KR101282490B1

KR101282490B1 - 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치

Info

Publication number: KR101282490B1
Application number: KR1020117015688A
Authority: KR
Inventors: 코우이치 인도우; 아츠히로 카네다
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2013-07-04
Also published as: CN102348527A; KR20110102429A; CN102348527B; JPWO2010119537A1; TW201036743A; TWI359056B; WO2010119537A1; JP5165107B2

Abstract

본 발명은 워크 레이저 가공 방법에 있어서, 제품용 가공 홀의 배치 위치, 정보 기록용 가공 홀이 배치되는 각인 홀 에리어의 배치 위치, 갈바노 스캐너에 의해 레이저 광을 2차원 스캐닝할 수 있는 가공 에리어가 설정된 제품용 가공 홀 및 각인 홀 에리어를 이용하여 작성됨과 아울러 각인 홀 에리어에 가공 에리어가 설정된 가공 프로그램에, 워크에 따른 정보 기록용 가공 홀의 위치를 각인 홀 에리어 내에 설정함으로써 가공 프로그램을 수정하고, 수정후의 가공 프로그램을 사용하여 가공 에리어마다 정보 기록용 가공 홀 및 제품용 가공 홀을 형성한다.

Description

레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치{LASER MACHINING METHOD AND LASER MACHINING DEVICE}

본 발명은 제품용 가공 홀(hole)과 정보 기록용 가공 홀을 레이저 가공으로 형성하는 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치에 관한 것이다.

워크(피가공물)에 레이저 광을 조사하여 워크상에 가공 홀을 형성하는 레이저 가공 장치에서는, 제품용 가공 홀과는 별도로 가공 일시 등의 워크 가공에 관한 정보(정보 기록용 가공 홀)를 워크상에 각인(형성)하고 있다. 이 각인은 제품 이외의 복수의 가공 홀을 늘어놓음으로써 문자나 기호 등을 나타내도록 형성되어 있다. 이와 같이 제품 가공 홀과 각인을 가공하는 가공 프로그램은 제품 가공 홀 군(群)과 각인 가공 홀 군을 동일한 XY좌표상의 점렬(点列)로 취급하여 동일 에리어(area) 내의 홀 군으로서 가공 프로그램이 형성되어 왔다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).

또, 각 워크에 각인하는 정보로서 로트 번호 등 각 워크에 독자적인 정보를 각인하는 경우가 있다. 이러한 경우는 제품 가공 홀과 각인을 따로따로 가공하기 위해서, 제품용 가공 에리어와 각인용 가공 에리어를 마련하고, 각 워크에 독자적인 정보를 각인용 가공 에리어에 설정한다. 그리고 각 가공 에리어로 이동하면서 제품 가공 홀과 각인을 형성한다(예를 들면 특허 문헌 2 참조).

특허 문헌 1 : 특개2008-221301호 공보 특허 문헌 2 : 특개소58-53444호 공보

그러나 상기 전자의 종래 기술에서는, 각인하는 정보가 바뀔 때마다 새로운 가공 프로그램을 작성할 필요가 있어, 가공 프로그램의 작성에 시간이 걸린다는 문제가 있었다. 이 때문에 각인하는 정보의 변경에 장시간을 필요로 하고 있었다.

또한 상기 후자의 종래 기술에서는, 제품용 가공 에리어와는 별도로 각인용 가공 에리어를 마련할 필요가 있었기 때문에, 레이저 가공할 때의 가공 위치의 이동(가공 에리어 간의 이동)이 증대하는 문제가 있었다. 이 때문에 각 워크의 레이저 가공에 장시간을 필요로 하여 생산성이 저하되었다.

본 발명은, 상기 문제를 감안한 것으로서 효율적으로 제품용 가공 홀과 정보 기록용 가공 홀을 레이저 가공으로 형성하는 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

