JPH07308789A - Method and device for laser machining - Google Patents

Method and device for laser machining

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JPH07308789A
JPH07308789A JP6104026A JP10402694A JPH07308789A JP H07308789 A JPH07308789 A JP H07308789A JP 6104026 A JP6104026 A JP 6104026A JP 10402694 A JP10402694 A JP 10402694A JP H07308789 A JPH07308789 A JP H07308789A
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laser light
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processed
laser beam
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Hidetaka Miyake
英孝 三宅
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Abstract

PURPOSE:To obtain the laser machining method capable of machining even a complicated three dimensional shape at high speed and with high precision by preventing the melted substance of an object to be machined from remaining in formed recessed part. CONSTITUTION:In the laser machining method, in which an object 7 to be machined is machined by irradiating a machining area of the object 7 to be machined with a laser beam 1 and allowing the laser beam 1 to scan in the machining area, based on a desired ratio K of a scanning travel length of a beam spot of the laser beam to a diameter (d) of a laser machined hole formed at the time of irradiating the object 7 to be machined with the laser beam 1, the diameter (d) of a laser machined hole and the frequency of repeated laser beam in forming laser beam machined hole, a scanning speed (v) of the laser beam is decided to allow the laser beam to scan.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、加工対象物上にレー
ザ光を照射して凹所等を形成するためのレーザ加工方法
及び該加工方法を実施する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 method for irradiating an object to be processed with laser light to form recesses and the like, and a laser processing apparatus for carrying out the processing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は例えば特開平3−114688
号公報に示された従来のレーザ加工装置の構成図であ
り、図において、1はレーザ光線、2はノズル、3は反
射鏡、4は揺動頭、5はハウジング、6は台であり、7
は加工対象物、8は回転テーブル(加工テーブル手
段)、9は加工対象物移動テーブルである。ノズル2は
揺動頭4に取り付けられ、ノズル2内部には反射鏡3が
取り付けられている。また、ノズル2はその先端が加工
対象物に向けられるように設置されている。揺動頭4は
ハウジング5に設置されており、ハウジング5は台6に
設置されている。加工対象物テーブル9上には回転テー
ブル8が取り付けられ、回転テーブル8上には加工対象
物7が取り付けられる。
2. Description of the Related Art FIG. 12 shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-114688.
It is a block diagram of the conventional laser processing apparatus shown by the publication, 1 is a laser beam, 2 is a nozzle, 3 is a reflecting mirror, 4 is a swing head, 5 is a housing, 6 is a stand, 7
Is an object to be processed, 8 is a rotary table (processing table means), and 9 is an object moving table. The nozzle 2 is attached to the swing head 4, and a reflecting mirror 3 is attached inside the nozzle 2. Further, the nozzle 2 is installed so that its tip is directed toward the object to be processed. The swing head 4 is installed in a housing 5, and the housing 5 is installed in a stand 6. The rotary table 8 is mounted on the workpiece table 9, and the workpiece 7 is mounted on the rotary table 8.

【0003】次に動作について説明する。反射鏡3によ
ってノズル2内部に導かれたレーザ光1は、回転テーブ
ル8上に設置された加工対象物7に照射される。このと
き、揺動頭4と回転テーブル8と加工対象物移動テーブ
ル9とを相対的に移動させることにより、加工対象物7
上のレーザ光照射位置を移動させてレーザ光1を加工対
象物7上を往復移動させ、加工対象物7に所望する凹所
を形成することができる。また、ノズル2を介してレー
ザ光と共にアシストガスを導くことができ、加工対象物
7のレーザ照射部にアシストガスを吹き付けるように構
成されている。
Next, the operation will be described. The laser light 1 guided to the inside of the nozzle 2 by the reflecting mirror 3 is applied to the processing target 7 installed on the rotary table 8. At this time, the workpiece 7 is moved by relatively moving the swing head 4, the rotary table 8, and the workpiece moving table 9.
The desired laser light irradiation position can be moved to reciprocate the laser light 1 on the object 7 to form a desired recess in the object 7. Further, the assist gas can be guided together with the laser light through the nozzle 2, and the assist gas is blown to the laser irradiation portion of the processing object 7.

【0004】また、特開平5−261578号公報に
は、レーザ光1を用いて加工対象物7を加工する際に、
基準点とレーザ光照射面25との間の現在距離を求め、
さらに設定された目標距離との差異を求め、その差異に
対応する少なくとも一つの操作量を求めて、その操作量
によってレーザ光1を制御する方法が開示されている。
Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-261578, when the object 7 to be processed is processed using the laser beam 1,
Obtain the current distance between the reference point and the laser light irradiation surface 25,
Further, a method is disclosed in which a difference from the set target distance is obtained, at least one operation amount corresponding to the difference is obtained, and the laser light 1 is controlled by the operation amount.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ加工装置
は以上のように構成されているので、加工対象物7に凹
所を形成するためには所望領域内を数回レーザ光を走査
することが必要である。しかし、かかる場合、レーザ光
を走査する際のビームスポットの走査速度がレーザ光発
振条件に対して不適当に設定されていると、加工対象物
7が溶融したものが形成された凹所内部に残留してしま
い、これによって、レーザ光の照射が妨げられて加工速
度が低下し、さらには、凹所の内部側面や底面に加工対
象物7が溶融したものが付着して仕上げ面の品質が低下
するという問題点があった。
Since the conventional laser processing apparatus is constructed as described above, in order to form a recess in the object 7 to be processed, the laser light is scanned within the desired region several times. is necessary. However, in such a case, if the scanning speed of the beam spot at the time of scanning the laser light is set inappropriately for the laser light oscillation condition, the workpiece 7 melts inside the recess formed therein. It remains, which hinders the irradiation of the laser beam and reduces the processing speed. Further, the melted object 7 is attached to the inner side surface and the bottom surface of the recess to improve the quality of the finished surface. There was a problem that it decreased.

【0006】また、このような点から、従来のレーザ光
による加工深さの測定方法だけでは、正確な加工量や加
工の進行状態を検出することは困難であった。さらに、
アシストガスがノズル2からレーザ光照射部分に吹き付
けられるために加工部分の除去深さが深くなるとアシス
トガスがレーザ光照射部分に十分に供給されず加工対象
物7のレーザ光照射部分で不完全燃焼を起こし、煤や溶
融した加工対象物7が加工側面や加工底面に付着して加
工面を劣化させたり、また、加工対象物7の燃焼によっ
て発生する燃焼ガスは回収されることなく周囲に拡散さ
れるため作業環境を悪化させるなどの問題点があった。
From this point of view, it has been difficult to accurately detect the machining amount and the progress state of machining only by the conventional method of measuring the machining depth by laser light. further,
Since the assist gas is blown from the nozzle 2 to the laser light irradiation portion, if the removal depth of the processing portion becomes deep, the assist gas is not sufficiently supplied to the laser light irradiation portion and incomplete combustion occurs at the laser light irradiation portion of the processing target 7. Cause the soot or the melted work piece 7 to adhere to the work side surface or the work bottom surface to deteriorate the work surface, and the combustion gas generated by the combustion of the work piece 7 diffuses to the surroundings without being collected. Therefore, there is a problem that the working environment is deteriorated.

【0007】請求項1の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、加工対象物の溶融したも
のが形成された凹所内部に残留することを防止し、複雑
な3次元形状をも高速且つ高精度に加工するレーザ加工
方法を得ることを目的とする。
The invention of claim 1 is made in order to solve the above-mentioned problems, and prevents the melted object to be processed from remaining inside the formed recess, and the complicated 3 An object is to obtain a laser processing method for processing a dimensional shape at high speed and with high accuracy.

【0008】請求項2の発明は、加工対象物に形成され
る3次元形状の仕上げの精度を向上させるレーザ加工方
法を得ることを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a laser processing method which improves the accuracy of finishing a three-dimensional shape formed on a processing object.

【0009】請求項3の発明は、加工対象物に任意の傾
斜側面を有する3次元形状を精度よく加工するレーザ加
工方法を得ることを目的とする。
It is an object of the invention of claim 3 to obtain a laser processing method for accurately processing a three-dimensional shape having an arbitrary inclined side surface on an object to be processed.

【0010】請求項4の発明は、加工対象物にスパッタ
の付着していない良好な仕上げ面を加工するレーザ加工
方法を得ることを目的とする。
An object of the present invention is to obtain a laser processing method for processing a good finished surface on which spatter is not adhered to an object to be processed.

【0011】請求項5の発明は、加工対象物に複雑な3
次元形状を加工する際にスパッタ等の汚れを除去して良
好な仕上げ面を加工するレーザ加工方法を得ることを目
的とする。
According to a fifth aspect of the invention, the object to be processed has a complicated shape.
An object of the present invention is to obtain a laser processing method that removes stains such as spatters when processing a three-dimensional shape and processes a good finished surface.

【0012】請求項6の発明は、加工対象物に形成され
るレーザ加工穴の直径を確実に求め、最適なレーザ光走
査速度を決定するためのレーザ加工方法を得ることを目
的とする。
It is an object of the present invention to provide a laser processing method for surely obtaining the diameter of a laser processing hole formed in an object to be processed and determining the optimum laser beam scanning speed.

【0013】請求項7の発明は、加工対象物の溶融した
ものが形成された凹所内部に残留することを防止し、常
に最適で安定した加工状態を維持して複雑な3次元形状
をも高速且つ高精度に加工するレーザ加工方法を得るこ
とを目的とする。
According to a seventh aspect of the present invention, it is possible to prevent a molten object to be processed from remaining inside the formed recess, and always maintain an optimum and stable processed state to form a complicated three-dimensional shape. An object is to obtain a laser processing method for processing at high speed and with high accuracy.

【0014】請求項8の発明は、レーザ光が不可視であ
っても常に最適で安定した加工状態を維持して複雑な3
次元形状をも高速且つ高精度に加工するレーザ加工方法
を得ることを目的とする。
According to the invention of claim 8, even when the laser beam is invisible, the optimum and stable processing state is always maintained and complicated 3
An object is to obtain a laser processing method for processing a dimensional shape at high speed and with high accuracy.

【0015】請求項9の発明は、レーザ光照射部分での
不完全燃焼を防止し、加工面を良好に仕上げるレーザ加
工方法を得ることを目的とする。
It is an object of the invention of claim 9 to obtain a laser processing method for preventing incomplete combustion in a portion irradiated with a laser beam and for finishing a processed surface satisfactorily.

【0016】請求項10の発明は、作業環境を良好に保
つことが可能なレーザ加工方法を得ることを目的とす
る。
It is an object of the present invention to provide a laser processing method capable of maintaining a good working environment.

【0017】請求項11の発明は、複雑な3次元形状の
電極等の加工物をも高速且つ高精度に加工するレーザ加
工方法を得ることを目的とする。
It is an object of the invention of claim 11 to obtain a laser processing method for processing a workpiece such as an electrode having a complicated three-dimensional shape at high speed and with high accuracy.

【0018】請求項12の発明は、加工対象物の溶融し
たものが形成された凹所内部に残留することを防止し、
複雑な3次元形状をも高速且つ高精度に加工するレーザ
加工装置を得ることを目的とする。
According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to prevent the melted object to be processed from remaining inside the formed recess.
An object of the present invention is to obtain a laser processing apparatus that can process a complicated three-dimensional shape at high speed and with high accuracy.

【0019】請求項13の発明は、加工対象物に形成さ
れるレーザ加工穴の直径を精度よく計測するためのレー
ザ加工装置を得ることを目的とする。
A thirteenth aspect of the present invention is directed to a laser processing apparatus for accurately measuring the diameter of a laser processing hole formed in an object to be processed.

【0020】請求項14の発明は、レーザ光が不可視で
あっても常に最適で安定した加工状態を維持して複雑な
3次元形状をも高速且つ高精度に加工するレーザ加工装
置を得ることを目的とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, it is possible to obtain a laser processing apparatus capable of processing a complicated three-dimensional shape at high speed and with high accuracy by always maintaining an optimum and stable processing state even when the laser beam is invisible. To aim.

【0021】請求項15の発明は、レーザ光照射部分で
の不完全燃焼を防止し、加工面を良好に仕上げるレーザ
加工装置を得ることを目的とする。
It is an object of the invention of claim 15 to obtain a laser processing apparatus capable of preventing incomplete combustion in a portion irradiated with a laser beam and finishing a processed surface satisfactorily.

【0022】請求項16の発明は、作業環境を良好に保
つことが可能なレーザ加工装置を得ることを目的とす
る。
An object of the 16th aspect of the present invention is to obtain a laser processing apparatus capable of maintaining a good working environment.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るレ
ーザ加工方法は、加工対象物上にレーザ光を照射した際
に形成されるレーザ加工穴の直径に対するレーザ光のビ
ームスポットの走査移動長さの所望の割合と、レーザ加
工穴の直径と、レーザ加工穴が形成された際のレーザ光
繰り返し数とからレーザ光走査速度を決定し、該レーザ
光速度でレーザ光を走査するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser processing method, wherein a scanning movement of a beam spot of a laser beam with respect to a diameter of a laser processing hole formed when a laser beam is irradiated onto an object to be processed. A desired ratio of the length, the diameter of the laser processing hole, and the laser light scanning speed is determined from the laser light repetition number when the laser processing hole is formed, and the laser light is scanned at the laser light speed. is there.

