JPS6213117B2 - - Google Patents

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JPS6213117B2
JPS6213117B2 JP58251984A JP25198483A JPS6213117B2 JP S6213117 B2 JPS6213117 B2 JP S6213117B2 JP 58251984 A JP58251984 A JP 58251984A JP 25198483 A JP25198483 A JP 25198483A JP S6213117 B2 JPS6213117 B2 JP S6213117B2
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JP
Japan
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laser
laser beam
marked
optical
axis direction
Prior art date
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Application number
JP58251984A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS60137587A (en
Inventor
Hideki Watanabe
Shoichi Chinuki
Hiroaki Sasaki
Juji Eda
Junichi Ishizaki
Keiichi Shirama
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS6213117B2 publication Critical patent/JPS6213117B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属材料、即ち製鉄工業における一次
製品(例えばスラブ,ビレツト,ブルーム,イン
ゴツト)、二次製品(例えば鋼板,棒鋼,形鋼,
パイプ)のためのレーザマーキング装置、特に被
マーキング物に対しレーザスポツトを移動させる
形式で、かつこれに或る深さのドツトパターンと
して、ロツト番号,製品の形番や型名といつたよ
うな文字,記号,マーク類をレーザマーキングす
る装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is applicable to metal materials, that is, primary products (e.g. slabs, billets, blooms, ingots), secondary products (e.g. steel plates, steel bars, sections, etc.) in the steel industry.
A laser marking device for (pipes), in particular a type that moves a laser spot relative to the object to be marked, and that prints dot patterns of a certain depth, such as lot numbers, product model numbers, and model names. This invention relates to a device for laser marking characters, symbols, and marks.

文字,記号,マーク類をレーザ光によりマーキ
ングするにあたつては、これをドツトパターンと
して表わすのが有利である。ドツトパターン化さ
れた文字,記号,マーク類は、レーザスポツトと
被マーキング物との間の相対移動を一筆描き的に
行わなくとも所望のマーキングを適切なものとし
て施し得られ、文字,記号,マークの可用種類に
殆ど制約を受けない。
When marking characters, symbols, marks, etc. with laser light, it is advantageous to represent them as a dot pattern. Dot-patterned characters, symbols, and marks can be appropriately marked as desired without the need for relative movement between the laser spot and the object to be marked in a single stroke. There are almost no restrictions on the available types.

上記のような金属材料に対するロツト番号,製
品の形番や型名等の文字,記号,マーク類のレー
ザマーキングは、レーザマーキングされた金属材
料の一般的な大気曝露、シヨツトブラスト加工、
熱処理等で消えないような深さが要求され、一般
的には0.1mmより深いもの、好ましくは0.5mm程度
の深さでなければならない。かゝる深さのレーザ
マーキングを金属材料に施すには、レーザ光が相
当高密度の光エネルギーであることが不可欠であ
る。
Laser marking of letters, symbols, and marks such as lot numbers, product model numbers, and model names on metal materials as described above is performed by exposing the laser-marked metal materials to the general atmosphere, shot blasting,
It is required to have a depth that will not be erased by heat treatment, etc., and generally it must be deeper than 0.1 mm, preferably about 0.5 mm. In order to laser mark metal materials with such depth, it is essential that the laser beam has a fairly high density optical energy.

レーザマーキングにおいてはレーザスポツト固
定・被加工物移動によるスキヤンよりは、レーザ
スポツト移動によるスキヤンの方が、ローデイン
グの容易さの点で有利であり、被加工物が厚鋼板
等の重くて大きいものの場合、特にそうである。
In laser marking, scanning by moving the laser spot is more advantageous than scanning by fixing the laser spot and moving the workpiece in terms of ease of loading, and when the workpiece is heavy and large such as a thick steel plate. , especially so.