앞서 말한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 워크에 레이저 광을 조사하여 상기 워크에 가공 홀을 형성하는 레이저 가공 방법에 있어서, 상기 워크에 따른 가공 프로그램을 작성하는 프로그램 작성 장치가, 제품용 가공 홀의 배치 위치, 및 상기 제품용 가공 홀과는 다른 가공 홀을 소정의 위치에 늘어놓음으로써 정보 기록용 가공 홀이 배치되는 각인 홀 에리어의 배치 위치를 상기 워크상에 설정하는 배치 위치 설정 단계; 상기 프로그램 작성 장치가, 갈바노 스캐너에 의해 레이저 광을 2차원 주사할 수 있는 가공 에리어에서 상기 워크상의 에리어를 분할함으로써 상기 워크상에 가공 에리어를 설정하고, 상기 제품용 가공 홀 및 상기 각인 홀 에리어에 상기 가공 에리어를 설정하는 가공 에리어 설정 단계; 상기 프로그램 작성 장치가 상기 제품용 가공 홀의 배치 위치, 상기 각인 홀 에리어의 배치 위치, 상기 가공 에리어가 설정된 상기 제품용 가공 홀 및 각인 홀 에리어를 이용하여, 상기 각인 홀 에리어에 가공 에리어가 설정된 가공 프로그램을 작성하는 프로그램 작성 단계; 상기 가공 프로그램을 이용하여 상기 워크의 레이저 가공을 제어하는 가공 제어 장치가, 상기 워크에 따른 상기 정보 기록용 가공 홀의 위치를 상기 각인 홀 에리어 내로 설정함으로써 상기 가공 프로그램을 수정하는 수정 단계; 상기 가공 제어 장치가 수정 후의 가공 프로그램을 이용하여 상기 가공 에리어마다 상기 정보 기록용 가공 홀 및 상기 제품용 가공 홀의 형성 지시를 출력하는 지시 단계; 및 상기 가공 제어 장치에서 제어되고 상기 워크의 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 장치가, 상기 형성 지시에 기초하여 상기 가공 에리어마다 상기 정보 기록용 가공 홀 및 상기 제품용 가공 홀을 형성하는 가공 홀 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 레이저 가공 방법은 워크에 따른 정보 기록용 가공 홀의 위치를 각인 홀 에리어 내에 설정하여 가공 프로그램을 수정하고, 수정 후 가공 프로그램을 사용하여 정보 기록용 가공 홀 및 제품용 가공 홀을 형성하기 때문에 효율적으로 제품용 가공 홀과 정보 기록용 가공 홀을 레이저 가공하는 것이 가능하게 된다는 효과가 있다.

도 1은 실시의 형태에 따른 레이저 가공 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 가공 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 레이저 가공 기구의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 레이저 가공의 가공 처리 순서를 나타내는 플로차트(flow chart)이다.
도 5는 각인 홀 에리어의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 6은 가공 에리어의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 각인 위치 정보의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 수정 후의 각인 위치 정보의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 수정 후의 각인 위치 정보로 설정되는 각인 홀의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 레이저 광을 다축화한 레이저 가공 기구의 구성예를 나타내는 도면이다.

이하에서 본 발명의 실시의 형태와 관련된 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또한, 이러한 실시의 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시의 형태

도 1은 실시의 형태와 관련된 레이저 가공 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 레이저 가공 시스템(100)은, 워크(후술의 워크(W))에 레이저 광을 조사해 워크(W)상에 가공 홀을 형성하는 시스템이다. 본 실시의 형태의 레이저 가공 시스템(100)은 워크(W)상에 제품용 가공 홀(후술의 제품 가공 홀(H)) 및 정보 기록용 가공 홀(후술의 각인 홀(h))을 레이저 가공에 의해 형성한다. 각인 홀(h)은 예를 들어, 각 워크(W)의 워크 가공에 관한 정보(제품 정보)(로트 번호나 가공 일시 등)를 나타내도록 형성(각인)된다. 구체적으로는, 각인 홀(h)는 1~복수의 가공 홀(제품이 되지 않는 가공 홀)을 늘어놓음으로써 문자, 기호, 도형 등을 나타내도록 형성된다.

레이저 가공 시스템(100)은 레이저 가공 장치(1) 및 프로그램 작성 장치(3)를 포함하여 구성되어 있다. 레이저 가공 장치(1) 및 프로그램 작성 장치(3)는 LAN(Local Area Network) 등에 의해 접속되고 있다.

프로그램 작성 장치(3)는 워크(W)의 가공 프로그램을 작성하는 컴퓨터 등이다. 본 실시의 형태의 프로그램 작성 장치(3)는 제품 종별마다 가공 프로그램을 작성한다. 제품 종별이 동일한 경우, 워크(W)에 가공하는 제품 가공 홀(H)의 배치가 동일하게 된다. 따라서, 워크(W)의 로트 넘버가 다른 경우여도 제품 종별이 동일하면, 워크(W)는 동일한 가공 프로그램을 이용해 가공된다.

프로그램 작성 장치(3)는 제품 가공 홀 정보(5), 각인 설정 정보(7)를 이용하여 가공 프로그램을 작성한다. 제품 가공 홀 정보(5)는 제품 가공 홀(H)의 워크(W)상에서의 배치 위치 등에 관한 정보이다. 각인 설정 정보(7)는 각인 홀(h)을 배치하는 에리어(후술의 각인 홀 에리어(s))의 워크(W)상에서의 배치 위치 등에 관한 정보이다. 따라서, 프로그램 작성 장치(3)가 작성하는 가공 프로그램은, 워크(W)상에 형성하는 제품 가공 홀(H)의 위치에 관한 정보(위치 정보) 및 각인 홀 에리어(s)의 위치 정보를 가지고 있다. 프로그램 작성 장치(3)는 작성한 가공 프로그램을 LAN 등을 통해 레이저 가공 장치(1)에 보낸다.

