JPH1015676A - Scanning type laser marking device - Google Patents
Scanning type laser marking deviceInfo
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- JPH1015676A JPH1015676A JP8191590A JP19159096A JPH1015676A JP H1015676 A JPH1015676 A JP H1015676A JP 8191590 A JP8191590 A JP 8191590A JP 19159096 A JP19159096 A JP 19159096A JP H1015676 A JPH1015676 A JP H1015676A
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Abstract
Description
【0010】[0010]
【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物の表面上
でレーザ光のビームスポットをスキャンして所望のパタ
ーンをマーキングするスキャニング式レーザマーキング
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning type laser marking apparatus which scans a beam spot of a laser beam on a surface of a workpiece to mark a desired pattern.
【0020】[0020]
【従来の技術】スキャニング式のレーザマーキング法
は、被加工物に高密度に集光されたレーザ光を照射し、
該レーザ光をスキャン・ミラーで振って、被加工物表面
上でレーザスポットをスキャンし、ビームスポットの当
たった被加工物表面の微小部分をレーザエネルギーで瞬
間的に蒸発または変色させながら、文字、図形、記号等
の所望のパターンを描画するようにしてマーキング(刻
印)する技術である。2. Description of the Related Art A scanning type laser marking method irradiates a workpiece with laser light focused at a high density,
The laser light is shaken by a scan mirror to scan a laser spot on the surface of the workpiece, and while evaporating or discoloring a minute portion of the surface of the workpiece hit by the beam spot with laser energy, characters, This is a technique for marking (engraving) by drawing a desired pattern such as a figure or a symbol.
【0030】一般に、スキャニング式レーザマーキング
装置は、レーザ光を発振出力するレーザ発振部と、この
レーザ発振部からのレーザ光をスキャン(走査)しなが
ら被加工物に向けて集光照射するスキャニングヘッド部
と、レーザ発振部およびレーザ出射部の各々の動作(レ
ーザ発振動作、スキャニング動作)を制御する制御部と
を備えている。In general, a scanning type laser marking apparatus includes a laser oscillating section for oscillating and outputting a laser beam, and a scanning head for condensing and irradiating a laser beam from the laser oscillating section toward a workpiece while scanning (scanning) the laser beam. And a control unit that controls each operation (laser oscillation operation, scanning operation) of the laser oscillation unit and the laser emission unit.
【0040】スキャニングヘッド部は、そのレーザ出射
口をたとえば作業台上のマーキング加工位置に向けて固
定配置される。作業台上には、装置側から見てソフトウ
ェア上のスキャニング座標が設定されている。被加工物
は、マーキングを施されるべき面(マーキング面)をス
キャニングヘッド部のレーザ出射口側に向けて作業台上
にセットされる。作業台上の被加工物の位置や向きを変
えることで、被加工物におけるマーキング位置(パター
ン形成位置)を調整できる。The scanning head is fixedly arranged with its laser emission port facing, for example, a marking processing position on a work table. Scanning coordinates on software are set on the work table as viewed from the apparatus side. The workpiece is set on the worktable with the surface to be marked (marking surface) facing the laser emission port side of the scanning head. By changing the position and orientation of the workpiece on the worktable, the marking position (pattern forming position) on the workpiece can be adjusted.
【0050】[0050]
【発明が解決しようとする課題】この種のレーザマーキ
ング装置では、被加工物にマーキングされるパターンが
スキャニング座標上の任意の位置に設定され、しかも任
意の拡がりと方向性を有するため、X,Y方向およびθ
方向で被加工物の位置を合わせする必要がある。In a laser marking apparatus of this type, a pattern to be marked on a workpiece is set at an arbitrary position on scanning coordinates and has an arbitrary spread and directionality. Y direction and θ
It is necessary to align the position of the workpiece in the direction.
【0060】従来は、被加工物におけるマーキング位置
を調整ないし決定するために、被加工物のサンプルに所
望のパターンを実際にマーキングしてみて、作業員がそ
の出来具合(マーキング位置)と所望のマーキング位置
との誤差を推し量り、その推し量った誤差に応じて被加
工物の位置を合わせるようにしていた。Conventionally, in order to adjust or determine a marking position on a workpiece, a desired pattern is actually marked on a sample of the workpiece, and a worker (working position) and a desired marking position are marked. An error with respect to the marking position is estimated and the position of the workpiece is adjusted according to the estimated error.
【0070】しかし、そのようにマーキング加工を実施
しながら試行錯誤的に被加工物の位置合わせを行う従来
の方法では、レーザ発振器や被加工物(サンプル)等を
無駄に消耗または消費するだけでなく、位置合わせのた
めに多くの時間と手間を必要とし、生産性が低いという
問題があった。However, in the conventional method of performing the positioning of the workpiece by trial and error while performing the marking process, the laser oscillator, the workpiece (sample), and the like are wastefully consumed or consumed. However, there is a problem that much time and labor are required for alignment and productivity is low.
