JPH02295688A - Laser beam machining method for film coating material and laser beam machining head used for the method - Google Patents
Laser beam machining method for film coating material and laser beam machining head used for the methodInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、例えばビニールコーティング材などのフィ
ルムコーティング材にレーザ加工を行うフィルムコーテ
ィング材のレーザ加工方法およびその方法に用いるレー
ザ加工ヘッドに関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for laser processing a film coating material such as a vinyl coating material, and a laser beam used in the method. Regarding processing heads.
(従来の技術)
従来、例えばステンレスなどの母材の表面に樹脂などか
らなるフィルムを張り合せたフィルムコーティング材と
して、例えばビニールコーティング材が知られている。(Prior Art) Conventionally, vinyl coating materials, for example, have been known as film coating materials in which a film made of resin or the like is laminated onto the surface of a base material such as stainless steel.
このビニールコーティング材にレーザ加工機でレーザ加
工を行うレーザ加工方法としては、集光レンズで集光さ
れたレーザビームをデフオーカスさせ、まずビニールの
みを溶かし、その後集光レンズの焦点を合せて母材を切
断する方法や、レーザビームをビニールコーティング材
に照射して一度にビニールの溶融と母材の切断を行う方
法が知られている。The laser processing method of laser processing this vinyl coating material with a laser processing machine is to defocus the laser beam focused by a condensing lens, first melt only the vinyl, and then focus the condensing lens on the base material. There are two known methods: cutting the vinyl coating material, and melting the vinyl and cutting the base material at the same time by irradiating the vinyl coating material with a laser beam.
(発明が解決しようとする課題)
ところで、前述した従来技術のうち、前者の方法では、
集光レンズの焦点をデフォーカスしてまずビニールを溶
かしてから焦点を合せて母材を切断しているため、レー
ザ加工の加工時間が通常のレーザ時間に比べて2倍程度
かがるという問題があった。(Problem to be Solved by the Invention) By the way, among the above-mentioned conventional techniques, in the former method,
The problem is that the laser processing time is about twice as long as the normal laser time because the focus of the condensing lens is defocused to first melt the vinyl and then the focus is adjusted to cut the base material. was there.
また、後者の方法では、ビニールと母材との間にレーザ
ガスが入り込むため、ビニールがめくれて加工が不安定
であると共に外観が汚なく、さらにピアス時にビニール
がバルーンになるという問題があった。In addition, in the latter method, laser gas enters between the vinyl and the base material, which causes the vinyl to turn over, resulting in unstable processing and a clean appearance.Furthermore, the vinyl becomes a balloon when pierced.
この発明の目的は、フィルムコーティング材にレーザ加
工を行う際、フィルムがめくれず加工が安定して外観が
汚れずに、ピアス時にバルーンとならず、ざらにレーザ
加工を従来に比べて短時間で行な得るようにしたフィル
ムコーティング材のレーザ加工方法およびその方法に用
いるレーザ加工ヘッドを提供することにある。The purpose of this invention is to perform laser processing on film coating materials without causing the film to turn over, making the processing stable, preventing the appearance from becoming dirty, preventing balloons from forming during piercing, and allowing rough laser processing to be performed in a shorter time than in the past. An object of the present invention is to provide a method of laser processing a film coating material and a laser processing head used in the method.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために、この発明は、レーザ加工装
置でレーザビームをフィルムコーティング材に照射せし
めてレーザ切断を行う際、集光レンズのフラットな部分
で集光されたレーザビームによりフィルムを溶がして蒸
発させると共に、集光レンズの凸部分で集光されたレー
ザビームにより母材を切断するフィルムコーティング材
のレーザ加工方法である。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a method for using a condenser lens when performing laser cutting by irradiating a laser beam onto a film coating material in a laser processing device. This is a laser processing method for film coating materials in which the film is melted and evaporated by a laser beam focused on a flat part, and the base material is cut by a laser beam focused on a convex part of a condensing lens.
また、この発明は、レーザビームを集光レンズで集光し
、この集光されたレーザビームをフィルムコーティング
材に照射してレーザ加工を行うレーザ加工ヘッドにして
、前記集光レンズがレーザビームによりフィルムを溶が
して蒸発させるフラットな部分と、レーザビームにより
母材を切断させる凸部分と、で形成されてレーザ加工ヘ
ッドを構成した。Further, the present invention provides a laser processing head for condensing a laser beam with a condensing lens and irradiating the condensed laser beam onto a film coating material to perform laser processing, wherein the condensing lens The laser processing head was formed by a flat part that melts and evaporates the film, and a convex part that cuts the base material with a laser beam.