従来、レーザスポツト移動によるスキヤン方式
のレーザマーキング装置としては、レーザ発振器
よりのレーザビームを集光して被マーキング面に
照射する集光レンズと、被マーキング面との間に
所謂X軸偏向用とY軸偏向用の向合つたガルバノ
ミラーを配置し、これ等ミラーの角度調整により
マーキングに必要なレーザビームのX軸、Y軸ス
キヤンを行う構成のものや、同様なガルバノミラ
ーを手前側、即ちレーザ発振器側に、該ミラーと
被マーキング面との間にF・θレンズによる集光
レンズを配置したもの等が実用化され、マーキン
グ個所を加熱酸化による変色面とする程度の低密
度光エネルギーのレーザ光を適用しているのが実
情である。上記従来のものでマーキングが0.1〜
0.5mm程度の深さになるような高密度の光エネル
ギーのレーザビームを出射すると、前者形式では
集光レンズで集光されて光エネルギーが高密度と
なつたレーザビームがガルバノミラーに当るた
め、該ミラーが極く短時間のうちに損傷してしま
うであろうし、後者形式では高密度の光エネルギ
ーのレーザビームにF・θレンズがさらされ、そ
のレンズ群における接着剤が当該レーザ光を吸収
するので、焼損してレンズ群が剥れてしまうに至
るであろう。
Conventionally, in a scanning laser marking device using a moving laser spot, a so-called There are galvanometer mirrors facing each other for Y-axis deflection, and by adjusting the angle of these mirrors, the X-axis and Y-axis scanning of the laser beam necessary for marking is performed. A laser oscillator with a condensing lens using an F/θ lens placed between the mirror and the surface to be marked has been put into practical use, and is capable of emitting low-density light energy to the extent that the marking area becomes a discolored surface due to heating and oxidation. The reality is that laser light is used. The marking is 0.1~ with the conventional one above.
When a laser beam with high density optical energy is emitted to a depth of about 0.5 mm, in the former type, the laser beam is focused by a condenser lens and the laser beam with high density optical energy hits the galvano mirror. The mirror will be damaged in a very short time, and in the latter type, the F/θ lens is exposed to a laser beam with high density optical energy, and the adhesive in the lens group absorbs the laser beam. As a result, the lens group will likely come off due to burnout.

即ち、上記先行技術のもので0.1〜0.5mm程度と
いう比較的深い凹窪痕のレーザマーキングを施す
ことは不可能であり、レーザスポツト移動式で金
属材料にこのような比較的深いレーザマーキング
を施工することは末だ確立されていないのが現状
である。
That is, it is impossible to perform laser marking with relatively deep concave marks of about 0.1 to 0.5 mm using the prior art described above, and it is not possible to perform such relatively deep laser marking on metal materials using a moving laser spot. The current situation is that nothing has been established yet.

そこで本発明はレーザスポツト移動型のもので
あつて、前示程度の比較的深い凹窪痕のレーザマ
ーキングを金属材料に施し得るレーザマーキング
装置を提供しようというものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, it is an object of the present invention to provide a laser marking device which is of a moving laser spot type and is capable of laser marking a relatively deep concave mark as described above on a metal material.

本発明の金属材料レーザマーキング装置は、高
出力レーザ発振器より出射されたレーザビームを
複数本に分割するレーザビームの光学的分割手段
を上記レーザ発振器に光学的に接続し、該分割手
段で複数に分割された各レーザビームの投射線上
に、該レーザビームの投射中、適当な時間間隔で
開閉され該レーザビームをドツトモードとするシ
ヤツター、及びこれに後続する光フアイバーを配
置し、該光フアイバーの並列体の末端側を一束に
まとめて、これを集光レンズを構成要素として包
含するかつ被マーキング面上のX軸方向(左右方
向)及びY軸方向(前後方向)に移動可能なレー
ザヘツドの当該集光レンズのレーザ光入射側に接
続したことを特徴としている。
In the metal material laser marking device of the present invention, an optical splitting means for splitting a laser beam emitted from a high-output laser oscillator into a plurality of beams is optically connected to the laser oscillator, and the splitting means splits the laser beam into a plurality of beams. On the projection line of each divided laser beam, a shutter that is opened and closed at appropriate time intervals during projection of the laser beam to turn the laser beam into a dot mode, and an optical fiber that follows this are placed, and the optical fibers are arranged in parallel. The distal end of the laser head is assembled into a bundle, which includes a condenser lens as a component, and is movable in the X-axis direction (left-right direction) and Y-axis direction (front-back direction) on the surface to be marked. It is characterized by being connected to the laser beam incident side of the condensing lens.

