JP7344791B2 - laser processing equipment - Google Patents

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  • Laser Beam Processing (AREA)

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 device, such as a laser marking device, that performs processing by irradiating a workpiece with laser light.

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, laser processing apparatuses equipped with an imaging unit such as a camera are 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 describes a laser processing device (laser processing device) equipped with a laser light source that emits a laser beam, a scanning device that scans the laser beam two-dimensionally, and an imaging device that captures an image of an object to be marked. 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 a laser beam for processing. Specifically, the laser processing apparatus disclosed in Patent Document 1 includes an optical path branching means for branching an optical path between the laser light source and the scanning means, and the imaging means according to the document includes an optical path branching means. The optical axis directed toward the scanning means via the laser beam is provided so as to coincide with the optical axis of the laser beam.

また特許文献2には、被加工物(ワーク)を加工するためのレーザ光を出射するレーザヘッドと、被加工物における加工面を撮像する観察光学系と、を備えたレーザ加工装置が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a laser processing device that includes a laser head that emits a laser beam for processing a workpiece, and an observation optical system that images a processed surface of the workpiece. ing.

前記特許文献2に係るレーザヘッドは、加工面上でレーザ光を走査するための走査手段を収容しており、同文献に係る観察光学系は、高さ方向において走査手段と加工面との間に設けられている。具体的に、前記特許文献2に開示されている観察光学系は、レーザヘッドの外部に配置されており、そのレーザヘッドの底面に対して下方から取り付けられている。この観察光学系は、レーザ光の光軸に対して非同軸となっており、加工面を斜め上側から撮像するようになっている。 The laser head according to Patent Document 2 houses a scanning means for scanning a laser beam on a processed surface, and the observation optical system according to the same document accommodates a scanning means for scanning a laser beam on a processed surface, and an observation optical system according to the same document includes a scanning means for scanning a laser beam on a processed surface. It is set in. Specifically, the observation optical system disclosed in Patent Document 2 is disposed outside the laser head, and is attached from below to the bottom surface of the laser head. This observation optical system is non-coaxial with respect to the optical axis of the laser beam, and is configured to image the processed surface from diagonally above.

特開2004-148379号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-148379 特開2015-44212号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-44212

ところで、レーザ加工装置による加工結果を確認しようとした場合、前記特許文献1又は2に開示されている撮像部を用いて被加工物を撮像し、撮像により得られた画像を確認することが考えられる。 By the way, when trying to check the processing result by the laser processing device, it is a good idea to image the workpiece using the imaging unit disclosed in Patent Document 1 or 2 and check the image obtained by the imaging. It will be done.

具体的に、前記特許文献1に係る構成を用いた場合は、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)を使用することになり、前記特許文献2に係る構成を用いた場合は、加工用のレーザ光と非同軸化された撮像手段(以下、仮の呼称として「非同軸カメラ」という)を使用することになる。 Specifically, when the configuration according to Patent Document 1 is used, an imaging means coaxial with the laser beam for processing (hereinafter tentatively referred to as a "coaxial camera") is used, and the above-mentioned When the configuration according to Patent Document 2 is used, an imaging means (hereinafter tentatively referred to as a "non-coaxial camera") that is non-coaxial with the laser beam for processing is used.

ところが、同軸カメラと非同軸カメラを両方とも備えたレーザ加工装置においては、いずれのカメラを用いるべきかについて、ユーザが判断するのは容易ではない。このことは、レーザ加工装置の使い勝手という観点からは不都合である。 However, in a laser processing apparatus equipped with both a coaxial camera and a non-coaxial camera, it is not easy for the user to judge which camera should be used. This is inconvenient from the viewpoint of 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、複数種のカメラを備えるレーザ加工装置において、加工結果を確認する際の使い勝手を向上させることにある。 The technology disclosed herein has been developed in view of these points, and its purpose is to improve usability when checking processing results in a laser processing device equipped with multiple types of cameras. .

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 a laser beam that is generated based on the excitation light generated by the excitation light generation unit and that emits the laser beam. a laser beam output section that irradiates a workpiece with the laser beam emitted from the laser beam output section, and a laser beam scanning section that performs two-dimensional scanning within a processing area set on the surface of the workpiece. The present invention relates to a laser processing device comprising:

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により、前記第1撮像部よりも視野サイズが広くかつ前記加工領域全体を含んだ第2画像を生成する第2撮像部と、前記被加工物の表面上に、前記加工領域内に形成されるべき加工内容を示す加工パターンを設定する加工設定部と、前記加工設定部による設定内容に基づいて、前記加工パターンを含んだ撮像エリアを前記被加工物の表面上に規定するとともに、該撮像エリアの位置及びサイズを含んだ撮像内容を設定する撮像設定部と、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 optical path from the laser beam output section to the laser beam scanning section, and has an imaging optical axis that branches from the laser beam path from the laser beam output section to the laser beam scanning section. a first imaging unit that generates a first image including at least a part of the processing area by imaging the workpiece using a first imaging unit; a second imaging unit that generates a second image having a wider field of view than the first imaging unit and including the entire processing area by imaging the workpiece without the intervention of an optical scanning unit; a machining setting unit that sets a machining pattern indicating the machining content to be formed in the machining area on the surface of the workpiece; and an imaging area including the machining pattern based on the setting content by the machining setting unit. and an imaging setting unit that defines the area on the surface of the workpiece and sets the imaging content including the position and size of the imaging area.

そして、前記レーザ加工装置は、前記撮像設定部により設定された前記撮像エリアのサイズに基づいて、前記第1撮像部及び前記第2撮像部のうちのいずれか一方を選択する撮像選択部と、前記レーザ光走査部、並びに、前記第1及び第2撮像部を少なくとも制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記被加工物に前記加工パターンが加工された後、前記撮像選択部によって前記第1撮像部が選択されている場合は、前記撮像設定部により設定された前記撮像エリアの位置に基づいて前記レーザ光走査部を制御した状態で、前記第1撮像部を介して前記撮像エリアを撮像する一方、前記撮像選択部によって前記第2撮像部が選択されている場合は、該第2撮像部を介して前記撮像エリアを撮像する。 The laser processing apparatus includes an imaging selection unit that selects either the first imaging unit or the second imaging unit based on the size of the imaging area set by the imaging setting unit; a control unit that controls at least the laser beam scanning unit and the first and second imaging units; When the first imaging section is selected by While the imaging area is imaged, if the second imaging section is selected by the imaging selection section, the imaging area is imaged via the second imaging section.

ここで、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、第2撮像部よりも視野サイズこそ狭いが、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。 Here, the first imaging section includes an imaging means that is coaxial with a laser beam for processing. This first imaging section has a narrower field of view than the second imaging section, but it can generate a first image that magnifies the processing area at a relatively high magnification, and can scan the imaging area in two dimensions through a laser beam scanning section. You can scan or. The first imaging unit is used, for example, to locally enlarge and image a part of the processing area.

一方、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。 On the other hand, the second imaging section includes an imaging means that is non-coaxial with the laser beam for processing. Although this 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 that captures the processing area with a relatively wide field of view. I can do it. The second imaging unit is used, for example, to image the entire processing area at once.

前記の構成によれば、撮像設定部は、被加工物の表面上に撮像エリアを規定するとともに、その撮像エリアの位置及びサイズを含んだ撮像内容を設定する。次いで、撮像選択部は、撮像設定部により設定された撮像エリアのサイズに基づいて、第1及び第2撮像部のうちのいずれか一方を選択する。 According to the above configuration, the imaging setting section defines the imaging area on the surface of the workpiece and sets the imaging content including the position and size of the imaging area. Next, the imaging selection section selects one of the first and second imaging sections based on the size of the imaging area set by the imaging setting section.

そして、制御部は、第1及び第2撮像部のうち撮像選択部により選択された一方を介することで、撮像エリアを撮像する。撮像エリアを撮像することで、加工パターンを含んだ第1又は第2画像を生成することができる。ユーザは、そうして生成された第1又は第2画像を目視することで、レーザ加工装置による加工結果を確認することができる。 Then, the control unit images the imaging area via one of the first and second imaging units selected by the imaging selection unit. By imaging the imaging area, it is possible to generate the first or second image including the processing pattern. The user can confirm the processing result by the laser processing device by visually observing the first or second image thus generated.

このように、撮像エリアのサイズに基づいて撮像部を選択することで、そのサイズに適した撮像部を自動的に選択することができる。これにより、ユーザの手間を省き、ひいては、加工結果を確認する際の使い勝手を向上させることができる。 In this way, by selecting an imaging unit based on the size of the imaging area, it is possible to automatically select an imaging unit suitable for the size. This saves the user's time and effort, and further improves usability when checking the processing results.

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、前記撮像エリアを撮像することにより生成された前記第1又は第2画像に基づいて、前記被加工物に形成された前記加工パターンを読み取る読取部を備える、としてもよい。 Further, according to the second aspect of the present disclosure, the laser processing device may be configured to perform the laser processing on the workpiece based on the first or second image generated by imaging the imaging area. It is also possible to include a reading section that reads the processing pattern.

この構成によれば、読取部は、第1又は第2画像に含まれる加工パターンを読み取ることができる。この構成は、レーザ加工装置の使い勝手を向上させることができるという点で有効である。 According to this configuration, the reading section can read the processing pattern included in the first or second image. This configuration is effective in that it can improve the usability of the laser processing apparatus.

また、本開示の第3の側面によれば、前記撮像設定部は、前記加工パターンの周囲に所定マージンを加えることで、該加工パターンよりも面積の広い前記撮像エリアを規定し、前記撮像選択部は、前記第1及び第2撮像部のうち、少なくとも前記撮像エリアよりも視野サイズの広い一方を選択する、としてもよい。 Further, according to the third aspect of the present disclosure, the imaging setting section defines the imaging area wider than the processing pattern by adding a predetermined margin around the processing pattern, and selects the imaging area. The section may select one of the first and second imaging sections, which has a larger field of view than at least the imaging area.

この構成によれば、撮像選択部は、各撮像部の視野サイズと撮像エリアのサイズを比較することで、撮像部の選択を実行する。これにより、撮像部をより適切に選択することができるようになる。 According to this configuration, the imaging selection section selects the imaging section by comparing the field of view size of each imaging section and the size of the imaging area. This makes it possible to more appropriately select an imaging unit.

また、本開示の第4の側面によれば、前記撮像選択部は、前記第1及び第2撮像部それぞれの視野サイズが双方とも前記撮像エリアよりも広い場合は、前記第1撮像部を選択する、としてもよい。 According to the fourth aspect of the present disclosure, the imaging selection unit selects the first imaging unit when the field of view sizes of the first and second imaging units are both wider than the imaging area. It may be said to do.

この構成によれば、撮像選択部は、第1及び第2撮像部を双方とも選択可能な場合、第1撮像部を優先的に選択する。一般に、第1撮像部は、第2撮像部よりも視野サイズが狭い分、分解能に優れる。よって、第1撮像部を優先的に選択することで、より精細な第1画像を用いることができ、ひいては、加工結果をより適切に確認することができるようになる。 According to this configuration, when both the first and second imaging units are selectable, the imaging selection unit preferentially selects the first imaging unit. Generally, the first imaging section has a narrower field of view than the second imaging section, and therefore has better resolution. Therefore, by preferentially selecting the first imaging unit, it is possible to use a more detailed first image, and as a result, it is possible to check the processing result more appropriately.

また、本開示の第5の側面によれば、前記加工設定部は、前記加工パターンとしてQRコード(登録商標)を設定し、前記撮像設定部は、前記撮像エリアとして、前記加工パターンの外周を囲うクワイエットゾーンと、前記クワイエットゾーンのさらに外周を囲うマージンと、を前記加工パターンに加えた領域を設定する、としてもよい。 According to the fifth aspect of the present disclosure, the processing setting section sets a QR code (registered trademark) as the processing pattern, and the imaging setting section sets the outer periphery of the processing pattern as the imaging area. An area may be set in which a quiet zone to be enclosed and a margin to further surround the outer periphery of the quiet zone are added to the processing pattern.

この構成によれば、撮像設定部は、QRコードとしての加工パターンにクワイエットゾーン及びマージンを加えた領域を。撮像エリアに設定する。このように設定することで、撮像エリア内に加工パターンを確実に収めることができ、ひいては、加工結果をより適切に確認することができるようになる。 According to this configuration, the imaging setting section defines an area in which a quiet zone and a margin are added to the processed pattern as a QR code. Set as the imaging area. By setting in this way, it is possible to reliably fit the machining pattern within the imaging area, and in turn, it becomes possible to check the machining result more appropriately.

また、本開示の第6の側面によれば、前記第1及び第2撮像部の少なくとも一方は、各々の視野サイズが異なる複数の撮像モードを有し、前記撮像選択部は、前記撮像エリアのサイズに基づいて、前記複数の撮像モードから1つを選択する、としてもよい。 Further, according to the sixth aspect of the present disclosure, at least one of the first and second imaging sections has a plurality of imaging modes each having a different field of view size, and the imaging selection section is configured to select one of the imaging areas. One of the plurality of imaging modes may be selected based on the size.

この構成によれば、加工結果の確認に有利となる。 This configuration is advantageous for checking the machining results.

以上説明したように、前記レーザ加工装置によれば、加工結果を確認する際の使い勝手を向上させることができる。 As explained above, according to the laser processing apparatus, usability when checking processing results can be improved.