【0080】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、被加工物におけるマーキング位置の調整
を簡単、迅速かつ正確に行えるようにしたスキャニング
式レーザマーキング装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a scanning type laser marking apparatus capable of simply, quickly and accurately adjusting a marking position on a workpiece. And
【0090】[0090]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第1のスキャニング式レーザマーキング
装置は、レーザ発振部からのマーキング用のレーザ光を
スキャン・ミラーを介して被加工物に照射し、制御部か
らのスキャニング制御信号に応じてスキャニング手段に
より前記スキャン・ミラーを振らせて、前記被加工物の
表面上で前記レーザ光のビームスポットをスキャンし
て、文字、記号または図形等からなる所望のパターンを
マーキングするスキャニング式レーザマーキング装置に
おいて、前記マーキングの工程に先立ち、ガイド光発生
手段からの可視性のガイド光を前記スキャン・ミラーを
介して前記被加工物に照射し、前記制御部からのスキャ
ニング制御信号に応じて前記スキャニング手段により前
記スキャン・ミラーを振らせて、前記被加工物の表面上
で前記ガイド光のビームスポットを連続的に繰り返しス
キャンして、前記パターンとほぼ同一のパターンを有す
る投射像を形成するパターン投射像形成手段を備えた構
成とした。In order to achieve the above object, a first scanning type laser marking apparatus according to the present invention provides a laser beam for marking from a laser oscillating section through a scanning mirror. Irradiate the object, the scanning means swings the scanning mirror in response to a scanning control signal from the control unit, scan the beam spot of the laser light on the surface of the workpiece, characters, symbols or In a scanning laser marking apparatus for marking a desired pattern such as a figure or the like, prior to the marking step, irradiating the workpiece with visibility guide light from guide light generating means via the scan mirror. The scanning mirror according to the scanning means in response to a scanning control signal from the control unit. A pattern projection image forming means for shaking and continuously and repeatedly scanning the beam spot of the guide light on the surface of the workpiece to form a projection image having substantially the same pattern as the pattern; And
【0100】また、本発明の第2のスキャニング式レー
ザマーキング装置は、上記第1の装置において、前記投
射像を形成するためのスキャニング速度を前記マーキン
グ工程のためのスキャニング速度よりも高くする構成と
した。Further, a second scanning type laser marking apparatus according to the present invention, in the first apparatus, wherein a scanning speed for forming the projection image is higher than a scanning speed for the marking step. did.
【0110】[0110]
【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
実施例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0120】図1に、この実施例によるスキャニング式
YAGレーザマーキング装置の外観を示す。このYAG
レーザマーキング装置は、制御電源ユニット10とレー
ザ発振ユニット12とスキャニング・ヘッド20とを有
する。FIG. 1 shows the appearance of a scanning YAG laser marking apparatus according to this embodiment. This YAG
The laser marking device has a control power supply unit 10, a laser oscillation unit 12, and a scanning head 20.
【0130】制御電源ユニット10において、上部室に
は表示部のディスプレイ13が設けられ、中間室(前扉
14の奥)にはキーボードや制御基板が設けられ、下部
室(前扉16の奥)にはレーザ電源回路やレーザ冷却装
置等が配置されている。中間室内の制御部より発生され
たスキャニング制御信号は所定の信号線(図示せず)を
介してスキャニング・ヘッド20へ伝送される。スキャ
ニング・ヘッド20はレーザ発振ユニット12のレーザ
出射口に取り付けられ、ヘッド20の真下に作業台18
が配置されている。この作業台18の上で、被加工物W
にマーキングが施される。In the control power supply unit 10, a display 13 of a display section is provided in an upper room, a keyboard and a control board are provided in an intermediate room (behind the front door 14), and a lower room (behind the front door 16). , A laser power supply circuit, a laser cooling device, and the like are arranged. The scanning control signal generated by the control unit in the intermediate room is transmitted to the scanning head 20 via a predetermined signal line (not shown). The scanning head 20 is attached to the laser emission port of the laser oscillation unit 12, and the work table 18 is provided directly below the head 20.
Is arranged. On the worktable 18, the workpiece W
Is marked.
【0140】図2に、制御電源ユニット10およびレー
ザ発振ユニット12内の要部の構成を示す。FIG. 2 shows a configuration of a main part in the control power supply unit 10 and the laser oscillation unit 12.
【0150】レーザ発振ユニット12内には、マーキン
グ用のYAGレーザ光LM を発振出力するためのYAG
レーザ発振器22だけでなく、可視性たとえば赤色のガ
イド光LG を発生するためのHe−Neレーザ24も設
けられている。YAGレーザ発振器22より発振出力さ
れたYAGレーザ光LM は、先ずミラー26で光路が直
角に曲げられ、次にミラー28で光路が直角に曲げられ
てから直進してスキャニング・ヘッド20へ送られる。
He−Neレーザ24より発生されたガイド光LG は、
先ずミラー30で光路が直角に曲げられ、次にミラー3
2で光路が直角に曲げられてからミラー28を裏側から
透過し、そのまま直進してスキャニング・ヘッド20へ
送られる。The laser oscillation unit 12 has a YAG laser beam LM for oscillating and outputting a YAG laser beam LM for marking.