本発明に従えば、レーザヘツドにおける集光レ
ンズにレーザビームがレーザビーム投射線上のシ
ヤツターの開閉でドツトモードとして入射され、
該レーザヘツドが被マーキング面沿いにそのX軸
方向、Y軸方向に移動されることにより、レーザ
スポツトが移動され、斯くして被マーキング面上
に所望の文字,記号,マーク類がドツトパターン
としてマーキングされる。
According to the present invention, the laser beam enters the condensing lens in the laser head as a dot mode by opening and closing the shutter on the laser beam projection line,
By moving the laser head in the X- and Y-axis directions along the surface to be marked, the laser spot is moved, thus marking desired characters, symbols, marks, etc. as a dot pattern on the surface to be marked. be done.

本発明では上記レーザマーキング加工に際し、
高出力レーザ発振器から高パワーのレーザビーム
(一般的には平均出力200W,ピーク出力60KWの
パルスレーザ)が出射され、それが集光レンズに
より被マーキング面にスポツトに絞つて当てら
れ、それにより被マーキング面に対するレーザマ
ーキングの凹窪痕深さが0.1〜0.5mm程度の比較的
深い度合いにすることが保証される。
In the present invention, during the laser marking process,
A high-power laser beam (generally a pulsed laser with an average output of 200W and a peak output of 60KW) is emitted from a high-power laser oscillator, and it is focused on the surface to be marked using a condensing lens. It is ensured that the depth of the recess of the laser marking on the marking surface is relatively deep, on the order of 0.1 to 0.5 mm.

このように本発明においては高パワーのレーザ
ビームを適用するが、該レーザビームは光学的分
割手段(一般的にはビームスプリツトミラー,ビ
ームステアリングミラー,ビームレフレクトミラ
ーの組合せ体を用いることができる。)により複
数本、例えば4〜8本、好ましくは6本に分割し
て、レーザヘツドの集光レンズに伝送されるの
で、その分割ビームの投射線上のシヤツターが高
密度の光エネルギーにさらされることはなく長期
使用に耐え、所要深さの凹窪痕のドツトパターン
のルーザマーキング加工を支障なく施すことが確
立され、またレーザビームの伝送が光フアイバー
によるため作業上の安全性が高い。
In this way, a high-power laser beam is applied in the present invention, and the laser beam can be split using an optical splitting means (generally, a combination of a beam splitting mirror, a beam steering mirror, and a beam reflecting mirror). ), the beam is divided into multiple beams, for example 4 to 8 beams, preferably 6 beams, and transmitted to the condenser lens of the laser head, so that the shutter on the projection line of the divided beams is exposed to high-density optical energy. It has been established that it can withstand long-term use without any problems, can perform loser marking processing of dot patterns with recesses of the required depth without any problems, and has high operational safety because the laser beam is transmitted using optical fiber.

本発明においてはレーザヘツドより被マーキン
グ面までの距離を検出する距離計、及び該距離計
によるレーザヘツドと被マーキング面との間の距
離の検出に基づき、レーザヘツドにおける集光レ
ンズよりのレーザビームが被マーキング面にスポ
ツトを結ぶよう、該レーザヘツドをその光軸方向
に移動させるレーザスポツト焦点合せ手段を附加
すると、被マーキング面が曲面や波打つたような
平坦でない例えば曲面を有する管材等の面の場合
でも、これにレーザスポツトの移動の下、常に高
パワー密度にてレーザスポツトを当てることがで
き、本発明装置の有用性が増大される。また生産
ライン、例えばローラーコンベヤーを振動を伴つ
て流れている被マーキング材にもその振動に追従
してレーザスポツトの自動焦点合せを行い、適正
な高パワー密度のスポツトが得られる。この場
合、レーザヘツドは被マーキング材の移動に同調
して移動される。
In the present invention, a distance meter detects the distance from the laser head to the surface to be marked, and based on the distance meter detecting the distance between the laser head and the surface to be marked, the laser beam from the condensing lens in the laser head marks the surface to be marked. By adding a laser spot focusing means that moves the laser head in the direction of its optical axis so as to connect the spot to the surface, even if the surface to be marked is a curved surface or a surface that is not flat such as a wavy surface, such as a curved surface such as a pipe material, In addition, the laser spot can always be applied with high power density while the laser spot is moving, increasing the usefulness of the device of the present invention. Furthermore, the laser spot is automatically focused by following the vibrations of the material to be marked that is flowing along the production line, for example, on a roller conveyor, so that a spot with an appropriate high power density can be obtained. In this case, the laser head is moved in synchronization with the movement of the material to be marked.