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 a schematic configuration of a laser processing device. 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 the laser beam scanning section. 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 illustrating 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 flowchart 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 processing 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 illustrating 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 flowchart illustrating the operating procedure of the laser processing apparatus. 図12は、撮像エリアとしての読取エリアを例示する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a reading area as an imaging area. 図13Aは、QRコードの表示態様について説明する図である。FIG. 13A is a diagram illustrating the display mode of the QR code. 図13Bは、QRコードの表示態様について説明する図である。FIG. 13B is a diagram explaining the display mode of the QR code. 図13Cは、QRコードの表示態様について説明する図である。FIG. 13C is a diagram illustrating the display mode of the QR code. 図14は、撮像選択処理の基本概念について説明する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating the basic concept of imaging selection processing. 図15は、撮像選択処理の具体的な処理を例示するフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart illustrating specific processing of the imaging selection processing. 図16は、広角モードと標準モードを説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating wide-angle mode and standard mode. 図17は、広角モードと標準モードを取り入れた撮像選択処理を説明する図である。FIG. 17 is a diagram illustrating an imaging selection process that incorporates a wide-angle mode and a standard mode. 図18は、撮像エリアの別例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing another example of the imaging area. 図19は、印字ブロックのレイアウトについて説明する図である。FIG. 19 is a diagram illustrating the layout of print blocks. 図20は、複数の印字ブロックを含んだ撮像エリアを例示する図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an imaging area including a plurality of print blocks. 図21は、レーザ加工装置の運用手順の別例を示すフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart showing another example of the operating procedure of the laser processing apparatus.

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。 Embodiments of the present disclosure will be described below based on the drawings. Note that the following explanation 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, although this specification describes a laser marker as an example of a laser processing device, the technology disclosed herein can be applied to laser application equipment in general, regardless of the name of the laser processing device or 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。 Further, 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 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 configuration>
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 apparatus L in the laser processing system S. The laser processing system S illustrated in FIG. 1 includes a laser processing device L, an operation terminal 800 and an external device 900 connected to the laser processing device L.

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。 The laser processing apparatus L illustrated in FIGS. 1 and 2 irradiates a workpiece W as a workpiece with laser light emitted from the marker head 1, and performs three-dimensional scanning on the surface of the workpiece W. Processing is done by doing this. Note that "three-dimensional scanning" here refers to a two-dimensional operation of scanning the irradiation position of the laser beam on the surface of the work W (so-called "two-dimensional scanning") and adjusting the focal position of the laser beam. It refers to a concept that collectively refers to the combination of one-dimensional movement 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 (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 beams having other wavelengths may be used to process 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 (height of the workpiece W) via the distance measuring unit 5 built into the marker head 1, and utilizes the measurement result. The focal position of the near-infrared laser beam can be adjusted by

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 separate bodies in this embodiment, and are 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, optical fiber cables and 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 includes, for example, a central processing unit (CPU) and a memory, and is connected to the marker controller 100. This operating terminal 800 functions as a terminal for setting various processing conditions (also referred to as printing conditions) such as printing settings, and for showing information related to laser processing to the user. This operation terminal 800 includes a display section 801 for displaying information to the user, an operation section 802 for receiving operation input from 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 section 801 is configured by, for example, a liquid crystal display or an organic EL panel. The display unit 801 displays the operating status and processing conditions of the laser processing apparatus L as information related to laser processing. On the other hand, the operation unit 802 includes, for example, a keyboard and/or a pointing device. Here, the pointing device includes a mouse, a joystick, and the like. The operation unit 802 is configured to accept operation input from a 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 for laser processing based on the operation input by the user. These processing conditions include, for example, the character string to be printed on the workpiece W, the content of graphics such as barcodes and QR codes (registered trademark) (marking patterns), and the output required for the laser beam (target output). , the scanning speed of the laser beam on the workpiece W (scanning speed), and one or more of the following.

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。 Further, the processing conditions according to the present embodiment also include conditions and parameters related to the above-mentioned distance measuring unit 5 (hereinafter also referred to as "distance measuring conditions"). Such distance measurement conditions include, for example, data that associates the signal indicating the detection result by the distance measurement unit 5 with the distance to the surface of the workpiece W.

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 operation terminal 800 are output to the marker controller 100 and stored in its condition setting storage unit 102. 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, for example, the marker controller 100. In this case, the term "control unit" or the like is used instead of "operation terminal," but at least in this embodiment, the operation terminal 800 and the marker controller 100 are separate 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 necessary. 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, for example, the type and position of the work W being transported on the manufacturing line. As the image recognition device 901, for example, an image sensor can be used. PLC902 is used to control the 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 apparatuses described above, the laser processing apparatus L can also be connected to devices for operation and control, computers for performing various other processes, storage devices, peripheral devices, and the like. The connection in this case may be, for example, a serial connection such as IEEE1394, RS-232, RS-422, and USB, or a parallel connection. Alternatively, electrical, magnetic, or optical connections can be employed via networks such as 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, etc. 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, etc. may be used. Further, as the storage medium used in the storage device for exchanging data and storing various settings, for example, various memory cards, magnetic disks, magneto-optical disks, semiconductor memories, hard disks, etc. can be used.

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。 Hereinafter, the hardware configuration of each of the marker controller 100 and the marker head 1, and the configuration related to the control of the marker head 1 by the marker controller 100 will be described in order.

<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 section 102 that stores the processing conditions described above, a control section 101 that controls the marker head 1 based on the processing conditions stored therein, and a laser excitation control section 102 that controls the marker head 1 based on the processing conditions stored therein. It includes an excitation light generation section 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 machining conditions set via the operation terminal 800 and output the stored machining 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 non-volatile memory, a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), etc., and stores processing conditions. Information indicating the information can be stored temporarily or continuously. Note that when the operating terminal 800 is incorporated into the marker controller 100, the storage device 803 can be configured to also serve as the condition setting storage section 102.

(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及び全体カメラ(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)
The control unit 101 controls at least the excitation light generation unit 110 in the marker controller 100, the laser light output unit 2, the laser light guide unit 3, and the laser light guide unit 3 in the marker head 1, based on the processing conditions stored in the condition setting storage unit 102. By controlling the laser beam scanning unit 4, the distance measuring unit 5, the coaxial camera 6, and the overall camera (non-coaxial camera) 7, printing processing and the like on the workpiece W are executed.

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 operating terminal 800 and processing conditions read from the condition setting storage unit 102. A control signal is generated based on the signal shown. The control unit 101 controls printing processing on the workpiece W and measurement of the distance to the workpiece W by outputting the control signal thus generated to each part of the laser processing apparatus L.

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 processing 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 drive unit 112. , controlling the generation of 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。 Furthermore, when actually machining the workpiece W, the control unit 101 reads a machining pattern (marking pattern) stored in the condition setting storage unit 102, for example, and transmits a control signal generated based on the machining pattern to the laser beam. The near-infrared laser beam is outputted to the optical scanning section 4 and scanned two-dimensionally.

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 way, the control unit 101 can control the laser beam scanning unit 4 to realize two-dimensional scanning with near-infrared laser beams. The control unit 101 is an example of a "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 generation unit 110)
The excitation light generation unit 110 is optically coupled to the excitation light source 111 with an excitation light source 111 that generates laser light according to a drive current, and an excitation light source drive unit 112 that supplies a drive current to the excitation light source 111. and an excitation light condensing section 113. The excitation light source 111 and the excitation light condenser 113 are fixed within an excitation casing (not shown). Although details are omitted, this excitation casing is made of a metal such as copper that has excellent thermal conductivity, and can efficiently radiate 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 generation section 110 will be explained 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 unit 112 supplies a drive current to the excitation light source 111 based on the control signal output from the control unit 101. Although details will be omitted, the excitation light source drive unit 112 determines a drive current based on the target output determined by the control unit 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 drive current from the excitation light source drive unit 112 and oscillates laser light according to the drive 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 output in a line shape and enters the excitation light condenser 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 condenser 113 condenses the laser beam output from the excitation light source 111 and outputs it as laser excitation light (excitation light). For example, the excitation light condenser 113 is composed of a focusing lens or the like, and has an entrance surface into which the laser beam is incident, and an exit surface through which the laser excitation light is output. The excitation light condenser 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 condenser 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。 Note that the excitation light generation section 110 can be an LD unit or an LD module in which the excitation light source driving section 112, the excitation light source 111, and the excitation light condensing section 113 are incorporated in advance. Furthermore, the excitation light emitted from the excitation light generation section 110 (specifically, the laser excitation light output from the excitation light condensing section 113) can be made non-polarized, thereby preventing changes in the polarization state. There is no need to take this into account, 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 light obtained from an LD array in which several dozen LD elements are arranged using optical fibers, has a mechanism that makes the output light non-polarized. It is preferable to have one.

(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 includes a distance measuring section 103 that measures the distance to the workpiece W via the distance measuring unit 5. The distance measurement section 103 is electrically connected to the distance measurement unit 5, and receives a signal related to the measurement result by the distance measurement unit 5 (at least a signal indicating the distance measurement light receiving position in the distance measurement light receiving section 5B). It is possible to receive.

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全体カメラ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及び全体カメラ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 the present embodiment includes a coaxial camera 6 and an overall 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 overall camera 7.

マーカコントローラ100は、同軸カメラ6又は全体カメラ7により生成される撮像画像Pwに係る処理を行うべく、距離測定部103と、撮像設定部104と、撮像選択部105と、読取部106と、を備えている。 The marker controller 100 includes a distance measuring section 103, an imaging setting section 104, an imaging selection section 105, and a reading section 106 in order to perform processing related to the captured image Pw generated by the coaxial camera 6 or the overall camera 7. We are prepared.

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 that sets information related to marking patterns. The settings in 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、撮像設定部104、撮像選択部105及び読取部106は、制御部101によって構成してもよい。例えば、制御部101が距離測定部103を兼用してもよい。また、撮像設定部104が、撮像選択部105等を兼用してもよい。距離測定部103、撮像設定部104、撮像選択部105及び読取部106の詳細は、後述する。 Note that the distance measurement section 103, the imaging setting section 104, the imaging selection section 105, and the reading section 106 may be configured by the control section 101. For example, the control unit 101 may also serve as the distance measurement unit 103. Furthermore, the imaging setting section 104 may also serve as the imaging selection section 105 or the like. Details of the distance measurement section 103, the imaging setting section 104, the imaging selection section 105, and the reading section 106 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及び全体カメラ7と、を備えている。
<Marker head 1>
As described above, the laser excitation light generated by the excitation light generation section 110 is guided to the marker head 1 via the optical fiber cable. This marker head 1 includes a laser beam output section 2 that amplifies and generates laser light based on laser excitation light and outputs it, and a laser beam output section 2 that irradiates the surface of a workpiece W with the laser beam outputted from the laser beam output section 2. A laser beam scanning unit 4 that performs dimensional scanning, a laser beam guide unit 3 that configures an optical path from the laser beam output unit 2 to the laser beam scanning unit 4, and a distance measuring unit that emits and receives light through the laser beam scanning unit 4. It includes a distance measuring unit 5 for measuring the distance to the surface of the workpiece W based on light, and a coaxial camera 6 and an overall camera 7 for capturing an image of the surface of the workpiece W.

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 section 3 according to the present embodiment not only constitutes an optical path, but also includes a Z scanner (focus adjustment section) 33 that adjusts the focal position of the laser light, a guide light source 36 that emits guide light, A plurality of members, such as a coaxial camera 6 that captures an image of the surface of the workpiece 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。 The laser beam guide section 3 further includes an upstream merging mechanism 31 for merging the near-infrared laser beam output from the laser beam output section 2 and the guide light emitted from the guide light source 36, and an upstream merging mechanism 31 for merging the near-infrared laser beam output from the laser beam output section 2 and the guide light emitted from the guide light source 36, and a laser beam scanning section 4. It has a downstream merging mechanism 35 for merging the guided laser beam 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 to 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. 3A to 3B, FIG. 3A shows an example of processing a workpiece W using near-infrared laser light, and FIG. 3B shows a case of measuring the distance to the surface of the workpiece W using a 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 beam output section 2, a laser beam guide section 3, a laser beam scanning section 4, and a distance measuring unit 5 are provided. ing. This housing 10 has a substantially rectangular external shape as shown in FIG. The lower surface of the housing 10 is defined by a plate-shaped 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. The transmission window 19 is constructed by fitting a plate-shaped transparent member that can transmit near-infrared laser light, guide light, and distance measurement light into a through hole that penetrates the bottom plate 10a in the 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 following description, the longitudinal direction of the casing 10 in FIG. 4 will be simply referred to as the "longitudinal direction" or the "front-back direction," and the lateral direction of the casing 10 in FIG. This is sometimes referred to as the "left-right direction." Similarly, the height direction of the housing 10 in FIG. 4 may be simply referred to as the "height direction" or the "up-down 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 section 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 portion 11 is provided inside the casing 10. The internal space of the casing 10 is partitioned into one side and the other side in the longitudinal direction by the partition part 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 portion 11 is formed into a flat plate shape extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the housing 10 . Further, in the longitudinal direction of the housing 10, the partition portion 11 is arranged closer to one side in the longitudinal direction (the front side in FIG. 4) compared to 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 side in the longitudinal direction within the housing 10 has a shorter longitudinal dimension than the space partitioned on the other side in the longitudinal direction (the rear side in FIG. 4). Hereinafter, the space partitioned on the other side in the longitudinal direction within the housing 10 will be referred to as a first space S1, while the space partitioned on one side in the longitudinal direction 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, a laser beam output section 2, some parts of the laser beam guide section 3, a laser beam scanning section 4, and a distance measuring unit 5 are arranged inside the first space S1. On the other hand, the 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 by the substantially flat base plate 12 into a space on one side in the transverse direction (the left side in FIG. 4) and a space on the other side (the right side in FIG. 4). . Parts constituting the laser light output section 2 are mainly arranged in the former space.

