JPH06292986A - レーザ加工装置の制御方法 - Google Patents

レーザ加工装置の制御方法

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JPH06292986A
JPH06292986A JP5107303A JP10730393A JPH06292986A JP H06292986 A JPH06292986 A JP H06292986A JP 5107303 A JP5107303 A JP 5107303A JP 10730393 A JP10730393 A JP 10730393A JP H06292986 A JPH06292986 A JP H06292986A
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JP
Japan
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marking
laser
laser beam
timing
shutter
Prior art date
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Pending
Application number
JP5107303A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Kiyofuji
哲生 清藤
Atsushi Sugibashi
敦史 杉橋
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
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06292986A publication Critical patent/JPH06292986A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工形状が変化したり、刻印が不鮮明になる
ことなく、かつ高速に被加工面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の制御方
法を提供する。 【構成】 レーザ発振器からのレーザ光をスキャニング
するガルバノスキャナ及びガルバノスキャナからのレー
ザ光を集光させるfθレンズを有するレーザヘッドと、
レーザ発振器とレーザヘッドとの間に設けられたシャッ
タと、レーザ発振器のパルス発振タイミングの制御手段
とを有するレーザ加工装置に於て、所定時間停止した後
の加工開始時には、ビームモードが安定してからシャッ
タを開いて被加工面へのレーザ光の照射を開始し、加工
中のビームの照射/停止は、レーザ発振器のパルス発振
タイミングの調節によりレーザ光の照射タイミングを制
御することで、装置の加工信頼性が向上すると共に加工
速度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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の制御方法に関す
るものである。
【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、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が特開昭6
0−106686号公報に開示されている。
【0003】この公報によれば、まず刻印開始位置にて
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刻印文字などに沿っ
て駆動しつつ刻印を行うX−Y駆動方式等に比較して高
速化されている。
【0004】一方、例えば鋼材の表面に文字などを刻印
する場合、この文字をドットの集合により表現したり、
文字線から文字線へ移行する未加工部があることから、
対象物の表面にレーザ光の照射/停止を繰り返すことと
なる。そのために機械的なシャッタを設け、その開閉を
もってレーザ光の照射タイミングを制御する方法がある
が、応答性が比較的悪いことから、上記したようなガル
バノスキャナを用いた高速処理が可能な装置を用いても
文字加工速度は遅くなる。そこで、レーザ発振器のパル
ス発振タイミングを電気的に直接制御することによりレ
ーザ光の照射タイミングを制御する方法が提案されてい
る。この方法は電気的な制御のみであることから応答性
が良く、高速性が確保される。
【0005】しかしながら、例えば対象物を交換した後
など所定時間レーザ発振を停止した後の加工開始時に
は、レーザ発振器内部の光学素子に急激な温度変化が生
じ、光学素子の熱レンズ効果による不安定なビームモー
ドは光学素子の温度が安定になるまでドットの形状を変
化させ刻印文字の太さや深さに大きなむらを生じるなど
の品質上の欠陥を起こすと云う問題があった。
【0006】
【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、かつ高速に被加工面に刻印などの加工
を施すことが可能なように改良されたレーザ加工装置の
制御方法を提供することにある。
【0007】
【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、レーザ発振器と、該レーザ発振器からのレ
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、前記レーザ発振器と前記レーザヘッドとの間
に設けられたシャッタと、前記レーザ発振器のパルス発
振タイミングを制御する制御手段とを有するレーザ加工
装置の制御方法であって、所定時間以上発振を停止した
後の加工開始時には前記レーザ発振器からレーザを発振
した後に前記シャッタを開くことによりレーザの照射を
開始し、加工開始後には前記制御手段をもってレーザの
照射タイミングを制御することを特徴とするレーザ加工
装置の制御方法を提供することによって達成される。
【0008】
【作用】このようにすれば、或る程度停止した後の加工
開始時には機械的シャッタにより照射タイミングを制御
し、加工中にはレーザ発振器のパルス発振タイミングの
調節により照射タイミングを制御することにより、加工
開始時のビームモードが安定し、しかも加工中の応答速
度が向上する。
【0009】
【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。
