JPH06269971A - Laser beam machine - Google Patents

Laser beam machine

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Publication number
JPH06269971A
JPH06269971A JP5089153A JP8915393A JPH06269971A JP H06269971 A JPH06269971 A JP H06269971A JP 5089153 A JP5089153 A JP 5089153A JP 8915393 A JP8915393 A JP 8915393A JP H06269971 A JPH06269971 A JP H06269971A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
laser beam
laser light
head
laser head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP5089153A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Kiyofuji
哲生 清藤
Kazumasa Ozeki
和正 大関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP5089153A priority Critical patent/JPH06269971A/en
Publication of JPH06269971A publication Critical patent/JPH06269971A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable high speed working with a wide range by providing a movable indicate means mounting a laser head equipped with a galvanoscanner, a ftheta lens and a laser beam source on a laser beam machine. CONSTITUTION:A laser head 1 equipped with a galvanoscanner 8 and a ftheta lens 7 and a movable indicate means mounting a laser beam source for supplying laser light to this laser head 1 and a laser head 1, are provided on a laser beam machine. Thus, since a gap between the laser beam source and a surface to be worked can be minimized and and kept constant, high speed working is possible over a very wide range. A laser spot diameter on a surface to be worked is stable, and the working reliability of the device can be improved. Also, by this constitution, since the number of the mirrors for a laser beam transmission can be reduced, and the number of the parts of an optical system for which high accuracy for assembling is required, can be reduced, working reliability is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鋼板等の表面に文字な
どの刻印を施すためのレーザ加工装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for marking characters such as characters on a surface of a steel plate or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ光束により、鋼板等の対象物の表
面に文字などの刻印を施す技術の一例として、対物レン
ズを搭載したレーザヘッドを被加工面に沿って移動可能
に支持し、レーザ光源からのレーザ光をレーザヘッドの
対物レンズを介して被加工面に照射して連続的に刻印を
行うレーザ刻印装置が、例えば特開昭57−14278
5号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art As an example of a technique for marking a surface of an object such as a steel plate with a laser beam, a laser head equipped with an objective lens is movably supported along a surface to be processed, and a laser light source is provided. A laser marking device for irradiating the surface to be processed with a laser beam from the laser beam through an objective lens of a laser head to perform continuous marking is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-14278.
No. 5 is disclosed.

【0003】このようなレーザ加工装置にあってはレー
ザヘッド自体を機械的に駆動することによりスキャニン
グを行っていることから、広範囲へレーザヘッドを走査
することはできても、文字などの微少な走査を高速で行
うことができないという問題がある。
In such a laser processing apparatus, since the laser head itself is mechanically driven for scanning, it is possible to scan the laser head over a wide range, but minute characters such as characters are scanned. There is a problem that scanning cannot be performed at high speed.

【0004】また、レーザ光源を外部に固定し、レーザ
光源からのレーザ光をミラー系によりレーザヘッドの対
物レンズに向けて伝送していたことから、レーザの照射
位置によりレーザ光源から被加工面までの距離が変化
し、コリメートレンズを用いてもレーザ光の広がり角の
変化、ビーム径の拡大等から被加工面上のレーザスポッ
トの径が一定とならず、加工形状が変化したり、刻印が
不鮮明になるという問題があった。
Further, since the laser light source is fixed to the outside and the laser light from the laser light source is transmitted toward the objective lens of the laser head by the mirror system, from the laser light source to the work surface depending on the laser irradiation position. The laser spot diameter on the surface to be machined is not constant due to changes in the divergence angle of the laser light, expansion of the beam diameter, etc. even if a collimating lens is used, resulting in a change in the machining shape or marking. There was the problem of becoming unclear.

【0005】一方、レーザ光源からのレーザ光を所望の
方向にスキャニングするためのガルバノスキャナとこの
ガルバノスキャナからのレーザ光を所定の同一平面上に
集光させるfθレンズとを有するレーザヘッドを刻印範
囲で被加工面に沿って移動可能とし、連続的に刻印を行
うレーザ刻印装置(例えば特開昭60−106686号
公報参照)がある。
On the other hand, a laser head having a galvano scanner for scanning the laser light from the laser light source in a desired direction and an fθ lens for condensing the laser light from the galvano scanner on a predetermined same plane is engraved. There is a laser marking device (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-106686) that is movable along the surface to be processed and that performs continuous marking.