《作用》
この発明のフィルムコーティング材のレーザ加工方法を
採用することにより、レーザピームでフィルムコーティ
ング材にレーザ加工を行うと、集光レンズのフラットな
部分で集光されたレーザビームによりフィルムコーティ
ング材のフィルムを溶かして蒸発させると共に、集光レ
ンズの凸部分で集光されたレーザビームによりフィルム
コーティング材の母材が切断される。<<Operation>> By employing the laser processing method for film coating materials of the present invention, when laser processing is performed on the film coating material with a laser beam, the laser beam focused by the flat part of the condenser lens will cause the film coating material to be processed by the laser beam. The film is melted and evaporated, and the base material of the film coating material is cut by the laser beam focused by the convex portion of the condenser lens.
また、この発明のレーザ加工ヘッドを採用することによ
り、集光レンズのフラットな部分でフィルムコーティン
グ材のフィルムを溶がして蒸発させると共に、集光レン
ズの凸部分でフィルムコーティング材の母材を切断させ
ることが同時に行われる。In addition, by using the laser processing head of this invention, the flat part of the condenser lens melts and evaporates the film of the film coating material, and the convex part of the condenser lens melts and evaporates the base material of the film coating material. Cutting is done at the same time.
而して、レーザ加工が従来に比べて短時間で行われると
共に、フィルムがめくれないで加工が安定して行われる
から、外観が汚れないで済む。しかも、ピアス時にバル
ーンが生じないで加工される。As a result, the laser processing can be performed in a shorter time than in the past, and the processing can be performed stably without turning over the film, so that the appearance does not get dirty. In addition, the piercing process is performed without creating a balloon.
また、集光レンズはフラットな部分と凸部分とで形成さ
れているので、レーザ゜ビームの強度分布を強い部分と
弱い部分に分けられて、フィルムの溶融と母材の切断が
ほぼ同時に行われる。In addition, since the condensing lens is made up of a flat part and a convex part, the intensity distribution of the laser beam can be divided into strong and weak parts, allowing the melting of the film and the cutting of the base material to occur almost simultaneously. .
(実施例)
以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.
第3図を参照するに、レーザ加工装置1は、水平に敷設
された固定のXYテーブル3上に例えばフィルムコーテ
ィング材としてのビニールコーティング材Wを案内し、
このビニールコーティング材WをレーザビームLBで熱
切断するものである。Referring to FIG. 3, the laser processing device 1 guides, for example, a vinyl coating material W as a film coating material onto a fixed XY table 3 laid horizontally,
This vinyl coating material W is thermally cut with a laser beam LB.
レーザビームLBはレーザ加工装置1の機械本体に設け
たレーザ発振装置5で発振され、強度調整装置7、ペン
ドミラ−9を介してレーザ加工ヘッド11に案内されて
いる。レーザ加工ヘッド11の内部には集光レンズ13
が設けられ、レーザピームLBはこの集光レンズ13で
集光され、焦点位置でビニールコーティング.材Wを熱
切断する。The laser beam LB is oscillated by a laser oscillation device 5 provided in the main body of the laser processing apparatus 1, and guided to the laser processing head 11 via an intensity adjustment device 7 and a pend mirror 9. A condensing lens 13 is installed inside the laser processing head 11.
is provided, the laser beam LB is condensed by this condensing lens 13, and a vinyl coating is applied at the focal position. The material W is thermally cut.
また、ビニールコーティング材Wはクランブ15で把持
されて、切断すべき位置がレーザ加工ヘッド11の直下
に来るように、XYテーブル3上で水平移動されるよう
になっている。Further, the vinyl coating material W is gripped by a clamp 15 and moved horizontally on the XY table 3 so that the position to be cut is directly below the laser processing head 11.
クランプ15は、ビニールコーティング材Wを把持した
状態で、XY軸用サーボモータで平面X,Y軸方向に駆
動されるようになっている。レーザ加工ヘッド11はZ
軸用サーボモータで上下方向に駆動されるようになって
いる。又、レーザ加工装置1にはNC@置17が備えら
れ、このNG装置17の操作部にはいわゆる手動パルス
発生器19が備えられている。The clamp 15 is configured to be driven in the plane X and Y axis directions by XY axis servo motors while gripping the vinyl coating material W. The laser processing head 11 is Z
It is designed to be driven vertically by a servo motor for the shaft. Further, the laser processing device 1 is equipped with an NC@ station 17, and the operation section of this NG device 17 is equipped with a so-called manual pulse generator 19.