以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1〜4図で1が高出力レーザ発振器、2が該
発振器1に光学的に接続されたレーザビームの光
学的分割手段、3が該光学的分割手段2により分
割されたレーザビーム4……の投射線上に配置し
たシヤツターで、レーザビーム光学的分割手段2
にはビームステアリングミラー2a、ビームスプ
リツトミラー2b及びビームレフレクトミラー2
cの組合せ体を、シヤツター3にはレーザビーム
投射線上とこれより外れる位置(第1図鎖線位
置)との二位置を移動可能なビームレフレクトミ
ラーを適用することができる。シヤツター3がレ
ーザビーム投射線上に位置するときがシヤツター
閉、鎖線位置にあるときがシヤツター開である。
シヤツター3の開閉は適当な方法により行えばよ
い。
In FIGS. 1 to 4, 1 is a high-power laser oscillator, 2 is an optical splitting means for a laser beam optically connected to the oscillator 1, and 3 is a laser beam 4 split by the optical splitting means 2... A shutter placed on the projection line of the laser beam optical splitting means 2
includes a beam steering mirror 2a, a beam splitting mirror 2b, and a beam reflecting mirror 2.
In the combination c, a beam reflecting mirror can be applied to the shutter 3, which is movable between two positions: on the laser beam projection line and a position deviating from the laser beam projection line (the position indicated by the chain line in FIG. 1). When the shutter 3 is located on the laser beam projection line, the shutter is closed, and when it is at the chain line position, the shutter is open.
The shutter 3 may be opened and closed by any suitable method.

上記の分割されたレーザビーム4…の投射線上
にはシヤツター3に後続して光フアイバーコード
5…を配置する。該光フアイバーコード5…は末
端側を一束にまとめる。6はレーザヘツドで、こ
れはレーザビームを金属材料の被マーキング面
(図示せず)にレーザスポツトとして集光する集
光レンズ7を構成要素として包含し、該レーザヘ
ツド6における集光レンズ7のレーザ光入射側に
上記の光フアイバー5…末端側の一束まとめ部位
を接続する。8がそのまとめ部位である。9は分
割手段2よりの分割されたレーザビーム4…の出
射口、10は該出射口9の差込口11に脱着自在
に接続される差込み型のカツプリングで、これは
光フアイバーコード5…の始端側に備えられる。
12及び13は光フアイバーコード5…末端側の
一束まとめ部位8及びレーザヘツド6始端側の脱
着自在な差込み型のカツプリングを示している。
Following the shutter 3, an optical fiber bar code 5 is disposed on the projection line of the divided laser beams 4. The optical fiber barcodes 5... are bundled together at their ends. Reference numeral 6 denotes a laser head, which includes as a component a condenser lens 7 that condenses a laser beam as a laser spot on a surface to be marked (not shown) of a metal material, and the laser beam of the condenser lens 7 in the laser head 6 The above-mentioned optical fiber 5 is connected to the input side with a bundle gathering portion on the end side. 8 is the summary part. Reference numeral 9 denotes an exit port for the divided laser beams 4 from the splitting means 2, and 10 represents a plug-in type coupling that is removably connected to the insertion port 11 of the exit port 9. Provided at the starting end.
Reference numerals 12 and 13 indicate removable insertion-type couplings at the end side bundle gathering portion 8 of the optical fiber bar code 5 and at the starting end side of the laser head 6.