【0006】この装置によれば、まず刻印開始位置にレ
ーザヘッドを移動してその位置で固定し、ガルバノスキ
ャナにてスキャン可能な範囲の刻印を行い、次にレーザ
ヘッドを所定の距離だけ移動してその位置で固定し、再
びガルバノスキャナにてスキャンしつつ刻印を行うよう
にしており、レーザヘッド全体を駆動しつつ刻印を行う
場合に比較してその加工速度を著しく向上することがで
きる。しかし、前記ガルバノスキャナは高速応答性を必
要とするため、スキャニングミラーをビーム径に応じて
大きくすることができず、レーザ光をミラー系によりレ
ーザヘッドに伝送する当該システムでは、伝送距離の拡
大が、ビーム拡大によるエネルギ損失を増大させ、更に
大きな問題となり、必要加工範囲が数mに及ぶ厚板等の
広範囲への加工が必要となる装置には適用困難であっ
た。
According to this apparatus, first, the laser head is moved to the marking start position and fixed at that position, marking is performed within a scannable range by the galvano scanner, and then the laser head is moved by a predetermined distance. The position is fixed at that position, and the marking is performed while scanning again with the galvano scanner, and the processing speed can be significantly improved compared to the case where the marking is performed while driving the entire laser head. However, since the galvano scanner requires high-speed response, the scanning mirror cannot be increased in size according to the beam diameter, and in the system in which laser light is transmitted to the laser head by the mirror system, the transmission distance cannot be expanded. However, the energy loss due to the beam expansion is increased, which causes a further serious problem, and it is difficult to apply to an apparatus that requires processing over a wide range such as a thick plate having a required processing range of several meters.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の不都合を解消すべく案出されたものであり、
その主な目的は、加工形状が変化したり、刻印が不鮮明
になることなく、かつ広い範囲の被加工面に高速に刻印
などの加工を施すことが可能なように改良されたレーザ
加工装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art.
Its main purpose is to provide an improved laser processing device that can perform processing such as engraving on a wide range of surfaces at high speed without changing the machining shape or blurring the engraving. To provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、レーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ
光を所望の方向にスキャニングするためのガルバノスキ
ャナ及び前記ガルバノスキャナからのレーザ光を所定の
同一平面上に集光させるfθレンズを有するレーザヘッ
ドと、前記レーザ光源及び前記レーザヘッドを搭載し、
かつ被加工物の被加工面に沿って移動可能な可動支持手
段とを備えることを特徴とするレーザ加工装置を提供す
ることによって達成される。
According to the present invention, there is provided a laser light source, a galvano scanner for scanning the laser light from the laser light source in a desired direction, and a laser from the galvano scanner. A laser head having an fθ lens for condensing light on a predetermined same plane, the laser light source and the laser head are mounted,
And it is achieved by providing the laser processing apparatus characterized by comprising movable support means movable along the surface to be processed of the workpiece.

【0009】[0009]

【作用】このような構成によれば、レーザ光源と被加工
面との間隔を最少かつ常に一定にでき、ガルバノスキャ
ナによるレーザ光走査ができるため、高速に広範囲の刻
印が可能となる。また、レーザ光伝送用のミラーの数を
減らすことができるため、ミラーによる伝送効率の低下
と光軸ずれによる加工不良を減少できる。
According to this structure, the distance between the laser light source and the surface to be processed can be kept constant at a minimum and the laser beam can be scanned by the galvano scanner, so that a wide range of markings can be performed at high speed. Further, since the number of mirrors for laser light transmission can be reduced, it is possible to reduce the transmission efficiency due to the mirrors and the processing defects due to the optical axis shift.

【0010】[0010]

【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of the present invention will be described in detail below with reference to specific embodiments shown in the accompanying drawings.