【0024】請求項2の発明に係るレーザ加工方法は、
加工対象物に3次元形状部分を形成する場合、加工対象
物の荒加工モードでは走査移動長さの割合をより大きく
設定し、これにより決定されるレーザ光走査速度にてレ
ーザ光を走査し、加工対象物の仕上げモードでは走査移
動長さの割合をより小さく設定し、これにより決定され
るレーザ光走査速度にて荒加工モードで加工された3次
元形状部分の側面部分を1回以上レーザ光を走査するも
のである。
The laser processing method according to the invention of claim 2 is
In the case of forming a three-dimensional shape portion on the object to be processed, the ratio of the scanning movement length is set to be larger in the rough processing mode of the object to be processed, and the laser light is scanned at the laser light scanning speed determined by this. In the finishing mode of the object to be processed, the ratio of the scanning movement length is set to be smaller, and the side surface portion of the three-dimensional shape part processed in the rough processing mode is laser light at least once at the laser light scanning speed determined by this. To scan.

【0025】請求項3の発明に係るレーザ加工方法は、
加工対象物に任意の傾斜側面を有する3次元形状部分を
形成する場合、加工対象物の表面に対してレーザ光を斜
めから入射させた状態でレーザ光を走査して3次元形状
部分の側面を逆テーパ状に加工し、その後、レーザ光の
入射角を次第に小さくしながら逆テーパ状に突出した部
分に対してレーザ光走査を行い、逆テーパ状側面を徐々
に傾斜側面の傾斜角に成形するものである。
The laser processing method according to the invention of claim 3 is
When forming a three-dimensional shaped portion having an arbitrary inclined side surface on a processing object, the side surface of the three-dimensional shaped portion is scanned by scanning the laser light with the laser light obliquely incident on the surface of the processing object. Reverse taper processing is performed, then, while the incident angle of the laser light is gradually reduced, laser light scanning is performed on the portion protruding in the reverse taper shape, and the reverse tapered side surface is gradually formed into the inclination angle of the inclined side surface. It is a thing.

【0026】請求項4の発明に係るレーザ加工方法は、
目標とする3次元形状部分の既に形成された側面部にレ
ーザ光走査によって発生したスパッタが飛散しないよう
にスパッタの飛散方向を限定すべく側面部に対してレー
ザ光が近づくようにレーザ光を走査するものである。
The laser processing method according to the invention of claim 4 is
The laser light is scanned so that the laser light approaches the side surface in order to limit the scattering direction of the spatter generated by the laser light scanning so as not to scatter on the side surface already formed on the target three-dimensional shape portion. To do.

【0027】請求項5の発明に係るレーザ加工方法は、
加工対象物に3次元形状部分を形成した後、該3次元形
状部分の輪郭部に沿ってレーザ光を走査するものであ
る。
The laser processing method according to the invention of claim 5 is
After forming a three-dimensional shape portion on the object to be processed, laser light is scanned along the contour portion of the three-dimensional shape portion.

【0028】請求項6の発明に係るレーザ加工方法は、
レーザ光走査速度を決定する際に、加工対象物上にレー
ザ光を照射した際に形成されるレーザ加工穴の直径を計
測するものである。
The laser processing method according to the invention of claim 6 is
When the laser beam scanning speed is determined, the diameter of the laser processing hole formed when the laser beam is irradiated on the object to be processed is measured.

【0029】請求項7の発明に係るレーザ加工方法は、
少なくとも、レーザ光照射中の加工対象物の燃焼によっ
て発生する炎の形状、炎の吹き出し方向、スパッタの発
生量、及びスパッタの飛散方向の内の少なくともいずれ
か一つを検出して燃焼状態を把握し、この燃焼状態から
加工対象物の少なくとも加工量及び加工面形状を得て加
工状態を決定し、加工状態が安定していると認められる
所定の燃焼状態を維持すべくレーザ光照射状態を調整す
るものである。
A laser processing method according to the invention of claim 7 is
At least one of the flame shape, flame blowing direction, spatter generation amount, and spatter scattering direction generated by the combustion of the workpiece under laser light irradiation is detected to determine the combustion state. Then, from this combustion state, at least the processing amount and processing surface shape of the object to be processed are obtained to determine the processing state, and the laser light irradiation state is adjusted to maintain the predetermined combustion state where the processing state is recognized to be stable. To do.

【0030】請求項8の発明に係るレーザ加工方法は、
レーザ光が不可視である場合、加工対象物近傍の不可視
レーザ光の光路付近に粉末状の可燃性物質を供給し、粉
末状の可燃性物質をレーザ光によって燃焼させることに
よってレーザ光路を可視化し、この可視化されたレーザ
光路をモニタすることによってレーザ光照射状態を検知
し且つ所定の燃焼状態を維持すべくレーザ光照射状態を
調整するものである。
The laser processing method according to the invention of claim 8 is
When the laser light is invisible, a powdery combustible substance is supplied near the optical path of the invisible laser light near the object to be processed, and the laser light path is visualized by burning the powdery combustible substance with the laser light. By monitoring the visualized laser beam path, the laser beam irradiation state is detected and the laser beam irradiation state is adjusted to maintain a predetermined combustion state.

【0031】請求項9の発明に係るレーザ加工方法は、
レーザ光を照射した際の加工対象物の周囲を十分な濃度
の支燃性ガス雰囲気に保持すべく支燃性ガスを供給する
ものである。
The laser processing method according to the invention of claim 9 is
The combustion-supporting gas is supplied so that the periphery of the object to be processed when the laser light is irradiated is maintained in a combustion-supporting gas atmosphere having a sufficient concentration.

【0032】請求項10の発明に係るレーザ加工方法
は、レーザ光照射による加工対象物の燃焼によって発生
する燃焼ガスを大気中に放出することなく回収するもの
である。
In the laser processing method according to the tenth aspect of the present invention, the combustion gas generated by the combustion of the object to be processed by the laser light irradiation is recovered without being released into the atmosphere.

【0033】請求項11の発明に係るレーザ加工方法
は、レーザ光を加工対象物である導電性材料の加工領域
部分に照射し、加工領域内でレーザ光を走査し導電性材
料を加工して放電加工機用の電極等を製作するものであ
る。
In the laser processing method according to the eleventh aspect of the present invention, a laser beam is applied to a processing region portion of a conductive material which is a processing target, and the laser beam is scanned within the processing region to process the conductive material. It is intended to manufacture electrodes for electric discharge machines.

【0034】請求項12の発明に係るレーザ加工装置
は、加工対象物上にレーザ光を照射した際に形成される
レーザ加工穴の直径に対するレーザ光のビームスポット
の走査移動長さの所望の割合とレーザ加工穴の直径とレ
ーザ加工穴が形成された際のレーザ光繰り返し数とから
レーザ光走査速度を決定し、該レーザ光走査速度を制御
手段に指示するレーザ光照射状態調整手段を備えたもの
である。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus, wherein a desired ratio of the scanning movement length of the beam spot of the laser light to the diameter of the laser processing hole formed when the laser light is irradiated onto the object to be processed. And a laser beam irradiation state adjusting means for determining the laser beam scanning speed from the diameter of the laser beam processing hole and the laser beam repetition number when the laser beam processing hole is formed and instructing the laser beam scanning speed to the control means. It is a thing.

【0035】請求項13の発明に係るレーザ加工装置
は、レーザ光照射状態調整手段が、加工対象物上にレー
ザ光を照射した際に形成されるレーザ加工穴の直径を測
定するための撮影手段と、撮影手段から送られる画像情
報を処理してレーザ加工穴の直径を求める画像処理手段
とを具備したものである。
In the laser processing apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention, the laser light irradiation state adjusting means measures the diameter of the laser processing hole formed when the processing object is irradiated with the laser light. And image processing means for processing the image information sent from the photographing means to obtain the diameter of the laser processed hole.

【0036】請求項14の発明に係るレーザ加工装置
は、加工対象物近傍の不可視レーザ光の光路付近に粉末
状の可燃性物質を供給し、粉末状の前記可燃性物質をレ
ーザ光によって燃焼させることによってレーザ光路を可
視化するレーザ光可視化手段をさらに備えており、レー
ザ光照射状態調整手段が、可視化されたレーザ光路をモ
ニタするためのモニタ手段を備えており、さらに、モニ
タ手段の出力する情報を基にレーザ光照射状態を検知
し、所定の燃焼状態を維持すべくレーザ光照射状態を調
整するように構成されている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the laser processing apparatus, a powdery combustible substance is supplied near the optical path of the invisible laser light near the object to be processed, and the powdery combustible substance is burned by the laser light. The laser light visualization means for visualizing the laser light path is further provided, the laser light irradiation state adjusting means is provided with a monitor means for monitoring the visualized laser light path, and the information output by the monitor means is further provided. The laser light irradiation state is detected based on the above, and the laser light irradiation state is adjusted to maintain a predetermined combustion state.

【0037】請求項15の発明に係るレーザ加工装置
は、レーザ光を照射した際の加工対象物の周囲を十分な
濃度の支燃性ガス雰囲気に保持すべく支燃性ガスを供給
する支燃性ガス供給手段をさらに備えたものである。
According to the fifteenth aspect of the present invention, in the laser processing apparatus, the combustion supporting gas is supplied to maintain the surroundings of the object to be processed at the time of irradiation with the laser beam in a combustion supporting gas atmosphere having a sufficient concentration. It further comprises a means for supplying a characteristic gas.

【0038】請求項16の発明に係るレーザ加工装置
は、レーザ光照射による加工対象物の燃焼によって発生
する燃焼ガスを大気中に放出することなく回収する手段
をさらに備えたものである。
The laser processing apparatus according to the sixteenth aspect of the present invention further comprises means for collecting the combustion gas generated by the combustion of the object to be processed by laser light irradiation without releasing it into the atmosphere.

【0039】[0039]

【作用】請求項1の発明におけるレーザ加工方法は、レ
ーザ加工穴の直径に対するレーザ光のビームスポットの
走査移動長さの所望の割合とレーザ加工穴の直径とレー
ザ加工穴が形成された際のレーザ光繰り返し数とからレ
ーザ光走査速度を決定してレーザ光を走査する。従っ
て、レーザ光の発振条件に応じたレーザ光のビームスポ
ットの最適送り量である最適レーザ光走査速度の設定を
容易にし、常に除去量の安定した加工を進行させ得るた
めに加工速度を向上させ、また、加工面を良好に仕上げ
ることができる。
According to the laser processing method of the present invention, a desired ratio of the scanning movement length of the beam spot of the laser beam to the diameter of the laser processing hole, the diameter of the laser processing hole, and the laser processing hole when the laser processing hole is formed. The laser light scanning speed is determined from the laser light repetition number and the laser light is scanned. Therefore, it is possible to easily set the optimum laser light scanning speed, which is the optimum feed amount of the beam spot of the laser light according to the oscillation condition of the laser light, and to improve the processing speed in order to always perform the processing with a stable removal amount. Also, the processed surface can be finished well.

【0040】請求項2の発明におけるレーザ加工方法
は、荒加工モードか仕上げモードかによって、レーザ光
の発振条件に応じたレーザ光のビームスポットの最適走
査速度を設定する。これによって、加工対象物に形成さ
れる3次元形状の仕上げの精度を向上させることが可能
となる。
In the laser processing method according to the second aspect of the present invention, the optimum scanning speed of the beam spot of the laser light is set according to the oscillation condition of the laser light depending on the rough processing mode or the finishing mode. This makes it possible to improve the accuracy of finishing the three-dimensional shape formed on the object to be processed.

【0041】請求項3の発明におけるレーザ加工方法
は、まず、3次元形状部分の側面を逆テーパ状に加工
し、その後、レーザ光の入射角を次第に小さくしながら
逆テーパ状に突出した部分に対してレーザ光走査を行
い、逆テーパ状側面を徐々に傾斜側面の傾斜角に成形す
る。従って、加工対象物に任意の傾斜側面を有する3次
元形状を精度よく加工できる。
In the laser processing method according to the third aspect of the present invention, first, the side surface of the three-dimensionally shaped portion is processed into an inverse taper shape, and thereafter, the portion that protrudes in an inverse taper shape is gradually formed while gradually reducing the incident angle of the laser light. On the other hand, laser beam scanning is performed, and the reverse tapered side surface is gradually formed into the inclination angle of the inclined side surface. Therefore, it is possible to accurately process a three-dimensional shape having an arbitrary inclined side surface on the object to be processed.

【0042】請求項4の発明におけるレーザ加工方法
は、目標とする3次元形状部分の既に形成された側面部
に対してレーザ光が近づくようにレーザ光を走査する。
従って、加工対象物にスパッタの付着していない良好な
仕上げ面を加工できる。
In the laser processing method according to the fourth aspect of the present invention, the laser beam is scanned so that the laser beam approaches the side surface portion of the target three-dimensional shape portion already formed.
Therefore, it is possible to process a good finished surface with no spatter attached to the object to be processed.

【0043】請求項5の発明におけるレーザ加工方法
は、加工対象物に3次元形状部分を形成した後、該3次
元形状部分の輪郭部に沿ってレーザ光を走査する。従っ
て、加工対象物に複雑な3次元形状を加工する際にスパ
ッタ等の汚れを除去して良好な仕上げ面を加工できる。
In the laser processing method according to the fifth aspect of the present invention, after the three-dimensional shaped portion is formed on the object to be processed, the laser beam is scanned along the contour of the three-dimensional shaped portion. Therefore, when processing a complicated three-dimensional shape on the object to be processed, it is possible to remove dirt such as spatter and process a good finished surface.

【0044】請求項6の発明におけるレーザ加工方法
は、レーザ照射時のレーザ加工穴の直径を計測する。従
って、レーザ加工時の加工対象物に形成されるレーザ加
工穴の直径を確実に求め、最適なレーザ光走査速度を決
定できる。
In the laser processing method according to the sixth aspect of the present invention, the diameter of the laser processing hole during laser irradiation is measured. Therefore, the diameter of the laser-processed hole formed in the object to be processed during laser processing can be reliably obtained, and the optimum laser light scanning speed can be determined.