レーザヘツド6は支持体14上に取付け、該支
持体14を第6図のX軸方向、即ち被マーキング
金属材料(図示せず)の左右方向に移動可能なス
ライドブロツク15に取付け、該スライドブロツ
ク15を第5,6図のZ軸方向、即ち上下方向に
移動可能なフレーム16に架装し、該フレーム1
6を第5図のY軸方向、即ち被マーキング金属材
料の前後方向に移動可能なフレーム17に架装す
る。上記スライドブロツク15はX軸送り用サー
ボモーター(図示せず)により駆動される、フレ
ーム16上の送りねじ18、及びこれに噛合うか
つスライドブロツク15上取付けの非回転型ナツ
ト19を通じX軸方向のガイドロツド26,26
上を移動され、フレーム16はZ軸送り用サーボ
モーター(図示せず)により駆動される、フレー
ム16上装着の送りねじ20、及びこれに噛合う
かつフレーム17上の非回転型ナツト21を通じ
Z軸方向のガイドロツド27,27上を移動さ
れ、フレーム17はY軸送り用サーボモーター
(図示せず)により駆動される、フレーム17上
装着のピニオン22、及びこれに噛合う定位置配
置の固定型ラツク23によりY軸方向のガイドレ
ール28,28上を移動され、その結果として、
レーザヘツド6のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方
向の移動がなされる。上記X軸送り用サーボモー
ター及びY軸送り用サーボモーターは必要とする
文字,記号,マーク類のレーザマーキングに対応
する送り動作量となるよう、適当な方法、例えば
コンピユーターシステムにより制御するようにす
ればよい。Z軸送り用サーボモーターは後述する
イメージセンサーカメラ24によるレーザヘツド
6から被マーキング面までの間の距離の検出に基
づき、適宜の手段、例えばコンピユーターシステ
ムにより必要とするレーザスポツト焦点合せに対
応する送り動作量の制御を行うようにすればよ
い。
The laser head 6 is mounted on a support 14, and the support 14 is mounted on a slide block 15 movable in the X-axis direction in FIG. 6, that is, in the left-right direction of the metal material to be marked (not shown). is mounted on a frame 16 that is movable in the Z-axis direction in FIGS. 5 and 6, that is, in the vertical direction, and the frame 1
6 is mounted on a frame 17 that is movable in the Y-axis direction of FIG. 5, that is, in the front-rear direction of the metal material to be marked. The slide block 15 is moved in the X-axis direction through a feed screw 18 on the frame 16, which is driven by an Guide rod 26, 26
The frame 16 is moved on the Z-axis through a feed screw 20 mounted on the frame 16 and a non-rotating nut 21 on the frame 17 that meshes with the feed screw 20, which is driven by a Z-axis feed servo motor (not shown). The frame 17 is moved on guide rods 27, 27 in the direction, and the frame 17 is driven by a Y-axis feed servo motor (not shown), and a pinion 22 mounted on the frame 17, and a fixed rack in a fixed position meshing with the pinion 22. 23 on the guide rails 28, 28 in the Y-axis direction, and as a result,
The laser head 6 is moved in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction. The above X-axis feed servo motor and Y-axis feed servo motor should be controlled by an appropriate method, such as a computer system, so that the feed movement amount corresponds to the laser marking of the required characters, symbols, and marks. Bye. The Z-axis feed servomotor performs a feed operation corresponding to the necessary laser spot focusing by an appropriate means, such as a computer system, based on the detection of the distance between the laser head 6 and the surface to be marked by an image sensor camera 24, which will be described later. What is necessary is to control the amount.

上記レーザヘツド6のX軸方向駆動系、Y軸方
向駆動系及びZ軸方向駆動系は第5,6図に示さ
れている。
The X-axis drive system, Y-axis drive system, and Z-axis drive system of the laser head 6 are shown in FIGS. 5 and 6.

上記支持体14には更にレーザヘツドより被マ
ーキング面までの距離を検出する距離計として、
例えばイメージセンサーカメラ24、及び該カメ
ラに対する低パワーの計測用レーザビームを被マ
ーキング金属材料の表面に照射するレーザ発振器
25を装着する(第6図)。
The support body 14 further includes a distance meter for detecting the distance from the laser head to the surface to be marked.
For example, an image sensor camera 24 and a laser oscillator 25 for irradiating the surface of the metal material to be marked with a low-power measurement laser beam for the camera are attached (FIG. 6).