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 constituting the laser beam output section 2, the optical parts 21, such as optical lenses and optical crystals, which are required to be sealed as airtight as possible, are fixed in the short direction in the first space S1. In the side space, it is arranged inside a housing space surrounded by the base plate 12 and 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 constituting the laser beam output section 2, parts that do not necessarily need to be sealed tightly, such as electrical wiring and the heat sink 22 shown in FIG. It is arranged on the opposite side (the other side in the lateral direction in 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 section 4 can be arranged on one side in the lateral direction with the base plate 12 in between, similarly to the optical component 21 in the laser beam output section 2. Specifically, the laser beam scanning section 4 according to this embodiment is arranged adjacent to the partition section 11 described above 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。 Further, although not shown, the distance measuring unit 5 is arranged in the space on the other side in the lateral direction in the first space S1, similarly to the heat sink 22 in the laser light output section 2.

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を構成する部品の大部分は、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。 Furthermore, the components constituting the laser beam guide section 3 are mainly arranged in the second space S2. In this embodiment, most of the components constituting the laser beam guide section 3 are housed in a space surrounded by the partition section 11 and the 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 parts constituting the laser beam guide section 3, the downstream side 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 merging mechanism 35 is located 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。 Further, the base plate 12 is formed with a through hole (not shown) that penetrates the base plate 12 in the thickness direction. The laser beam guide section 3 and the laser beam scanning section 4 are optically coupled to the distance measuring unit 5 through this through hole.

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。 Hereinafter, the configurations of the laser beam output section 2, the laser beam guide section 3, the laser beam scanning section 4, and the distance measuring unit 5 will be explained in order.

(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 section 2)
The laser light output unit 2 generates near-infrared laser light for printing based on the laser excitation light generated by the excitation light generation unit 110, and also sends the near-infrared laser light to the laser light guide unit 3. is configured to print.

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 beam output unit 2 includes a laser oscillator 21a that generates a laser beam having a predetermined wavelength based on laser excitation light, amplifies the generated laser beam, and emits a near-infrared laser beam, and a laser oscillator 21a that generates a laser beam having a predetermined wavelength based on the laser excitation light. It includes a beam sampler 21b for separating a part of the emitted near-infrared laser light, and a power monitor 21c into which the near-infrared laser light separated by the beam sampler 21b is incident.

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 details are omitted, the laser oscillator 21a according to the present embodiment includes a laser medium that performs stimulated emission corresponding to laser excitation light to emit laser light, and a laser medium that emits laser light by performing stimulated emission corresponding to laser excitation light, and a It has a Q switch and a mirror that resonates the laser light pulsed 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。 In particular, in this embodiment, rod-shaped Nd:YVO 4 (yttrium vanadate) is used as the laser medium. Thereby, the laser oscillator 21a can emit a laser beam (the above-mentioned near-infrared laser beam) having a wavelength of around 1064 nm as a laser beam. However, the present invention is not limited to this example, and other laser media such as YAG, YLF, GdVO 4 doped with rare earth elements, etc. can also be used. Various solid laser media can be used depending on the purpose 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。 Furthermore, the wavelength of the output laser light can be converted to an arbitrary wavelength by combining a wavelength conversion element with the solid-state laser medium. Furthermore, a so-called fiber laser may be used in which a fiber is used as an oscillator instead of a bulk solid-state laser medium.

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。 Furthermore, the laser oscillator 21a may be configured by combining a solid laser medium such as Nd:YVO 4 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, as in the case of using a fiber, high output can be achieved. This makes it possible to realize faster printing 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 the near-infrared laser beam. The power monitor 21c is electrically connected to the marker controller 100 and can output its detection signal to the control unit 101 and 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 light guide section 3)
The laser beam guide section 3 forms at least a part of a laser beam path P that guides the near-infrared laser beam emitted from the laser beam output section 2 to the laser beam scanning section 4 . In addition to a bend mirror 34 for forming such a laser beam path P, the laser beam guiding section 3 includes a Z scanner (focus adjustment section) 33, a guide light source (guide light emitting 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 beam incident from the laser beam output section 2 is reflected by the bend mirror 34 and passes through the laser beam guide section 3. A Z scanner 33 is arranged on the way to the bend mirror 34 for adjusting the focal position of the near-infrared laser beam. The near-infrared laser beam that passes through the Z scanner 33 and is reflected by the bend mirror 34 enters the laser beam scanning section 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。 The laser optical path P configured by the laser beam guide section 3 can be divided into two with the Z scanner 33 serving as a focus adjustment section as the boundary. Specifically, the laser beam path P configured by the laser beam guide section 3 includes an upstream optical path Pu from the laser beam output section 2 to the Z scanner 33, and a downstream optical path Pd from the Z scanner 33 to the laser beam 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 beam output section 2 to the Z scanner 33 via the above-mentioned upstream merging 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 casing 10, and passes from the Z scanner 33 through the bend mirror 34 and the aforementioned downstream merging mechanism 35 in order to the laser beam scanning section 4. The first scanner 41 is reached.

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。 In this way, inside the housing 10, the upstream merging mechanism 31 is provided in the middle of the upstream optical path Pu, and the downstream merging 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, the configuration related to the laser beam guide section 3 will be explained 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 S2 inside the housing 10, and emits guide light for projecting a predetermined machining pattern onto the surface of the workpiece W. The wavelength of the guide light is set to fall 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 the 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。 Note that in this embodiment, the wavelength of the guide light is set to be different from at least the wavelength of the near-infrared laser light. Further, as will be described later, the distance measurement light emitting section 5A in the distance measurement unit 5 emits distance measurement light having a wavelength different from that of the guide light and the near-infrared laser beam. Therefore, the ranging 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 approximately the same height as the upstream merging mechanism 31 in the second space S2, and emits a visible laser (guide light) toward the inside of the casing 10 in the transverse 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 and the upstream merging mechanism 31 intersect.

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。 Note that "substantially the same height" as used herein means that the height positions are substantially the same when viewed from the bottom plate 10a forming the lower surface of the housing 10. 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, for example, when guide light is emitted from the guide light source 36 in order to allow the user to visually recognize a processing pattern using near-infrared laser light, the guide light reaches the upstream merging mechanism 31 . The upstream merging mechanism 31 includes 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。 Note that the guide light source 36 according to this embodiment is configured to emit guide light based on a control signal output from the control unit 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 side merging mechanism 31-
The upstream merging mechanism 31 causes the guide light emitted from the guide light source 36 serving as the guide light emitting section to merge 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 different from at least 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 beam and guide light coaxialized by the 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-
The Z scanner 33 as a focus adjustment unit is disposed in the middle of the optical path constituted by the laser light guide unit 3, and can adjust the focal position of the near-infrared laser beam emitted from the laser light output unit 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 inside the housing 10 in the middle of the optical path of the laser light path P from the upstream side merging mechanism 31 as a guide light merging mechanism to the laser beam scanning unit 4.

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 input lens 33a that transmits near-infrared laser light emitted from the laser light output section 2, and a laser beam that passes through the input lens 33a. a collimating lens 33b that allows the near-infrared laser beam to pass through, an output lens 33c that allows the near-infrared laser beam that has passed through the input lens 33a and the collimator lens 33b to pass, a lens drive unit 33d that moves the input lens 33a, It has a casing 33e that accommodates a lens 33a, a collimating lens 33b, and an 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 entrance lens 33a is made of a plano-concave lens, and the collimating lens 33b and the exit lens 33c are made of a plano-convex lens. The entrance lens 33a, the collimating lens 33b, and the exit lens 33c are arranged so 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。 Furthermore, in the Z scanner 33, a lens driving section 33d moves the input lens 33a along the optical axis. This allows the relative distance between the input lens 33a and the output lens 33c to be changed while keeping the optical axes of the input lens 33a, collimator lens 33b, and output lens 33c coaxial with respect to the near-infrared laser beam passing through the Z scanner 33. can do. As a result, the focal position of the near-infrared laser beam irradiated onto the workpiece W 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 of 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 for passing near-infrared laser light are formed at both ends of the casing 33e. Inside the casing 33e, the entrance lens 33a, the collimating 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 entrance lens 33a, collimating lens 33b, and exit lens 33c, the collimating lens 33b and the exit lens 33c are fixed inside the casing 33e. On the other hand, the entrance lens 33a is provided so as to be movable in the vertical direction. The lens drive unit 33d includes, for example, a motor, and moves the entrance lens 33a in the vertical direction. 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, assume that the distance between the input lens 33a and the output lens 33c is adjusted to be relatively short by the lens driving section 33d. In this case, since the convergence angle of the near-infrared laser beam passing through the output lens 33c becomes relatively small, the focal position of the near-infrared laser beam 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 input lens 33a and the output lens 33c is adjusted to be relatively long by the lens driving section 33d. In this case, since the convergence angle of the near-infrared laser beam passing through the output lens 33c becomes relatively large, 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。 Note that in the Z scanner 33, among the entrance lens 33a, collimating lens 33b, and exit lens 33c, the entrance lens 33a may be fixed inside the casing 33e, and the collimating lens 33b and the exit lens 33c may be movable in the vertical direction. good. Alternatively, the entrance lens 33a, collimator lens 33b, and exit lens 33c may all be movable in the vertical direction.

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。 In this way, the Z scanner 33 as a focus adjustment section 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 the "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。 Note that the near-infrared laser beam 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, the focal position of not only the near-infrared laser beam but also 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 this embodiment, particularly the lens drive section 33d in the Z scanner 33, is configured to operate based on a 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 so as to bend the optical path Pd and direct it backward. Although not shown, the bend mirror 34 is arranged at approximately the same height as the optical member 35a in the downstream merging mechanism 35, and can reflect the near-infrared laser light and 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 beam and guide light reflected by the bend mirror 34 propagate toward the rear, pass through the downstream merging mechanism 35, and reach the laser beam 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 section 5A in the distance measuring unit 5 to the workpiece W via the laser beam scanning section 4 by merging it into the aforementioned downstream optical path Pd. . In addition, the downstream merging mechanism 35 guides the distance measuring light reflected by the workpiece W and returning in the order of the laser beam scanning section 4 and the downstream optical path Pd to the distance measuring light receiving section 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 section 5A and the near-infrared laser beam and guide light in the downstream optical path Pd can be made coaxial. At the same time, by providing the downstream merging mechanism 35, among the distance measuring light emitted from the marker head 1 and reflected by the workpiece W, the distance measuring light incident on the marker head 1 is guided to the distance measuring 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 the guide light. Therefore, the downstream merging mechanism 35 can be configured using, for example, a dichroic mirror, similarly to 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 merging mechanism 35 according to this embodiment includes a dichroic mirror 35a that transmits one of the ranging light and the guide light and reflects the other (see FIG. 5). More specifically, the dichroic mirror 35a is disposed at substantially the same height as the bend mirror 34 and behind the bend mirror 34, and is disposed in a space on the left side in the lateral direction within the housing 10.

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 35a is also fixed in such a manner that one mirror surface thereof faces the bend mirror 34 and the other mirror surface faces the base plate 12. Therefore, the near-infrared laser beam and the guide light are incident on one mirror surface of the dichroic mirror 35a, while the ranging 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 this embodiment can reflect the distance measurement light and transmit the near-infrared laser light and the guide light. Thereby, for example, when the distance measurement light emitted from the distance measurement unit 5 enters the dichroic mirror 35a, the distance measurement light is merged into the downstream optical path Pd and made coaxial with the near-infrared laser light and the guide light. I can do it. The near-infrared laser light, guide light, and distance measurement light thus coaxially 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 beam scanning section 4 and reaches the downstream optical path Pd. The distance measuring light that has returned to the downstream optical path Pd is reflected by the dichroic mirror 35a 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。 Although not shown in the drawings, the distance measurement light that enters the dichroic mirror 35a from the distance measurement unit 5 and the distance measurement light that is reflected by the dichroic mirror 35a and enters the distance measurement unit 5, both of them are connected to the housing 10. It propagates along the left and 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 section 4)
As shown in FIG. 3A, the laser beam scanning section 4 irradiates the workpiece W with a laser beam (near infrared laser beam) emitted from the laser beam output section 2 and guided by the laser beam guide section 3. It is configured to two-dimensionally scan the surface of the workpiece 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 section 4 is configured as a so-called two-axis galvano scanner. That is, this laser beam scanning section 4 includes a first scanner 41 for scanning near-infrared laser beam incident from the laser beam guide section 3 in a first direction, and a near-infrared laser scanned by the first scanner 41. It has 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 with near-infrared laser light in a direction substantially orthogonal 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 perpendicular to the above-mentioned 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 arranged 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-back direction (the 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 41a is also rotationally driven by a motor (not shown) built into 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 attitude 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 located at approximately the same height as the first mirror 41a in the first scanner 41 and to the right of the first mirror 41a. Therefore, although not shown, 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) built into the second scanner 42. This motor can rotate the second mirror 42a around a rotation axis extending in the front-rear direction. By adjusting the rotational attitude of the second mirror 42a, the angle of reflection of the near-infrared laser beam 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 near-infrared laser light enters the laser beam scanning unit 4 from the downstream merging mechanism 35, the near-infrared laser light is transmitted to the first mirror 41a in the first scanner 41 and the second mirror in the second scanner 42. 42a, and exit to the outside of 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 and adjusting the rotational attitude of the first mirror 41a, it becomes possible to scan the surface of the workpiece W with the near-infrared laser beam in the first direction. . At the same time, by operating the motor of the second scanner 42 and adjusting the rotational attitude of the second mirror 42a, it becomes possible to scan the surface of the workpiece W with the near-infrared laser beam 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。 Further, as described above, the laser beam scanning unit 4 receives not only the near-infrared laser beam but also the guide light that has passed through the optical member 35a of the downstream merging mechanism 35, or the distance measuring light that has been reflected by the optical member 35a. will also be incident. The laser beam scanning unit 4 according to the present embodiment can two-dimensionally scan the guide light or distance measurement light that has entered by operating the first scanner 41 and the second scanner 42, respectively.