【0045】請求項7の発明におけるレーザ加工方法
は、加工対象物の燃焼によって発生する炎の形状、炎の
吹き出し方向、スパッタの発生量、及びスパッタの飛散
方向を検出して燃焼状態を把握し、この燃焼状態から加
工対象物の少なくとも加工量及び加工面形状を求めて加
工状態を決定し、加工状態が安定していると認められる
所定の燃焼状態を維持すべくレーザ光照射状態を調整す
る。従って、加工対象物の溶融したものが形成された凹
所内部に残留することを防止し、常に最適で安定した加
工状態を維持して複雑な3次元形状をも高速且つ高精度
に加工できる。
In the laser processing method according to the invention of claim 7, the combustion state is grasped by detecting the shape of the flame generated by the combustion of the object to be processed, the flame blowing direction, the spatter generation amount, and the spatter scattering direction. , The processing state is determined by obtaining at least the processing amount and the processing surface shape of the processing object from this combustion state, and the laser light irradiation state is adjusted so as to maintain the predetermined combustion state in which the processing state is recognized to be stable. . Therefore, it is possible to prevent the melted material of the processing object from remaining inside the formed recess, always maintain an optimum and stable processing state, and process a complicated three-dimensional shape at high speed and with high accuracy.

【0046】請求項8の発明におけるレーザ加工方法
は、レーザ光が不可視である場合、供給した粉末状の可
燃性物質をレーザ光によって燃焼させることによってレ
ーザ光路を可視化し且つこれをモニタすることによって
レーザ光照射状態を検知し、所定の燃焼状態を維持すべ
くレーザ光照射状態を調整する。従って、レーザ光が不
可視であっても常に最適で安定した加工状態を維持して
複雑な3次元形状をも高速且つ高精度に加工できる。
In the laser processing method according to the invention of claim 8, when the laser light is invisible, the powdery flammable substance supplied is burned by the laser light to visualize the laser light path and monitor it. The laser light irradiation state is detected, and the laser light irradiation state is adjusted to maintain a predetermined combustion state. Therefore, even if the laser beam is invisible, the optimum and stable processing state can always be maintained and a complicated three-dimensional shape can be processed at high speed and with high accuracy.

【0047】請求項9の発明におけるレーザ加工方法
は、加工対象物の周囲を十分な濃度の支燃性ガス雰囲気
に保持する。従って、レーザ光照射部分での不完全燃焼
を防止し、加工面を良好に仕上げ得る。
In the laser processing method according to the ninth aspect of the present invention, the periphery of the object to be processed is maintained in a combustion-supporting gas atmosphere having a sufficient concentration. Therefore, it is possible to prevent the incomplete combustion at the laser light irradiation portion and to finish the processed surface satisfactorily.

【0048】請求項10の発明におけるレーザ加工方法
は、加工対象物の燃焼によって発生する燃焼ガスを大気
中に放出することなく回収する。従って、作業環境を良
好に保つことができる。
In the laser processing method according to the tenth aspect of the invention, the combustion gas generated by the combustion of the object to be processed is collected without being released into the atmosphere. Therefore, the working environment can be kept good.

【0049】請求項11の発明におけるレーザ加工方法
は、導電性材料である加工対象物に適用される。従っ
て、導電性材料が溶融したものが形成された凹所内部に
残留することを防止でき且つ良好な仕上げ面が得られる
ので、複雑な3次元形状の電極をも高速且つ高精度に加
工できる。
The laser processing method according to the invention of claim 11 is applied to an object to be processed which is a conductive material. Therefore, the molten conductive material can be prevented from remaining inside the formed recess and a good finished surface can be obtained, so that an electrode having a complicated three-dimensional shape can be processed at high speed and with high precision.

【0050】請求項12の発明におけるレーザ加工装置
は、レーザ加工穴の直径に対するレーザ光のビームスポ
ットの走査移動長さの所望の割合とレーザ加工穴の直径
とレーザ加工穴が形成された際のレーザ光繰り返し数と
からレーザ光走査速度を決定する。従って、加工対象物
の溶融したものが形成された凹所内部に残留することを
防止し、複雑な3次元形状をも高速且つ高精度に加工で
きる。
According to the twelfth aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus, wherein a desired ratio of the scanning movement length of the beam spot of the laser beam to the diameter of the laser processing hole, the diameter of the laser processing hole, and the laser processing hole when the laser processing hole is formed. The laser beam scanning speed is determined from the laser beam repetition number. Therefore, it is possible to prevent the melted object to be processed from remaining inside the formed recess and process a complicated three-dimensional shape at high speed and with high accuracy.

【0051】請求項13の発明におけるレーザ加工装置
は、撮影手段によってレーザ加工穴の直径を計測し、画
像処理手段によって撮影手段から送られる画像情報を処
理してレーザ加工穴の直径を求める。従って、加工対象
物に形成されるレーザ加工穴の直径を精度よく計測でき
る。
In the laser machining apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention, the diameter of the laser machining hole is measured by the photographing means, and the image information sent from the photographing means is processed by the image processing means to obtain the diameter of the laser machining hole. Therefore, it is possible to accurately measure the diameter of the laser processing hole formed in the processing target.

【0052】請求項14の発明におけるレーザ加工装置
は、供給した粉末状の可燃性物質をレーザ光によって燃
焼させることによってレーザ光路が可視化され、さらに
これがモニタ手段によってモニタされてレーザ光照射状
態が検知される。さらに、所定の燃焼状態を維持すべく
レーザ光照射状態が調整される。従って、レーザ光が不
可視であっても常に最適で安定した加工状態を維持して
複雑な3次元形状をも高速且つ高精度に加工できる。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the laser beam path is visualized by burning the supplied powdery combustible substance with the laser beam, and the laser beam irradiation state is detected by the monitor means to detect the laser beam irradiation state. To be done. Further, the laser light irradiation state is adjusted to maintain a predetermined combustion state. Therefore, even if the laser beam is invisible, the optimum and stable processing state can always be maintained and a complicated three-dimensional shape can be processed at high speed and with high accuracy.

【0053】請求項15の発明におけるレーザ加工装置
は、加工対象物の周囲を十分な濃度の支燃性ガス雰囲気
に保持する。従って、レーザ光照射部分での不完全燃焼
を防止し、加工面を良好に仕上げ得る。
In the laser processing apparatus according to the fifteenth aspect of the present invention, the periphery of the object to be processed is maintained in a combustion-supporting gas atmosphere having a sufficient concentration. Therefore, it is possible to prevent the incomplete combustion at the laser light irradiation portion and to finish the processed surface satisfactorily.

【0054】請求項16の発明におけるレーザ加工装置
は、加工対象物の燃焼によって発生する燃焼ガスを大気
中に放出することなく回収する。従って、作業環境を良
好に保つことができる。
In the laser processing apparatus according to the sixteenth aspect of the present invention, the combustion gas generated by the combustion of the object to be processed is recovered without being released into the atmosphere. Therefore, the working environment can be kept good.

【0055】[0055]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は請求項1から16の発明の一実施例による
レーザ加工装置の構成を概略的に示すブロック図であ
り、図において、100はレーザ光照射部、200はレ
ーザ加工部、300はアシストガス供給部(支燃性ガス
供給手段)、400は燃焼ガス回収部(回収手段)、5
00は不可視レーザ光可視化部(レーザ光可視化手
段)、600はレーザ光照射状態調整部(レーザ光照射
状態調整手段)であり、レーザ加工装置は少なくともこ
れら6つの構成部分から構成されている。レーザ光照射
部100は、レーザ光1を放射するためのパルス発振の
レーザ発振器(レーザ光源)10、レーザ発振器10に
電気的に接続されておりレーザ発振器10より放射され
るレーザ出力を制御するためのレーザ出力制御装置1
1、レーザ発振器10から放射されたレーザ光1をレー
ザ加工部200へと伝送するための反射鏡(伝送手段)
3、及び反射鏡3より反射されたレーザ光1をレーザ加
工部200に設置された加工対象物へと集光且つ照射す
るための集光レンズ(照射手段)12を含んでいる。
Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a laser processing apparatus according to an embodiment of the invention of claims 1 to 16. In the figure, 100 is a laser beam irradiation unit, 200 is a laser processing unit, and 300 is an assist gas. Supply unit (combustible gas supply unit), 400 is a combustion gas recovery unit (recovery unit), 5
Reference numeral 00 denotes an invisible laser light visualization unit (laser light visualization means), 600 denotes a laser light irradiation state adjustment unit (laser light irradiation state adjustment means), and the laser processing apparatus is composed of at least these six constituent parts. The laser light irradiation unit 100 is connected to the pulse oscillator laser oscillator (laser light source) 10 for emitting the laser light 1, and is electrically connected to the laser oscillator 10 to control the laser output emitted from the laser oscillator 10. Laser output controller 1
1. A reflecting mirror (transmitting means) for transmitting the laser beam 1 emitted from the laser oscillator 10 to the laser processing unit 200
3 and a condensing lens (irradiating means) 12 for condensing and irradiating the laser beam 1 reflected by the reflecting mirror 3 onto the object to be processed installed in the laser processing section 200.

【0056】レーザ加工部200は、レーザ加工室1
3、2つの回転テーブル(加工テーブル手段)8a及び
8b、2つの加工対象物移動テーブル(加工テーブル手
段)9a及び9b、及びテーブル移動制御装置(制御手
段)14を含んでおり、回転テーブル8aは図中に示す
z軸方向のある中心軸の回りに回転し、回転テーブル8
bはx軸方向のある中心軸の回りに回転するように構成
されている。
The laser processing section 200 is the laser processing chamber 1
3, two rotary tables (processing table means) 8a and 8b, two object moving tables (processing table means) 9a and 9b, and a table movement control device (control means) 14 are included. The rotary table 8 rotates about a central axis in the z-axis direction shown in the figure.
b is configured to rotate about a central axis in the x-axis direction.

【0057】加工対象物移動テーブル9a、9b、及び
回転テーブル8a、8bはテーブル移動制御装置14に
電気的に接続されており、その移動方向及び回転方向は
テーブル移動制御装置14によって制御される。また、
回転テーブル8a上には加工室13が設置され、その内
部には加工対象物7が設置される。レーザ加工室13の
レーザ光1が入射する入射窓(図示せず)は石英ガラ
ス、又はパイレックスガラスのようなレーザ光1が透過
する物質からできている。レーザ光照射部100で放射
され、さらに伝送、集光されたレーザ光1はレーザ加工
室13の入射窓を介してレーザ加工室13内へと導かれ
て加工対象物7へと到達する。
The workpiece moving tables 9a and 9b and the rotary tables 8a and 8b are electrically connected to the table movement control device 14, and the movement direction and rotation direction thereof are controlled by the table movement control device 14. Also,
A processing chamber 13 is installed on the rotary table 8a, and an object 7 to be processed is installed inside the processing chamber 13. The entrance window (not shown) through which the laser light 1 enters the laser processing chamber 13 is made of a substance such as quartz glass or Pyrex glass through which the laser light 1 is transmitted. The laser light 1 emitted from the laser light irradiation unit 100, further transmitted, and condensed is guided into the laser processing chamber 13 through the entrance window of the laser processing chamber 13 and reaches the processing target 7.

【0058】この実施例では、レーザ発振器10より放
射されたレーザ光1の伝送手段として反射鏡3を用い、
加工対象物7を移動させる手段として加工対象物移動テ
ーブル9a、9b、及び回転テーブル8a、8bを使用
してレーザ光の走査を行っているが、この発明はこれに
限定されるものではない。他のレーザ光走査方法として
は、例えば、発振されたレーザ光を光ファイバを使用し
て、水平多関節ロボットのアーム先端に設けられたレー
ザ集光ヘッドへと導き、ロボットのアームを自在に動か
すことによってビームスポットを加工対象物7上を移動
させてレーザ光を走査させてもよい。
In this embodiment, the reflecting mirror 3 is used as a transmission means of the laser light 1 emitted from the laser oscillator 10,
Laser light scanning is performed using the workpiece moving tables 9a and 9b and the rotary tables 8a and 8b as means for moving the workpiece 7, but the present invention is not limited to this. As another laser beam scanning method, for example, an oscillated laser beam is guided to a laser focusing head provided at the end of an arm of a horizontal articulated robot by using an optical fiber, and the arm of the robot is freely moved. Therefore, the beam spot may be moved on the object 7 to be scanned with the laser light.

【0059】アシストガス供給部300は、レーザ加工
室13に取り付けられたアシストガス供給口15と、ア
シストガス供給口15に接続されたアシストガス供給装
置17とを含む。アシストガス供給装置17は、例えば
酸素ガスを貯蔵している。燃焼ガス回収部400は、レ
ーザ加工室13に取り付けられた燃焼ガス排出口16
と、燃焼ガス排出口16に接続された燃焼ガス回収装置
18とを含む。不可視レーザ光路可視化部500は、可
燃性粉末(粉末状の可燃性物質)24を貯えた可燃性粉
末供給装置19を備えており、この可燃性粉末供給装置
19は開閉バルブ20及びアシストガス供給口15を介
してレーザ加工室13に接続されている。
The assist gas supply unit 300 includes an assist gas supply port 15 attached to the laser processing chamber 13 and an assist gas supply device 17 connected to the assist gas supply port 15. The assist gas supply device 17 stores oxygen gas, for example. The combustion gas recovery unit 400 includes a combustion gas exhaust port 16 attached to the laser processing chamber 13.
And a combustion gas recovery device 18 connected to the combustion gas discharge port 16. The invisible laser optical path visualization unit 500 includes a combustible powder supply device 19 in which a combustible powder (powdered combustible substance) 24 is stored. The combustible powder supply device 19 includes an opening / closing valve 20 and an assist gas supply port. It is connected to the laser processing chamber 13 via 15.