레이저 가공 장치(1)는 가공 프로그램 및 제품 정보 P1~Pn(n는 자연수)를 이용하여 워크(W)상에 가공 홀을 형성하는 장치이다. 제품 정보 P1~Pn는 각 워크(W)의 제품 정보를 각인하기 위한 각인 홀(h)(실제로 가공하는 홀)의 배치 위치에 관한 정보이며, 워크(W)마다 설정된다.

레이저 가공 장치(1)는 가공 제어 장치(10) 및 레이저 가공 기구(20A)를 가지고 있다. 가공 제어 장치(10)는 레이저 가공 기구(20A) 및 프로그램 작성 장치(3)에 접속되고 있다. 가공 제어 장치(10)는 가공 프로그램 내의 각인 홀 에리어(s)의 위치 정보 및 제품 정보 P1~Pn를 이용하고, 각인 홀 에리어(s) 내에서 가공을 실시하는 각인 홀(h)의 위치를 워크(W)마다 설정한다. 각인 홀 에리어(s) 내에 설정하는 각인 홀(h)의 위치는 제품 정보 P1~Pn에 각각 설정되어 있는 각인 홀(h)의 배치 위치이며, 워크(W)마다 다르다.

가공 제어 장치(10)는 각인 홀 에리어(s) 내에 각인 홀(h)를 설정함으로써 가공 프로그램을 수정한다. 다시 말해, 프로그램 작성 장치(3)가 작성하는 가공 프로그램은 각인 홀 에리어(s)의 위치는 설정되어 있지만 각인 홀(h)의 위치는 설정되어 있지 않다. 가공 제어 장치(10)는 수정 후의 가공 프로그램에 기초하여 각인 홀(h) 및 제품 가공 홀(H)의 가공 지시를 레이저 가공 기구(20A)에 보내 레이저 가공 기구(20A)를 제어한다. 레이저 가공 기구(20A)는 가공 제어 장치(10)로부터의 가공 지시에 기초하여, 각 워크(W)의 레이저 가공을 실시한다.

다음으로 가공 제어 장치(10)의 구성에 대해서 설명한다. 도 2는 가공 제어 장치(10)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 가공 제어 장치(10)는 입력부(11), 가공 프로그램 기억부(12), 제품 정보 기억부(13), 각인 설정부(가공 홀 설정부; 14), 가공 지시부(15), 제어부(19)를 구비하고 있다.

입력부(11)는 프로그램 작성 장치(3)가 작성한 가공 프로그램, 제품 정보 P1~Pn, 사용자로부터의 여러 가지의 지시 정보를 입력한다. 입력부(11)는 입력된 가공 프로그램을 가공 프로그램 기억부(12)에 보내고, 입력된 제품 정보 P1~Pn를 제품 정보 기억부(13)에 보낸다. 또 입력부(11)는 입력된 지시 정보를 제어부(19)에 보낸다. 가공 프로그램 기억부(12)는 가공 프로그램을 기억하는 메모리 등이며, 제품 정보 기억부(13)는 제품 정보 P1~Pn를 기억하는 메모리 등이다.

각인 설정부(14)는 가공 프로그램 내의 각인 홀 에리어(s)의 위치 정보 및 제품 정보 P1~Pn를 이용하고, 각인 홀 에리어(s) 내에서 실제로 가공하는 각인 홀(h)의 위치를 제품 정보 P1~Pn마다 설정한다. 각인 설정부(14)는 각인 홀(h)의 위치를 워크(W)상에서의 위치(좌표)로서 설정한다.

가공 지시부(15)는 가공 프로그램 내에 설정되어 있는 제품 가공 홀(H)의 위치 및 각인 설정부(14)가 설정한 각인 홀(h)의 위치를 이용하고, 제품 가공 홀(H) 및 각인 홀(h)의 위치를 지정한 가공 지시를 레이저 가공 기구(20A)에 출력한다. 제어부(19)는 입력부(11), 가공 프로그램 기억부(12), 제품 정보 기억부(13), 각인 설정부(14), 가공 지시부(15)를 제어한다.