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。 Note that the rotational postures that the first mirror 41a and the second mirror 42a can take are basically such that when near-infrared laser light is reflected by the second mirror 42a, the reflected light passes through the transmission window 19. It is set within such a range.

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 section 4 according to the present embodiment is electrically controlled by the control section 101 as a scanning control section, so that the near-infrared laser beam is applied to the processing area R1 set on the surface of the workpiece W. A predetermined processing pattern (marking pattern) can be formed within the processing region R1 by irradiating the laser beam.

(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 a laser optical path P from the laser beam output section 2 to the laser beam scanning section 4 (see FIGS. 3A and 3B). The coaxial camera 6 can generate a captured image Pw including at least a part of the processing area 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 unit" in this embodiment.

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, among 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 will be given the symbol "Pw1". The coaxial image Pw1 is an example of a "first image".

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、全体カメラ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 an imaging means that is coaxial with a near-infrared laser beam for processing. Although the coaxial camera 6 has a narrower field of view than the overall camera 7, it can generate a coaxial image Pw1 in which the processing area R1 is enlarged at a relatively high magnification as the captured image Pw, and It is possible to perform two-dimensional scanning of the imaging area. The coaxial camera 6 is used, for example, to locally enlarge and image 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 with at least a portion thereof 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。 The coaxial camera 6 according to this embodiment is built into a housing 10. Specifically, the coaxial camera 6 is arranged at approximately the same height as the bend mirror 34 in the laser light guide section 3 . The coaxial camera 6 receives reflected light that has entered the laser beam guide section 3 from the laser beam scanning section 4 . The coaxial camera 6 is configured so that the reflected light reflected at the printing point on the workpiece 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 by the coaxial camera 6 for imaging is branched from the aforementioned downstream optical path Pd and propagated. Therefore, by operating the laser beam scanning section 4 appropriately, the processing region R1 illustrated in FIG. 9 can be two-dimensionally scanned.

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。 Note that the coaxial camera 6 according to this embodiment is configured to operate based on a control signal output from the control unit 101, similarly to the guide light source 36 and the like.

(全体カメラ7)
全体カメラ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)。全体カメラ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が広くかつ加工領域R1全体を含んだ撮像画像Pwを生成することができる。全体カメラ7は、本実施形態における「第2撮像部」の例示である。
(Overall camera 7)
The overall camera 7 has an imaging optical axis A2 independent of the laser optical path P (see FIG. 9). The overall camera 7 captures an image of the workpiece W without the intervention of the laser beam scanning unit 4, thereby generating a captured image Pw that has a wider field of view than the image generated by the coaxial camera 6 and that includes the entire processing area R1. can do. The overall camera 7 is an example of the "second imaging section" in this embodiment.

以下、撮像画像Pwのうち、第2撮像部としての全体カメラ7により生成される撮像画像Pwを「全体画像」と呼称し、これに符号「Pw2」を付す。全体画像Pw2は、「第2画像」の例示である。 Hereinafter, among the captured images Pw, the captured image Pw generated by the overall camera 7 as the second imaging unit will be referred to as a "whole image" and will be given the symbol "Pw2". The entire image Pw2 is an example of a "second image."

全体カメラ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。全体カメラ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全体画像Pw2を生成することができる。全体カメラ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 overall camera 7 is configured as an imaging means that is non-coaxial with a near-infrared laser beam for processing. Although the overall 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 captured image Pw, the entire image Pw2 is obtained by capturing the processing area R1 with a relatively wide field of view. can be generated. The entire camera 7 is used, for example, to image the entire processing region R1 at once.

全体カメラ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、全体カメラ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 general camera 7 can be displayed on the display unit 801 with at least a portion thereof enlarged or reduced. The display unit 801 displays the captured image Pw generated by the overall 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 displayed.

本実施形態に係る全体カメラ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、全体カメラ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 overall camera 7 according to this embodiment is placed directly above the transparent window 19, and is fixed in a position with its imaging lens facing downward. As described above, the imaging optical axis A2 of the overall camera 7 is not coaxial with the optical axis Az of the near-infrared laser beam described above (see FIGS. 3A, 3B, and 9).

なお、本実施形態に係る「撮像部」は、第1撮像部としての同軸カメラ6、及び、第2撮像部としての全体カメラ7の少なくとも一方からなる。すなわち、同軸カメラ6又は全体カメラ7によって生成される撮像画像Pwは、後述の制御態様において用いられるところ、その撮像画像Pwは、同軸カメラ6又は全体カメラ7のいずれか一方を用いて生成してもよいし、両者を組み合わせて生成してもよい。同軸カメラ6及び全体カメラ7を双方とも備える構成は、必須ではない。 Note that the "imaging section" according to the present embodiment includes at least one of a coaxial camera 6 as a first imaging section and an overall camera 7 as a second imaging section. That is, the captured image Pw generated by the coaxial camera 6 or the overall camera 7 is used in the control mode described below, but the captured image Pw is generated using either the coaxial camera 6 or the overall camera 7. or a combination of both. A configuration including both the coaxial camera 6 and the overall camera 7 is not essential.

(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。
(Distance measurement unit 5)
As shown in FIG. 3B, the distance measuring unit 5 projects distance measuring light via the laser beam scanning section 4, and irradiates the surface of the workpiece W with the distance measuring light. The distance measuring unit 5 also receives distance measuring light reflected by the surface of the workpiece 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 measurement unit 5 is mainly divided into a module for projecting distance measurement light and a module for receiving distance measurement light. Specifically, the ranging unit 5 includes a ranging light emitting section 5A configured as a module for projecting ranging light, and a ranging light receiving section configured as a module for receiving ranging light. It is equipped with 5B.

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。 Of these, the distance measuring light emitting unit 5A is provided inside the housing 10, and emits the distance measuring light for measuring the distance from the marker head 1 to the surface of the workpiece W in the laser processing device L with the laser beam. The light is emitted toward the scanning section 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 section 5B is provided inside the housing 10 similarly to the distance measuring light emitting section 5A, and is reflected on the surface of the workpiece W to the laser beam scanning section 4 and the downstream merging mechanism 35. It receives the distance measuring light that returns through 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。 Hereinafter, the configuration of each part forming the ranging unit 5 will be explained in order.

-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。
-Distance measurement light emitting section 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 device L to the surface of the workpiece 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 ranging light emitting section 5A includes the above-mentioned ranging light source 51 and light projecting lens 52.

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 measurement light source 51 emits distance measurement light toward the front side of the housing 10 according to a 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 ranging light source 51 according to this embodiment emits red laser light having a wavelength of around 690 nm as ranging 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 light 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 light projection lens 52 collects the distance measurement light emitted from the distance measurement 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 center 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 35a 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 reflected in order by the first mirror 41a of the first scanner 41 and the second mirror 42a of the second scanner 42, and is reflected from the transmission window 19 to the outside of the marker head 1. It 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 in the description of the laser beam scanning unit 4, by adjusting the rotational attitude of the first mirror 41a of the first scanner 41, the surface of the workpiece W can be scanned with the distance measuring light in the first direction. . At the same time, by operating the motor of the second scanner 42 and adjusting the rotational attitude of the second mirror 42a, it becomes possible to scan the surface of the workpiece W 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 workpiece W. A part of the distance measuring light thus reflected (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 interior of the marker head 1 returns to the laser beam guide section 3 via the laser beam scanning section 4 . Since the reflected light has the same wavelength as the distance measuring light, it is reflected by the optical member 35a 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。
-Distance measurement light receiving section 5B-
The distance measurement light receiving section 5B is provided inside the housing 10, and receives distance measurement light (equivalent to the above-mentioned "reflected light") emitted from the distance measurement light emission section 5A and reflected by the workpiece W. is configured to do so.

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 ranging light receiving section 5B includes a pair of light receiving elements 56L and 56R and a light receiving lens 57.

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。 The pair of light-receiving elements 56L and 56R each have a light-receiving surface directed diagonally forward, detect the receiving position of reflected light on each light-receiving surface, and output a signal (detection signal) indicating the detection result. do. Detection signals output from each of 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。 Examples of elements that can be used as the light receiving elements 56L and 56R include a CMOS image sensor made of a complementary MOS (CMOS), a CCD image sensor made of a charge-coupled device (CCD), and a light position sensor. Examples include a sensor (Position Sensitive Detector: PSD).

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 it. The light-receiving lens 57 is also provided in the middle of the optical path connecting the downstream merging mechanism 35 and the pair of light-receiving elements 56L, 56R. Light can be focused 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 section 4, and forms a spot of the reflected light on the light-receiving surface of each of the light-receiving elements 56L and 56R. Each light receiving element 56L, 56R outputs a signal indicating the peak position of the spot thus formed and the amount of received light to the distance measuring section 103.

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 device L basically measures the distance to the surface of the workpiece W based on the light receiving position of the reflected light (in this embodiment, the peak position of the spot) on the light receiving surface of each of the light receiving elements 56L and 56R. can do. A so-called triangulation method is used to measure the distance.

-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 illustrating the triangulation method. In FIG. 6, only the distance measuring unit 5 is illustrated, but the following explanation is also common to the case where 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 distance measuring light is emitted from the distance measuring light source 51 in the distance measuring light emitting section 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 the diffuse reflected light) will propagate approximately isotropically if the influence of specular reflection is removed.

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。 The reflected light that propagates in this way includes a component that enters the light receiving element 56L via the light receiving lens 57, but depending on the distance between the marker head 1 and the workpiece W, the amount of the incident light that enters the light receiving element 56L varies. The angle of incidence 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 shifts.

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。 In this way, the distance between the marker head 1 and the workpiece W and the light receiving position on the light receiving surface 56a are related in a predetermined relationship. Therefore, by understanding this relationship in advance and storing it in the marker controller 100, for example, it is possible to calculate the distance between the marker head 1 and the workpiece W 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 section 103 described above measures the distance from the laser processing device L to the surface of the workpiece W using a triangular distance measuring method based on the light receiving position of the distance measuring light in the distance measuring light receiving section 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 above-mentioned condition setting storage unit 102 stores in advance 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 workpiece W. On the other hand, a signal indicating the light receiving position of the distance measuring light in the distance measuring light receiving section 5B, specifically, the peak position of the spot formed on the light receiving surface 56a by the reflected light of the distance measuring light is input to the distance measuring section 103. 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 measuring unit 103 measures the distance to the surface of the workpiece W based on the input signal and the relationship stored in the condition setting storage unit 102. The measured values thus obtained are inputted 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 device L automatically or manually determines a portion (print point) to be processed by the marker head 1 on the surface of the workpiece W. Next, before executing the printing process, the laser processing device L measures the distance to each printing point (more precisely, the distance measuring point set around the printing point) and measures the distance corresponding to the measured distance. The control parameters of the Z scanner 33 are determined so that the focal position is achieved. The laser processing device L operates the Z scanner 33 based on the control parameters thus determined, and then performs printing processing on the workpiece W using 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。 Hereinafter, a specific method of using the laser processing system S will be explained.

<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 flowchart showing how to use the laser processing system S. Further, FIG. 8 is a flowchart illustrating the procedure for creating print settings, search settings, and distance measurement settings, FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between processing area R1 and setting surface R4, and FIG. 8 is a diagram illustrating display contents in a section 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 illustrating the operating procedure of the laser processing apparatus L.

さらに、図12は、撮像エリアとしての読取エリアRqを例示する図であり、図13A~図13Cは、QRコードの表示態様について説明する図であり、図14は、撮像選択処理の基本概念について説明する図であり、図15は、撮像選択処理の具体的な処理を例示するフローチャートである。また、図16は、広角モードと標準モードを説明する図であり、図17は、広角モードと標準モードを取り入れた撮像選択処理を説明する図である。 Furthermore, FIG. 12 is a diagram illustrating the reading area Rq as an imaging area, FIGS. 13A to 13C are diagrams explaining the display mode of the QR code, and FIG. 14 is a diagram illustrating the basic concept of the imaging selection process. FIG. 15 is a flowchart illustrating specific processing of the imaging selection processing. Further, FIG. 16 is a diagram for explaining the wide-angle mode and the standard mode, and FIG. 17 is a diagram for explaining the imaging selection process incorporating the wide-angle mode and the standard mode.

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, before starting the production line, conditions such as the installation position of the workpiece W that will flow through the line and the output of the near-infrared laser beam and distance measuring light that will be irradiated to the workpiece W are set. (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 settings created in step S1 are transferred to and stored in the marker controller 100 and/or the operating 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 in operation, the marker controller 100 refers to the setting contents that have been stored in advance or read immediately after creation. The laser processing device L is operated based on the referenced setting contents, and performs printing processing on each workpiece W flowing on the line (step S3).

(各設定の具体的な作成手順)
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。
(Specific creation steps for each setting)
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又は全体カメラ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又は全体カメラ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 overall camera 7 built into the laser processing device L generates a captured image Pw that includes at least a part of the processing region R1. The captured image Pw generated by the coaxial camera 6 or the overall 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上に、撮像画像Pwとしての同軸画像Pw1及び全体画像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 in the operating terminal 800 displays a setting plane R4 associated with the processing area R1, and also superimposes at least one of the coaxial image Pw1 and the entire image Pw2 as the captured image Pw on the setting plane R4. (See Figures 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 (print coordinate system) defined on the setting surface R4 of the display unit 801 and the coordinate system (camera coordinate system) defined on the captured image Pw can be associated with each other. For example, by designating a printing point while viewing the captured image Pw, the user can print on the processing area R1 via the setting surface R4. The captured image Pw functions as a background image when performing various settings through the setting screen 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 the following step S12, the setting unit 107 sets processing conditions. The setting unit 107 sets processing conditions by reading out the contents stored in the condition setting storage unit 102 and the like, and by reading operation inputs etc. via the operation terminal 800.