【0060】レーザ光照射状態調整部600は、レーザ
加工室13周辺に設置されたファイバスコープ21と、
反射鏡3の上方に設置されたレーザ加工穴直径測定用カ
メラ(撮影手段)39と、ファイバースコープ21及び
レーザ加工穴直径測定用カメラ39に電気的に接続され
た計測用モニタ22と、計測用モニタ22に電気的に接
続された画像処理装置(画像処理手段)23とを具備し
ている。また、この画像処理装置23はテーブル移動制
御装置14に電気的に接続されている。尚、モニタ手段
は、ファイバースコープ21及び計測用モニタ22を含
む。
The laser light irradiation state adjusting section 600 includes a fiberscope 21 installed around the laser processing chamber 13,
A laser processing hole diameter measuring camera (imaging means) 39 installed above the reflecting mirror 3, a measurement monitor 22 electrically connected to the fiberscope 21 and the laser processing hole diameter measuring camera 39, and An image processing device (image processing means) 23 electrically connected to the monitor 22 is provided. The image processing device 23 is electrically connected to the table movement control device 14. The monitor means includes a fiberscope 21 and a measurement monitor 22.

【0061】次に動作について説明する。レーザ光照射
部100では、レーザ出力制御装置11及びレーザ発振
器10によって出力調整されたレーザ光1が反射鏡3に
よって集光レンズ12に導かれ、さらに、レーザ加工室
13内に設置された加工対象物7に集光、照射される。
レーザ加工部200は、回転テーブル8a及び8b、加
工対象物移動9a及び9b、並びにテーブル移動制御装
置14によってレーザ加工室13を移動させて、その内
部に設置される加工対象物7におけるレーザ光1の照射
位置を制御することで複雑な3次元形状を加工する。
Next, the operation will be described. In the laser light irradiation unit 100, the laser light 1 whose output has been adjusted by the laser output control device 11 and the laser oscillator 10 is guided to the condenser lens 12 by the reflecting mirror 3 and is further processed in the laser processing chamber 13. The object 7 is focused and irradiated.
The laser processing unit 200 moves the laser processing chamber 13 by the rotary tables 8a and 8b, the processing object movements 9a and 9b, and the table movement control device 14, and the laser light 1 on the processing object 7 installed therein. A complicated three-dimensional shape is processed by controlling the irradiation position of.

【0062】アシストガス供給部300では、レーザ加
工室13内にレーザ加工室13の側面上部からアシスト
ガス供給口15を介して、例えば、高純度の酸素ガスの
ようなアシストガスがアシストガス供給装置17から供
給される。これによって、レーザ加工室13内は酸素ガ
スで満たされるので、加工対象物7にレーザ光1を照射
した際には加工対象物7は完全燃焼して所望の成形がな
される。従って、供給された酸素ガスによって加工対象
物7の不完全燃焼が抑制され、これにより、レーザ加工
室13のレーザ光入射窓用ガラスにスパッタ32や燃焼
による煤が付着することが防止される。
In the assist gas supply unit 300, an assist gas such as high-purity oxygen gas is supplied into the laser processing chamber 13 from the upper side surface of the laser processing chamber 13 via the assist gas supply port 15. Supplied from 17. As a result, the inside of the laser processing chamber 13 is filled with oxygen gas, so that when the processing target 7 is irradiated with the laser beam 1, the processing target 7 is completely burned and desired molding is performed. Therefore, incomplete combustion of the object 7 is suppressed by the supplied oxygen gas, which prevents spatter 32 and soot from burning from adhering to the glass for the laser beam entrance window of the laser processing chamber 13.

【0063】燃焼ガス回収部400では、レーザ加工に
よって発生した燃焼ガスは燃焼ガス排出口16から燃焼
ガス回収装置18へ排出される。この燃焼ガス回収装置
18は、二酸化炭素ガスを溶解させるための水を満たし
た水槽を備えており、この水槽内の水中にレーザ加工室
13から排出された燃焼ガスが通過せしめられる。これ
によって、燃焼ガス内の二酸化炭素ガスが水に溶解され
るので二酸化炭素ガスが大気中へ放出されるのを防止す
ることが可能となる。また、二酸化炭素ガス溶解水の二
酸化炭素濃度が飽和濃度に近づけばこの水は交換され
る。二酸化炭素の溶解状態は、例えば、燃焼ガス回収装
置18の二酸化炭素ガス溶解水にBTB溶液又は石灰水
を混入しておくことで二酸化炭素ガス溶解量に伴う水溶
液の変色状態から容易にわかり、これによって二酸化炭
素ガス溶解水の交換時期を知ることができる。
In the combustion gas recovery section 400, the combustion gas generated by the laser processing is discharged from the combustion gas discharge port 16 to the combustion gas recovery device 18. The combustion gas recovery device 18 includes a water tank filled with water for dissolving carbon dioxide gas, and the combustion gas discharged from the laser processing chamber 13 is allowed to pass through the water in the water tank. This makes it possible to prevent the carbon dioxide gas in the combustion gas from being released into the atmosphere because the carbon dioxide gas is dissolved in water. Further, if the carbon dioxide concentration of the carbon dioxide gas-dissolved water approaches the saturated concentration, this water is exchanged. The dissolved state of carbon dioxide can be easily understood from the discolored state of the aqueous solution according to the dissolved amount of carbon dioxide gas by mixing BTB solution or lime water into the carbon dioxide dissolved water of the combustion gas recovery device 18, for example. It is possible to know when to replace the carbon dioxide gas-dissolved water.

【0064】不可視レーザ光路可視化部500では、可
燃性粉末供給装置19に、例えば、グラファイト粉末の
ような可燃性粉末24を収容しており、開閉バルブ20
を開成するとアシストガス供給装置17からレーザ加工
室13へ供給されるアシストガスの流れによって可燃性
粉末供給装置19から可燃性粉末24が吸い出され、ア
シストガスと共にレーザ加工室13へと搬送されレーザ
加工室13内に散布される。このようにして、レーザ加
工室13内でレーザ光路中に存在する可燃性粉末24は
照射されたレーザ光によって燃焼し、これによって不可
視レーザ光路は可視化される。
In the invisible laser optical path visualization unit 500, the combustible powder supply device 19 stores the combustible powder 24 such as graphite powder, and the opening / closing valve 20.
Is opened, the combustible powder 24 is sucked from the combustible powder supply device 19 by the flow of the assist gas supplied from the assist gas supply device 17 to the laser processing chamber 13, and is conveyed to the laser processing chamber 13 together with the assist gas. It is sprayed in the processing chamber 13. In this way, the combustible powder 24 existing in the laser optical path in the laser processing chamber 13 is burned by the radiated laser light, whereby the invisible laser optical path is visualized.

【0065】レーザ光照射状態調整部600では、レー
ザ光走査開始前に加工対象物7にレーザ光1を少なくと
も1パルス照射して形成された加工穴の直径が、レーザ
加工穴直径測定用カメラ39によって撮影される。この
映像は計測用モニタ22及び画像処理装置23に送ら
れ、レーザ加工穴直径が測定され、レーザ光走査速度の
設定に利用される。
In the laser light irradiation state adjusting unit 600, the diameter of the processed hole formed by irradiating the object to be processed 7 with at least one pulse of the laser beam 1 before the start of laser beam scanning is the laser processed hole diameter measuring camera 39. Taken by. This image is sent to the measurement monitor 22 and the image processing device 23, the diameter of the laser processing hole is measured, and is used for setting the laser beam scanning speed.

【0066】画像処理装置23はレーザ出力制御装置1
1に電気的に接続されており、レーザ出力制御装置11
からレーザ発振器10のレーザ光の繰り返し数(ないし
繰り返し発振周波数)を知り得る。また、レーザ加工室
13の周囲に設置されたファイバースコープ21と計測
用モニタ22とにより、レーザ加工室13内部でレーザ
加工されている加工対象物7の燃焼時の炎の発生状態、
又は、スパッタの飛散状態をモニタする事により加工の
進行状態を把握し、さらに、不可視レーザ光路可視化部
で可視化された不可視レーザ光路の可視化画像を撮影
し、撮影画像を画像処理装置22で画像計測して焦点装
置やレーザ光照射角を補正して最適の加工状態を保つよ
うにレーザ光照射状態を調整する。
The image processing device 23 is the laser output control device 1
1 is electrically connected to the laser output control device 11
The number of repetitions (or repetition oscillation frequency) of the laser light of the laser oscillator 10 can be known from the information. Further, a fiberscope 21 and a measurement monitor 22 installed around the laser processing chamber 13 cause a flame generation state when the object 7 to be laser processed inside the laser processing chamber 13 is burned,
Alternatively, the progress of processing can be grasped by monitoring the scattered state of spatters, and a visualized image of the invisible laser optical path visualized by the invisible laser optical path visualization unit is captured, and the captured image is measured by the image processing device 22. Then, the focus device and the laser beam irradiation angle are corrected to adjust the laser beam irradiation state so as to maintain the optimum processing state.

【0067】次に、図1に示したレーザ加工装置によっ
て実施される請求項1の発明によるレーザ加工方法、及
び請求項12の発明によるレーザ光照射状態調整手段に
ついて詳細に説明する。図2は、加工対象物7上を移動
するビームスポットの挙動を表すものである。集光され
たレーザ光1は、例えばその焦点位置が既に加工されて
露出しているレーザ照射面25に合わされており、図2
に示すようにレーザ光走査経路27に沿って走査され
る。尚、26はレーザ光未照射面を示している。
Next, the laser processing method according to the invention of claim 1 and the laser beam irradiation state adjusting means according to the invention of claim 12 which are carried out by the laser processing apparatus shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 2 shows the behavior of the beam spot moving on the processing target 7. The focused laser beam 1 is focused on, for example, the laser irradiation surface 25 whose focal position has already been processed and exposed.
Scanning is performed along the laser beam scanning path 27 as shown in FIG. Incidentally, reference numeral 26 indicates a surface not irradiated with laser light.

【0068】上記した方法で計測されるレーザ加工穴直
径dとレーザ光繰り返し数fと加工対象物7上のレーザ
光走査速度vとを用いると、レーザ加工穴直径dに対す
る連続する2つのパルスのレーザ光のビームスポットの
重なり合う割合(走査移動長さの割合)、即ちレーザ光
重なり係数Kは次式 K=1−v/(d×f) で表わされる。
Using the laser-machined hole diameter d, the laser-light repetition number f, and the laser-light scanning speed v on the object 7 measured by the above-described method, two consecutive pulses for the laser-machined hole diameter d are used. The overlapping ratio of the laser beam beam spots (the ratio of the scanning movement length), that is, the laser light overlapping coefficient K is expressed by the following equation K = 1-v / (d × f).

【0069】発明者の実験によれば、レーザ光重なり係
数Kが0.5付近の値を取るようにレーザ光走査速度v
を設定した場合に加工速度が最大になる傾向がみられ
た。例えば、グラファイトを加工対象物7としてレーザ
パワー50Wでレーザ光1の焦点位置をグラファイト表
面に合わせてレーザ光照射して形成される加工穴直径が
150μmのとき、K=0.5として上記のレーザ光重
なり係数の式から得られるレーザ光走査速度(ないしビ
ームスポット送り速度)でレーザ光走査する場合、加工
進行に伴うレーザ光照射面の位置の変動に関係なく焦点
位置を加工開始位置に固定した状態で一面あたり8回の
レーザ光走査を繰り返すだけで加工速度約30mg/m
in、加工側面粗さ約30μmRmax、加工底面粗さ
約40μmRmaxの加工が実現できる。
According to the experiment by the inventor, the laser beam scanning speed v is set so that the laser beam overlap coefficient K takes a value near 0.5.
There was a tendency that the processing speed became maximum when was set. For example, when the diameter of the processed hole formed by irradiating the graphite 7 as the object to be processed 7 with the laser power of 50 W and the focus position of the laser light 1 on the graphite surface and irradiating the laser light is K = 0.5, the above laser is set as K = 0.5 When performing laser light scanning at the laser light scanning speed (or beam spot feed speed) obtained from the formula of the light overlap coefficient, the focus position was fixed at the processing start position regardless of the change in the position of the laser light irradiation surface accompanying the processing progress. Processing speed is about 30mg / m by repeating laser light scanning 8 times per surface
In, it is possible to realize processing with a processed side surface roughness of about 30 μm Rmax and a processed bottom surface roughness of about 40 μm Rmax.

【0070】図3はグラファイトを加工対象としてレー
ザ光重なり係数Kと除去量(任意単位)との関係をレー
ザ光走査回数によって分類したグラフ図である(除去量
は除去速度に対応している)。横軸はレーザ光重なり係
数、縦軸は除去量を表している。この図から、レーザ光
重なり係数Kが0.25〜0.6の範囲の値になるよう
に、レーザ光発振条件又はレーザ光走査速度を設定して
レーザ光走査することによって、溶融した加工対象物7
が効率よく加工領域外へ排出し、加工領域内の溶融物の
残留を防ぎ、最適加工速度が得られるがわかる。また、
このようなレーザ光走査速度又はレーザ光発振条件の決
定方法は、例えば、鉄、鋼、窒化珪素等の他の加工対象
物7に対しても適用できる。
FIG. 3 is a graph diagram in which the relationship between the laser beam overlap coefficient K and the removal amount (arbitrary unit) is classified by the number of laser beam scans with graphite as the processing target (the removal amount corresponds to the removal speed). . The horizontal axis represents the laser light overlap coefficient, and the vertical axis represents the removal amount. From this figure, the laser beam scanning conditions and the laser beam scanning speed are set so that the laser beam overlapping coefficient K becomes a value in the range of 0.25 to 0.6, and the laser beam scanning is performed to melt the object to be processed. Thing 7
It can be seen that is efficiently discharged to the outside of the processing area, the residue of the melt in the processing area is prevented, and the optimum processing speed is obtained. Also,
Such a method of determining the laser beam scanning speed or the laser beam oscillation condition can also be applied to other workpieces 7 such as iron, steel, and silicon nitride.