In addition to the laser oscillator 22, a He-Ne laser 24 for generating visibility, for example, red guide light LG is also provided. The YAG laser light LM oscillated and output from the YAG laser oscillator 22 is first bent at a right angle by a mirror 26, then bent at a right angle by a mirror 28, and then travels straight to the scanning head 20.
The guide light LG generated by the He-Ne laser 24 is:
First, the optical path is bent at a right angle by the mirror 30, and then the mirror 3
After the optical path is bent at a right angle in 2, the light passes through the mirror 28 from the back side, travels straight as it is, and is sent to the scanning head 20.
【0160】制御電源ユニット10内には、YAGレー
ザ電源部34、He−Neレーザ電源部36、制御部3
8、表示部40、入力部42、インタフェース回路44
等が設けられている。YAGレーザ電源部34は、制御
部38の制御の下でYAGレーザ発振器22内のレーザ
励起手段(たとえば励起ランプ)に電力を供給する。H
e−Neレーザ電源部36は、制御部38の制御の下で
He−Neレーザ24内のレーザ励起手段(たとえばレ
ーザ管)に電力を供給する。In the control power supply unit 10, a YAG laser power supply section 34, a He-Ne laser power supply section 36, a control section 3
8, display unit 40, input unit 42, interface circuit 44
Etc. are provided. The YAG laser power supply unit 34 supplies power to laser excitation means (for example, an excitation lamp) in the YAG laser oscillator 22 under the control of the control unit 38. H
The e-Ne laser power supply unit 36 supplies power to laser excitation means (for example, a laser tube) in the He-Ne laser 24 under the control of the control unit 38.
【0170】表示部40は、制御部38からの画像デー
タおよび表示制御にしたがってディスプレイ13に画面
を映し出す。入力部42には、キーボード、マウス、イ
メージスキャナ等の入力装置が含まれる。インタフェー
ス回路44は、外部装置(図示せず)とデータや制御信
号等をやりとりするために用いられる。The display unit 40 displays a screen on the display 13 in accordance with the image data and the display control from the control unit 38. The input unit 42 includes input devices such as a keyboard, a mouse, and an image scanner. The interface circuit 44 is used to exchange data, control signals, and the like with an external device (not shown).
【0180】制御部38は、マイクロコンピュータから
なり、内蔵のメモリに蓄積されている所定のソフトウェ
アにしたがって所要のデータ処理を行い、装置内の各部
を制御する。特に、制御部38は、後述するようなスキ
ャニング・ヘッド20におけるスキャニング動作を制御
するためのスキャニング制御信号を信号線46を介して
ヘッド20内のスキャニング駆動回路に供給する。ま
た、YAGレーザ発振器22にはピーク出力(尖頭値)
の極めて高いパルスレーザ光を得るためのQスイッチが
内蔵されており、制御部38は図示しない制御線を介し
てこのQスイッチの制御をも行う。The control unit 38 comprises a microcomputer, performs necessary data processing according to predetermined software stored in a built-in memory, and controls each unit in the apparatus. In particular, the control unit 38 supplies a scanning control signal for controlling a scanning operation in the scanning head 20 to be described later to a scanning drive circuit in the head 20 via the signal line 46. The YAG laser oscillator 22 has a peak output (peak value).
A Q switch for obtaining an extremely high pulsed laser beam is built in, and the control unit 38 also controls the Q switch via a control line (not shown).
【0190】図3に、スキャニング・ヘッド20内のス
キャニング機構の構成例を示す。このスキャニング機構
は、互いに直交する回転軸52a,54aに取り付けら
れたX軸スキャン・ミラー52およびY軸スキャン・ミ
ラー54と、両ミラー52,54をそれぞれ回転振動
(首振り)させるX軸ガルバノメータ56およびY軸ガ
ルバノメータ58を有している。FIG. 3 shows an example of the configuration of the scanning mechanism in the scanning head 20. This scanning mechanism includes an X-axis scan mirror 52 and a Y-axis scan mirror 54 attached to rotating axes 52a and 54a orthogonal to each other, and an X-axis galvanometer 56 for rotating and oscillating (swinging) both mirrors 52 and 54, respectively. And a Y-axis galvanometer 58.