加工条件の一例として、設定部107は、ワークWの表面上に、加工領域R1内に形成されるべき印字内容(加工内容)を示す印字パターン(マーキングパターン)Pmを設定する。印字パターンPmの設定は、前述の設定面R4を介して実行される。設定部107は、本実施形態における「加工設定部」の例示である。 As an example of processing conditions, the setting unit 107 sets a print pattern (marking pattern) Pm on the surface of the workpiece W indicating the print content (processing content) to be formed in the processing area R1. Setting of the print pattern Pm is performed via the above-mentioned setting surface R4. The setting section 107 is an example of a "processing setting section" in this embodiment.

加工条件には、マーキングパターンとしての印字パターンPmの他、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は、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 Pm as a marking pattern as well as a print block B indicating the position of this print pattern Pm. The print block B can be used to adjust the layout, size, rotational posture, etc. of the print pattern Pm. Further, 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、QRコード(登録商標)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 printing pattern Pm consisting of a QR code (registered trademark) and a rectangular printing block B surrounding it are arranged on the setting surface R4 on the surface of the workpiece W, and the display section 801 displays the thus arranged print pattern Pm and print block B 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。 Note that the print pattern Pm is an example of a "processing pattern", and the print block B is an example of a "processing block". The names "print pattern" and "print block" are merely for convenience and are not intended to limit their uses.

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、例えば文字列、バーコード等、QRコード以外のパターンを用いることができる。 Further, 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. 10. Further, a plurality of print blocks B may be arranged on one workpiece W. As for the print pattern Pm, patterns other than the QR code can also be used, such as character strings, barcodes, etc.

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。 Furthermore, the display section 801 has two independent areas in which the captured image Pw can be displayed.

具体的に、本実施形態に係る表示部801は、同軸画像Pw1及び全体画像Pw2から選択された一方を表示する第1表示領域801aと、全体画像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 includes a first display area 801a that displays one selected from the coaxial image Pw1 and the entire image Pw2, and a second display area 801b that displays the entire 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 position and size of the print pattern Pm and print block B with the captured image Pw as a background image. The first display area 801a serves as a guide for setting the position and size of the print pattern Pm and the print block B.

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、全体画像Pw2の全体(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 image Pw2 (that is, the entire processing area R1). used. 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.

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 a print block B and arranges the print block B on the setting surface R4. As described above, since the setting surface R4 and the captured image Pw are associated with each other, the user can place the print block 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、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。 After one or more print blocks B are arranged, the user determines a print pattern Pm for each print block B. The determination of the print pattern Pm is executed, for example, by the user operating the operation unit 802 and the operation unit 802 inputting the print pattern Pm into the setting unit 107 based on the operation input at that time.

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 printing block B on the setting surface R4 (coordinates in the printing 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, since the setting surface R4 is displayed superimposed on the captured image Pw, the setting section 107 according to the present embodiment prints a print block on the setting surface R4 so as to overlap 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13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。 Note that the processing conditions also include conditions related to near-infrared laser light (hereinafter referred to as "laser conditions"). These laser conditions include the emission position of the near-infrared laser beam, the target output (laser power) of the near-infrared laser beam, the scanning speed (scan speed) of the near-infrared laser beam by the laser beam scanning section 4, and the near-infrared laser beam Among the repetition frequency (pulse frequency) of the laser beam, whether or not to make the laser spot of the near-infrared laser beam variable (spot variable), and the number of times the near-infrared laser beam traces the printing pattern Pm (printing number) At least one of the following is included. As illustrated in the menu D1 displayed at the lower right of FIG. 13, these processing conditions can be set for each print block B.

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, generally, when a production line is operated, each workpiece W that is sequentially processed will have a positional shift in the X direction and the Y direction (XY direction). The laser processing apparatus L according to the present 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 X and Y directions. The laser processing apparatus L according to the present embodiment can use, for example, a pattern search as a method 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 using a pattern search, the setting unit 107 defines a pattern area (not shown) for specifying the position of the workpiece W and a movement range of the pattern area (not shown) as conditions related to the pattern search (search conditions). A search area (not shown) to be searched is 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 as search settings in the condition setting storage unit 102 or the like. When the creation of the search settings 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, when a production line is operated, each workpiece W that is sequentially processed will have a positional shift in the Z direction. Such a positional shift is undesirable because it causes a shift in 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 a positional shift in the Z direction based on the distance to the surface of the workpiece W. This makes it possible to correct positional deviations in the Z direction and, by extension, focal position deviations. For this purpose, 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 a 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 measurement position I is basically set to overlap the surface of the workpiece W, and indicates the coordinates where the distance measurement 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 when a plurality of print blocks B are set, the setting unit 107 can set distance measurement conditions for each print block B. In this case, the setting unit 107 can set the distance measurement position I within each print block B (see the asterisk in FIG. 10). Alternatively, the setting unit 107 may set the distance measurement position I outside each print block B.

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 and the like as distance measurement settings. When the creation of the distance measurement settings 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 printing processing)
FIG. 11 illustrates specific processing in step S3 of FIG. That is, the process shown in FIG. 11 is executed in order for each workpiece W flowing 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 explained using step S1 in FIG. 7 and steps S11 to S15 in FIG. The settings for the print block B, etc. (print settings), the settings for the pattern image, etc. (search settings), and the settings for the distance measurement position I, etc. (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)及び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(ステップS31~ステップS33)と、XYトラッキング及びZトラッキングを反映した印字加工を実行するとともに、その加工内容を確認するための制御プロセス(ステップS34~ステップS40)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 in a state where it can execute the control process illustrated in FIG. 11. This control process includes, as main processes, a control process (steps S31 to S33) for executing XY tracking (pattern search in the XY directions) and Z tracking (height measurement in the Z direction), and The configuration includes a control process (steps S34 to S40) for executing printing processing that reflects tracking and checking the processing contents.

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。このとき、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. At this time, a workpiece W of the same type as the workpiece W used for various settings including distance measurement settings is transported.

このステップS31において、マーカコントローラ100は、同軸カメラ6又は全体カメラ7を介して同種のワークWを撮像し、その撮像画像(カメラ画像)Pwを生成する。マーカコントローラ100は、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 this step S31, the marker controller 100 images the same type of workpiece W via the coaxial camera 6 or the overall camera 7, and generates the captured image (camera image) Pw. The marker controller 100 displays the generated captured image Pw superimposed on the setting surface R4.

続くステップS32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)を読み込むとともに、そのサーチ設定に基づいて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。 In the subsequent step S32, the marker controller 100 reads the search settings (search conditions) for each of the print blocks B that are search targets, and executes a pattern search based on the search settings. By executing the pattern search, a positional shift in the XY directions between the workpiece W used to create the print settings, search settings, and distance measurement settings and the workpiece W newly conveyed during operation is detected. .

また、ステップS32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)を読み込むとともに、その測距設定に基づいて測距ユニット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。 Further, in step S32, the marker controller 100 reads the distance measurement settings (distance measurement conditions) for each of the print blocks B targeted for distance measurement, and operates the distance measurement unit 5 based on the distance measurement settings. , the distance from the marker head 1 to the distance measurement position I, and in turn, the height of the work W at the distance measurement position I.

さらに、ステップS32において、マーカコントローラ100は、XY方向における位置ズレの検出結果に基づいて、同方向におけるワークWの位置ずれを補正する。具体的に、マーカコントローラ100は、XY方向におけるワークWの位置ずれを減殺するように、設定面R4上での印字ブロックBの位置を補正する。 Furthermore, in step S32, the marker controller 100 corrects the positional deviation of the workpiece W in the XY directions based on the detection results of the positional deviation in the same directions. Specifically, the marker controller 100 corrects the position of the print block B on the setting surface R4 so as to reduce the positional deviation of the workpiece W in the XY directions.

さらに、ステップS32において、マーカコントローラ100は、ワークWの高さの測定結果に基づいて、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、マーカコントローラ100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。 Furthermore, in step S32, the marker controller 100 corrects the positional deviation of the work W in the Z direction based on the measurement result of the height of the work W. Specifically, the marker controller 100 corrects the focal position of the near-infrared laser beam based on the positional shift of the workpiece W in the Z direction.

このように、ステップS32においては、製造ラインの稼働に伴い搬送される各ワークWについて、印字ブロックBのXYZ方向における位置ズレが補正される。 In this way, in step S32, the positional deviation of the print block B in the XYZ directions is corrected for each workpiece W that is transported as the production line operates.

続くステップS33では、マーカコントローラ100は、印字パターンPmの詳細を決定する。ステップS33で決定される情報には、製造年月日、消費期限、ロット番号、カウント値等、実際の運用時(特に、トリガ入力後のタイミング)に確定する情報が含まれる。 In the following step S33, the marker controller 100 determines the details of the print pattern Pm. The information determined in step S33 includes information that is determined during actual operation (particularly at the timing after a trigger is input), such as the manufacturing date, expiration date, lot number, and count value.

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により形成された印字パターンPmをユーザに確認させる機能と、印字パターンPmがQRコードの場合に、そのQRコードを自動的に読み取る機能と、を備えている。 Further, the laser processing apparatus L according to the present embodiment has a function of allowing the user to confirm the printed pattern Pm formed by the marker head 1, and a function of automatically reading the QR code when the printed pattern Pm is a QR code. It is equipped with.

それらの機能を実現するためには、同軸カメラ6又は全体カメラ7によって、実際に形成された印字パターンPmを撮像することが求められる。その場合、1回又は複数回の撮像によって、印字パターンPm全体を示す画像を生成することが考えられる。印字パターンPm全体を示す画像を生成するためには、少なくとも、撮像されるべき領域を示す指標が必要となる。 In order to realize these functions, it is required that the coaxial camera 6 or the overall camera 7 image the actually formed print pattern Pm. In that case, it is conceivable to generate an image showing the entire print pattern Pm by capturing images once or multiple times. In order to generate an image showing the entire print pattern Pm, at least an index showing the area to be imaged is required.

そこで、マーカコントローラ100は、ステップS33から続くステップS34において、撮像されるべき領域を示す撮像エリアRqを設定する。この設定は、マーカコントローラ100に備えられた撮像設定部104が実行する。具体的に、撮像設定部104は、設定部107による設定内容に基づいて、印字パターンPmを含んだ撮像エリアRqをワークWの表面上に規定する。撮像設定部104は、そうして規定された撮像エリアRqの位置及びサイズを含んだ撮像内容を設定し、これを条件設定記憶部102に一時的又は継続的に記憶させる。 Therefore, in step S34 following step S33, the marker controller 100 sets an imaging area Rq indicating the area to be imaged. This setting is executed by the imaging setting section 104 provided in the marker controller 100. Specifically, the imaging setting unit 104 defines an imaging area Rq including the print pattern Pm on the surface of the workpiece W based on the settings made by the setting unit 107. The imaging setting unit 104 sets the imaging content including the position and size of the thus defined imaging area Rq, and temporarily or continuously stores this in the condition setting storage unit 102.

なお、本実施形態においては、同軸カメラ6又は全体カメラ7によって撮像されるべき領域と、後述の読取部106によって読み取られるべき領域と、が一致していることから、以下の記載においては、“撮像エリア”を“読取エリア”と称することにする。 Note that in this embodiment, since the area to be imaged by the coaxial camera 6 or the overall camera 7 and the area to be read by the reading unit 106, which will be described later, match, in the following description, " The "imaging area" will be referred to as the "reading area".

撮像設定部104は、印字パターンPm全体を含むように、読取エリアRqを規定する。具体的に、撮像設定部104は、印字パターンPmの周囲に所定マージンZmを加えることで、その印字パターンPmよりも面積の広い読取エリアRqを規定することができる(図12参照)。 The imaging setting unit 104 defines the reading area Rq so as to include the entire print pattern Pm. Specifically, by adding a predetermined margin Zm around the print pattern Pm, the imaging setting unit 104 can define a reading area Rq that is wider in area than the print pattern Pm (see FIG. 12).

この場合、マージンZmは、印字パターンPmの周囲を取り囲む空白部として設定すればよい。また、マージンZmの具体的な寸法ΔWm2は、ユーザが手動で設定してもよいし、予め記憶された数値を読み出して使用してもよい。 In this case, the margin Zm may be set as a blank area surrounding the print pattern Pm. Further, the specific dimension ΔWm2 of the margin Zm may be set manually by the user, or a numerical value stored in advance may be read and used.

また、図12に例示するように、印字パターンPmとしてQRコードが設定された場合は、QRコード特有の領域設定を加味した読取エリアRqを設定することもできる。具体的に、撮像設定部104は、読取エリアRqとして、QRコードからなる印字パターンPmの外周を囲うクワイエットゾーンZqと、そのクワイエットゾーンZqのさらに外周を囲うマージンZmと、を印字パターンPmに加えた領域を設定する。 Furthermore, as illustrated in FIG. 12, when a QR code is set as the print pattern Pm, it is also possible to set a reading area Rq that takes into account area settings specific to the QR code. Specifically, the imaging setting unit 104 adds a quiet zone Zq surrounding the outer periphery of the printed pattern Pm consisting of the QR code and a margin Zm further surrounding the outer periphery of the quiet zone Zq to the printed pattern Pm as the reading area Rq. Set the area.