第5,6図で29はレーザマーキング装置フレ
ーム、30は金属材料の生産ラインであるローラ
ーコンベヤーによるローラーテーブルパスライン
を示す。フレーム29は必要に応じ、ローラーテ
ーブルパスライン30を通過中の金属材料の動き
に同調追従させて移動するようにすることができ
る。これは適宜の方法、例えば金属材料表面に接
触回転する計測ローラー(図示せず)の運動量を
電気的乃至電子的変位量に変換し、それに基づき
サーボモーターを制御して、それによりフレーム
29を所要速度で金属材料の移動方向Lに移動さ
せることにより目的を達成し得る。このフレーム
29の金属材料の動きに対する同調追従移動は、
該金属材料の移動の下にこれに所要のレーザマー
キングを施すことを保証する。
In FIGS. 5 and 6, reference numeral 29 indicates a laser marking device frame, and 30 indicates a roller table pass line using a roller conveyor, which is a metal material production line. If necessary, the frame 29 can be moved to follow the movement of the metal material passing through the roller table path line 30. This can be done by using an appropriate method, for example, converting the momentum of a measuring roller (not shown) that rotates in contact with the metal material surface into an electrical or electronic displacement amount, and controlling a servo motor based on this, thereby moving the frame 29 as required. The purpose can be achieved by moving the metal material in the moving direction L at a speed. The movement of the frame 29 to follow the movement of the metal material is as follows:
As the metal material is moved, it is ensured that it receives the required laser marking.

上例構成の本発明装置によるレーザマーキング
加工は下記の通りである。
Laser marking processing using the apparatus of the present invention having the above configuration is as follows.