【0200】スキャニング・ヘッド20内に入って来た
レーザ発振ユニット12からのレーザ光LM および/ま
たはガイド光LG は、先ずX軸スキャン・ミラー52に
入射して、そこで全反射してからY軸スキャン・ミラー
54に入射し、このミラー54で全反射してのちfθレ
ンズ60を通って被加工物Wのマーキング加工面に集光
照射する。マーキング面上のビームスポットSPの位置
は、X方向においてはX軸スキャン・ミラー52の振れ
角によって決まり、Y方向においてはY軸スキャン・ミ
ラー54の振れ角によって決まる。The laser light LM and / or the guide light LG from the laser oscillation unit 12 entering the scanning head 20 first enter the X-axis scan mirror 52, where it is totally reflected, and then Y-axis. The light enters the scan mirror 54, is totally reflected by the mirror 54, passes through the fθ lens 60, and is condensed and irradiated on the marking processing surface of the workpiece W. The position of the beam spot SP on the marking surface is determined by the deflection angle of the X-axis scan mirror 52 in the X direction, and is determined by the deflection angle of the Y-axis scan mirror 54 in the Y direction.
【0210】X軸スキャン・ミラー52は、X軸ガルバ
ノメータ56の駆動で矢印A,A’方向に回転振動(首
振り)する。一方、Y軸スキャン・ミラー54は、Y軸
ガルバノメータ58の駆動で矢印B,B’方向に回転振
動(首振り)する。The X-axis scan mirror 52 oscillates (oscillates) in the directions of arrows A and A 'when the X-axis galvanometer 56 is driven. On the other hand, the Y-axis scan mirror 54 oscillates (oscillates) in the directions of arrows B and B ′ by driving the Y-axis galvanometer 58.
【0220】X軸ガルバノメータ56には、X軸スキャ
ン・ミラー52に結合された可動鉄片(回転子)と、こ
の可動鉄片に接続された制御バネと、固定子に取り付け
られた駆動コイルとが内蔵されている。X軸ガルバノメ
ータ駆動回路(図示せず)よりX方向スキャニング制御
信号に応じた駆動電流が電気ケーブル62を介してX軸
ガルバノメータ56内の該駆動コイルに供給されること
で、該可動鉄片(回転子)が該制御バネに抗してX軸ス
キャン・ミラー52と一体にX方向スキャニング制御信
号の指定する角度に振れるようになっている。The X-axis galvanometer 56 has a movable iron piece (rotor) coupled to the X-axis scan mirror 52, a control spring connected to the movable iron piece, and a drive coil attached to the stator. Have been. A driving current corresponding to an X-direction scanning control signal is supplied from an X-axis galvanometer driving circuit (not shown) to the driving coil in the X-axis galvanometer 56 via an electric cable 62, so that the movable iron piece (rotor) ) Swings at an angle specified by the X-direction scanning control signal integrally with the X-axis scan mirror 52 against the control spring.
【0230】Y軸ガルバノメータ58も同様の構成を有
しており、Y軸ガルバノメータ駆動回路(図示せず)よ
りY方向スキャニング制御信号に応じた駆動電流が電気
ケーブル64を介してY軸ガルバノメータ58内の駆動
コイルに供給されることで、Y軸ガルバノメータ58内
の可動鉄片(回転子)がY軸スキャン・ミラー54と一
体にY方向スキャニング制御信号の指定する角度に振れ
るようになっている。The Y-axis galvanometer 58 has the same configuration, and a drive current corresponding to the Y-direction scanning control signal is supplied from a Y-axis galvanometer drive circuit (not shown) via the electric cable 64 to the Y-axis galvanometer 58. , The movable iron piece (rotor) in the Y-axis galvanometer 58 swings at an angle designated by the Y-direction scanning control signal together with the Y-axis scan mirror 54.
【0240】したがって、レーザ発振ユニット12から
のレーザ光LM および/またはガイド光LG がスキャニ
ング・ヘッド20内に所定のタイミングで入ってくる度
に、それと同期して両ガルバノメータ56,58がX方
向およびY方向スキャニング制御信号に応じてX軸スキ
ャン・ミラー52およびY軸スキャン・ミラー54をそ
れぞれ所定の角度で振ることにより、被加工物Wのマー
キング面上でレーザ光LM および/またはガイド光LG
のビームスポットSPがスキャンされる。Therefore, each time the laser beam LM and / or the guide beam LG from the laser oscillation unit 12 enters the scanning head 20 at a predetermined timing, the two galvanometers 56 and 58 are synchronized with the X direction and the scanning direction. By oscillating the X-axis scan mirror 52 and the Y-axis scan mirror 54 at predetermined angles in response to the Y-direction scanning control signal, the laser light LM and / or the guide light LG on the marking surface of the workpiece W.
Is scanned.
【0250】図4に、制御電源ユニット10のディスプ
レイ13で表示される設定画面の一例を示す。画面の左
側領域において、最上段には現在のモード(図示のモー
ドは「起動待機」モード」)が表示される。その下に、
当該マーキング動作を指定するための起動No.が表示
され、その下にその起動No.のマーキング動作を規定
する条件データすなわちQスイッチ周波数、マーキング
速度、ランプ電流、アパーチャNo.等の各種条件デー
タの設定入力値が列挙して表示される。画面の右側領域
には、当該起動No.のパターンを規定する描画データ
が画像としてX−Y座標上に表示される。FIG. 4 shows an example of a setting screen displayed on the display 13 of the control power supply unit 10. In the left area of the screen, the current mode (the illustrated mode is the “start standby” mode) is displayed at the top. Below that,
A start No. for designating the marking operation. Is displayed, and the activation No. is displayed below it. , The condition data defining the marking operation, ie, Q switch frequency, marking speed, lamp current, aperture No. The setting input values of various condition data such as are listed and displayed. In the right area of the screen, the start number is displayed. Is displayed on the XY coordinates as an image.