この場合、クワイエットゾーンZqは、印字パターンPmとマージンZmとの間に位置し、かつ、印字パターンPmの外郭に沿って配置される空白部として設定される。また、クワイエットゾーンZqの具体的な寸法ΔWqは、QRコードのモデル仕様に応じて、そのQRコードを構成するセル単位で設定される。例えば、QRコードモデル1又はQRコードモデル2の場合、クワイエットゾーンZqは4セル分の空白部となり、マイクロQRコードの場合、クワイエットゾーンZqは2セル分の空白部となる。マージンZmの詳細は、前述の通りである。 In this case, the quiet zone Zq is set as a blank space located between the print pattern Pm and the margin Zm and along the outer edge of the print pattern Pm. Further, the specific dimension ΔWq of the quiet zone Zq is set for each cell forming the QR code according to the model specifications of the QR code. For example, in the case of QR code model 1 or QR code model 2, the quiet zone Zq is a blank area of 4 cells, and in the case of a micro QR code, the quiet zone Zq is a blank area of 2 cells. The details of the margin Zm are as described above.

なお、QRコードとしての印字パターンPmのサイズは、そのQRコードが有する情報量、及び、QRコードを構成する各セルのサイズに応じて増減する。例えば、図13Aに示すように、ダイアログD2中の入力欄M1に数値を入力すると、その数値に対応したQRコード(印字パターンPm)が生成される。 Note that the size of the print pattern Pm as a QR code increases or decreases depending on the amount of information the QR code has and the size of each cell forming the QR code. For example, as shown in FIG. 13A, when a numerical value is input into the input field M1 in the dialog D2, a QR code (print pattern Pm) corresponding to the numerical value is generated.

ここで、図13Bに示すように、入力欄M1に入力する数値の桁数を増加させると、QRコード(印字パターンPm’)の情報量が増加した分、そのQRコードを構成するセル数が増加する。これにより、図13BにおけるQRコード(印字パターンPm’)のサイズは、図13AにおけるQRコード(印字パターンPm)のサイズに比して大きくなる。 Here, as shown in FIG. 13B, when the number of digits of the numerical value input in the input field M1 is increased, the number of cells composing the QR code increases by the amount of information of the QR code (print pattern Pm'). To increase. As a result, the size of the QR code (print pattern Pm') in FIG. 13B becomes larger than the size of the QR code (print pattern Pm) in FIG. 13A.

また、図13Cに示すように、入力欄M2を介して各セルのサイズを増大させると、QRコード(印字パターンPm”)全体のサイズが増大する。これにより、図13AMOSにおけるQRコード(印字パターンPm”)のサイズは、図13AにおけるQRコード(印字パターンPm)のサイズに比して大きくなる。 Furthermore, as shown in FIG. 13C, when the size of each cell is increased through the input field M2, the overall size of the QR code (print pattern Pm'') increases. Pm") is larger than the size of the QR code (print pattern Pm) in FIG. 13A.

ところで、本実施形態のように同軸カメラ6と全体カメラ7を両方とも備えたレーザ加工装置Lにおいては、読取エリアRqの撮像に用いるカメラをユーザが判断するのは容易ではない。このことは、レーザ加工装置Lの使い勝手という観点からは不都合である。 By the way, in the laser processing apparatus L including both the coaxial camera 6 and the general camera 7 as in this embodiment, it is not easy for the user to determine which camera is used to capture the image of the reading area Rq. This is inconvenient from the viewpoint of usability of the laser processing apparatus L.

そこで、マーカコントローラ100は、ステップS34から続くステップS35において、読取エリアRqの撮像に用いるカメラを自動的に選択する。この選択は、マーカコントローラ100に備えられた撮像選択部105が実行する。具体的に、撮像選択部105は、撮像設定部104により設定された読取エリアRqのサイズに基づいて、同軸カメラ6及び全体カメラ7のうちのいずれか一方を選択する。撮像選択部105は、その選択結果を条件設定記憶部102に一時的又は継続的に記憶させたり、その選択結果を示す信号を制御部101に入力したりする。以下、撮像選択部105が行う処理のうち、カメラの選択に係る処理を「撮像選択処理」と呼称する。 Therefore, the marker controller 100 automatically selects a camera to be used for imaging the reading area Rq in step S35 following step S34. This selection is executed by the imaging selection unit 105 included in the marker controller 100. Specifically, the imaging selection unit 105 selects either the coaxial camera 6 or the overall camera 7 based on the size of the reading area Rq set by the imaging setting unit 104. The imaging selection unit 105 temporarily or continuously stores the selection result in the condition setting storage unit 102 or inputs a signal indicating the selection result to the control unit 101. Hereinafter, among the processes performed by the imaging selection unit 105, the processing related to camera selection will be referred to as "imaging selection processing."

-撮像選択処理の基本概念-
撮像選択処理に先立って、条件設定記憶部102には、同軸カメラ6の視野サイズF1と、全体カメラ7の視野サイズF2と、が予め記憶される。全体カメラ7の視野サイズF2は、同軸カメラ6の視野サイズF1よりも広い。
-Basic concept of imaging selection process-
Prior to the imaging selection process, the field of view size F1 of the coaxial camera 6 and the field of view size F2 of the overall camera 7 are stored in advance in the condition setting storage unit 102. The field of view size F2 of the overall camera 7 is wider than the field of view size F1 of the coaxial camera 6.

撮像選択処理において、撮像選択部105は、同軸カメラ6及び全体カメラ7のうち、少なくとも読取エリアRqよりも視野サイズの広い一方を選択する。例えば、図14の(b)のように、同軸カメラ6の視野サイズF1が読取エリアRqよりも狭く、かつ、全体カメラ7の視野サイズF2が読取エリアRqよりも広い場合、撮像選択部105は、全体カメラ7を選択する。全体カメラ7を選択することで、読取エリアRqを全体カメラ7の視野サイズF2に収めることができる。 In the imaging selection process, the imaging selection unit 105 selects one of the coaxial camera 6 and the overall camera 7, which has at least a wider field of view than the reading area Rq. For example, as shown in FIG. 14(b), when the field of view size F1 of the coaxial camera 6 is narrower than the reading area Rq and the field of view size F2 of the overall camera 7 is wider than the reading area Rq, the imaging selection unit 105 , select the overall camera 7. By selecting the overall camera 7, the reading area Rq can be contained within the field of view size F2 of the overall camera 7.

ここで、図14の(b)に示した状態に比して読取エリアRqが大きい場合、撮像選択部105は、全体カメラ7が選択された状態を保持することになる(図14の(a)を参照)。 Here, if the reading area Rq is larger than the state shown in (b) of FIG. ).

ところが、図14の(b)に示した状態に比して読取エリアRqが小さい場合、同軸カメラ6の視野サイズF1と、全体カメラ7の視野サイズF2と、が双方とも読取エリアRqよりも広くなる可能性がある(図14の(c)を参照)。この場合、同軸カメラ6及び全体カメラ7のいずれを選択したとしても、読取エリアRqを各カメラ6,7の視野サイズF1,F2に収めることができる。 However, when the reading area Rq is smaller than the state shown in FIG. 14(b), the field of view size F1 of the coaxial camera 6 and the field of view size F2 of the overall camera 7 are both wider than the reading area Rq. (See FIG. 14(c)). In this case, regardless of which of the coaxial camera 6 and the overall camera 7 is selected, the reading area Rq can be accommodated within the field of view sizes F1 and F2 of each camera 6 and 7.

そこで、本実施形態に係る撮像選択部105は、同軸カメラ6及び全体カメラ7それぞれの視野サイズF1,F2が双方とも読取エリアRqよりも広い場合、より分解能に優れた同軸カメラ6を選択するように構成されている。同軸カメラ6を優先的に選択することで、より高精細な画像を生成することができる。 Therefore, when the field of view sizes F1 and F2 of the coaxial camera 6 and the overall camera 7 are both wider than the reading area Rq, the imaging selection unit 105 according to the present embodiment selects the coaxial camera 6 with better resolution. It is composed of By preferentially selecting the coaxial camera 6, higher definition images can be generated.

ところで、図14においては、同軸カメラ6及び全体カメラ7それぞれの視野サイズF1,F2が1つであることを前提に説明したが、同軸カメラ6及び全体カメラ7の少なくとも一方は、各々の視野サイズが異なる複数の撮像モードを有していてもよい。実際、本実施形態に係る同軸カメラ6及び全体カメラ7は、それぞれ、視野サイズが相違する2つの撮像モード(具体的には、広角モードと標準モード)を有している。 By the way, in FIG. 14, the description has been made on the assumption that the coaxial camera 6 and the overall camera 7 each have one field of view size F1, F2, but at least one of the coaxial camera 6 and the overall camera 7 has a field of view size of each. may have a plurality of different imaging modes. In fact, the coaxial camera 6 and the overall camera 7 according to this embodiment each have two imaging modes (specifically, a wide-angle mode and a standard mode) with different field of view sizes.

-広角モードと標準モードについて-
図16に例示するように、本実施形態に係る同軸カメラ6及び全体カメラ7は、それぞれ、複数の画素61aが設けられた撮像素子61を有している。なお、図16では、同軸カメラ6の撮像素子61と画素61aのみを例示しているが、以下の説明は、全体カメラ7の撮像素子(不図示)、及び、その画素(不図示)についても共通である。
-About wide-angle mode and standard mode-
As illustrated in FIG. 16, the coaxial camera 6 and the overall camera 7 according to this embodiment each have an image sensor 61 provided with a plurality of pixels 61a. Although FIG. 16 only illustrates the image sensor 61 and pixel 61a of the coaxial camera 6, the following description also applies to the image sensor (not shown) of the overall camera 7 and its pixels (not shown). Common.

撮像素子61は、本実施形態では、相補型MOS(Complementary MOS:CMOS)から成るCMOSイメージセンサによって構成されている。この撮像素子61の画素数は、1920x1200ピクセルに設定されているものの、レーザ加工装置Lのシステム制約上、表示部801には、480x480ピクセルでしか転送できない。 In this embodiment, the image sensor 61 is configured by a CMOS image sensor made of complementary MOS (CMOS). Although the number of pixels of the image sensor 61 is set to 1920x1200 pixels, only 480x480 pixels can be transferred to the display unit 801 due to system constraints of the laser processing apparatus L.

こうしたシステム制約を利用するために、本実施形態に係る撮像選択部105は、同軸カメラ6における同軸画像Pw1と、全体カメラ7における全体画像Pw2のそれぞれについて、2つの撮像モードを選択することができる。 In order to utilize such system constraints, the imaging selection unit 105 according to the present embodiment can select two imaging modes for each of the coaxial image Pw1 in the coaxial camera 6 and the overall image Pw2 in the overall camera 7. .

具体的に、撮像選択部105は、撮像素子61における所定の第1範囲Rx1内の画素61aによって生成された画像Px1を圧縮して表示する広角モードと、その第1範囲Rx1よりも狭い第2範囲Rx2内の画素61aによって生成された画像Px2を表示する標準モードと、を使い分けることができる。 Specifically, the imaging selection unit 105 selects a wide-angle mode in which the image Px1 generated by the pixels 61a within a predetermined first range Rx1 of the image sensor 61 is compressed and displayed, and a second mode narrower than the first range Rx1. A standard mode in which the image Px2 generated by the pixels 61a within the range Rx2 is displayed can be used.

詳しくは、広角モードは、1200x1200ピクセルに設定された第1範囲Rx1を撮像し、それを480x480ピクセルに圧縮して表示するモードである。この広角モードによって生成される画像Px1は、標準モードによって生成される画像Px2よりも広視野となる。 Specifically, the wide-angle mode is a mode in which the first range Rx1 set to 1200x1200 pixels is imaged, compressed to 480x480 pixels, and displayed. The image Px1 generated in this wide-angle mode has a wider field of view than the image Px2 generated in the standard mode.

対して、標準モードは、480x480ピクセルに設定された第2範囲Rx2を撮像し、圧縮せずに表示するモードである。この標準モードによって生成される画像Px2は、広角モードによって生成される画像Px1に比して狭視野となるものの、相対的に高分解能となる。 On the other hand, the standard mode is a mode in which the second range Rx2 set to 480x480 pixels is imaged and displayed without being compressed. Although the image Px2 generated in the standard mode has a narrower field of view than the image Px1 generated in the wide-angle mode, it has a relatively higher resolution.

図14における同軸カメラ6及び全体カメラ7それぞれの視野サイズF1,F2は、双方とも、広角モードにおける各カメラの視野サイズを指す。同軸カメラ6及び全体カメラ7のそれぞれにおいて、標準モードにおける視野サイズは、広角モードにおける視野サイズよりも狭い。また、標準モードにおける全体カメラ7の視野サイズF2は、広角モードにおける同軸カメラ6の撮像視野F1よりも広い。 The field of view sizes F1 and F2 of the coaxial camera 6 and the overall camera 7 in FIG. 14 both refer to the field of view size of each camera in wide-angle mode. In each of the coaxial camera 6 and the overall camera 7, the field of view size in the standard mode is narrower than the field of view size in the wide-angle mode. Further, the field of view size F2 of the overall camera 7 in the standard mode is wider than the imaging field of view F1 of the coaxial camera 6 in the wide-angle mode.