다음으로 레이저 가공 기구(20A)의 구성에 대해서 설명한다. 도 3은 실시의 형태 1과 관련된 레이저 가공 기구의 구성을 나타내는 도면이다. 레이저 가공 기구(20A)는 갈바노 스캔 미러(22a, 22b) 및 갈바노 스캐너(23a, 23b) 및 fθ렌즈(24) 및 워크(W)를 재치하는 가공 테이블(25)를 갖추고 있다.

갈바노 스캔 미러(22a)는 도시를 생략한 레이저 발진기가 출력하는 레이저 광 L를 받는 제1의 갈바노 스캔 미러이다. 갈바노 스캔 미러(22a)는 갈바노 스캐너(23a)의 구동축에 접속되어 있고, 갈바노 스캐너(23a)의 구동축은 Z축방향을 향하고 있다. 갈바노 스캔 미러(22a)의 미러면은 갈바노 스캐너(23a)의 구동축의 회전에 수반하여 변위하고, 입사하는 레이저 광 L의 광축을 제1의 방향(예컨대, X축 방향)으로 편향 주사하고, 갈바노 스캔 미러(22b)에 송출한다.

갈바노 스캔 미러(22b)는 갈바노 스캔 미러(22a)로부터의 레이저 광 L를 받는 제2의 갈바노 스캔 미러이다. 갈바노 스캔 미러(22b)는 갈바노 스캐너(23b)의 구동축에 접속되어 있고, 갈바노 스캐너(23b)의 구동축은 Y축 방향을 향하고 있다. 갈바노 스캔 미러(22b)의 미러면은 갈바노 스캐너(23b)의 구동축의 회전에 수반하여 변위하고, 입사하는 레이저 광 L의 광축을 제1의 방향과 거의 직교하는 제2의 방향(예컨대, Y축 방향)으로 편향 주사하여 fθ렌즈(24)에 송출한다.

fθ렌즈(24)는 XY면 내에서 2차원 주사된 레이저 광 L를 워크(W)상에 집광 조사한다. 프린트 기판 재료나 세라믹 그린 시트 등의 워크(W)는 평면 형상을 가지고, 가공 테이블(25)은 워크(W)를 XY평면 내에 재치한다.

레이저 가공 기구(20A)에서는 가공 테이블(25)을 XY평면 내에서 이동시키는 것과 동시에, 갈바노 스캐너(23a,23b)에 의해 레이저 광 L를 2차원 주사한다. 이로 인해, 갈바노 스캐너(23a,23b)에 의해 레이저 광 L을 2차원 주사할 수 있는 범위 내인 스캔 에리어(가공 에리어(E1~Em)(m는 자연수)) 내의 워크(W)에 제품 가공 홀(H)나 각인 홀(h)이 형성된다.

다음으로, 레이저 가공의 가공 처리 순서에 대해서 설명한다. 도 4는 레이저 가공의 가공 처리 순서를 나타내는 플로차트(flow chart)이다. 각인 홀(h)이 배치되는 각인 홀 에리어(s)의 위치 등을 나타내는 각인 설정 정보(7)를 프로그램 작성 장치(3)에 입력하는 것과 동시에(스텝 S10), 제품 가공 홀(H)의 워크(W)상에서의 위치 등을 나타내는 제품 가공 홀 정보(5)를 프로그램 작성 장치(3)에 입력한다(스텝 S20).

프로그램 작성 장치(3)는 각인 설정 정보(7)를 이용하여 각인 홀 에리어(s)와 각인 홀 에리어(s) 내에서의 각인 홀 후보(후술의 각인 홀 후보(c))를 설정한다. 각인 홀 후보(c)는 각인 홀(h)로 설정될 가능성이 있는 가공 홀이며, 각인 홀 후보(c)의 단계에서는 가공 홀의 위치가 설정되어 있다. 프로그램 작성 장치(3)는 각인 홀 에리어(s) 내에 설정 가능한 모든 가공 홀이 각인 홀 후보(c)가 되도록 각 인 홀 에리어(s)를 설정한다(스텝 S30). 여기서, 각인 홀 에리어(s)의 구성을 이하에서 설명한다.

도 5는 각인 홀 에리어의 구성예를 나타내는 도면이다. 각인 홀 에리어(s)는 1~복수의 구형(矩形) 모양의 에리어로 구성되어 있다. 도 5에서는 구형 모양의 에리어가 구형 에리어(e1~e6)인 경우를 나타내고 있다. 예를 들어, 각 구형 에리어(e1~e6)에는 1개씩의 문자나 기호 등이 각인된다. 구형 에리어(e1~e6)에는 각각 종 방향 및 횡 방향으로 소정의 간격을 두어 복수의 각인 홀 후보(c)가 나열되어 있다. 도 5에서는 각 구형 에리어(e1~e6) 내에서 (횡 4개)×(종 7개)=28개의 각인 홀 후보(c)가 나열되어 있는 경우를 나타내고 있다. 각인 홀 후보(c) 가운데, 일부의 각인 홀 후보(c)가 각인 홀(h)로 설정되고 나머지의 각인 홀 후보(c)가 후술할 비각인 홀(i)로 설정됨으로써, 1개의 구형 에리어 내에서 1개의 문자나 기호 등이 나타날 수 있다. 각인 홀 에리어(s)나 각인 홀 후보(c)는 각인 설정 정보(7)에 기초하여 설정된다.