【0260】制御部38内のROMには、起動No.単
位で所望のパターンを規定する描画データや各種条件デ
ータを設定入力するための「設定入力」モード用のソフ
トウェア、起動No.単位でマーキング動作を実行制御
するための「マーキング実行」モード用のソフトウェア
等が格納される。また、制御部38内のRAMまたは外
部記憶装置には、各起動No.毎に設定入力された描画
データおよび条件データ等が図5に示すような対応関係
をもって所定の記憶位置に格納される。In the ROM in the control unit 38, the start No. Software for a “setting input” mode for setting and inputting drawing data and various condition data for defining a desired pattern in units of unit; Software for a “marking execution” mode for controlling the execution of the marking operation in units is stored. In the RAM or the external storage device in the control unit 38, each start No. Drawing data, condition data, and the like set and input for each are stored in predetermined storage locations in a correspondence relationship as shown in FIG.
【0270】なお、本実施例では、後述するような「パ
ターン投射」モードを実行するためのソフトウェアおよ
び設定値もそれぞれ制御部38内のROMおよびRAM
に格納される。In the present embodiment, the software and the set values for executing the “pattern projection” mode as described later are also stored in the ROM and RAM in the control unit 38, respectively.
Is stored in
【0280】このレーザマーキング装置では、図4に示
すような「起動待機」モード以外に「設定入力」モー
ド、「マーキング実行」モード、そして本実施例よる
「パターン投射」モードがある。入力部42のキーボー
ドまたはマウス等から所定のコマンドを入力することに
よって、各モードに切り換えられる。In this laser marking apparatus, there are a "setting input" mode, a "marking execution" mode, and a "pattern projection" mode according to the present embodiment, in addition to the "start standby" mode as shown in FIG. Each mode is switched by inputting a predetermined command from a keyboard or a mouse of the input unit 42 or the like.
【0290】図6に、「パターン投射」モードにおける
制御部38の処理動作をフローチャートで示す。FIG. 6 is a flowchart showing the processing operation of the control unit 38 in the "pattern projection" mode.
【0300】たとえば図4に示す例で、この「パターン
投射」モードに入ると、制御部38は、先ずディスプレ
イ13の画面に現在表示されている起動No.(No.
3)を識別し(ステップA1 )、次いでこの起動No.
(No.3)に対応する描画データDm1 (「ABC
D」の画像データ)をメモリから検索する(ステップA
2 )。ただし、マーキング速度(スキャニング速度)等
の条件データについては「パターン投射」モード用の設
定値を検索する(ステップA3 )。なお、「パターン投
射」モード用のスキャニング速度は、マーキング工程用
の設定値よりも高い値に設定されるのが普通である。For example, in the example shown in FIG. 4, when entering the “pattern projection” mode, the control unit 38 first activates the start-up No. currently displayed on the screen of the display 13. (No.
3) is identified (step A1), and then this activation No.
(No. 3) corresponding to the drawing data Dm1 (“ABC
D ") from the memory (step A).
2). However, for the condition data such as the marking speed (scanning speed), the set value for the "pattern projection" mode is searched (step A3). The scanning speed for the “pattern projection” mode is usually set to a value higher than the setting value for the marking process.
【0310】次に、制御部38は、YAGレーザ発振器
22をオフ状態にしたまま、He−Neレーザ電源部3
6を通じてHe−Neレーザ24を作動させ、ガイド光
LGを点灯させる(ステップA4 )。そして、上記検索
した描画データおよび条件データに応じたスキャニング
制御信号をスキャニング・ヘッド20に送って、被加工
物Wの表面上でガイド光LG のビームスポットSPを1
回スキャンさせ、被加工物Wの表面上にこの起動No.
(No.3)によるパターン(「ABCD」の文字)を
描画する(ステップA5 )。このスキャニング動作を、
他のコマンドが入力されるまで連続的に繰り返す(ステ
ップA5 →A6 →A7 →A5 )。なお、この繰り返しの
スキャニングにおいて、ビームスポットSPはパターン
の終点から始点へ幾らかの時間を費やして戻る。スキャ
ン・ミラーの限界速度を上げることで、このビームスポ
ットSPのリターン時間を短縮化できる。Next, the control section 38 keeps the YAG laser oscillator 22 in the off-state while keeping the He-Ne laser power supply section 3
The He-Ne laser 24 is operated through 6 to turn on the guide light LG (step A4). Then, a scanning control signal corresponding to the retrieved drawing data and condition data is sent to the scanning head 20, and the beam spot SP of the guide light LG is set to 1 on the surface of the workpiece W.