【0071】上記実施例では、レーザ光重なり係数K
は、レーザ光照射状態調整部600の画像処理装置22
で予め設定されるように構成されている。即ち、レーザ
光重なり係数Kは加工対象物等の加工条件及びレーザ発
振条件、さらには後記するように加工面の仕上げの条件
に応じて設定できる。この設定は、加工工程に応じてプ
ログラミングすることも、オペレータによって入力する
こともできるように構成されているのが好ましい。ま
た、かかる機能は画像処理装置が有しているとは限ら
ず、このためにコンピュータ装置及び適当な入力装置を
設けてもよいことは当業者には明らかである。
In the above embodiment, the laser light overlapping coefficient K
Is the image processing device 22 of the laser light irradiation state adjusting unit 600.
Is configured in advance. That is, the laser beam overlap coefficient K can be set according to the processing conditions of the object to be processed, the laser oscillation conditions, and the finishing conditions of the processed surface as described later. This setting is preferably configured so that it can be programmed according to the machining process or input by an operator. Further, it is obvious to those skilled in the art that the image processing apparatus does not necessarily have such a function, and a computer apparatus and a suitable input device may be provided for this purpose.

【0072】図4aから4cはレーザ加工の進行状態に
よって異なる加工対象物7の燃焼炎38の形状変化を示
すものである。図4aに示すように、レーザ照射面がレ
ーザ光1の焦点位置30にある場合は、一般的に、比較
的浅い角度α1 で短い燃焼炎38を吹き上げ、スパッタ
32を広い角度範囲にわたって飛散する傾向がみられ
る。加工が進行してレーザ照射面が焦点位置30からは
ずれるに従って、図4bに示すように燃焼炎38は長く
吹き上げるようになり、スパッタ32は燃焼炎38の方
向に限定されるようになる。さらに加工が進行してレー
ザ照射面が焦点位置30から大きくはずれると、燃焼炎
38は長く垂直に吹き上がり、スパッタ32はほとんど
発生しなくなる。図4aから4cに示す例では、一般的
に、燃焼炎38の照射面に対する角度αには、α3 >α
1 、α2 の関係が成り立ち、燃焼炎38の長さLには、
1 <L2 <L3 の関係が成り立つ。
FIGS. 4a to 4c show changes in the shape of the combustion flame 38 of the object 7 to be processed, which changes depending on the progress of laser processing. As shown in FIG. 4A, when the laser irradiation surface is at the focal position 30 of the laser beam 1, generally, a short combustion flame 38 is blown up at a relatively shallow angle α 1 and the spatter 32 is scattered over a wide angle range. There is a tendency. As the laser irradiation surface deviates from the focal position 30 as the processing progresses, the combustion flame 38 blows up longer as shown in FIG. 4B, and the spatter 32 is limited to the direction of the combustion flame 38. When the processing further progresses and the laser irradiation surface largely deviates from the focal position 30, the combustion flame 38 blows up vertically for a long time, and the spatter 32 hardly occurs. In the example shown in FIGS. 4a to 4c, generally, the angle α of the combustion flame 38 to the irradiation surface is α 3 > α
The relationship of 1 and α 2 is established, and the length L of the combustion flame 38 is
The relationship of L 1 <L 2 <L 3 is established.

【0073】この状態変化を図1のようなファイバスコ
ープ21及び計測モニタ22で監視することによって加
工進行状態を把握することが可能となり、加工面に対す
る焦点位置補正やレーザ光照射角補正の目安となる。例
えば、この燃焼炎38の吹き上がる角度αがレーザ照射
面に対して80゜以上となれば焦点位置補正量をテーブ
ル移動制御装置14に送り焦点位置30を補正したり、
レーザ光走査を続けても燃焼炎38の形状がある一定の
状態が続けば加工を停止するというようにレーザ加工を
自動化できる。
By monitoring this state change with the fiberscope 21 and the measurement monitor 22 as shown in FIG. 1, it becomes possible to grasp the processing progress state, and it becomes a guideline for the correction of the focus position on the processing surface and the laser beam irradiation angle correction. Become. For example, when the rising angle α of the combustion flame 38 is 80 ° or more with respect to the laser irradiation surface, the focus position correction amount is sent to the table movement control device 14 to correct the focus position 30,
The laser processing can be automated such that the processing is stopped if the shape of the combustion flame 38 continues to be in a certain state even if the laser beam scanning is continued.

【0074】次に、不可視レーザ光路可視化方法につい
て詳しく説明する。レーザ光照射中のレーザ加工室13
へアシストガス供給口15から、例えば、上記したよう
に、グラファイトのような可燃性物質の粉末を酸素ガス
を混入させて送り込むと、レーザ加工室13内に散布さ
れた可燃性粉末19はレーザ光路に入ったものだけが燃
焼するため、図5に示すように燃焼時に発生する炎によ
ってレーザ光路が可視化される。図5のハッチングで示
されている可視化されたレーザ光路を、例えば、ファイ
バスコープ21と計測用モニタとによって撮影し、これ
を画像処理装置23へと送り画像計測することによって
不可視レーザ光の加工対象物7表面に対する入射角、焦
点位置、ビームスポット径などの情報が安全且つ正確に
得られる。また、ファイバスコープ21の設置位置を変
えて可視化画像を撮影することで、レーザ光照射角など
をさらに詳しく知ることができる。また、可視化された
レーザ光1はインスタントカメラによっても写真撮影で
きるため、短時間に低コストでレーザ光1の照射状態を
得ることもできる。この方法によってレーザ光1の照射
状態を安全に且つ正確に把握でき、レーザ光照射状態の
調整が確実に実施できるために加工精度を向上させるこ
とができる。尚、燃焼しなかった可燃性粉末19は燃焼
ガス排出口16から燃焼ガス回収装置18に送られて、
燃焼ガスと共に回収される。
Next, the invisible laser optical path visualization method will be described in detail. Laser processing chamber 13 during laser light irradiation
For example, as described above, when a powder of a combustible substance such as graphite is mixed with oxygen gas and sent from the assist gas supply port 15, the combustible powder 19 scattered in the laser processing chamber 13 is emitted from the laser optical path. Since only the entered material burns, the laser light path is visualized by the flame generated during burning as shown in FIG. The visualized laser light path shown by hatching in FIG. 5 is photographed by, for example, the fiberscope 21 and the measurement monitor, and the photographed image is sent to the image processing device 23 to measure the image, thereby processing the invisible laser light. Information such as the incident angle with respect to the surface of the object 7, the focal position, and the beam spot diameter can be obtained safely and accurately. Further, by changing the installation position of the fiberscope 21 and capturing a visualized image, the laser light irradiation angle and the like can be known in more detail. Further, since the visualized laser light 1 can be photographed by an instant camera, the irradiation state of the laser light 1 can be obtained in a short time at low cost. With this method, the irradiation state of the laser beam 1 can be grasped safely and accurately, and the adjustment of the laser beam irradiation state can be performed reliably, so that the processing accuracy can be improved. In addition, the combustible powder 19 that has not burned is sent from the combustion gas discharge port 16 to the combustion gas recovery device 18,
Collected with combustion gas.

【0075】上記のように構成されたレーザ加工装置
は、レーザ光の発振条件に応じたレーザ光の最適な走査
速度の設定を容易にし、常に除去量の安定した加工が進
行するための加工速度を向上させることができ、また、
加工面を良好に仕上げることができる。さらに、かかる
レーザ加工装置によれば、不可視レーザ光可視化手段及
びレーザ光照射状態調整手段によって加工対象物7への
レーザ光照射状態を正確且つ容易に調整することができ
加工精度を向上させ得る。即ち、不可視レーザ光可視化
手段及びレーザ光照射状態調整手段によって常にレーザ
光照射状態及び加工状態が監視できるために加工に異常
が発生した場合に、素早く対処することができ、また、
加工面の仕上げ状態を把握することができるため、必要
に応じてレーザ照射回数や照射方向、焦点位置を補正す
ることができる。さらに、支燃性ガスの供給によって加
工対象物の不完全燃焼が改善され、加工面への加工対象
物の溶融物や煤の付着が無くなり良好な加工面を得るこ
とができる。また、加工対象物の燃焼により発生するガ
スは燃焼ガス回収手段によって回収され、外部へ拡散す
ることなく作業環境を良好に保つ。
The laser processing apparatus configured as described above facilitates the setting of the optimum scanning speed of the laser light according to the oscillation conditions of the laser light, and the processing speed for always performing the processing with a stable removal amount. Can also improve
The processed surface can be finished well. Furthermore, according to such a laser processing apparatus, the invisible laser light visualization means and the laser light irradiation state adjusting means can accurately and easily adjust the laser light irradiation state on the processing target 7 and improve the processing accuracy. That is, when an abnormality occurs in the processing because the laser light irradiation state and the processing state can be constantly monitored by the invisible laser light visualization means and the laser light irradiation state adjustment means, it is possible to quickly deal with the abnormality.
Since the finishing state of the processed surface can be grasped, the number of laser irradiations, the irradiation direction, and the focus position can be corrected as necessary. Further, the incomplete combustion of the object to be processed is improved by the supply of the combustion-supporting gas, the melted material and soot of the object to be processed are not attached to the surface to be processed, and a good surface can be obtained. Further, the gas generated by the combustion of the object to be processed is recovered by the combustion gas recovery means, and the working environment is kept good without being diffused to the outside.

【0076】実施例2.次に、請求項2の発明の一実施
例のレーザ加工方法について説明する。この実施例によ
るレーザ加工方法は、図1に示した実施例1によるレー
ザ加工装置を用いて実施し得る。従って、レーザ加工装
置の説明は省略する。上記実施例1の加工条件でレーザ
光走査した場合、加工面粗さは実施例1で示した値とな
るが、レーザ光重なり係数Kの値を大きくしてレーザ光
走査することによって加工面粗さをさらに向上させるこ
とができる。
Example 2. Next, a laser processing method according to an embodiment of the present invention will be described. The laser processing method according to this embodiment can be implemented using the laser processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. Therefore, the description of the laser processing apparatus is omitted. When the laser light scanning is performed under the processing conditions of the above-described first embodiment, the processed surface roughness becomes the value shown in the first embodiment, but the processed surface roughness is increased by increasing the value of the laser light overlapping coefficient K and performing the laser light scanning. Can be further improved.

【0077】図6は、一例としてグラファイトを加工対
象物に選んだ場合のレーザ光走査して形成された加工側
面粗さの測定値を示すグラフ図である。横軸はレーザ光
重なり係数、縦軸は加工面粗さμmRmaxを表してい
る。この図は、一面あたり8回のレーザ光走査の内、最
後の1回のレーザ走査時のレーザ光重なり係数Kの値を
大きくしてレーザ光1を走査したときの加工側面粗さの
測定結果を示しており、これからレーザ光重なり係数K
を1に近づけると加工側面粗さは10μmRmaxまで
向上することがわかる。例えば、K=0.25〜0.6
程度で荒加工した後、K=0.75〜0.98程度で仕
上げ面を数回レーザ光走査することによって全体の加工
速度を低下させることなく加工面粗さを大きく向上させ
ることができる。また、この加工面粗さを向上させるレ
ーザ光走査方法は、例えば、鉄、鋼、窒化珪素などの他
の加工対象物7に対しても適用できる。
FIG. 6 is a graph showing measured values of the processed side surface roughness formed by scanning laser light when graphite is selected as an object to be processed, as an example. The horizontal axis represents the laser light overlapping coefficient, and the vertical axis represents the processed surface roughness μmRmax. This figure shows the measurement result of the processed side surface roughness when the laser beam 1 is scanned by increasing the value of the laser beam overlap coefficient K at the last one laser beam scan among the eight laser beam scans per surface. The laser light overlap coefficient K
It can be seen that the processed side surface roughness is improved to 10 μmRmax when the value is close to 1. For example, K = 0.25 to 0.6
After the rough machining is performed for about 10 minutes, the finished surface is scanned with the laser beam several times at K = 0.75 to 0.98, whereby the machined surface roughness can be greatly improved without reducing the overall machining speed. The laser beam scanning method for improving the processed surface roughness can also be applied to other processed objects 7 such as iron, steel, and silicon nitride.

【0078】実施例3.図7aから7cは、請求項3の
発明の一実施例によるレーザ加工方法を示すための説明
図であり、形成される3次元形状の側面を垂直に加工す
るためのレーザ光照射方法を示している。この実施例に
よるレーザ加工方法は、図1に示した実施例1によるレ
ーザ加工装置を用いて実施し得る。従って、レーザ加工
装置の説明は省略する。
Example 3. 7A to 7C are explanatory views showing a laser processing method according to an embodiment of the invention of claim 3, and show a laser light irradiation method for vertically processing the side surfaces of a three-dimensional shape to be formed. There is. The laser processing method according to this embodiment can be implemented using the laser processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. Therefore, the description of the laser processing apparatus is omitted.