【0010】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。
【0011】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はモー
タ4をもって駆動されるようになっている。
【0012】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9〜12及びシャッタ13を介して固
定側レーザ発振器6からレーザビームが供給されるよう
になっている(図2)。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14が設けられ、モータ4、ガルバノスキャナ8及
びシャッタ13を駆動制御すると共にレーザ発振器6の
パルス発振タイミングを制御するようになっている。
【0013】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15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15にレーザ刻印す
るようになっている。ここで、刻印領域15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)及び焦点深度と鋼板の反りまたはうねり量
の関係から定められる例えば4つの領域(A、B、C、
D)から構成されている。
【0014】まず、鋼板Pを搬送ロールによりステージ
Sに搬送して載置し、モータ3をもってレーザヘッド1
のfθレンズ7の中心が刻印領域15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、f
θ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。
【0015】このとき、図3に示すように、刻印開始時
(加工開始時)には、まずレーザ発振器6からのレーザ
発振を開始し、そのビームモードが安定したら(約2
秒)やや遅れてシャッタ13を開放する。これにより刻
印開始時の刻印品質が向上する。そして、刻印中(加工
中)にはレーザ発振器6のパルス発振タイミングを電気
的に調節することにより照射タイミングを制御し、また
ガルバノスキャナ8をスキャニングさせてドット文字を
刻印する。これにより刻印速度が向上する。
【0016】次に、モータ3をもってレーザヘッド1の
fθレンズ7の中心を刻印領域15の領域Bの中心に移
動させ、上記と同様に領域Bに刻印を行う。このとき、
領域Aの刻印後、レーザ発振器6中の光学素子が冷却す
る程度の所定時間経過していれば、上記同様に刻印開始
時には照射タイミングをシャッタ13により制御し、刻
印中にはレーザ発振器6のパルス発振タイミングにより
制御する。このとき、光学素子の冷却を防止するためレ
ーザヘッド1の移動中にレーザ発振を継続し、シャッタ
13で遮光することもできる。また、領域Aの刻印後、
所定時間経過していなければ刻印開始時からレーザ発振
器6のパルス発振タイミングの調節のみで照射タイミン
グを制御しても良い。更に、領域C、Dについても上記
同様に刻印を行う。
【0017】
【発明の効果】このように本発明によれば、レーザ発振
器からのレーザ光をスキャニングするガルバノスキャナ
及びガルバノスキャナからのレーザ光を集光させるfθ
レンズを有するレーザヘッドと、レーザ発振器とレーザ
ヘッドとの間に設けられたシャッタと、レーザ発振器の
パルス発振タイミングの制御手段とを有するレーザ加工
装置に於て、所定時間停止した後の加工開始時には、ビ
ームモードが安定してからシャッタを開いて被加工面へ
のレーザ光の照射、即ち加工を開始し、加工中のビーム
の照射/停止は、レーザ発振器のパルス発振タイミング
の調節によりレーザ光の照射タイミングを制御すること
で、装置の加工信頼性が向上すると共に加工速度が向上
する。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】図1のII-II線について見た矢視図である。
【図3】本実施例のレーザ発振器のパルス発振タイミン
グ及びシャッタの開閉タイミングとの関係を示すタイム
チャートである。
【符号の説明】
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 9〜12 ミラー 13 シャッタ 14 制御ユニット 15 刻印領域 P 鋼板 S ステージ A、B、C、D 領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ発振器と、該レーザ発振器からの
    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、前記レーザ発振器と前記レーザヘッドとの
    間に設けられたシャッタと、前記レーザ発振器のパルス
    発振タイミングを制御する制御手段とを有するレーザ加
    工装置の制御方法であって、 所定時間以上発振を停止した後の加工開始時には前記レ
    ーザ発振器からレーザを発振した後に前記シャッタを開
    くことによりレーザの照射を開始し、加工開始後には前
    記制御手段をもってレーザの照射タイミングを制御する
    ことを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
JP5107303A 1993-04-09 1993-04-09 レーザ加工装置の制御方法 Pending JPH06292986A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002316290A (ja) * 2001-04-16 2002-10-29 Takeuchi Seisakusho:Kk レーザ光による加工方法
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JP2008546535A (ja) * 2005-06-20 2008-12-25 コミサリア ア レネルジィ アトミーク 原子力プラントの塗膜など、壁の表面の被膜をレーザで除去するための方法および装置
JP2012096254A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Panasonic Electric Works Sunx Co Ltd レーザ加工装置及びレーザ加工装置の制御方法

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