてステップS12が実行されるタイミング)に、印字ブロック移動部108dと、走査制御部としての制御部101と、によって実行される。 The movement process is executed by the print block movement unit 108d and the control unit 101 as a scanning control unit at the time of print setting (for example, the timing at which step S12 is executed in FIG. 8).

(移動処理の基本概念)
移動処理においては、まず、加工ブロック移動部としての印字ブロック移動部108dが、第1表示領域801a内で、同軸画像Pw1に対する印字ブロックBの位置を移動させる。
(Basic concept of movement processing)
In the movement process, first, the print block movement unit 108d as a processing block movement unit moves the position of the print block B with respect to the coaxial image Pw1 within the first display area 801a.

そして、走査制御部としての制御部101は、印字ブロック移動部108dによる印字ブロックBの移動に対応して同軸画像Pw1が更新されるように、レーザ光走査部4を制御する。 The control unit 101 as a scanning control unit controls the laser beam scanning unit 4 so that the coaxial image Pw1 is updated in accordance with the movement of the print block B by the print block moving unit 108d.

すなわち、本実施形態に係る制御部101は、印字ブロックBの移動に併せてレーザ光走査部4を作動させ、印字ブロックBの移動に追従するように同軸画像Pw1の撮像視野を移動させる。 That is, the control unit 101 according to the present embodiment operates the laser beam scanning unit 4 along with the movement of the print block B, and moves the field of view of the coaxial image Pw1 so as to follow the movement of the print block B.

なお、レーザ光走査部4を作動させるタイミングとしては、印字ブロックBの移動と同期させてもよいし、第1表示領域801a内での印字ブロックBの移動量が所定量に達したタイミングとしてもよい。 The timing of operating the laser beam scanning unit 4 may be synchronized with the movement of the print block B, or may be the timing when the amount of movement of the print block B within the first display area 801a reaches a predetermined amount. good.

ここで、マーカコントローラ100は、印字ブロックBの移動処理に際して、第1表示領域801a内で同軸画像Pw1を更新するに加えて、第2表示領域801b内での表示態様を変化させることができる。 Here, the marker controller 100 can change the display mode in the second display area 801b in addition to updating the coaxial image Pw1 in the first display area 801a during the process of moving the print block B.

具体的に、本実施形態に係る領域移動部108bは、制御部101によるレーザ光走査部4の制御に追従させるように、第2表示領域801b内で図形Bsを移動させる。なお、領域移動部108bは、本実施形態における「図形移動部」の例示である。 Specifically, the area moving unit 108b according to the present embodiment moves the figure Bs within the second display area 801b so as to follow the control of the laser beam scanning unit 4 by the control unit 101. FIG. Note that the region moving unit 108b is an example of the "figure moving unit" in this embodiment.

例えば、図14の上段に示した状態(a)では、アルファベット「B」という印字パターンに対応付けられた印字ブロックBと、その印字ブロックBを取り囲む図形Bsと、が広域画像Pw2上に設定されている。そして、第1表示領域801a内には、図形Bsによって区画された特定領域R6に対応する同軸画像Pw1が表示されている。 For example, in the state (a) shown in the upper part of FIG. 14, a print block B associated with a print pattern of the alphabet "B" and a figure Bs surrounding the print block B are set on the wide area image Pw2. ing. In the first display area 801a, a coaxial image Pw1 corresponding to the specific area R6 partitioned by the figure Bs is displayed.

次いで、図14の状態(a)において印字ブロックBを例えばマウスでドラッグし、それを第1表示領域801a内で移動させると、図14の中段に示した状態(b)のように、印字ブロックBの移動に追従するように同軸画像Pw1が更新される。そのとき、印字ブロックBの移動に追従するように図形Bsも移動することになる。 Next, in the state (a) of FIG. 14, when the print block B is dragged with, for example, a mouse and moved within the first display area 801a, the print block is changed to the state (b) shown in the middle of FIG. The coaxial image Pw1 is updated so as to follow the movement of B. At that time, the figure Bs also moves so as to follow the movement of the print block B. FIG.

そして、図14の状態(b)から印字ブロックBをさらに移動させ、その移動を完了すると、図14の下段に示した状態(c)のように、印字ブロックBの移動に対応するように同軸画像Pw1がさらに更新される。そのとき、印字ブロックBの移動に対応して図形Bsもさらに移動することになる。 14, the print block B is further moved from the state (b) of FIG. Image Pw1 is further updated. At that time, as the print block B moves, the figure Bs also moves further.