【0079】レーザ光1を加工対象物7表面に対し単に
垂直に照射するだけでは加工側面を垂直に形成すること
はできないため、図7aに示すように加工対象物7表面
に対するレーザ光1の入射角θ1 を例えば、30゜程度
にしてレーザ光走査して逆テーパ状の側面を形成する。
その逆テーパ状部分の最先端部が加工目標形状29の側
面付近に達すると、図7bに示すようにレーザ光1の入
射角θ2 を5゜程度補に正し、逆テーパ状となって突き
出した側面上部を削り取るように光り走査する。次に、
図7cに示すように、仕上げ加工として焦点位置30か
らはずれた位置のレーザ光1の外周が加工側面に接触す
るようにレーザ光を照射し、さらに、焦点位置30を加
工対象物7表面の上方へ移動して側面上部が予定寸法以
上に加工されないようにレーザ光1のパワー密度分布を
落としてレーザ光を走査する。この際、レーザ光の出力
制御はレーザ出力制御装置を介して実行される。
Since the side surface to be machined cannot be formed vertically only by irradiating the surface of the object 7 with the laser beam 1 vertically, the laser beam 1 is incident on the surface of the object 7 as shown in FIG. 7a. The angle θ 1 is set to, for example, about 30 ° and laser light scanning is performed to form an inversely tapered side surface.
When the tip end of the reverse taper portion reaches the vicinity of the side surface of the processing target shape 29, the incident angle θ 2 of the laser beam 1 is corrected by about 5 ° as shown in FIG. Scan with light so as to scrape off the protruding upper part of the side surface. next,
As shown in FIG. 7c, the laser beam is irradiated so that the outer periphery of the laser beam 1 at a position deviated from the focus position 30 comes into contact with the processing side surface as the finishing process, and the focus position 30 is moved above the surface of the object 7 to be processed. Then, the power density distribution of the laser light 1 is reduced so that the upper part of the side surface is not processed beyond the predetermined size, and the laser light is scanned. At this time, the output control of the laser light is executed via the laser output control device.

【0080】実施例4.図8a及び8bは、請求項4の
発明の一実施例によるレーザ加工方法を示すための説明
図であり、加工対象物7が溶融してスパッタ32として
飛散する方向がレーザ光走査方向によって制御され、ス
パッタ32が加工側面へ再付着することが防止されるこ
とを示している。この実施例によるレーザ加工方法は、
図1に示した実施例1によるレーザ加工装置を用いて実
施し得る。従って、レーザ加工装置の説明は省略する。
Example 4. 8A and 8B are explanatory views showing a laser processing method according to an embodiment of the invention of claim 4, in which the direction in which the object 7 is melted and scattered as the spatter 32 is controlled by the laser beam scanning direction. , The spatter 32 is prevented from reattaching to the processed side surface. The laser processing method according to this embodiment is
It can be carried out using the laser processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. Therefore, the description of the laser processing apparatus is omitted.

【0081】レーザ光走査で3次元形状を形成する場
合、図8aに示すように、加工底面はレーザ光1の走査
回数の違いによって加工深さに違いが生じるため、照射
されているビームスポット近傍では微小段差31が生じ
ており、スパッタ32はこの微小段差31によって飛散
方向が限定され、既に形成された側面から遠ざかる方向
にレーザ光1を走査するとスパッタ32は側面方向へ飛
散してしまう。従って、図8bに示すように、形成され
た側面にレーザ光1を常に近づけるようにレーザ光走査
して微小段差31を加工目標形状29の如く加工するこ
とでスパッタ32は加工側面へ向かって飛散することが
無くなり、スパッタ32に付着しない良好な仕上げ面を
得ることができる。
When a three-dimensional shape is formed by laser beam scanning, as shown in FIG. 8a, the processing bottom surface has a different processing depth due to the difference in the number of scannings of the laser beam 1, and therefore the vicinity of the irradiated beam spot. In this case, the minute step 31 is generated, and the scattering direction of the sputter 32 is limited by the minute step 31, and when the laser beam 1 is scanned in the direction away from the already formed side surface, the sputter 32 scatters in the side surface direction. Therefore, as shown in FIG. 8B, the laser beam 1 is scanned so that the laser beam 1 is always brought close to the formed side surface, and the minute step 31 is processed into the processing target shape 29, whereby the spatter 32 is scattered toward the processing side surface. It is possible to obtain a good finished surface that does not adhere to the spatter 32.

【0082】実施例5.次に、請求項5の発明の一実施
例のレーザ加工方法について説明する。この実施例によ
るレーザ加工方法は、図1に示した実施例1によるレー
ザ加工装置を用いて実施し得る。従って、レーザ加工装
置の説明は以下省略する。加工領域が狭い場合や複雑な
場合において、例えば、上記実施例3の方法を適用した
際には、対面の加工側面に対してスパッタ32が付着す
るために、上記実施例2の仕上げ加工を行うときのレー
ザ光重なり係数Kの値になるようなレーザ光のビームス
ポットの走査速度で加工領域の輪郭部分をレーザ光走査
することにより側面に付着したスパッタ32などの汚れ
を除去することが可能となり良好な仕上げ面を得ること
ができる。
Example 5. Next, a laser processing method according to an embodiment of the present invention will be described. The laser processing method according to this embodiment can be implemented using the laser processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. Therefore, the description of the laser processing apparatus will be omitted below. When the processing area is narrow or complicated, for example, when the method of the third embodiment is applied, the finish processing of the second embodiment is performed because the spatter 32 adheres to the facing processing side surface. By performing laser light scanning on the contour portion of the processing area at a scanning speed of the beam spot of the laser light such that the laser light overlapping coefficient K becomes, the dirt such as the spatter 32 adhering to the side surface can be removed. A good finished surface can be obtained.

【0083】実施例6.図9は、請求項11の発明の一
実施例の、形彫り放電加工機用の電極加工のためのレー
ザ加工方法を適用して製作された微細形状電極を示す図
である。また、この実施例では、上記実施例1によるレ
ーザ加工装置が適用され、さらに、上記実施例2から5
のレーザ加工方法が適用され得る。従って、レーザ加工
装置の説明は省略する。
Example 6. FIG. 9 is a view showing a fine-shaped electrode manufactured by applying a laser processing method for electrode processing for a die-sinking electric discharge machine according to an embodiment of the invention of claim 11. Further, in this embodiment, the laser processing apparatus according to the first embodiment is applied, and further, the second to fifth embodiments are applied.
The laser processing method can be applied. Therefore, the description of the laser processing apparatus is omitted.

【0084】図9に示すように、例えば、電極材料をグ
ラファイトとすると、レーザパワー50W,ビームスポ
ット径150μmで上記実施例1に示したレーザ光走査
条件によって厚さが100μm以下の直線形状の薄リブ
を200μm程度の間隔で数枚加工することができた。
この形状の電極は機械加工では加工困難であり、また、
この実施例によるレーザ加工方法によれば、ワイヤ放電
加工と比較するとリブ枚数が多い場合や不規則に並んだ
リブを加工する場合などは加工時間を大幅に短縮するこ
とが可能である。
As shown in FIG. 9, for example, when the electrode material is graphite, a linear thin film having a laser power of 50 W and a beam spot diameter of 150 μm and a thickness of 100 μm or less under the laser beam scanning conditions shown in the first embodiment. Several ribs could be processed at intervals of about 200 μm.
Electrodes of this shape are difficult to machine by machining, and
According to the laser machining method of this embodiment, the machining time can be greatly shortened when the number of ribs is large or when irregularly arranged ribs are machined, as compared with wire electric discharge machining.

【0085】実施例7.図10a及び10bは、請求項
11の発明の他の実施例のレーザ加工方法を適用して製
作された複雑形状を有する電極を示す図である。また、
この実施例においても上記実施例6と同様に、上記実施
例1によるレーザ加工装置が適用され、さらに、上記実
施例2から5のレーザ加工方法が適用され得る。従っ
て、レーザ加工装置の説明は省略する。曲線形状のよう
な複雑形状のリブ電極加工については、NC装置を組み
合わせることで、図10aのような曲線スリット加工電
極、及び図10bのような加工電極を容易に加工でき、
さらに、不規則に並んだリブ電極、化繊用ノズル加工電
極、ガスや燃料の噴霧ノズル加工電極加工等にも適用で
き、従来のワイヤ放電加工では加工困難な形状だけでな
く、ワイヤ放電加工機による電極加工に比べて加工工程
が大幅に短縮できる。
Example 7. 10a and 10b are views showing an electrode having a complicated shape manufactured by applying a laser processing method according to another embodiment of the invention of claim 11. Also,
The laser processing apparatus according to the first embodiment can be applied to this embodiment as in the sixth embodiment, and the laser processing methods according to the second to fifth embodiments can be applied. Therefore, the description of the laser processing apparatus is omitted. For machining a rib electrode having a complicated shape such as a curved shape, by combining an NC device, a curved slit processing electrode as shown in FIG. 10a and a processing electrode as shown in FIG. 10b can be easily processed.
In addition, it can be applied to irregularly arranged rib electrodes, chemical fiber nozzle machining electrodes, gas and fuel spray nozzle machining electrode machining, etc. The machining process can be significantly shortened compared to electrode machining.

【0086】実施例8.図11a及び11bは、請求項
11の発明の更なる他の実施例の、形彫り放電加工機用
の電極加工のためのレーザ加工方法を適用して製作され
た電極を示す図である。また、この実施例においても上
記実施例6及び7と同様に、上記実施例1によるレーザ
加工装置が適用され、さらに、上記実施例2から5のレ
ーザ加工方法が適用され得る。従って、レーザ加工装置
の説明は省略する。
Example 8. 11a and 11b are views showing an electrode manufactured by applying a laser machining method for machining an electrode for a die-sinking electric discharge machine according to still another embodiment of the present invention. Also in this embodiment, as in the case of the sixth and seventh embodiments, the laser processing apparatus according to the first embodiment can be applied, and further, the laser processing methods of the second to fifth embodiments can be applied. Therefore, the description of the laser processing apparatus is omitted.

【0087】図11aに示すように、凹型電極33の凹
型部分底部に対して外側又は内側、もしくは、その両側
からレーザ光1を加工対象物7に照射することにより、
直径数百μm、長さ10mm程度の貫通孔を高速に加工
することができる。これは、放電加工時に発生するガス
が凹型電極33の凹部に留まることを防ぐためのガス抜
き孔34加工に適用でき、例えば、凸部分のある金型な
どを加工する場合、従来は、凹部ができないように分割
した電極を順番に使用して凸部を形成していたが、この
ガス抜き孔加工法によって、凹型電極33による加工が
可能となり、複雑な段取りを必要とせず加工時間を短縮
できる。
As shown in FIG. 11a, by irradiating the workpiece 7 with the laser light 1 from the outside or inside of the bottom of the concave portion of the concave electrode 33, or from both sides thereof,
Through holes having a diameter of several hundred μm and a length of about 10 mm can be processed at high speed. This can be applied to the processing of the gas vent hole 34 for preventing the gas generated at the time of electric discharge machining from staying in the concave portion of the concave electrode 33. For example, in the case of processing a die having a convex portion, the concave portion is conventionally formed. The projections were formed by using the divided electrodes in order so that they cannot be formed. However, this gas venting hole processing method allows processing with the concave electrode 33, and shortens the processing time without requiring complicated setup. .

【0088】[0088]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、加工対象物上にレーザ光を照射した際に形成される
レーザ加工穴の直径に対するレーザ光のビームスポット
の走査移動長さの所望の割合と、レーザ加工穴の直径
と、レーザ加工穴が形成された際のレーザ光繰り返し数
とからレーザ光走査速度を決定し、該レーザ光走査速度
でレーザ光を走査するように構成したので、レーザ光の
発振条件に応じたレーザ光のビームスポットの最適送り
量である最適移動長さの設定を容易にし、常に除去量の
安定した加工を進行させ得るために加工速度を向上さ
せ、また、加工面を良好に仕上げることができる効果が
ある。
As described above, according to the invention of claim 1, the scanning movement length of the beam spot of the laser beam with respect to the diameter of the laser processing hole formed when the laser beam is irradiated onto the object to be processed. The laser beam scanning speed is determined from the desired ratio of the laser beam processing hole diameter, the diameter of the laser beam processing hole, and the laser beam repetition number when the laser beam processing hole is formed, and the laser beam scanning is performed at the laser beam scanning speed. Therefore, it is easy to set the optimum movement length that is the optimum feed amount of the beam spot of the laser light according to the oscillation conditions of the laser light, and the processing speed is improved in order to make it possible to always perform processing with a stable removal amount. Moreover, there is an effect that the processed surface can be finished well.

【0089】請求項2の発明によれば、加工対象物に3
次元形状部分を形成する場合、加工対象物の荒加工モー
ドでは走査移動長さの割合をより大きく設定し、これに
より決定されるレーザ光走査速度にてレーザ光を走査
し、加工対象物の仕上げモードでは走査移動長さの割合
をより小さく設定し、これにより決定されるレーザ光走
査速度にて荒加工モードで加工された3次元形状部分の
側面部分を1回以上レーザ光を走査するように構成した
ので、加工対象物に形成される3次元形状の仕上げの精
度を向上させる効果がある。
According to the invention of claim 2, the object to be processed is
When forming a three-dimensional shape part, the ratio of the scanning movement length is set to a larger value in the rough processing mode of the processing object, and the laser beam is scanned at the laser light scanning speed determined by this to finish the processing object. In the mode, the ratio of the scanning movement length is set to be smaller, and the side surface portion of the three-dimensional shape portion processed in the rough processing mode is scanned with the laser light one or more times at the laser light scanning speed determined by this. Since it is configured, there is an effect of improving the accuracy of finishing the three-dimensional shape formed on the object to be processed.