上記構成により、レーザ発振器5で発振されたレーザビ
ームLBは、強度調整装置7を経てペンドミラー9で折
曲げられ、さらに集光レンズ13で集光される。集光レ
ンズ13で集光されたレーザビーム1Bはビニールコー
ティング材Wへ向けて照射されると共に、クランプ15
にクランプされたビニールコーティング材WをX.Y軸
方向へNG装置17で制御して移動し位置決めすること
によってビニールコーティング材Wの所望位置に熱切断
加工が行われることになる。With the above configuration, the laser beam LB oscillated by the laser oscillator 5 passes through the intensity adjustment device 7 , is bent by the pendulum mirror 9 , and is further focused by the condensing lens 13 . The laser beam 1B focused by the condensing lens 13 is irradiated toward the vinyl coating material W, and the clamp 15
The vinyl coating material W clamped to X. The vinyl coating material W is thermally cut at a desired position by moving and positioning it in the Y-axis direction under control by the NG device 17.
前記集光レンズ13は第1図に示されているように、中
心部分であるフラットな部分13Aと、中心部分の外周
部である凸部分13Bとで構成されている。また、フィ
ルムコーティング材Wはステンレスなどの母材W1と、
この母材W1上に張り合せられた樹脂からなるフィルム
としての例えばビニールW2とで形成されている。As shown in FIG. 1, the condenser lens 13 is composed of a flat central portion 13A and a convex portion 13B that is an outer peripheral portion of the central portion. In addition, the film coating material W includes a base material W1 such as stainless steel,
It is formed of, for example, vinyl W2 as a film made of resin laminated on this base material W1.
上記構成により、ペンドミラ−9で折曲げられたレーザ
ビームLBは集光レンズ13で集光される。この集光レ
ンズ13のフラットな部分13Aで集光されたレーザビ
ームLBがフィルムコーティング材Wに照射されること
により、ビニールW2を溶かして蒸発される。また、同
時に、集光レンズ13の凸部分13Bで集光されたレー
ザピーム1Bにより母材W1を切断する。なお、ビニル
W2の溶融幅は母材W1の切断幅より大きくなる。With the above configuration, the laser beam LB bent by the pend mirror 9 is condensed by the condenser lens 13. The film coating material W is irradiated with the laser beam LB focused by the flat portion 13A of the condensing lens 13, thereby melting and vaporizing the vinyl W2. At the same time, the base material W1 is cut by the laser beam 1B focused by the convex portion 13B of the condenser lens 13. Note that the melting width of the vinyl W2 is larger than the cutting width of the base material W1.
したがって、ビニールW2の溶融と、母材W1の切断が
同時に行われるから、フィルムコーティング材Wのレー
ザ加工を従来に比べて短時間で行うことができる。また
、レーザ加工時にビニールW2がめくれないで加工が安
定して行われるから外観が汚れないで済み、さらにピア
ス時にバルーンを生じさせないで加工を行うことができ
る。Therefore, since the vinyl W2 is melted and the base material W1 is cut at the same time, the film coating material W can be laser processed in a shorter time than in the past. Furthermore, since the vinyl W2 is stably processed without turning over during laser processing, the appearance is not contaminated, and furthermore, the processing can be performed without causing balloons during piercing.
前記集光レンズ13の構成は第2図に示されているよう
に、中心部分である凸部分13Bと、中心部分の外周部
であるフラットな部分13Aとで構成されている。すな
わち、上述した第1図に示した構成と逆の構成となって
いる。As shown in FIG. 2, the condensing lens 13 is composed of a convex portion 13B at the center and a flat portion 13A at the outer periphery of the center. That is, the configuration is opposite to that shown in FIG. 1 described above.
上記構成により、集光レンズ13のフラットな部分13
AでビニールW2を溶かして蒸発させると共に、集光レ
ンズ13の凸部分13Bで母材Wを切断する。With the above configuration, the flat portion 13 of the condenser lens 13
At A, the vinyl W2 is melted and evaporated, and at the same time, the base material W is cut at the convex portion 13B of the condenser lens 13.
而して、その効果は上述した実施例とほぼ同様の効果を
奏するものである。Therefore, the effect is almost the same as that of the embodiment described above.
なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の変更を行うことによって、その他の態様で実施
し得るものである。本実施例ではフィルムコーティング
材としてビニールコーティング材を例にとって説明した
が、それ以外のどんなフィルムであっても構わない。Note that this invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in other forms by making appropriate changes. In this embodiment, a vinyl coating material is used as an example of the film coating material, but any other film may be used.
[発明の効果]
以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、集光レンズのフラットな部分で集光され
たレーザビームによりフィルムコーティング材のフィル
ムを溶かして蒸発させると共に、集光レンズの凸部分で
集光されたレーザビームによりフィルムコーティング材
の母材が切断される。[Effects of the Invention] As understood from the above description of the embodiments, according to the present invention, the film of the film coating material is melted and evaporated by the laser beam focused on the flat part of the condenser lens. At the same time, the base material of the film coating material is cut by the laser beam focused by the convex portion of the condenser lens.
而して、フィルムコーティング材のレーザ加工が従来に
比べて短時間で行うことができる。またフィルムがめく
れずに加工が安定して行われるから、外観が汚れないで
済み、しかもピアス時にバルーンが生じないで加工する
ことができる。Thus, laser processing of the film coating material can be performed in a shorter time than in the past. Furthermore, since the processing is performed stably without the film turning over, the appearance does not get dirty, and furthermore, the processing can be performed without causing balloons during piercing.
レーザ加工ヘッドの集光レンズがフラットな部分と凸部
分で形成されているから、レーザビームの強度分布を強
い部分と弱い部分に分けられて、フィルムコーティング
材のフィルムの溶融と母材の切断をほぼ同時に行うこと
ができる。Since the condensing lens of the laser processing head is formed of a flat part and a convex part, the intensity distribution of the laser beam can be divided into strong and weak parts, which can melt the film of the film coating material and cut the base material. It can be done almost simultaneously.
第1図はこの発明の主要部を示し、集光レンズの構成と
集光レンズで集光されたレーザビームがフィルムコーテ
ィング材に照射される状態を示した説明図、第2図は第
1図に代る他の説明図、第3図はこの発明を実施する一
実施例のレーザ加工装置の側面図である。
1・・・レーザ加工装置 13・・・集光レンズ13
A・・・フラットな部分 13B・・・凸部分W・・・
ビニールコーティング材
W+・・・母材 W2・・・ビニールL
B・・・レーザビームFigure 1 shows the main part of the invention, and is an explanatory diagram showing the configuration of the condenser lens and the state in which the film coating material is irradiated with the laser beam focused by the condenser lens, and Figure 2 is similar to Figure 1. Another explanatory diagram, FIG. 3, is a side view of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 1... Laser processing device 13... Condensing lens 13
A...Flat part 13B...Convex part W...
Vinyl coating material W+...Base material W2...Vinyl L
B...Laser beam
Claims (2)
ィング材に照射せしめてレーザ切断を行う際、集光レン
ズのフラットな部分で集光されたレーザビームによりフ
ィルムを溶かして蒸発させると共に、集光レンズの凸部
分で集光されたレーザビームにより母材を切断すること
を特徴とするフィルムコーティング材のレーザ加工方法
。(1) When performing laser cutting by irradiating a laser beam onto a film coating material using a laser processing device, the laser beam focused on the flat part of the condenser lens melts and evaporates the film, and at the same time A method for laser processing film coating materials, characterized by cutting a base material with a laser beam focused on a convex portion.
れたレーザビームをフィルムコーティング材に照射して
レーザ加工を行うレーザ加工ヘッドにして、前記集光レ
ンズがレーザビームによりフィルムを溶かして蒸発させ
るフラットな部分と、レーザビームにより母材を切断さ
せる凸部分と、で形成されていることを特徴とするレー
ザ加工ヘッド。(2) A laser processing head that focuses a laser beam with a condensing lens and irradiates a film coating material with the focused laser beam to perform laser processing, and the condensing lens melts the film with the laser beam. A laser processing head is characterized in that it is formed of a flat part that is evaporated by the laser beam, and a convex part that cuts the base material with a laser beam.
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JP1109190A JPH02295688A (en) | 1989-05-01 | 1989-05-01 | Laser beam machining method for film coating material and laser beam machining head used for the method |
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JP (1) | JPH02295688A (en) |
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- 1989-05-01 JP JP1109190A patent/JPH02295688A/en active Pending
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