【0011】図1は、本発明に基づき構成されたレーザ
加工装置の構成を示す部分断面側面図である。この装置
は被加工物としての鋼板Pの表面に文字などの刻印を施
すためのものである。
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view showing the construction of a laser processing apparatus constructed according to the present invention. This device is for imprinting characters or the like on the surface of a steel plate P as a workpiece.

【0012】鋼板Pの幅方向(X方向)にガイド手段2
により移動可能に支持された可動支持手段としての可動
テーブル3にはレーザヘッド1が搭載されている。この
可動テーブル3にはレーザヘッド1にレーザ光を供給す
るためのレーザ光源としてのレーザ発振器6も搭載され
ている。また、可動テーブル3はモータ4をもって駆動
されるようになっている。
Guide means 2 is provided in the width direction (X direction) of the steel plate P.
A laser head 1 is mounted on a movable table 3 as a movable supporting means that is movably supported by. A laser oscillator 6 as a laser light source for supplying laser light to the laser head 1 is also mounted on the movable table 3. The movable table 3 is driven by a motor 4.

【0013】レーザヘッド1に於ける鋼板Pと対向する
位置にはfθレンズ7が設けられている。このfθレン
ズ7にはガルバノミラー8a、8bを有するガルバノス
キャナ8、ミラー9、10を介してレーザ発振器6から
レーザビームが供給されるようになっている。ここで、
fθレンズ7は、入射角に応じて焦点位置が光軸と直交
する1平面上で移動するレンズである。即ち、ガルバノ
スキャナ8による入射角の変化によりfθレンズ7から
出射されるレーザの集光位置が鋼板Pの表面上を所定の
範囲で移動するようになっている。尚、当該レーザ加工
装置の適所には制御ユニット12が設けられ、モータ4
及びガルバノスキャナ8を駆動制御するようになってい
る。
An fθ lens 7 is provided at a position facing the steel plate P in the laser head 1. A laser beam is supplied from the laser oscillator 6 to the fθ lens 7 via a galvano scanner 8 having galvano mirrors 8a and 8b and mirrors 9 and 10. here,
The fθ lens 7 is a lens whose focal position moves on one plane orthogonal to the optical axis depending on the incident angle. That is, the focus position of the laser emitted from the fθ lens 7 moves on the surface of the steel plate P within a predetermined range due to the change of the incident angle by the galvano scanner 8. A control unit 12 is provided at an appropriate position of the laser processing device, and the motor 4
The galvano scanner 8 is driven and controlled.

【0014】以下に本実施例の作動要領について説明す
る。鋼板Pには刻印領域13が予め設定されており、例
えば20文字の文字をその刻印領域13にレーザ刻印す
るようになっている。ここで、刻印領域13はガルバノ
スキャナ8のスキャニング可能範囲(またはfθレンズ
7の大きさ)によって定められる例えば4つの領域
(A、B、C、D)から構成されている。
The operating procedure of this embodiment will be described below. A marking area 13 is preset on the steel plate P, and for example, 20 characters are laser-marked on the marking area 13. Here, the engraved area 13 is composed of, for example, four areas (A, B, C, D) defined by the scannable range of the galvano scanner 8 (or the size of the fθ lens 7).

【0015】まず、鋼板PをステージSに搬送して載置
し、モータ4をもって可動テーブル3を、fθレンズ7
の中心が刻印領域13の刻印開始位置(領域Aの中心)
となる位置に移動させる。そして、fθレンズ7と鋼板
Pとの間隔を図示されない調整手段をもって調整し、実
際にガルバノスキャナ8をスキャニングさせて領域Aに
刻印を行う。
First, the steel plate P is conveyed to and placed on the stage S, and the motor 4 is used to move the movable table 3 and the f.theta.
The center of the mark is the marking start position of the marking area 13 (center of area A)
Move to the position. Then, the space between the fθ lens 7 and the steel plate P is adjusted by an adjusting means (not shown), and the galvano scanner 8 is actually scanned to mark the area A.