よって、図17に示したように、視野サイズが広いものから順に、広角モードにおける全体カメラ7、標準モードにおける全体カメラ7、広角モードにおける同軸カメラ6、及び、標準モードにおける同軸カメラ6となる。撮像選択部109は、そうした並び順と、サーチ領域Rsのサイズと、に基づいて、カメラ毎に、広角モード及び標準モードから1つを選択するように構成されている。 Therefore, as shown in FIG. 17, in descending order of field of view size, there are the overall camera 7 in wide-angle mode, the overall camera 7 in standard mode, the coaxial camera 6 in wide-angle mode, and the coaxial camera 6 in standard mode. The imaging selection unit 109 is configured to select one of the wide-angle mode and the standard mode for each camera based on the arrangement order and the size of the search area Rs.

なお、図示は省略したが、分解能については、分解能が高いものから順に、標準モードにおける同軸カメラ6、広角モードにおける同軸カメラ6、標準モードにおける全体カメラ7、及び、広角モードにおける全体カメラ7となる。 Although not shown, the resolutions are, in descending order of resolution, the coaxial camera 6 in standard mode, the coaxial camera 6 in wide-angle mode, the entire camera 7 in standard mode, and the entire camera 7 in wide-angle mode. .

-撮像選択処理の具体例-
図15は、撮像選択処理の具体例であり、図11のステップS35における具体的な処理を示している。まず、ステップS351において、撮像選択部105は、図11のステップS34で設定された読取エリアRqのサイズを読み込む。次いで、撮像選択部105は、読取エリアRqのサイズと、広角モードにおける同軸カメラ6の視野サイズF1とを比較して、読取エリアRqのサイズが同軸カメラ6の視野サイズF1以下であるか否かを判定する。この判定がYESの場合はステップS352に進む一方、NOの場合はステップS356へ進む。
-Specific example of imaging selection process-
FIG. 15 is a specific example of the imaging selection process, and shows the specific process in step S35 of FIG. 11. First, in step S351, the imaging selection unit 105 reads the size of the reading area Rq set in step S34 of FIG. 11. Next, the imaging selection unit 105 compares the size of the reading area Rq with the field of view size F1 of the coaxial camera 6 in the wide-angle mode, and determines whether the size of the reading area Rq is smaller than or equal to the field of view size F1 of the coaxial camera 6. Determine. If this determination is YES, the process advances to step S352, while if NO, the process advances to step S356.

ステップS352において、撮像選択部105は、読取エリアRqの撮像に用いるカメラとして同軸カメラ6を選択し、ステップS353へ進む。 In step S352, the imaging selection unit 105 selects the coaxial camera 6 as the camera to be used for imaging the reading area Rq, and proceeds to step S353.

ステップS353において、撮像選択部105は、条件設定記憶部102等に予め記憶された第1視野閾値を読み込む。第1視野閾値は、標準モードにおける同軸カメラ6の視野サイズF1に所定マージンを加えたサイズに等しい。次いで、撮像選択部105は、読取エリアRqのサイズと、第1視野閾値とを比較して、読取エリアRqのサイズが第1視野閾値以下であるか否かを判定する。この判定がYESの場合はステップS354に進む一方、NOの場合はステップS355へ進む。 In step S353, the imaging selection unit 105 reads the first visual field threshold stored in the condition setting storage unit 102 or the like in advance. The first field of view threshold is equal to the field of view size F1 of the coaxial camera 6 in standard mode plus a predetermined margin. Next, the imaging selection unit 105 compares the size of the reading area Rq with the first visual field threshold and determines whether the size of the reading area Rq is less than or equal to the first visual field threshold. If this determination is YES, the process advances to step S354, while if NO, the process advances to step S355.

ステップS354において、撮像選択部105は、同軸カメラ6の撮像モードとして標準モード(同軸標準モード)を選択し、リターンする。また、ステップS355において、撮像選択部105は、同軸カメラ6の撮像モードとして広角モード(同軸広角モード)を選択し、リターンする。 In step S354, the imaging selection unit 105 selects the standard mode (coaxial standard mode) as the imaging mode of the coaxial camera 6, and returns. Further, in step S355, the imaging selection unit 105 selects wide-angle mode (coaxial wide-angle mode) as the imaging mode of the coaxial camera 6, and returns.

また、ステップS356において、撮像選択部105は、読取エリアRqの撮像に用いるカメラとして全体カメラ7を選択し、ステップS357へ進む。 Further, in step S356, the imaging selection unit 105 selects the overall camera 7 as the camera to be used for imaging the reading area Rq, and proceeds to step S357.

ステップS357において、撮像選択部105は、条件設定記憶部102等に予め記憶された第2視野閾値を読み込む。第2視野閾値は、標準モードにおける全体カメラ7の視野サイズF2に所定マージンを加えたサイズに等しい。次いで、撮像選択部105は、読取エリアRqのサイズと、第2視野閾値とを比較して、読取エリアRqのサイズが第2視野閾値以下であるか否かを判定する。この判定がYESの場合はステップS358に進む一方、NOの場合はステップS359へ進む。 In step S357, the imaging selection unit 105 reads the second visual field threshold stored in advance in the condition setting storage unit 102 or the like. The second visual field threshold is equal to the visual field size F2 of the entire camera 7 in the standard mode plus a predetermined margin. Next, the imaging selection unit 105 compares the size of the reading area Rq with the second visual field threshold and determines whether the size of the reading area Rq is less than or equal to the second visual field threshold. If this determination is YES, the process advances to step S358, while if NO, the process advances to step S359.

ステップS358において、撮像選択部105は、全体カメラ7の撮像モードとして標準モード(全体標準モード)を選択し、リターンする。また、ステップS359において、撮像選択部105は、全体カメラ7の撮像モードとして広角モード(全体広角モード)を選択し、リターンする。 In step S358, the imaging selection unit 105 selects the standard mode (overall standard mode) as the imaging mode of the overall camera 7, and returns. Further, in step S359, the imaging selection unit 105 selects wide-angle mode (overall wide-angle mode) as the imaging mode of the overall camera 7, and returns.

そうして、図15に示す処理が完了すると、マーカコントローラ100は、図11のステップS35からステップS36に進む。以下、撮像選択処理以降の制御プロセスについて詳細に説明する。 After completing the process shown in FIG. 15, the marker controller 100 proceeds from step S35 to step S36 in FIG. The control process after the imaging selection process will be described in detail below.

-カメラ選択後の処理-
まず、ステップS36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する。印字加工を実行することで、ワークWの表面上に、ステップS33で詳細決定された印字パターンPmが形成される。
-Processing after camera selection-
First, in step S36, the marker controller 100 executes printing processing on the workpiece W via the marker head 1. By executing the printing process, the printing pattern Pm, which has been determined in detail in step S33, is formed on the surface of the workpiece W.

次いで、マーカコントローラ100は、ステップS36から続くステップS37~ステップS39において、撮像選択処理を通じて選択されたカメラによって印字パターンPmを撮像する。この処理は、主に制御部101が実行する。 Next, in steps S37 to S39 following step S36, the marker controller 100 images the print pattern Pm using the camera selected through the imaging selection process. This process is mainly executed by the control unit 101.

具体的に、本実施形態に係る制御部101は、ワークWに印字パターンPmが加工された後、撮像選択部105によって同軸カメラ6が選択されている場合は、撮像設定部104により設定された読取エリアRqの位置に基づいてレーザ光走査部4を制御した状態で、同軸カメラ6を介して読取エリアRqを撮像する。制御部101はまた、ワークWに印字パターンPmが加工された後、撮像選択部105によって全体カメラ7が選択されている場合は、レーザ光走査部4を制御することなく、全体カメラ7を介して読取エリアRqを撮像する。 Specifically, if the coaxial camera 6 is selected by the imaging selection unit 105 after the printing pattern Pm is processed on the workpiece W, the control unit 101 according to the present embodiment controls The reading area Rq is imaged through the coaxial camera 6 while the laser beam scanning unit 4 is controlled based on the position of the reading area Rq. If the overall camera 7 is selected by the imaging selection unit 105 after the printing pattern Pm is processed on the workpiece W, the control unit 101 also controls the processing of the printing pattern Pm through the overall camera 7 without controlling the laser beam scanning unit 4. to image the reading area Rq.

より詳細には、ステップS36から続くステップS37において、制御部101は、撮像選択部105が同軸カメラ6を選択したか否かを判定する。この判定がYESの場合はステップS38に進む一方、NOの場合はステップS38をスキップしてステップS39に進む。 More specifically, in step S37 following step S36, the control unit 101 determines whether the imaging selection unit 105 has selected the coaxial camera 6. If this determination is YES, the process proceeds to step S38, while if NO, step S38 is skipped and the process proceeds to step S39.

ステップS38において、制御部101は、レーザ光走査部4における第1スキャナ41と第2スキャナ42を作動させる。これにより、図14の星印に示すように、読取エリアRqの中央部Pcを中心とした画像が生成されるように、同軸カメラ6の撮像視野F1が移動する。 In step S38, the control section 101 operates the first scanner 41 and the second scanner 42 in the laser beam scanning section 4. As a result, the imaging field of view F1 of the coaxial camera 6 moves so that an image centered on the center Pc of the reading area Rq is generated, as shown by the star in FIG. 14.

ステップS39において、制御部101は、同軸カメラ6及び全体カメラ7のうち、撮像選択部105により選択された一方を所定の撮像モードで作動させることで、読取エリアRqを撮像する。同軸カメラ6が選択された場合は読取エリアRqを撮像した同軸画像Pw1が生成され、全体カメラ7が選択された場合は読取エリアRqを撮像した全体画像Pw2が生成される。 In step S39, the control unit 101 images the reading area Rq by operating one of the coaxial camera 6 and the overall camera 7 selected by the imaging selection unit 105 in a predetermined imaging mode. When the coaxial camera 6 is selected, a coaxial image Pw1 that captures the reading area Rq is generated, and when the entire camera 7 is selected, an entire image Pw2 that captures the reading area Rq is generated.

同軸カメラ6又は全体カメラ7が読取エリアRqを撮像することで、その読取エリアRqに含まれる印字パターンPmを撮像することができる。そうして撮像された印字パターンPmを目視することで、ユーザは、印字結果を確認することができる。 When the coaxial camera 6 or the overall camera 7 images the reading area Rq, it is possible to image the print pattern Pm included in the reading area Rq. By visually observing the imaged print pattern Pm, the user can confirm the print result.

次いで、マーカコントローラ100は、ステップS39から続くステップS40において、印字パターンPmの読取を実行する。この処理は、マーカコントローラ100に備えられた読取部106が実行する。具体的に、読取部106は、読取エリアRqを撮像することにより生成された同軸画像Pw1又は全体画像Pw2に基づいて、ワークWに形成された印字パターンPmを読み取る。印字パターンPmを読み取ることで、QRコードが有する情報等を表示部801等に表示することができる。 Next, the marker controller 100 executes reading of the print pattern Pm in step S40 following step S39. This process is executed by the reading unit 106 included in the marker controller 100. Specifically, the reading unit 106 reads the print pattern Pm formed on the workpiece W based on the coaxial image Pw1 or the entire image Pw2 generated by imaging the reading area Rq. By reading the printed pattern Pm, information included in the QR code can be displayed on the display section 801 or the like.

<効果等>
以上説明したように、撮像選択部105は、図11のステップS35に例示したように、撮像設定部104により設定された読取エリアRqのサイズに基づいて、同軸カメラ6及び全体カメラ7のうちのいずれか一方を選択する。
<Effects, etc.>
As described above, the imaging selection unit 105 selects one of the coaxial camera 6 and the overall camera 7 based on the size of the reading area Rq set by the imaging setting unit 104, as illustrated in step S35 of FIG. Choose one.

そして、制御部101は、図11のステップS39に例示したように、同軸カメラ6及び全体カメラ7のうち撮像選択部105により選択された一方を介することで、読取エリアRqを撮像する。読取エリアRqを撮像することで、印字パターンPmを含んだ同軸画像Pw1又は全体画像Pw2を生成することができる。ユーザは、そうして生成された同軸画像Pw1又は全体画像Pw2を目視することで、レーザ加工装置Lによる印字結果を確認することができる。 Then, as illustrated in step S39 in FIG. 11, the control unit 101 images the reading area Rq via one of the coaxial camera 6 and the overall camera 7 selected by the imaging selection unit 105. By imaging the reading area Rq, a coaxial image Pw1 or an entire image Pw2 including the print pattern Pm can be generated. The user can check the printing result by the laser processing device L by visually viewing the coaxial image Pw1 or the entire image Pw2 generated in this way.

このように、読取エリアRqのサイズに基づいてカメラを選択することで、そのサイズに適したカメラを自動的に選択することができる。これにより、ユーザの手間を省き、ひいては、加工結果を確認する際の使い勝手を向上させることができる。 In this way, by selecting a camera based on the size of the reading area Rq, a camera suitable for the size can be automatically selected. This saves the user's time and effort, and further improves usability when checking the processing results.

また、図11のステップS40に例示したように、読取部106は、同軸画像Pw1又は全体画像Pw2に含まれる印字パターンPmを読み取ることができる。この構成は、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という点で有効である。 Further, as illustrated in step S40 in FIG. 11, the reading unit 106 can read the print pattern Pm included in the coaxial image Pw1 or the entire image Pw2. This configuration is effective in that the usability of the laser processing apparatus L can be improved.

また、図14を用いて説明したように、撮像選択部105は、同軸カメラ6及び全体カメラ7それぞれの視野サイズF1,F2と、読取エリアRqのサイズと、を比較することで、カメラの選択を実行する。これにより、カメラの選択をより適切に実行することができるようになる。 Further, as described using FIG. 14, the imaging selection unit 105 selects a camera by comparing the field of view sizes F1 and F2 of the coaxial camera 6 and the overall camera 7 with the size of the reading area Rq. Execute. This allows for more appropriate camera selection.