(移動処理の具体例)
図15は、印字ブロックの具体的な移動手順を例示している。同図に例示した移動手順を用いる場合、最初のステップS401において、第1表示領域801aに同軸画像Pw1と印字ブロックBを重ねて表示する(図16Aを参照)。
(Specific example of movement processing)
FIG. 15 exemplifies a specific moving procedure of the print block. When using the movement procedure illustrated in FIG. 16, in the first step S401, the coaxial image Pw1 and the print block B are superimposed and displayed in the first display area 801a (see FIG. 16A).

続くステップS402では、図16Aの矢印A1に示したように、第1表示領域801a内で印字ブロックBを移動させる。印字ブロックBを移動させるための方法としては、印字ブロックBをマウスによってドラッグ移動してもよいし、キーボードを用いて印字ブロックBを移動してもよい。操作用端末800における操作部802を用いた任意の方法が考えられる。 In the subsequent step S402, the print block B is moved within the first display area 801a as indicated by the arrow A1 in FIG. 16A. As a method for moving the print block B, the print block B may be dragged with a mouse, or the print block B may be moved using a keyboard. Any method using the operation unit 802 in the operation terminal 800 is conceivable.

続くステップS403では、印字ブロックBの移動に伴ってスキャナ(レーザ光走査部4)が作動して、同軸画像Pw1の撮像視野が移動する。また、同軸画像Pw1の撮像視野の移動に伴って、図16A、図16B及び図16Cに例示するように、第2表示領域801bにおける図形Bsも移動する。 In the subsequent step S403, the scanner (laser beam scanning unit 4) operates as the print block B moves, and the field of view of the coaxial image Pw1 moves. In addition, as illustrated in FIGS. 16A, 16B, and 16C, the figure Bs in the second display area 801b also moves along with the movement of the field of view of the coaxial image Pw1.

続くステップS404では、移動後の印字ブロックBに対応するように同軸画像Pw1を更新し、それを第1表示領域801a内に表示する。図16Bの矢印A2及び矢印A3、並びに、図16Cの矢印A4に示したように、印字ブロックBが移動する限りにおいて、同軸画像Pw1は更新され続ける。 In the following step S404, the coaxial image Pw1 is updated so as to correspond to the print block B after movement, and displayed in the first display area 801a. As shown by arrows A2 and A3 in FIG. 16B and arrow A4 in FIG. 16C, coaxial image Pw1 continues to be updated as long as print block B moves.

続くステップS405では、更新後の同軸画像Pw1に重ね合わせるように印字ブロックBが配置される。ユーザは、更新後の同軸画像Pw1上で印字ブロックBの位置を調整することができる。 In the subsequent step S405, the print block B is arranged so as to be superimposed on the updated coaxial image Pw1. The user can adjust the position of the print block B on the updated coaxial image Pw1.

以上説明したように、本実施形態によれば、走査制御部としての制御部101は、レーザ光走査部4を制御することにより、印字ブロックBの移動に対応して同軸画像Pw1を更新する。印字ブロックBの移動に応じてレーザ光走査部4を自動的に作動させることで、図14に例示したように、印字ブロックBの移動に追従するように同軸画像Pw1の表示範囲を移動させることができる。これにより、印字ブロックBを配置する際の作業負荷を軽減し、ひいては、レーザ加工装置Lの使い勝手を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the control unit 101 as the scanning control unit updates the coaxial image Pw1 in correspondence with the movement of the print block B by controlling the laser beam scanning unit 4 . By automatically operating the laser beam scanning unit 4 according to the movement of the print block B, the display range of the coaxial image Pw1 can be moved so as to follow the movement of the print block B, as illustrated in FIG. can be done. As a result, the work load when arranging the printing blocks B can be reduced, and the usability of the laser processing apparatus L can be improved.