각인 홀 에리어(s)를 설정한 후, 프로그램 작성 장치(3)는 워크(W)를 가공 에리어(E1~Em)(m는 자연수)에 분할한다. 다시 말해, 프로그램 작성 장치(3)는 워크(W)를 분할함으로써 가공 에리어(E1~Em)를 설정한다(스텝 S40). 여기서, 가공 에리어(E1~Em)의 구성에 대해서 설명한다. 또한 가공 에리어(E1~Em)는 같은 구성을 가지고 있으므로, 가공 에리어(E1~Em)의 일례로서 가공 에리어(E1,E2)의 구성에 대해서 설명한다.

도 6은 가공 에리어의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 가공 에리어(E1) 및 가공 에리어(E2)는 각각 갈바노 스캐너(23a,23b)에 의해 레이저 광 L을 2차원 주사할 수 있는 범위이다. 따라서, 가공 에리어(E1, E2)를 가공할 때에는, 가공 에리어(E1)내의 레이저 가공이 끝난 후 가공 테이블(25)을 XY평면 내로 이동시킴으로써 가공 위치가 가공 에리어(E1)로부터 가공 에리어(E2) 내로 이동하게 된다. 가공 에리어(E1,E2)에는 제품 가공 홀(H)의 위치나 각인 홀(h)의 위치가 설정되어 있고, 이 설정에 기초하여 워크(W)의 레이저 가공을 한다. 실제로 레이저 가공을 실시할 때에는, 가공 에리어(E1) 내의 제품 가공 홀(H) 및 각인 홀(h)의 레이저 가공이 행해지고, 그 후 가공 에리어(E2) 내의 제품 가공 홀(H) 및 각인 홀(h)에의 레이저 가공이 행해진다. 또한 가공 에리어(E2) 내의 레이저 가공을 실시한 후, 가공 에리어(E1) 내의 레이저 가공을 실시해도 괜찮다.

프로그램 작성 장치(3)는 가공 에리어(E1~Em)를 설정한 후, 모든 각인 홀 후보(c)를 가공 대상의 각인 홀(h)로 설정한다. 구체적으로는, 프로그램 작성 장치(3)는 각인 홀 후보(c)의 모든 홀을 「가공 있음」으로 설정한 각인 위치 정보(101A)를 가공 프로그램 내에 작성한다(스텝 S50). 여기서 각인 위치 정보(101A)의 구성에 대해서 설명한다.

도 7은 각인 위치 정보의 구성을 나타내는 도면이다. 각인 위치 정보(101A)는 각인 홀 후보(c)의 위치(XY좌표), 각인 홀 후보(c)가 속하는 가공 에리어, 및 각인 홀 후보(c)가 각인 홀(h)로 설정되는지 여부를 나타내는 정보(가공 유무 정보)가 각각 각인 홀 후보(c)마다 대응지어진 정보 테이블이다. 각인 위치 정보(101A)내의 각인 홀 후보(c)의 위치는 각인 설정 정보(7)를 이용하여 설정된다. 또 각인 홀 후보(c)가 속하는 가공 에리어에는 가공 에리어(E1~Em) 중 어느 것이 설정된다. 또한 가공 유무 정보는 모두 「가공 있음」으로 설정된다. 도 7에서는 각 각인 홀 후보(c)의 위치를 좌표(x1,y2)~(xq,yq)로 나타내고 있다. 또한 가공 에리어(E1~Em)를 각각 (1)~(m)으로 나타내고, 가공 유무 정보의 「가공 있음」를 「有」로 가리키고 있다. 또한 가공 프로그램 내에 작성하는 각인 위치 정보(101A)는 도 7에 나타낸 구성에 한정하지 않고 다른 구성이어도 괜찮다.