【0090】請求項3の発明によれば、加工対象物に任
意の傾斜側面を有する3次元形状部分を形成する場合、
加工対象物の表面に対してレーザ光を斜めから入射させ
た状態でレーザ光を走査して3次元形状部分の側面を逆
テーパ状に加工し、その後、レーザ光の入射角を次第に
小さくしながら逆テーパ状に突出した部分に対してレー
ザ光走査を行い、逆テーパ状側面を徐々に傾斜側面の傾
斜角に成形するように構成したので、加工対象物に任意
の傾斜側面を有する3次元形状を精度よく加工できる効
果がある。
According to the invention of claim 3, when a three-dimensional shape portion having an arbitrary inclined side surface is formed on the object to be processed,
While the laser beam is obliquely incident on the surface of the object to be processed, the laser beam is scanned to process the side surface of the three-dimensional shape portion into an inverse taper shape, and then the incident angle of the laser beam is gradually reduced. Laser light scanning is performed on the portion protruding in the inverse taper shape, and the inverse taper side surface is gradually formed into the inclination angle of the inclined side surface. Therefore, the object to be processed has a three-dimensional shape having an arbitrary inclined side surface. There is an effect that can be processed accurately.

【0091】請求項4の発明によれば、目標とする3次
元形状部分の既に形成された側面部にレーザ光走査によ
って発生したスパッタが飛散しないようにスパッタの飛
散方向を限定すべく側面部に対してレーザ光が近づくよ
うにレーザ光を走査するように構成したので、加工対象
物にスパッタの付着していない良好な仕上げ面を加工で
きる効果がある。
According to the fourth aspect of the invention, in order to limit the scattering direction of the spatter generated by the laser beam scanning on the side surface part of the target three-dimensionally formed part, which is already formed, the side surface part is formed to limit the scattering direction of the spatter. On the other hand, since the laser beam is configured to scan so that the laser beam approaches, there is an effect that a good finished surface without spatter adhered to the object to be processed can be processed.

【0092】請求項5の発明によれば、加工対象物に3
次元形状部分を形成した後、該3次元形状部分の輪郭部
に沿ってレーザ光を走査するように構成したので、加工
対象物に複雑な3次元形状を加工する際にスパッタ等の
汚れを除去して良好な仕上げ面を加工できる効果があ
る。
According to the invention of claim 5, the object to be processed has three
Since the laser beam is scanned along the contour portion of the three-dimensional shape portion after forming the three-dimensional shape portion, stains such as spatter are removed when processing a complicated three-dimensional shape on the object to be processed. It has the effect that a good finished surface can be processed.

【0093】請求項6の発明によれば、レーザ光走査速
度を決定する際に、加工対象物上にレーザ光を照射した
際に形成されるレーザ加工穴の直径が計測されるように
構成したので、加工対象物に形成されるレーザ加工穴の
直径を確実に計測し、最適なレーザ光走査速度を決定で
きる効果がある。
According to the invention of claim 6, when the laser beam scanning speed is determined, the diameter of the laser processing hole formed when the processing object is irradiated with the laser beam is measured. Therefore, there is an effect that the diameter of the laser processing hole formed in the processing object can be surely measured and the optimum laser light scanning speed can be determined.

【0094】請求項7の発明によれば、少なくとも、レ
ーザ光照射中の加工対象物の燃焼によって発生する炎の
形状、炎の吹き出し方向、スパッタの発生量、及びスパ
ッタの飛散方向の内の少なくともいずれか一つを検出し
て燃焼状態を把握し、この燃焼状態から加工対象物の少
なくとも加工量及び加工面形状を得て加工状態を決定
し、加工状態が安定していると認められる所定の燃焼状
態を維持すべくレーザ光照射状態を調整するように構成
したので、加工対象物の溶融したものが形成された凹所
内部に残留することを防止し、常に最適で安定した加工
状態を維持して複雑な3次元形状をも高速且つ高精度に
加工できる効果がある。
According to the seventh aspect of the present invention, at least the shape of the flame generated by the combustion of the object to be processed during the laser light irradiation, the flame blowing direction, the spatter generation amount, and the spatter scattering direction. The combustion state is detected by detecting any one of them, and at least the processing amount and processing surface shape of the object to be processed are obtained from this combustion state to determine the processing state. Since the laser light irradiation state is adjusted to maintain the combustion state, it prevents the melted object from remaining inside the recess where it was formed, and always maintains an optimal and stable processing state. Therefore, there is an effect that a complicated three-dimensional shape can be processed at high speed and with high accuracy.

【0095】請求項8の発明によれば、レーザ光が不可
視である場合、加工対象物近傍の不可視レーザ光の光路
付近に粉末状の可燃性物質を供給し、粉末状の可燃性物
質をレーザ光によって燃焼させることによってレーザ光
路を可視化し、この可視化されたレーザ光路をモニタす
ることによってレーザ光照射状態を検知し且つ所定の燃
焼状態を維持すべくレーザ光照射状態を調整するように
構成したので、レーザ光が不可視であっても常に最適で
安定した加工状態を維持して複雑な3次元形状をも高速
且つ高精度に加工できる効果がある。
According to the eighth aspect of the invention, when the laser light is invisible, the powdery flammable substance is supplied to the vicinity of the optical path of the invisible laser light near the object to be processed, and the powdery flammable substance is laser-converted. The laser light path is visualized by burning with light, and the laser light irradiation state is detected by monitoring the visualized laser light path, and the laser light irradiation state is adjusted to maintain a predetermined combustion state. Therefore, even if the laser beam is invisible, there is an effect that an optimal and stable processing state is always maintained and a complicated three-dimensional shape can be processed at high speed and with high accuracy.

【0096】請求項9の発明によれば、加工対象物の周
囲を十分な濃度の支燃性ガス雰囲気に保持すべく支燃性
ガスを供給するように構成したので、レーザ光照射部分
での不完全燃焼を防止し、加工面を良好に仕上げる効果
がある。
According to the invention of claim 9, since the combustion-supporting gas is supplied so as to keep the periphery of the object to be processed in the atmosphere of the combustion-supporting gas having a sufficient concentration, the laser-irradiated portion is irradiated. It has the effect of preventing incomplete combustion and finishing the machined surface satisfactorily.

【0097】請求項10の発明によれば、レーザ光照射
による加工対象物の燃焼によって発生する燃焼ガスを大
気中に放出することなく回収するように構成したので、
作業環境を良好に保つ効果がある。
According to the tenth aspect of the invention, the combustion gas generated by the combustion of the object to be processed by the laser light irradiation is collected without being released into the atmosphere.
It has the effect of maintaining a good working environment.

【0098】請求項11の発明によれば、加工対象物が
導電性材料であるので、導電性材料が溶融したものが形
成された凹所内部に残留することを防止し、複雑な3次
元形状の電極をも高速且つ高精度に加工できる効果があ
る。
According to the eleventh aspect of the present invention, since the object to be processed is a conductive material, it is possible to prevent a molten material of the conductive material from remaining inside the formed recess and to form a complicated three-dimensional shape. There is an effect that the electrode of can also be processed at high speed and with high accuracy.

【0099】請求項12の発明によれば、加工対象物上
にレーザ光を照射した際に形成されるレーザ加工穴の直
径に対するレーザ光のビームスポットの走査移動長さの
所望の割合とレーザ加工穴の直径とレーザ加工穴が形成
された際のレーザ光繰り返し数とからレーザ光走査速度
を決定し、該レーザ光走査速度を制御手段に指示するレ
ーザ光照射状態調整手段を備えるように構成したので、
加工対象物の溶融したものが形成された凹所内部に残留
することを防止し、複雑な3次元形状をも高速且つ高精
度に加工できる効果がある。
According to the twelfth aspect of the present invention, the desired ratio of the scanning movement length of the beam spot of the laser beam to the diameter of the laser processing hole formed when the laser beam is irradiated onto the object to be processed and the laser processing. The laser beam scanning speed is determined from the diameter of the hole and the laser beam repetition number when the laser processing hole is formed, and the laser beam irradiation state adjusting means for instructing the laser beam scanning speed to the control means is provided. So
It is possible to prevent the melted object to be processed from remaining inside the formed recess and to process a complicated three-dimensional shape at high speed and with high accuracy.

【0100】請求項13の発明によれば、レーザ光照射
状態調整手段が、加工対象物上にレーザ光を照射した際
に形成されるレーザ加工穴の直径を測定するための撮影
手段と、撮影手段から送られる画像情報を処理してレー
ザ加工穴の直径を求める画像処理手段とを具備するよう
に構成したしたので、加工対象物に形成されるレーザ加
工穴の直径を精度よく計測できる効果がある。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the laser light irradiation state adjusting means measures the diameter of the laser processing hole formed when the processing object is irradiated with the laser light, and the imaging means. Since the image processing means for processing the image information sent from the means to obtain the diameter of the laser-machined hole is provided, it is possible to accurately measure the diameter of the laser-machined hole formed in the object to be machined. is there.

【0101】請求項14の発明によれば、加工対象物近
傍の不可視レーザ光の光路付近に粉末状の可燃性物質を
供給し、粉末状の前記可燃性物質をレーザ光によって燃
焼させることによってレーザ光路を可視化するレーザ光
可視化手段をさらに備え、レーザ光照射状態調整手段
が、可視化されたレーザ光路をモニタするためのモニタ
手段を備えており、さらに、モニタ手段の出力する情報
を基にレーザ光照射状態を検知し、所定の燃焼状態を維
持すべくレーザ光照射状態を調整するように構成したの
で、レーザ光が不可視であっても常に最適で安定した加
工状態を維持して複雑な3次元形状をも高速且つ高精度
に加工できる効果がある。
According to the fourteenth aspect of the present invention, a powdery combustible material is supplied near the optical path of the invisible laser light near the object to be processed, and the powdery combustible material is burned by the laser light to produce a laser beam. The laser light visualization means for visualizing the optical path is further provided, the laser light irradiation state adjusting means is provided with monitor means for monitoring the visualized laser optical path, and further, the laser light is based on the information output from the monitor means. The irradiation state is detected and the laser beam irradiation state is adjusted to maintain a predetermined combustion state. Therefore, even if the laser beam is invisible, an optimal and stable processing state is always maintained and complicated three-dimensional There is an effect that the shape can be processed at high speed and with high accuracy.

【0102】請求項15の発明によれば、加工対象物の
周囲を十分な濃度の支燃性ガス雰囲気に保持すべく支燃
性ガスを供給する支燃性ガス供給手段を備えるように構
成したので、レーザ光照射部分での不完全燃焼を防止
し、加工面を良好に仕上げる効果がある。
According to the fifteenth aspect of the present invention, there is provided a combustion-supporting gas supply means for supplying the combustion-supporting gas so as to keep the periphery of the object to be processed in a combustion-supporting gas atmosphere having a sufficient concentration. Therefore, there is an effect of preventing incomplete combustion at the laser light irradiation portion and finishing the processed surface satisfactorily.

【0103】請求項16の発明によれば、加工対象物の
燃焼によって発生する燃焼ガスを大気中に放出すること
なく回収する手段を備えるように構成したので、作業環
境を良好に保つ効果がある。
According to the sixteenth aspect of the present invention, since the means for collecting the combustion gas generated by the combustion of the object to be processed is not released into the atmosphere, it is possible to maintain a good working environment. .

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

【図1】 請求項1から16による発明の一実施例によ
るレーザ加工装置の全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a laser processing apparatus according to an embodiment of the invention according to claims 1 to 16.

【図2】 加工対象物状のレーザ光走査時のビームスポ
ットの挙動を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a behavior of a beam spot when scanning a laser beam on a processing object.

【図3】 レーザ光重なり係数と除去量との関係を示す
実験結果のグラフ図である。
FIG. 3 is a graph of experimental results showing the relationship between the laser light overlap coefficient and the removal amount.

【図4】 レーザ加工進行中の燃焼炎の状態を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a state of a combustion flame during laser processing.

【図5】 請求項8の発明の一実施例による不可視レー
ザ光路可視化を説明するための構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram for explaining invisible laser optical path visualization according to an embodiment of the invention of claim 8;

【図6】 レーザ光重なり係数と加工面粗さとの関係を
示す実験結果のグラフ図である。
FIG. 6 is a graph of an experimental result showing a relationship between a laser light overlapping coefficient and a processed surface roughness.

【図7】 請求項3の発明の一実施例である、垂直側面
を形成するためのレーザ加工方法によるレーザ光走査の
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of laser light scanning by a laser processing method for forming a vertical side surface, which is an embodiment of the invention of claim 3;

【図8】 加工側面へのスパッタの付着を伴うレーザ光
走査の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of laser light scanning accompanied by adhesion of spatter to a processed side surface.