また、図16A等に例示したように、表示部801は、第2表示領域801b内に、同軸画像Pw1の視野サイズ及び視野位置を示す図形Bsを表示する。図形Bsを表示することで、ワークWの表面上での同軸画像Pw1の位置、ひいては印字ブロックBの位置をユーザに視認させることができる。このような構成は、印字ブロックBを配置する際の作業負荷を軽減し、ひいてはレーザ加工装置Lの使い勝手を向上させる上で有効である。 Further, as illustrated in FIG. 16A and the like, the display unit 801 displays a figure Bs indicating the field size and field position of the coaxial image Pw1 in the second display area 801b. By displaying the figure Bs, the user can visually recognize the position of the coaxial image Pw1 on the surface of the work W, and thus the position of the print block B. FIG. Such a configuration is effective in reducing the work load when arranging the printing blocks B and thus improving the usability of the laser processing apparatus L.

また、設定面R4を介して同軸画像Pw1を加工領域R1に重ねて表示することで、近赤外レーザ光が2次元走査されるべき領域と、同軸画像Pw1が表示されるべき第1表示領域801aと、を重畳して表示することができる。このような構成は、レーザ加工装置Lの使い勝手を向上させる上で有効である。 Further, by displaying the coaxial image Pw1 superimposed on the processing region R1 via the setting surface R4, the region to be two-dimensionally scanned with the near-infrared laser light and the first display region in which the coaxial image Pw1 is to be displayed are displayed. 801a can be superimposed and displayed. Such a configuration is effective in improving usability of the laser processing apparatus L. FIG.

《他の実施形態》
前記実施形態では、同軸カメラ6及び広域カメラ7は、双方とも筐体10内に設けられていたが、本開示は、そうした構成には限定されない。例えば、広域カメラ7を筐体10の外面に取り付けてもよい。
<<Other embodiments>>
Although both the coaxial camera 6 and the wide-area camera 7 are provided within the housing 10 in the above embodiment, the present disclosure is not limited to such a configuration. For example, wide-area camera 7 may be attached to the outer surface of housing 10 .

また、前記実施形態では、第2撮像部としての広域カメラ7は、図15Aに例示したように、加工領域R1全体を一度に撮像することができるよう構成されていたが、本開示は、その構成には限定されない。例えば、広域カメラ7は、加工領域R1を複数回にわたって撮像し、各撮像結果を並べて表示することで広域画像Pw2を生成してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the wide-area camera 7 as the second imaging unit is configured to be able to capture an image of the entire processing region R1 at once, as illustrated in FIG. 15A. The configuration is not limited. For example, the wide-area camera 7 may image the processing region R1 a plurality of times and display the imaging results side by side to generate the wide-area image Pw2.

1 マーカヘッド
2 レーザ光出力部
3 レーザ光案内部
4 レーザ光走査部
6 同軸カメラ(第1撮像部)
7 広域カメラ(第2撮像部)
10 筐体
100 マーカコントローラ
101 制御部(走査制御部)
108 表示制御部
108b 領域移動部(図形移動部)
108d 印字ブロック移動部(加工ブロック移動部)
110 励起光生成部
801 表示部
801a 第1表示領域
801b 第2表示領域
802 操作部(加工パターン入力部)
P レーザ光路
A1 撮像光軸
A2 撮像光軸
Pm 印字パターン(加工パターン)
B 印字ブロック(加工ブロック)
Bs 図形
Pw 撮像画像
Pw1 同軸画像(第1画像)
Pw2 広域画像(第2画像)
R1 加工領域
R4 設定面
R6 特定領域
L レーザ加工装置
S レーザ加工システム
W ワーク(被加工物)
1 marker head 2 laser light output unit 3 laser light guide unit 4 laser light scanning unit 6 coaxial camera (first imaging unit)
7 wide-area camera (second imaging unit)
10 housing 100 marker controller 101 control section (scanning control section)
108 Display control unit 108b Region moving unit (graphic moving unit)
108d printing block moving unit (processing block moving unit)
110 excitation light generation unit 801 display unit 801a first display area 801b second display area 802 operation unit (processing pattern input unit)
P laser optical path A1 imaging optical axis A2 imaging optical axis Pm printing pattern (processing pattern)
B Printing block (processing block)
Bs Figure Pw Captured image Pw1 Coaxial image (first image)
Pw2 wide area image (second image)
R1 processing region R4 setting surface R6 specific region L laser processing device S laser processing system W work (workpiece)

Claims (5)