また、図14を用いて説明したように、撮像選択部105は、同軸カメラ6及び全体カメラ7を双方とも選択可能な場合、同軸カメラ6を優先的に選択する。一般に、同軸カメラ6は、全体カメラ7よりも視野サイズが狭い分、分解能に優れる。よって、同軸カメラ6を優先的に選択することで、より精細な同軸画像Pw1を用いることができ、ひいては、加工結果をより適切に確認することができるようになる。 Further, as described using FIG. 14, when both the coaxial camera 6 and the overall camera 7 are selectable, the imaging selection unit 105 preferentially selects the coaxial camera 6. In general, the coaxial camera 6 has a narrower field of view than the overall camera 7, and therefore has superior resolution. Therefore, by preferentially selecting the coaxial camera 6, a finer coaxial image Pw1 can be used, and the processing result can be confirmed more appropriately.

また、図13に例示したように、撮像設定部104は、QRコードとしての印字パターンPmにクワイエットゾーンZq及びマージンZmを加えた領域を、読取エリアRqに設定する。このように設定することで、読取エリアRq内に印字パターンPmを確実に収めることができ、ひいては、加工結果をより適切に確認することができるようになる。 Further, as illustrated in FIG. 13, the imaging setting unit 104 sets an area obtained by adding the quiet zone Zq and the margin Zm to the printing pattern Pm as a QR code as the reading area Rq. By setting in this way, it is possible to reliably fit the print pattern Pm within the reading area Rq, and as a result, it is possible to check the processing results more appropriately.

<読取エリアの別例>
図18は、撮像エリアとしての読取エリアRqの別例を示す図である。また、図19は、印字ブロックBのレイアウトについて説明する図であり、図20は、複数の印字ブロックBa,Bb,Bcを含んだ撮像エリアを例示する図である。
<Another example of reading area>
FIG. 18 is a diagram showing another example of the reading area Rq as the imaging area. Further, FIG. 19 is a diagram explaining the layout of the print block B, and FIG. 20 is a diagram illustrating an imaging area including a plurality of print blocks Ba, Bb, and Bc.

前記実施形態では、QRコードからなる印字パターンPmを含んだ読取エリアRqを例示したが、本開示は、そうした読取エリアRqには限定されない。図18に例示するように、文字列及び数列を組み合わせた印字パターンPm2を用いるとともに、その印字パターンPm2を含んだ読取エリアRq2を設定してもよい。 In the embodiment, the reading area Rq including the print pattern Pm consisting of a QR code is illustrated, but the present disclosure is not limited to such a reading area Rq. As illustrated in FIG. 18, a print pattern Pm2 that is a combination of a character string and a number sequence may be used, and a reading area Rq2 that includes the print pattern Pm2 may be set.

その場合、読取エリアRq2に係るマージンZm2は、印字パターンPm2の周囲を取り囲むように、その印字パターンPm2の外郭に沿って配置される空白部として設定すればよい。また、マージンZm2の具体的な寸法ΔWmは、前期実施形態と同様に、ユーザが手動で設定してもよいし、予め記憶された数値を読み出して使用してもよい。 In that case, the margin Zm2 related to the reading area Rq2 may be set as a blank space arranged along the outer contour of the print pattern Pm2 so as to surround the print pattern Pm2. Further, the specific dimension ΔWm of the margin Zm2 may be set manually by the user, as in the previous embodiment, or may be read out and used as a numerical value stored in advance.

なお、印字ブロックBの設定に際しては、図19に例示するように、入力欄M3への数値入力、及び、印字ブロックBの外郭に沿って配置された矩形状のマークをドラッグ操作することで、印字ブロックBのサイズ変更を実現することができる。 In addition, when setting the printing block B, as illustrated in FIG. It is possible to change the size of the print block B.

また、図20に例示するように、3つの印字ブロックBa~Bcのそれぞれについて撮像エリアを設定することができる。また、3つの印字ブロックBa~Bcのうちの2つ以上を、1つのブロックBtにグループ化することもできる。3つの印字ブロックBa~Bcをグループ化した場合、各印字ブロックBa,Bb,Bcに含まれる文字列等を、そのブロックBtに係る印字パターンPmtに設定することができる。この場合、撮像設定部104は、印字パターンPmt全体が収まるよう、撮像エリアを設定することになる。 Further, as illustrated in FIG. 20, an imaging area can be set for each of the three print blocks Ba to Bc. Furthermore, two or more of the three print blocks Ba to Bc can be grouped into one block Bt. When three print blocks Ba to Bc are grouped, character strings and the like included in each print block Ba, Bb, and Bc can be set to the print pattern Pmt related to that block Bt. In this case, the imaging setting unit 104 sets the imaging area so that the entire print pattern Pmt is accommodated.

<撮像選択処理の実行タイミングの変形例>
図21は、レーザ加工装置Lの運用手順の別例を示すフローチャートである。
<Modified example of execution timing of imaging selection process>
FIG. 21 is a flowchart showing another example of the operating procedure of the laser processing apparatus L.

前記実施形態に係る撮像選択部105は、印字加工が実行される前に撮像選択処理を実行する(図11のステップS35及びステップS36を参照)ように構成されていたが、本開示は、そうした構成には限定されない。図21のステップS34’及びステップS36’に例示するように、印字加工が実行された後に撮像選択処理を実行することもできる。 Although the imaging selection unit 105 according to the embodiment was configured to execute the imaging selection process before the printing process (see step S35 and step S36 in FIG. 11), the present disclosure It is not limited to the configuration. As illustrated in steps S34' and S36' in FIG. 21, the imaging selection process can also be executed after the printing process is executed.

また、図21においては、ステップS34’とステップS35’の順番を入れ替えることもできる。その場合、印字加工が実行される前に読取エリアRqを設定するとともに、印字加工が実行された後に撮像選択処理を実行することになる。 Further, in FIG. 21, the order of step S34' and step S35' can be changed. In that case, the reading area Rq is set before the printing process is executed, and the imaging selection process is executed after the printing process is executed.

《他の実施形態》
前記実施形態では、同軸カメラ6及び全体カメラ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、全体カメラ7を筐体10の外面に取り付けてもよい。
《Other embodiments》
In the embodiment, both the coaxial camera 6 and the overall camera 7 were provided within the housing 10, but the present disclosure is not limited to such a configuration. For example, the overall camera 7 may be attached to the outer surface of the housing 10.

また、前記実施形態では、第2撮像部としての全体カメラ7は、加工領域R1全体を一度に撮像するように構成されていたが、本開示は、その構成には限定されない。例えば、全体カメラ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、加工領域R1全体を示す画像を生成してもよい。 Further, in the embodiment, the whole camera 7 as the second imaging unit was configured to image the entire processing region R1 at once, but the present disclosure is not limited to this configuration. For example, the overall camera 7 may generate an image showing the entire processing region R1 by capturing images of the processing region R1 multiple times and displaying the imaging results side by side.

また、前記実施形態では、同軸カメラ6と全体カメラ7のそれぞれについて、2つの撮像モード(広角モード及び標準モード)が設定されていたが、撮像モードの数は、これに限定されない。例えば、各カメラの視野サイズの高低に応じて、3つ以上の撮像モードを設定してもよい。 Further, in the embodiment, two imaging modes (wide-angle mode and standard mode) are set for each of the coaxial camera 6 and the overall camera 7, but the number of imaging modes is not limited to this. For example, three or more imaging modes may be set depending on the height of the field of view size of each camera.

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 全体カメラ(第2撮像部)
100 マーカコントローラ
101 制御部(走査制御部)
104 撮像設定部
105 撮像選択部
107 設定部(加工設定部)
108 表示制御部
108a 倍率調整部
108b 領域移動部
108c 表示切替部
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
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)
F1 視野サイズ
F2 視野サイズ
Pw 撮像画像
Pw1 同軸画像(第1画像)
Pw2 全体画像(第2画像)
R1 加工領域
R4 設定面
Rq 読取エリア(撮像エリア)
Zq クワイエットゾーン
Zm マージン
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 section 3 Laser light guide section 4 Laser light scanning section 6 Coaxial camera (first imaging section)
7 Overall camera (second imaging unit)
100 Marker controller 101 Control unit (scanning control unit)
104 Imaging setting section 105 Imaging selection section 107 Setting section (processing setting section)
108 Display control unit 108a Magnification adjustment unit 108b Area moving unit 108c Display switching unit 110 Excitation light generation unit 801 Display unit 801a First display area 801b Second display area P Laser optical path A1 Imaging optical axis A2 Imaging optical axis Pm Print pattern (processing) pattern)
B Printing block (processing block)
F1 Field of view size F2 Field of view size Pw Captured image Pw1 Coaxial image (first image)
Pw2 whole image (second image)
R1 Processing area R4 Setting surface Rq Reading area (imaging area)
Zq Quiet zone Zm Margin L Laser processing device S Laser processing system W Work (workpiece)

Claims (6)

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により、前記第1撮像部よりも視野サイズが広くかつ前記加工領域全体を含んだ第2画像を生成する第2撮像部と、
前記被加工物の表面上に、前記加工領域内に形成されるべき加工内容を示す加工パターンを設定する加工設定部と、
前記加工設定部による設定内容に基づいて、前記加工パターンを含んだ撮像エリアを前記被加工物の表面上に規定するとともに、該撮像エリアの位置及びサイズを含んだ撮像内容を設定する撮像設定部と、
前記撮像設定部により設定された前記撮像エリアのサイズに基づいて、前記第1及び第2撮像部のうちのいずれか一方を選択する撮像選択部と、
前記レーザ光走査部、並びに、前記第1及び第2撮像部を少なくとも制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記被加工物に前記加工パターンが加工された後、
前記撮像選択部によって前記第1撮像部が選択されている場合は、前記撮像設定部により設定された前記撮像エリアの位置に基づいて前記レーザ光走査部を制御した状態で、前記第1撮像部を介して前記撮像エリアを撮像する一方、
前記撮像選択部によって前記第2撮像部が選択されている場合は、該第2撮像部を介して前記撮像エリアを撮像する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
an excitation light generation unit 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 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. And,
It has an imaging optical axis branching from a laser optical path from the laser beam output section to the laser beam scanning section, and images the workpiece through the laser beam scanning section. a first imaging unit that generates a first image including the part;
By having an imaging optical axis independent of the laser light path and imaging the workpiece without the intervention of the laser beam scanning section, the field of view size is wider than that of the first imaging section and the processing area is a second imaging unit that generates a second image including the entire image;
a machining setting unit that sets a machining pattern indicating machining content to be formed in the machining area on the surface of the workpiece;
an imaging setting unit that defines an imaging area including the processing pattern on the surface of the workpiece based on settings set by the processing setting unit, and sets imaging content including the position and size of the imaging area; and,
an imaging selection unit that selects one of the first and second imaging units based on the size of the imaging area set by the imaging setting unit;
comprising a control unit that controls at least the laser beam scanning unit and the first and second imaging units,
After the processing pattern is processed on the workpiece, the control section
When the first imaging section is selected by the imaging selection section, the first imaging section is controlled while the laser beam scanning section is controlled based on the position of the imaging area set by the imaging setting section. while imaging the imaging area via;
A laser processing apparatus characterized in that when the second imaging section is selected by the imaging selection section, the imaging area is imaged through the second imaging section.
請求項1に記載されたレーザ加工装置において、
前記撮像エリアを撮像することにより生成された前記第1又は第2画像に基づいて、前記被加工物に形成された前記加工パターンを読み取る読取部を備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to claim 1,
A laser processing apparatus comprising: a reading section that reads the processing pattern formed on the workpiece based on the first or second image generated by imaging the imaging area.
請求項1又は2に記載されたレーザ加工装置において、
前記撮像設定部は、前記加工パターンの周囲に所定マージンを加えることで、該加工パターンよりも面積の広い前記撮像エリアを規定し、
前記撮像選択部は、前記第1及び第2撮像部のうち、少なくとも前記撮像エリアよりも視野サイズの広い一方を選択する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to claim 1 or 2,
The imaging setting section defines the imaging area having a larger area than the processing pattern by adding a predetermined margin around the processing pattern,
The laser processing apparatus is characterized in that the imaging selection section selects one of the first and second imaging sections, which has a larger field of view than at least the imaging area.
請求項3に記載されたレーザ加工装置において、
前記撮像選択部は、前記第1及び第2撮像部それぞれの視野サイズが双方とも前記撮像エリアよりも広い場合は、前記第1撮像部を選択する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to claim 3,
The laser processing apparatus is characterized in that the imaging selection section selects the first imaging section when the field of view sizes of the first and second imaging sections are both wider than the imaging area.
請求項1から4のいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記加工設定部は、前記加工パターンとしてQRコード(登録商標)を設定し、
前記撮像設定部は、前記撮像エリアとして、前記加工パターンの外周を囲うクワイエットゾーンと、前記クワイエットゾーンのさらに外周を囲うマージンと、を前記加工パターンに加えた領域を設定する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
The laser processing device according to any one of claims 1 to 4,
The processing setting section sets a QR code (registered trademark) as the processing pattern,
The imaging setting section sets, as the imaging area, an area in which a quiet zone surrounding the outer periphery of the processing pattern and a margin further surrounding the outer periphery of the quiet zone are added to the processing pattern. Processing equipment.
請求項1から5のいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記第1撮像部及び前記第2撮像部の少なくとも一方は、各々の視野サイズが異なる複数の撮像モードを有し、
前記撮像選択部は、前記撮像エリアのサイズに基づいて、前記複数の撮像モードから1つを選択する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
At least one of the first imaging unit and the second imaging unit has a plurality of imaging modes each having a different field of view size,
The laser processing apparatus is characterized in that the imaging selection unit selects one of the plurality of imaging modes based on the size of the imaging area.
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