【図9】 請求項11の発明の一実施例によって加工し
た放電加工機用薄リブ電極の一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a thin rib electrode for an electric discharge machine machined according to an embodiment of the invention of claim 11;

【図10】 請求項11の発明の他の実施例によって加
工した放電加工機用複雑微細形状電極の一例を示す図で
ある。
FIG. 10 is a view showing an example of a complex fine shape electrode for an electric discharge machine, which is machined according to another embodiment of the invention of claim 11;

【図11】 請求項11の発明の他の実施例による放電
加工機用凹型電極のガス抜き孔加工例を示す説明図であ
る。
FIG. 11 is an explanatory view showing an example of processing a gas vent hole of a concave electrode for an electric discharge machine according to another embodiment of the invention of claim 11;

【図12】 従来のレーザ加工装置の構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of a conventional laser processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光、3 反射鏡(伝送手段)、7 加工対象
物、8a,8b 回転テーブル(加工テーブル手段)、
9a,9b 加工対象物移動テーブル(加工テーブル手
段)、10 レーザ発振器(レーザ光源)、12 集光
レンズ(照射手段)、14 テーブル移動制御装置(制
御手段)、15 アシストガス供給口(支燃性ガス供給
手段)、16 燃焼ガス排出口(回収手段)、17 ア
シストガス供給装置(支燃性ガス供給手段)、18 燃
焼ガス回収装置(回収手段)、19 可燃性粉末供給装
置(レーザ光可視化手段)、20 開閉バルブ(レーザ
光可視化手段)、21 ファイバースコープ(モニタ手
段)、22 計測用モニタ(モニタ手段)、23 画像
処理装置(画像処理手段)、24 可燃性粉末(粉末状
の可燃性物質)、32 スパッタ、39 レーザ加工穴
直径測定用カメラ(撮影手段)。
1 laser light, 3 reflecting mirror (transmission means), 7 processing object, 8a, 8b rotary table (processing table means),
9a, 9b Workpiece moving table (processing table means), 10 Laser oscillator (laser light source), 12 Condensing lens (irradiating means), 14 Table movement control device (controlling means), 15 Assist gas supply port (flammability) Gas supply means), 16 combustion gas discharge port (recovery means), 17 assist gas supply device (combustible gas supply means), 18 combustion gas recovery device (recovery means), 19 combustible powder supply device (laser light visualization means) ), 20 open / close valve (laser light visualization means), 21 fiberscope (monitor means), 22 measurement monitor (monitor means), 23 image processing device (image processing means), 24 combustible powder (powdered combustible substance) ), 32 Sputter, 39 Laser processing hole diameter measurement camera (imaging means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B23K 26/14 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location B23K 26/14 Z

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光を加工対象物の加工領域部分に
照射し、前記加工領域内でレーザ光を走査し加工対象物
を加工するレーザ加工方法において、前記加工対象物上
にレーザ光を照射した際に形成されるレーザ加工穴の直
径に対するレーザ光のビームスポットの走査移動長さの
所望の割合と、前記レーザ加工穴の直径と、前記レーザ
加工穴が形成された際のレーザ光繰り返し数とからレー
ザ光走査速度を決定し、該レーザ光走査速度でレーザ光
を走査することを特徴とするレーザ加工方法。
1. A laser processing method of irradiating a processing region of an object to be processed with laser light, scanning the laser beam within the processing region to process the object, and irradiating the object to be processed with laser light. The desired ratio of the scanning movement length of the beam spot of the laser light to the diameter of the laser processed hole formed when, the diameter of the laser processed hole, and the number of laser light repetitions when the laser processed hole is formed. The laser processing method is characterized in that the laser light scanning speed is determined from the above, and the laser light is scanned at the laser light scanning speed.
【請求項2】 前記加工対象物に3次元形状部分を形成
する場合、前記加工対象物の荒加工モードでは前記走査
移動長さの割合をより大きく設定し、これにより決定さ
れるレーザ光走査速度にてレーザ光を走査し、前記加工
対象物の仕上げモードでは前記走査移動長さの割合をよ
り小さく設定し、これにより決定されるレーザ光走査速
度にて前記荒加工モードで加工された3次元形状部分の
側面部分を1回以上レーザ光を走査することを特徴とす
る請求項1に記載のレーザ加工方法。
2. When forming a three-dimensional shape portion on the object to be processed, the ratio of the scanning movement length is set to be larger in the rough processing mode of the object to be processed, and the laser beam scanning speed determined by this is set. The laser beam is scanned with, and the ratio of the scanning movement length is set to be smaller in the finishing mode of the processing object, and the three-dimensional processing is performed in the rough processing mode at the laser beam scanning speed determined by this. The laser processing method according to claim 1, wherein the side surface portion of the shaped portion is scanned with laser light one or more times.
【請求項3】 前記加工対象物に任意の傾斜側面を有す
る3次元形状部分を形成する場合、前記加工対象物の表
面に対して前記レーザ光を斜めから入射させた状態でレ
ーザ光を走査して3次元形状部分の側面を逆テーパ状に
加工し、その後、レーザ光の入射角を次第に小さくしな
がら逆テーパ状に突出した部分に対してレーザ光走査を
行い、逆テーパ状側面を徐々に前記傾斜側面の傾斜角に
成形することを特徴とする請求項1又は2に記載のレー
ザ加工方法。
3. When forming a three-dimensional shape portion having an arbitrary inclined side surface on the object to be processed, the surface of the object to be processed is scanned with the laser light obliquely incident thereon. Then, the side surface of the three-dimensionally shaped portion is processed into an inverse taper shape, and thereafter, the laser beam scanning is performed on the portion protruding in the inverse taper shape while gradually reducing the incident angle of the laser light, and the inverse taper side surface is gradually formed. The laser processing method according to claim 1 or 2, wherein the laser beam is formed to have an inclination angle of the inclined side surface.
【請求項4】 目標とする3次元形状部分の既に形成さ
れた側面部にレーザ光走査によって発生したスパッタが
飛散しないようにスパッタの飛散方向を限定すべく前記
側面部に対してレーザ光が近づくようにレーザ光を走査
することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
レーザ加工方法。
4. A laser beam approaches a side surface portion of a target three-dimensionally shaped portion which is already formed so as to limit the scattering direction of the spatter so that the spatter generated by laser beam scanning does not scatter. The laser processing method according to claim 1, wherein the laser light is scanned as described above.
【請求項5】 前記加工対象物に3次元形状部分を形成
した後、該3次元形状部分の輪郭部に沿ってレーザ光を
走査することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記
載のレーザ加工方法。
5. The method according to claim 1, wherein after forming a three-dimensional shape portion on the object to be processed, laser light is scanned along the contour of the three-dimensional shape portion. Laser processing method.
【請求項6】 レーザ光を走査する際に、前記加工対象
物上にレーザ光を照射した際に形成されるレーザ加工穴
の前記直径を計測することを特徴とする請求項1〜5の
いずれかに記載のレーザ加工方法。
6. The laser processing method according to claim 1, wherein the diameter of the laser processing hole formed when the laser beam is irradiated onto the object to be processed is measured when the laser beam is scanned. The laser processing method according to claim 1.
【請求項7】 少なくとも、レーザ光照射中の加工対象
物の燃焼によって発生する炎の形状、炎の吹き出し方
向、スパッタの発生量、及びスパッタの飛散方向の内の
少なくともいずれか一つを検出して燃焼状態を把握し、
この燃焼状態から加工対象物の少なくとも加工量及び加
工面形状を得て加工状態を決定し、加工状態が安定して
いると認められる所定の燃焼状態を維持すべくレーザ光
照射状態を調整することを特徴とする請求項1〜6のい
ずれかに記載のレーザ加工方法。
7. At least one of a flame shape, a flame blowing direction, a spatter generation amount, and a spatter scattering direction detected by combustion of an object to be processed during laser light irradiation is detected. Grasp the combustion state,
To determine the processing state by obtaining at least the processing amount and processing surface shape of the processing object from this combustion state, and adjusting the laser light irradiation state to maintain the predetermined combustion state that the processing state is recognized to be stable. The laser processing method according to any one of claims 1 to 6, wherein:
【請求項8】 レーザ光が不可視である場合、前記加工
対象物近傍の不可視レーザ光の光路付近に粉末状の可燃
性物質を供給し、粉末状の前記可燃性物質をレーザ光に
よって燃焼させることによってレーザ光路を可視化し、
この可視化されたレーザ光路をモニタすることによって
レーザ光照射状態を検知し、所定の燃焼状態を維持すべ
くレーザ光照射状態を調整することを特徴とする請求項
7に記載のレーザ加工方法。
8. When the laser light is invisible, a powdery combustible substance is supplied in the vicinity of the optical path of the invisible laser light near the object to be processed, and the powdery combustible substance is burned by the laser light. To visualize the laser light path,
The laser processing method according to claim 7, wherein a laser light irradiation state is detected by monitoring the visualized laser light path, and the laser light irradiation state is adjusted to maintain a predetermined combustion state.
【請求項9】 レーザ光を照射する際の前記加工対象物
の周囲を十分な濃度の支燃性ガス雰囲気に保持すべく支
燃性ガスを供給することを特徴とする請求項1〜8のい
ずれかに記載のレーザ加工方法。
9. The combustion-supporting gas is supplied so that the periphery of the object to be processed when the laser beam is irradiated is maintained in a combustion-supporting gas atmosphere having a sufficient concentration. The laser processing method according to any one of claims.
【請求項10】 レーザ光照射による前記加工対象物の
燃焼によって発生する燃焼ガスを大気中に放出すること
なく回収することを特徴とする請求項1〜9のいずれか
に記載のレーザ加工方法。
10. The laser processing method according to claim 1, wherein the combustion gas generated by combustion of the object to be processed by laser light irradiation is recovered without being released into the atmosphere.
【請求項11】 加工対象物が導電性材料であることを
特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のレーザ加
工方法。
11. The laser processing method according to claim 1, wherein the object to be processed is a conductive material.
【請求項12】 加工対象物を保持しつつ移動させるた
めの加工テーブル手段と、レーザ光源から放射られるレ
ーザ光を伝送する伝送手段と、レーザ光を集光し加工対
象物へと照射するための照射手段と、レーザ光を走査し
て加工対象物上に所望の3次元形状部分を形成すべく前
記加工テーブル手段及び前記レーザ光源の少なくとも一
方の位置を制御する制御手段とを具備したレーザ加工装
置において、前記加工対象物上にレーザ光を照射した際
に形成されるレーザ加工穴の直径に対するレーザ光のビ
ームスポットの走査移動長さの所望の割合と前記レーザ
加工穴の直径と前記レーザ加工穴が形成された際のレー
ザ光繰り返し数とからレーザ光走査速度を決定し、該レ
ーザ光走査速度を前記制御手段に指示するレーザ光照射
状態調整手段を備えたことを特徴とするレーザ加工装
置。
12. A processing table means for holding and moving an object to be processed, a transmission means for transmitting laser light emitted from a laser light source, and a means for condensing the laser light and irradiating the object to be processed. A laser processing apparatus comprising an irradiation means and a control means for controlling the position of at least one of the processing table means and the laser light source so as to scan a laser beam to form a desired three-dimensionally shaped portion on a processing object. In, the desired ratio of the scanning movement length of the beam spot of the laser light to the diameter of the laser processing hole formed when the laser beam is irradiated on the object to be processed, the diameter of the laser processing hole, and the laser processing hole A laser light irradiation state adjusting means for determining the laser light scanning speed from the number of laser light repetitions when the laser beam is formed and for instructing the laser light scanning speed to the control means. A laser processing device characterized in that
【請求項13】 前記レーザ光照射状態調整手段は、前
記加工対象物上にレーザ光を照射した際に形成されるレ
ーザ加工穴の前記直径を計測するための撮影手段と、前
記撮影手段から送られる画像情報を処理してレーザ加工
穴の前記直径を求める画像処理手段とを具備したことを
特徴とする請求項12に記載のレーザ加工装置。
13. The laser light irradiation state adjusting means includes a photographing means for measuring the diameter of a laser processing hole formed when the processing object is irradiated with the laser light, and the laser light irradiation state adjusting means sends from the photographing means. The laser processing apparatus according to claim 12, further comprising image processing means for processing the image information to be obtained to obtain the diameter of the laser processing hole.
【請求項14】 前記レーザ加工装置は、前記加工対象
物近傍の不可視レーザ光の光路付近に粉末状の可燃性物
質を供給し、粉末状の前記可燃性物質をレーザ光によっ
て燃焼させることによってレーザ光路を可視化するレー
ザ光可視化手段をさらに備えており、前記レーザ光照射
状態調整手段は、可視化されたレーザ光路をモニタする
ためのモニタ手段を備えており、さらに、前記モニタ手
段の出力する情報を基にレーザ光照射状態を検知し、所
定の燃焼状態を維持すべくレーザ光照射状態を調整する
ように構成されていることを特徴とする請求項13に記
載のレーザ加工装置。
14. The laser processing apparatus supplies a powdery combustible substance near an optical path of an invisible laser beam near the object to be processed, and burns the powdery combustible substance with the laser beam to produce a laser beam. Further comprising a laser light visualization means for visualizing the optical path, the laser light irradiation state adjusting means comprises a monitor means for monitoring the visualized laser optical path, further, the information output by the monitor means. 14. The laser processing apparatus according to claim 13, wherein the laser beam irradiation state is detected based on the laser beam irradiation state, and the laser beam irradiation state is adjusted to maintain a predetermined combustion state.
【請求項15】 レーザ光を照射する際の前記加工対象
物の周囲を十分な濃度の支燃性ガス雰囲気に保持すべく
支燃性ガスを供給する支燃性ガス供給手段をさらに備え
たことを特徴とする請求項12〜14のいずれかに記載
のレーザ加工装置。
15. A combustion-supporting gas supply means for supplying a combustion-supporting gas so as to maintain a surrounding atmosphere of the object to be processed in a combustion-supporting gas atmosphere having a sufficient concentration when the laser beam is irradiated. 15. The laser processing apparatus according to claim 12, wherein
【請求項16】 レーザ光照射による前記加工対象物の
燃焼によって発生する燃焼ガスを大気中に放出すること
なく回収する回収手段をさらに備えたことを特徴とする
請求項12〜15のいずれかに記載のレーザ加工装置。
16. The method according to claim 12, further comprising a recovery means for recovering a combustion gas generated by combustion of the object to be processed by laser light irradiation without releasing it into the atmosphere. The laser processing device described.
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