励起光を生成する励起光生成部と、
前記励起光生成部により生成された励起光に基づいてレーザ光を生成するとともに、該レーザ光を出射するレーザ光出力部と、
前記レーザ光出力部から出射されたレーザ光を被加工物に照射するとともに、該被加工物の表面上に設定された加工領域内で2次元走査するレーザ光走査部と、を備え、
前記レーザ光走査部を制御することにより、前記加工領域内に所定の加工パターンを形成するレーザ加工装置であって、
前記レーザ光出力部から前記レーザ光走査部までのレーザ光路から分岐した撮像光軸を有し、かつ前記レーザ光走査部を介して前記被加工物を撮像することにより、前記加工領域の少なくとも一部を含んだ第1画像を生成する第1撮像部と、
前記加工パターンを入力する加工パターン入力部と、
前記第1画像を表示する第1表示領域を有し、該第1表示領域内に、前記加工パターンの位置を示す加工ブロックを前記第1画像に重ね合わせて表示する表示部と、
前記第1表示領域内で、前記第1画像に対する前記加工ブロックの位置を移動させる加工ブロック移動部と、
前記加工ブロック移動部による前記加工ブロックの移動に対応して前記第1画像が更新されるように、前記レーザ光走査部を制御する走査制御部と、を備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。
an excitation light generator that generates excitation light;
a laser light output unit that generates laser light based on the excitation light generated by the excitation light generation unit and that emits the laser light;
a laser beam scanning unit that irradiates a workpiece with a laser beam emitted from the laser beam output unit and performs two-dimensional scanning within a processing area set on the surface of the workpiece,
A laser processing apparatus that forms a predetermined processing pattern in the processing area by controlling the laser beam scanning unit,
An imaging optical axis branched from a laser light path extending from the laser light output unit to the laser light scanning unit is provided, and by capturing an image of the workpiece through the laser light scanning unit, at least one of the processing regions a first imaging unit that generates a first image including the part;
a machining pattern input unit for inputting the machining pattern;
a display unit having a first display area for displaying the first image, and displaying a processing block indicating the position of the processing pattern in the first display area so as to be superimposed on the first image;
a processing block moving unit that moves the position of the processing block with respect to the first image within the first display area;
and a scanning control unit that controls the laser beam scanning unit so that the first image is updated in accordance with movement of the processing block by the processing block moving unit.
請求項1に記載されたレーザ加工装置において、
前記レーザ光路とは独立した撮像光軸を有し、かつ前記レーザ光走査部の非介在下で前記被加工物を撮像することで、前記第1画像よりも視野サイズの広い第2画像を生成する第2撮像部を備え、
前記表示部は、前記第2画像を表示する第2表示領域を有し、該第2表示領域内に、前記第1画像の視野サイズ及び視野位置を示す図形を前記第2画像に重ねて表示し、
前記走査制御部による前記レーザ光走査部の制御に追従させるように、前記第2表示領域内で前記図形を移動させる図形移動部をさらに備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to claim 1,
A second image having a wider field of view than the first image is generated by having an imaging optical axis independent of the laser beam path and imaging the workpiece without intervention of the laser beam scanning unit. provided with a second imaging unit for
The display unit has a second display area for displaying the second image, and in the second display area, a figure indicating the size and position of the visual field of the first image is superimposed on the second image. death,
The laser processing apparatus, further comprising: a graphic moving unit that moves the graphic within the second display area so as to follow the control of the laser beam scanning unit by the scanning control unit.
請求項2に記載されたレーザ加工装置において、
前記第2撮像部は、前記第2画像として、前記加工領域全体を撮像した画像を生成する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to claim 2,
A said 2nd imaging part produces|generates the image which imaged the said whole process area|region as said 2nd image, The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1から3のいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記表示部は、前記加工領域に対応付けられた設定面を表示し、
前記表示部は、少なくとも前記第1画像を前記設定面に重ねて表示する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The display unit displays a setting surface associated with the machining area,
The laser processing apparatus, wherein the display unit displays at least the first image superimposed on the setting surface.
請求項1から4いずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
少なくとも前記レーザ光出力部及び前記レーザ光走査部が内部に設けられた筐体を備え、
前記第1撮像部は、前記筐体に内蔵される
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
comprising a housing in which at least the laser light output unit and the laser light scanning unit are provided;
The laser processing apparatus, wherein the first imaging unit is built in the housing.
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