각인 위치 정보(101A)를 작성한 후, 프로그램 작성 장치(3)는 설정한 가공 에리어(E1~Em)에 관한 정보, 제품 가공 홀 정보(5), 각인 위치 정보(101A)를 이용하여 가공 프로그램을 작성한다(스텝 S60). 프로그램 작성 장치(3)가 작성하는 가공 프로그램에는 제품 가공 홀(H)의 위치 정보, 각인 홀(h)의 위치 정보, 제품 가공 홀(H)가 속하는 가공 에리어, 각인 홀(h)이 속하는 가공 에리어 등의 정보가 포함되어 있다. 다시 말해, 프로그램 작성 장치(3)는 각인 위치 정보(101A)에 대응시킬 수 있는 가공 프로그램을 작성해 둔다. 본 실시의 형태에서는 제품 종별마다 가공 프로그램을 작성하므로, 워크(W)가 다른 경우에도 제품 종별이 동일하면 동일한 가공 프로그램이 작성된다.

프로그램 작성 장치(3)는 작성한 가공 프로그램을 레이저 가공 장치(1)의 가공 제어 장치(10)에 보낸다. 프로그램 작성 장치(3)로부터의 가공 프로그램은 입력부(11)를 통해 가공 프로그램 기억부(12)에 보내져 가공 프로그램 기억부(12) 내에 격납된다. 워크(W)의 레이저 가공을 개시할 때, 워크(W)에 대응하는 제품 정보(제품 정보 P1~Pn 중 어느 것)가 입력부(11)로부터 입력된다(스텝 S70). 제품 정보는 입력부(11)을 통해 제품 정보 기억부(13)에 보내지고, 제품 정보 기억부(13) 내에 격납된다. 도 4에서는 워크(W)의 제품 정보가 제품 정보 P1인 경우에 대해 설명한다.

레이저 가공 장치(1)는 제품 정보 P1을 제품 정보 기억부(13) 내에 격납한 후, 워크(W)에 대한 레이저 가공을 개시한다(스텝 S80). 가공 제어 장치(10)의 각인 설정부(14)는 제품 정보 P1을 이용하여 각인 위치 정보(101A)의 가공 유무 정보를 수정한다(스텝 S90). 구체적으로 각인 설정부(14)는 각인 홀 후보(c) 가운데 각인 홀(h)로 설정하지 않는 각인 홀 후보(c)(제품 정보 P1에 지정되어 있지 않은 각인 홀(h))의 가공 유무 정보를 「가공 있음」에서 「가공 없음」으로 수정한다.

도 8은 수정 후의 각인 위치 정보의 구성을 나타내는 도면이다. 수정 후의 각인 위치 정보(101B)는 제품 정보 P1에 대응하는 각인 홀(h)의 가공 에리어 및 좌표가 설정된 정보 테이블이며, 각인 위치 정보(101A) 및 제품 정보 P1를 이용하여 작성된다. 제품 정보 P1에 각인 홀(h)로 설정되어 있지 않은 각인 홀 후보(c)는, 가공 유무 정보가 「가공 있음」에서 「가공 없음」으로 수정된다. 도 8에서는 가공 유무 정보의 「가공 없음」을 「無」로 나타내고 있다.

도 9는 수정 후의 각인 위치 정보에 설정된 각인 홀의 일례를 나타내는 도면이다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 각인 홀 후보(c) 중 제품 정보 P1에 각인 홀(h)로 설정되어 있지 않은 각인 홀 후보(c)는 레이저 가공을 실시하지 않는 비각인 홀(i)로 설정된다. 이에 의해, 「가공 있음」의 각인 홀 후보(c)만이 각인 홀(h)로 설정된다. 이와 같이, 「가공 있음」의 각인 홀 후보(c)(각인 홀(h)) 및 「가공 없음」의 각인 홀 후보(c)(비각인 홀(i))가 조합됨으로써, 각 구형 에리어(e1~e6)에서는 각각 1개씩의 문자나 기호 등이 각인된다. 도 9는 구형 에리어(e1~e6)에 각각 문자(로트 번호)로서 「A」, 「B」, 「C」, 「D」, 「E」, 「F」가 설정된 경우를 나타내고 있다.

각인 위치 정보(101A)를 각인 위치 정보(101B)에 수정한 후, 가공 지시부(15)는 가공 프로그램을 이용하여 레이저 가공 기구(20A)에 가공 지시를 보낸다. 구체적으로, 가공 지시부(15)는 가공 프로그램 내에 설정되어 있는 제품 가공 홀(H)의 위치 및 각인 설정부(14)가 설정한 각인 위치 정보(101B)를 이용하여, 제품 가공 홀(H)의 위치 및 각인 홀(h)의 위치를 지정한 가공 지시를 레이저 가공 기구(20A)에 보낸다.