高出力レーザ発振器1より出射された高パワー
のレーザビームは光学的分割手段2により複数本
のレーザビーム4…に分割され、光フアイバー5
…によりレーザヘツド6における集光レンズ7の
レーザ光入射側に伝送され、該集光レンズ7によ
り被マーキング面にレーザスポツトとして集光さ
れる。このレーザビーム4…の投射中、シヤツタ
ー3…が適当な時間間隔で開閉されて、レーザビ
ーム4…がドツトモード化され、シヤツター3…
の閉鎖中、レーザヘツド6が既に述べたようにし
てX軸方向、Y軸方向に移動され、それにつれる
レーザスポツトの移動で被マーキング面にロツト
番号、製品の形番や型名といつたような文字,記
号,或いはマーク類をドツトパターンとして、レ
ーザマーキングする。またレーザヘツド6のZ軸
方向移動によりレーザスポツトの焦点合せが被マ
ーキング面のまがりに合せて自動的に行われる。
A high power laser beam emitted from a high power laser oscillator 1 is split into a plurality of laser beams 4 by an optical splitting means 2, and the optical fiber 5 is split into a plurality of laser beams 4.
... is transmitted to the laser beam incident side of the condensing lens 7 in the laser head 6, and condensed by the condensing lens 7 as a laser spot on the surface to be marked. During the projection of this laser beam 4..., the shutter 3... is opened and closed at appropriate time intervals, the laser beam 4... is converted into a dot mode, and the shutter 3...
During closing, the laser head 6 is moved in the X- and Y-axis directions as described above, and the laser spot moves accordingly to write the lot number, product model number, and model name on the surface to be marked. Characters, symbols, or marks are marked with a laser as a dot pattern. Furthermore, by moving the laser head 6 in the Z-axis direction, the laser spot is automatically focused in accordance with the curve of the surface to be marked.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す全体の概略
図、第2,3,4図は第1図に示されたレーザマ
ーキング装置における光学系の詳細図、第5図は
レーザヘツド駆動系及びローラーテーブルライン
系の正面図、第6図はその側面図である。 1は高出力レーザ発振器、2はレーザビーム光
学的分割手段、3はシヤツター、4は分割された
レーザビーム、5は光フアイバー、6はレーザヘ
ツド、7は集光レンズ、24はイメージセンサー
カメラ、25は低パワーの計測用レーザビームを
出射するレーザ発振器、20は送りねじ(レーザ
スポツト焦点合せ手段)、21はナツト(レーザ
スポツト焦点合せ手段)。
Fig. 1 is an overall schematic diagram showing one embodiment of the present invention, Figs. 2, 3, and 4 are detailed views of the optical system in the laser marking device shown in Fig. 1, and Fig. 5 is a diagram of the laser head drive system and A front view of the roller table line system, and FIG. 6 is a side view thereof. 1 is a high-power laser oscillator, 2 is a laser beam optical splitting means, 3 is a shutter, 4 is a split laser beam, 5 is an optical fiber, 6 is a laser head, 7 is a condenser lens, 24 is an image sensor camera, 25 2 is a laser oscillator that emits a low-power measurement laser beam; 20 is a feed screw (laser spot focusing means); and 21 is a nut (laser spot focusing means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 高出力レーザ発振器より出射されたレーザビ
ームを複数本に分割するレーザビーム光学的分割
手段を上記レーザ発振器に光学的に接続し、該分
割手段で複数に分割された各レーザビームの投射
線上に、該レーザビームの投射中、適当な時間間
隔で開閉され該レーザビームをドツトモードとす
るシヤツター、及びこれに後続する光フアイバー
を配置し、該光フアイバーの並列体の末端側を一
束にまとめて、これを集光レンズを構成要素とし
て包含しかつ被マーキング面上のX軸方向(左右
方向)及びY軸方向(前後方向)に移動可能なレ
ーザヘツドの当該集光レンズのレーザ光入射側に
接続したことを特徴とする金属材料レーザマーキ
ング装置。 2 高出力レーザ発振器より出射されたレーザビ
ームを複数本に分割するレーザビーム光学的分割
手段を上記レーザ発振器に光学的に接続し、該分
割手段で複数に分割された各レーザビームの投射
線上に、該レーザビームの投射中、適当な時間間
隔で開閉され該レーザビームをドツトモードとす
るシヤツター、及びこれに後続する光フアイバー
を配置し、該光フアイバーの並列体の末端側を一
束にまとめて、これを集光レンズを構成要素とし
て包含しかつ被マーキング面上のX軸方向(左右
方向)、Y軸方向(前後方向)及びZ軸方向(光
軸方向)に移動可能なレーザヘツドの当該集光レ
ンズのレーザ光入射側に接続し、更に上記レーザ
ヘツドより被マーキング面までの距離を検出する
距離計、及び該距離計によるレーザヘツドと被マ
ーキング面との間の距離の検出に基づき、上記レ
ーザヘツドにおける集光レンズよりのレーザビー
ムが被マーキング面にスポツトを結ぶよう、該レ
ーザヘツドをその光軸方向に移動させるレーザス
ポツト焦点合せ手段を備えたことを特徴とする金
属材料レーザマーキング装置。
[Scope of Claims] 1. Laser beam optical splitting means for splitting a laser beam emitted from a high-power laser oscillator into a plurality of beams is optically connected to the laser oscillator, and each of the laser beams split into a plurality of beams by the splitting means is optically connected to the laser oscillator. On the projection line of the laser beam, a shutter that is opened and closed at appropriate time intervals during the projection of the laser beam to turn the laser beam into a dot mode, and an optical fiber following the shutter are arranged, and the end side of the parallel body of optical fibers is arranged. are assembled into a bundle, and the condensing lens is included in the laser head that includes the condensing lens as a component and is movable in the X-axis direction (left-right direction) and Y-axis direction (front-back direction) on the surface to be marked. A metal material laser marking device characterized in that it is connected to the laser beam incidence side. 2. A laser beam optical splitting means for splitting a laser beam emitted from a high-output laser oscillator into a plurality of beams is optically connected to the laser oscillator, and a laser beam split by the splitting means is placed on the projection line of each laser beam split into a plurality of beams. , a shutter which is opened and closed at appropriate time intervals during projection of the laser beam to make the laser beam into a dot mode, and an optical fiber following this are arranged, and the ends of the parallel body of optical fibers are bundled together. The laser head includes a condenser lens as a component and is movable in the X-axis direction (left-right direction), Y-axis direction (front-back direction), and Z-axis direction (optical axis direction) on the surface to be marked. A distance meter is connected to the laser beam incident side of the optical lens and further detects the distance from the laser head to the surface to be marked, and based on the distance meter detecting the distance between the laser head and the surface to be marked, 1. A metal material laser marking device comprising a laser spot focusing means for moving the laser head in the direction of its optical axis so that the laser beam from the condensing lens focuses the spot on the surface to be marked.
JP58251984A 1983-12-26 1983-12-26 Laser marking device for metallic material Granted JPS60137587A (en)

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