Scanning, and the start No. is displayed on the surface of the workpiece W.
A pattern (character of "ABCD") according to (No. 3) is drawn (step A5). This scanning operation,
It repeats continuously until another command is input (step A5 → A6 → A7 → A5). In this repetitive scanning, the beam spot SP returns from the end point of the pattern to the start point for some time. By increasing the limit speed of the scan mirror, the return time of the beam spot SP can be reduced.
【0320】このように、可視性(赤色)のカイド光L
G によるパターン(「ABCD」の文字)描画が連続的
に繰り返されることで、人間の持つ視覚的な残像効果に
よって、被加工物Wの表面上には該パターン(「ABC
D」の文字)の定在的な投射像が形成される。As described above, the visible (red) guide light L
G (characters of “ABCD”) is continuously repeated to draw the pattern (“ABC”) on the surface of the workpiece W due to the visual afterimage effect possessed by humans.
A stationary projection image of the letter "D") is formed.
【0330】したがって、作業員は、パターン(「AB
CD」の文字)の投射像が被加工物Wにおいて所望のマ
ーキング位置(箇所)に一致するように被加工物Wの位
置を調整すればよい。Therefore, the worker checks the pattern ("AB
The position of the workpiece W may be adjusted so that the projected image of the letter “CD”) matches the desired marking position (location) on the workpiece W.
【0340】たとえば、図7に示すように、パターン
(「ABCD」の文字)の投射像に対して被加工物Wが
傾いているときは(図7の(A) )、被加工物Wをθ方向
に回転移動させればよく、それでも被加工物WがXY方
向でずれているときは(図7の(B) )、X,Y方向に平
行移動させればよい。この間、パターン(「ABCD」
の文字)の投射像が一定の位置に定在しているので、こ
のパターン投射像を基準として被加工物Wの位置合わせ
を迅速かつ適確に行うことができる。For example, as shown in FIG. 7, when the workpiece W is inclined with respect to the projected image of the pattern (the character “ABCD”) (FIG. 7A), the workpiece W is The workpiece W may be rotated in the θ direction. If the workpiece W is still displaced in the XY directions (FIG. 7B), the workpiece W may be translated in the X and Y directions. During this time, the pattern ("ABCD"
) Is fixed at a fixed position, so that positioning of the workpiece W can be performed quickly and accurately with reference to the pattern projection image.
【0350】上記のようにして「パターン投射」モード
で被加工物Wの位置合わせを行ったなら、作業員は「マ
ーキング実行」モードのコマンドを入力すればよい。When the position of the workpiece W has been adjusted in the "pattern projection" mode as described above, the operator may input a command in the "marking execution" mode.
【0360】図8に、「マーキング実行」モードにおけ
る制御部38の処理動作をフローチャートで示す。FIG. 8 is a flowchart showing the processing operation of the control unit 38 in the “marking execution” mode.
【0370】「マーキング実行」モードに入ると、制御
部38は、先ずディスプレイ13の画面に現在表示され
ている起動No.(No.3)を識別し(ステップB1
)、次いでこの起動No.(No.3)に対応する描
画データDm1 (「ABCD」の画像データ)および条
件データ(Qスイッチ周波数、マーキング速度等)をメ
モリから検索する(ステップB2 )。[0370] When entering the "marking execution" mode, the control unit 38 first activates the start No. currently displayed on the screen of the display 13. (No. 3) (Step B1)
), And then the activation No. The drawing data Dm1 ("ABCD" image data) and condition data (Q switch frequency, marking speed, etc.) corresponding to (No. 3) are retrieved from the memory (step B2).
【0380】次に、制御部38は、YAGレーザ電源部
34およびHe−Neレーザ電源部36を通じてそれぞ
れYAGレーザ発振器22およびHe−Neレーザ24
を作動させ、YAGレーザ光LM およびガイド光LG を
それぞれ点灯させる(ステップB3 ,B4 )。そして、
上記検索した描画データおよび条件データに応じたスキ
ャニング制御信号をスキャニング・ヘッド20に送っ
て、被加工物Wの表面上でYAGレーザ光LM およびガ
イド光LG のビームスポットSPを1回スキャンさせ、
被加工物Wの表面上にこの起動No.(No.3)によ
るパターン(「ABCD」の文字)を描画する(ステッ
プA5 )。Next, the control unit 38 controls the YAG laser oscillator 22 and the He-Ne laser 24 through the YAG laser power supply unit 34 and the He-Ne laser power supply unit 36, respectively.
To turn on the YAG laser light LM and the guide light LG, respectively (steps B3 and B4). And
A scanning control signal corresponding to the retrieved drawing data and condition data is sent to the scanning head 20, and the beam spot SP of the YAG laser light LM and the guide light LG is scanned once on the surface of the workpiece W,
This activation No. is displayed on the surface of the workpiece W. A pattern (character of "ABCD") according to (No. 3) is drawn (step A5).