레이저 가공 기구(20A)는 가공 지시부(15)로부터의 지시에 따라 워크(W)의 레이저 가공을 실시한다. 예를 들어, 도 6에 나타낸 가공 에리어(E1, E2)를 레이저 가공할 때, 가공 에리어(E1) 내의 제품 가공 홀(H) 및 각인 홀(h)에 대한 레이저 가공이 끝난 후, 가공 테이블(25)을 XY평면 내에서 이동시킴으로써, 레이저 광 L의 조사 위치가 가공 에리어(E1) 내로부터 가공 에리어(E2) 내로 이동하게 된다.

본 실시의 형태에서는 각인 위치 정보(101B) 내에서 각인 홀 에리어(s) 내의 각인 홀(h)마다, 각각의 각인 홀(h)이 어느 가공 에리어 내에 위치하고 있는지의 정보가 대응지어질 수 있다. 예를 들어, 각인 홀 에리어(s) 내의 각각의 각인 홀(h)에, 가공 에리어(E1)나 가공 에리어(E2) 등의 가공 에리어가 대응될 수 있다. 따라서, 레이저 가공 장치(100)는, 가공 에리어(E1)를 가공할 때, 가공 프로그램 및 이 가공 프로그램내의 각인 위치 정보(101B)를 이용하여, 가공 에리어(E1) 내의 제품 가공 홀(H) 및 각인 홀(h)을 레이저 가공한다(스텝 S100).

이후에 가공 제어 장치(10)의 제어부(19)는 가공 에리어(E1)가 마지막 가공 에리어인지 여부를 확인한다(스텝 S110). 제어부(19)는 가공 에리어(E1)가 마지막 가공 에리어이면(스텝 S110, 아니오), 가공 지시부(15)에 가공 에리어의 이동을 지시한다. 이에 의해, 가공 지시부(15)는 가공 프로그램에 기초하여 레이저 광의 조사 위치를 다음 가공 에리어(예컨대, 가공 에리어(E2))로 이동시키는 지시를 레이저 가공 기구(20A)에 보낸다.

레이저 가공 기구(20A)는 가공 지시부(15)로부터의 지시에 따라 다음 가공 에리어에서의 레이저 가공을 실시한다. 구체적으로, 레이저 가공 기구(20A)는 가공 테이블(25)을 XY평면 내에서 이동시킴으로써 가공 위치를 다음 가공 에리어에 이동시킨다. 그리고 레이저 가공 기구(20A)는 다음 가공 에리어에서 제품 가공 홀(H) 및 각인 홀(h)에 레이저 광을 조사한다.

레이저 가공 장치(100)에서는 가공 에리어가 마지막 가공 에리어가 될 때까지 스텝 S100와 스텝 S110의 처리가 반복된다. 다시 말해, 레이저 가공 장치(100)는 가공 에리어로의 이동과, 가공 에리어내에서의 제품 가공 홀(H) 및 각인 홀(h)에 대한 레이저 광의 조사를 반복한다. 이로 인해, 레이저 가공 장치(100)는 각인 위치 정보(101B)를 이용한 제품 가공 홀(H) 및 각인 홀(h)의 레이저 가공을 모든 가공 에리어내에서 실시한다. 레이저 가공 장치(100)는 가공 에리어가 마지막 가공 에리어가 되면(스텝 S110, 예), 워크(W)의 레이저 가공을 완료한다.

또한 본 실시의 형태에서는, 레이저 가공 장치(1)와 프로그램 작성 장치(3)가 접속되어 있는 경우에 대해 설명했지만, 레이저 가공 장치(1) 및 프로그램 작성 장치(3)는 접속되어 있지 않아도 좋다. 이 경우, 가공 프로그램은 예를 들어, 운반 가능한 기록 매체 등을 통하여 프로그램 작성 장치(3)로부터 레이저 가공 장치(1)에 보내진다.

또한 본 실시의 형태에서는, 프로그램 작성 장치(3)에 각인 설정 정보(7)를 입력한 후, 제품 가공 홀 정보(5)를 입력하는 경우에 대해서 설명했지만, 프로그램 작성 장치(3)에는 제품 가공 홀 정보(5)를 입력한 후, 각인 설정 정보(7)를 입력해도 괜찮다. 또한 본 실시의 형태에서는, 제품 가공 홀 정보(5)를 프로그램 작성 장치(3)에 입력한 후, 각인 홀 에리어(s)를 설정하는 경우에 대해 설명했지만, 각인 홀 에리어(s)를 설정한 후 제품 가공 홀 정보(5)를 프로그램 작성 장치(3)에 입력해도 괜찮다.

또한 본 실시의 형태에서는, 각인 홀 에리어(s)를 구형 모양의 구형 에리어(e1~e6)로 구성했을 경우에 대해 설명했지만, 각인 홀 에리어(s)를 구형 모양 이외의 형상 영역으로 구성해도 괜찮다. 또 각인 홀 에리어(s)에서는 1개의 구형 에리어 내에 2개 이상의 문자나 기호를 각인해도 괜찮다.