【0016】次に、モータ4をもって可動テーブル3
を、fθレンズ7の中心が領域Bの中心となる位置に移
動させ、ガルバノスキャナ8をスキャニングさせて領域
Bに刻印を行う。同様に領域C、Dについても刻印を行
う。
Next, the movable table 3 is held with the motor 4.
Is moved to a position where the center of the fθ lens 7 becomes the center of the area B, the galvano scanner 8 is scanned, and the area B is marked. Similarly, marking is also performed on the areas C and D.

【0018】[0018]

【発明の効果】このように本発明によれば、ガルバノス
キャナ及びfθレンズを有するレーザヘッドと、このレ
ーザヘッドにレーザ光を供給するためのレーザ光源と、
レーザ光源とレーザヘッドとを搭載する可動支持手段を
備えることにより、レーザ光源と被加工面との間隔を最
少かつ常に一定にできることから、極めて広い範囲で高
速に加工が可能となると同時に被加工面上のレーザスポ
ットの径が安定し、即ち加工形状が安定し、装置の加工
信頼性を著しく向上することができる。また、この構成
により、レーザ光伝送用のミラーの数を減らすことがで
き、高い組付け精度が要求される光学系の部品点数を削
減し得る点からも装置の加工信頼性を向上することがで
きる。
As described above, according to the present invention, a laser head having a galvano scanner and an fθ lens, and a laser light source for supplying laser light to the laser head,
By providing the movable supporting means for mounting the laser light source and the laser head, the distance between the laser light source and the surface to be processed can be kept at a minimum and always constant. The diameter of the upper laser spot is stable, that is, the processed shape is stable, and the processing reliability of the device can be significantly improved. Further, with this configuration, it is possible to reduce the number of mirrors for laser light transmission, and it is possible to improve the processing reliability of the apparatus in that the number of parts of the optical system that requires high assembly accuracy can be reduced. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明が適用されたレーザ加工装置の模式的な
部分断面側面図である。
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional side view of a laser processing apparatus to which the present invention has been applied.

【図2】図1のII-II線について見た矢視図である。FIG. 2 is a view taken along the line II-II of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザヘッド 2 ガイド手段 3 可動テーブル 4 モータ 6 レーザ発振器 7 fθレンズ 8 ガルバノスキャナ 8a、8b ガルバノミラー 9、10 ミラー 12 制御ユニット 13 刻印領域 P 鋼板 S ステージ A、B、C、D 領域 1 Laser Head 2 Guide Means 3 Movable Table 4 Motor 6 Laser Oscillator 7 fθ Lens 8 Galvano Scanner 8a, 8b Galvano Mirror 9, 10 Mirror 12 Control Unit 13 Marking Area P Steel Plate S Stage A, B, C, D Area

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光源と、該レーザ光源からのレー
ザ光を所望の方向にスキャニングするためのガルバノス
キャナ及び前記ガルバノスキャナからのレーザ光を所定
の同一平面上に集光させるfθレンズを有するレーザヘ
ッドと、前記レーザ光源及び前記レーザヘッドを搭載
し、かつ被加工物の被加工面に沿って移動可能な可動支
持手段とを備えることを特徴とするレーザ加工装置。
1. A laser having a laser light source, a galvano scanner for scanning the laser light from the laser light source in a desired direction, and an fθ lens for condensing the laser light from the galvano scanner on a predetermined same plane. A laser processing apparatus comprising: a head; and a movable supporting means that mounts the laser light source and the laser head and is movable along a surface of a workpiece to be processed.
JP5089153A 1993-03-23 1993-03-23 Laser beam machine Withdrawn JPH06269971A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5089153A JPH06269971A (en) 1993-03-23 1993-03-23 Laser beam machine

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JP5089153A JPH06269971A (en) 1993-03-23 1993-03-23 Laser beam machine

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Family

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JP5089153A Withdrawn JPH06269971A (en) 1993-03-23 1993-03-23 Laser beam machine

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JP (1) JPH06269971A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007229744A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Sunx Ltd Laser beam machining method and apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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