【0390】このスキャニング動作により、被加工物W
の表面上では、YAGレーザ光LMのビームスポットの
当たった被加工物表面の微小部分がレーザエネルギーで
瞬間的に蒸発または変色し、結果として当該パターン
(「ABCD」の文字)がマーキング(刻印)される。
また、可視光(赤色)のガイド光LG のビームスポット
が非可視光(赤外線)のYAGレーザ光LM のビームス
ポットと同じパターンを描くため、マーキングの軌跡が
目視で確認できる。[0390] By this scanning operation, the work W
On the surface of the workpiece, the minute portion of the surface of the workpiece hit by the beam spot of the YAG laser beam LM instantaneously evaporates or discolors with the laser energy, and as a result, the pattern ("ABCD") is marked (engraved). Is done.
Further, since the beam spot of the visible light (red) guide light LG draws the same pattern as the beam spot of the invisible light (infrared light) YAG laser light LM, the trajectory of the marking can be visually confirmed.
【0400】通常は、1回のスキャニングでマーキング
加工は完了する。したがって、1回のスキャニングを行
ったなら、そこでスキャニング制御信号を止め(ステッ
プB6 )、YAGレーザ光LM およびガイド光LG を消
灯させる(ステップB7 )。なお、必要に応じてマーキ
ング加工用のスキャニングを複数回繰り返し行うことも
可能である。[0400] Usually, the marking process is completed by one scanning. Therefore, after one scanning, the scanning control signal is stopped there (step B6), and the YAG laser light LM and the guide light LG are turned off (step B7). Note that scanning for marking processing can be repeated a plurality of times as necessary.
【0410】上記のような「マーキング実行」モードで
YAGレーザ光LM によるスキャニングが行われること
により、被加工物Wの表面上には、たとえば図7の(C)
に示すように直前の「パターン投射」モードで位置合わ
せした所望の位置に投射像と同一のパターンでマーキン
グ(刻印)が施される。By performing the scanning with the YAG laser beam LM in the “marking execution” mode as described above, the surface of the workpiece W is placed on the surface of the workpiece W, for example, as shown in FIG.
As shown in (1), marking (engraving) is performed in the same pattern as the projected image at a desired position that has been aligned in the immediately preceding “pattern projection” mode.
【0420】なお、ガイド光発生手段(He−Neレー
ザ24)は、人間(作業員)に「マーキング実行」モー
ドにおけるマーキングの軌跡を目視確認させる目的で、
従来より備えられているものである。本実施例の装置で
は、このガイド光発生手段(He−Neレーザ24)を
「パターン投射」モードに兼用させて、ガイド光LGに
よるパターン投射像を得るようにしている。したがっ
て、「パターン投射」モードのために、新たにガイド光
発生手段を設ける必要はない。[0420] The guide light generating means (He-Ne laser 24) is provided to allow a human (operator) to visually check the trajectory of the marking in the "marking execution" mode.
It is provided conventionally. In the apparatus of the present embodiment, the guide light generating means (He-Ne laser 24) is also used in the "pattern projection" mode, so that a pattern projection image by the guide light LG is obtained. Therefore, it is not necessary to newly provide a guide light generating means for the “pattern projection” mode.
【0430】上記した実施例によるYAGレーザマーキ
ング装置は、マーキング用のレーザ発振部をYAGレー
ザ発振器で構成し、ガイド光発生手段をHe−Neレー
ザで構成した。しかし、それらは一例であり、本発明に
おいては任意のマーキング用レーザ発振部および任意の
ガイド光発生手段が使用可能である。In the YAG laser marking device according to the above-described embodiment, the laser oscillation unit for marking is constituted by a YAG laser oscillator, and the guide light generating means is constituted by a He-Ne laser. However, these are only examples, and in the present invention, any laser oscillation unit for marking and any guide light generating means can be used.
【0440】[0440]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ・マーキング工程に先立ち、被加工物の表面上で
可視性のガイド光のビームスポットを連続的に繰り返し
スキャンして、マーキングのパターンとほぼ同一のパタ
ーンを有する投射像を形成するようにしたので、被加工
物におけるマーキング位置の調整を簡単、迅速かつ正確
に行うことができる。As described above, according to the present invention,
Prior to the laser marking process, the beam spot of the visible guide light was continuously and repeatedly scanned on the surface of the workpiece to form a projection image having a pattern substantially the same as the marking pattern. In addition, the adjustment of the marking position on the workpiece can be performed simply, quickly and accurately.
【図1】本発明の一実施例によるスキャニング式YAG
レーザマーキング装置の外観を示す斜視図である。FIG. 1 shows a scanning YAG according to an embodiment of the present invention.
It is a perspective view showing the appearance of a laser marking device.
【図2】実施例の装置における制御電源ユニットおよび
レーザ発振ユニット内の要部の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a main part in a control power supply unit and a laser oscillation unit in the apparatus of the embodiment.
【図3】実施例の装置におけるスキャニング・ヘッド内
のスキャニング機構の構成例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of a scanning mechanism in a scanning head in the apparatus of the embodiment.
【図4】実施例の装置において制御電源ユニットのディ
スプレイで表示される設定画面の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a setting screen displayed on a display of a control power supply unit in the apparatus according to the embodiment.
【図5】実施例の装置における設定値のデータ管理のフ
ォーマット例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a format example of data management of setting values in the apparatus according to the embodiment.
【図6】実施例の装置における「パターン投射」モード
のための制御部の処理動作を示すフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing operation of a control unit for a “pattern projection” mode in the apparatus according to the embodiment.
【図7】実施例の装置における「パターン投射」モード
での被加工物Wの位置合わせの例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of positioning of a workpiece W in a “pattern projection” mode in the apparatus according to the embodiment.
【図8】実施例の装置における「マーキング実行」モー
ドのための制御部の処理動作を示すフローチャートであ
る。FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing operation of a control unit for a “marking execution” mode in the apparatus according to the embodiment.
20 スキャニング・ヘッド 22 YAGレーザ発振器 24 He−Neレーザ 26〜32 ミラー 34 YAGレーザ電源部 36 He−Neレーザ電源部 38 制御部 40 表示部 42 入力部 W 被加工物 Reference Signs List 20 scanning head 22 YAG laser oscillator 24 He-Ne laser 26-32 mirror 34 YAG laser power supply unit 36 He-Ne laser power supply unit 38 control unit 40 display unit 42 input unit W Workpiece
Claims (2)
ザ光をスキャン・ミラーを介して被加工物に照射し、制
御部からのスキャニング制御信号に応じてスキャニング
手段により前記スキャン・ミラーを振らせて、前記被加
工物の表面上で前記レーザ光のビームスポットをスキャ
ンして、文字、記号または図形等からなる所望のパター
ンをマーキングするスキャニング式レーザマーキング装
置において、 前記マーキングの工程に先立ち、ガイド光発生手段から
の可視性のガイド光を前記スキャン・ミラーを介して前
記被加工物に照射し、前記制御部からのスキャニング制
御信号に応じて前記スキャニング手段により前記スキャ
ン・ミラーを振らせて、前記被加工物の表面上で前記ガ
イド光のビームスポットを連続的に繰り返しスキャンし
て、前記パターンとほぼ同一のパターンを有する投射像
を形成するパターン投射像形成手段を備えたことを特徴
とするスキャニング式レーザマーキング装置。An object to be processed is irradiated with a laser beam for marking from a laser oscillation unit via a scan mirror, and the scanning mirror is swung by scanning means in response to a scanning control signal from a control unit. In a scanning laser marking device that scans a beam spot of the laser light on the surface of the workpiece to mark a desired pattern including characters, symbols, figures, and the like, prior to the marking step, a guide light Irradiating the workpiece with visibility guide light from the generating means via the scan mirror, and causing the scanning mirror to swing by the scanning means in response to a scanning control signal from the control unit; By continuously and repeatedly scanning the beam spot of the guide light on the surface of the workpiece, Serial pattern substantially the same scanning type laser marking apparatus comprising the pattern projection image forming means for forming a projected image having a pattern.
グ速度を前記マーキング工程のためのスキャニング速度
よりも高くすることを特徴とする請求項1に記載のスキ
ャニング式レーザマーキング装置。2. The scanning type laser marking apparatus according to claim 1, wherein a scanning speed for forming the projection image is higher than a scanning speed for the marking step.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8191590A JPH1015676A (en) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | Scanning type laser marking device |
DE19727957A DE19727957A1 (en) | 1996-07-02 | 1997-06-26 | Scanning laser marker |
KR1019970028249A KR980008428A (en) | 1996-07-02 | 1997-06-27 | Scanning Laser Marking Device |
US09/176,956 US6066829A (en) | 1996-07-02 | 1998-10-22 | Apparatus for entering, formatting, and storing a variety of characters, symbols, and figures for use in a laser marking system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8191590A JPH1015676A (en) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | Scanning type laser marking device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1015676A true JPH1015676A (en) | 1998-01-20 |
Family
ID=16277179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8191590A Pending JPH1015676A (en) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | Scanning type laser marking device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1015676A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010056457A (en) * | 1999-12-15 | 2001-07-04 | 유성일 | apparatus for confirming projection point for laser machine |
JP2003080384A (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-18 | Keyence Corp | Laser marker |
JP2007319885A (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Miyachi Technos Corp | Method and apparatus for laser marking |
KR101191639B1 (en) | 2010-07-15 | 2012-10-17 | 주식회사 케이랩 | A laser marking system and method for controlling the same |
JP2017202646A (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | ローランドディー.ジー.株式会社 | Two-dimensional processing device, and two-dimensional processing method |
JP2018164931A (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | ブラザー工業株式会社 | Laser processing device |
-
1996
- 1996-07-02 JP JP8191590A patent/JPH1015676A/en active Pending
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