또한 본 실시의 형태에서는, 가공 프로그램이 각인 위치 정보(101A, 101B)를 가지는 경우에 대해 설명했지만, 가공 프로그램 및 각인 위치 정보(101A, 101B)를 다른 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 가공 프로그램을 각인 위치 정보(101A, 101B)에 대응지어 두고, 가공 프로그램 및 각인 위치 정보(101B)를 이용하여 레이저 가공을 실시한다.

또한 본 실시의 형태에서는, 레이저 가공 기구(20A)가 1개의 레이저 광 L를 이용하여 워크(W)를 홀 형성 가공하는 경우에 대해 설명했지만, 복수 개의 레이저 광 L를 이용하여 워크(W)를 가공 가능한 레이저 가공 기구에 본 실시 형태의 레이저 가공 방법을 적용해도 괜찮다.

도 10은 레이저 광을 다축화한 레이저 가공 기구의 구성예를 나타내는 도면이다. 레이저 가공 기구(20B)는 분광기(28) 및 2조의 레이저 헤드(29a, 29b)를 갖추어 구성되어 있다. 레이저 헤드(29a, 29b)는 각각 갈바노 스캔 미러(22a, 22b) 및 갈바노 스캐너(23a,23b) 및 fθ렌즈(24)를 구비하고 있다. 레이저 발진기가 출력하는 레이저 광 L은 분광기(28)에 의해 분광되고, 분광된 레이저 광 L이 레이저 헤드(29a, 29b)에 동시에 공급된다. 그리고 레이저 헤드(29a, 29b)로부터 조사되는 레이저 광 L이, 각각의 워크(W)에 홀 형성 가공을 동시에 실시한다. 또한 도 10에서는 2 헤드의 레이저 가공 기구(20B)에 대해 설명했지만, 레이저 가공 기구(20B)는 4 헤드 이상이어도 괜찮다.

레이저 헤드(29a)측과 레이저 헤드(29b)측으로 각인 홀 에리어(s)에 설정되는 각인 홀(h)의 위치가 다른 경우(로트 번호 등의 제품 정보가 다른 경우), 레이저 가공 기구(20B)는 레이저 헤드(29a)측과 레이저 헤드(29b)측에서 동일한 동작을 실시할 수 없다. 이 때문에, 한편의 워크(W)에서는 각인 홀(h)이 설정되고, 다른 한편의 워크(W)에서는 각인 홀(h)이 설정되어 있지 않은 경우, 또한 다른 한편의 워크(W)에는 레이저 광 L를 조사하지 않는다. 다른 한편의 워크(W)의 각인 홀 후보(c)에 레이저 광 L를 조사하지 않는 경우(가공을 스킵(skip)하는 경우), 예를 들어, 레이저 헤드(29a, 29b)에 레이저 광 L을 차단하는 개폐 가능한 셔터(도시하지 않음) 등을 마련해 두고, 이 셔터를 닫음으로써 레이저 광 L을 차단한다.

또한 도 10에서는 레이저 가공 기구(20B)가 레이저 광 L을 분광기(28)에 의해 분광하고, 분광한 레이저 광 L을 레이저 헤드(29a, 29b)에 동시에 공급하는 경우에 대해 설명했지만, 레이저 헤드(29a, 29b)에 공급하는 레이저 광 L을 동시에 공급할 필요는 없다. 레이저 가공 기구(20B)는 예를 들어, 레이저 광 L을 레이저 헤드(29a, 29b)에 교대로 배분해도 좋다. 구체적으로, 레이저 광 L을 레이저 헤드(29a, 29b)에 시간 분할함으로써, 레이저 광 L을 2개의 광로에 차례로 분기시킨다. 그리고 레이저 헤드(29a) 및 레이저 헤드(29b)에 의해, 한편의 가공 테이블(25)(좌측의 워크(W)) 및 다른 한편의 가공 테이블(25)(우측의 워크(W))에 교대로 레이저 광을 조사한다.

이와 같은 실시의 형태에 의하면, 가공 프로그램에 각인 홀 에리어(s)를 설정해 두고, 워크(W)마다 각인 홀 에리어(s) 내의 각인 홀(h)을 설정하므로, 제품 종별이 동일하면 동일한 가공 프로그램으로 제품 가공 홀(H) 및 각인 홀(h)을 가공할 수 있다. 따라서, 효율적으로 제품 가공 홀(H) 및 각인 홀(h)을 레이저 가공하는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치는, 제품용 가공 홀과 정보 기록용 가공 홀의 레이저 가공에 적절하다.

1 레이저 가공 장치 3 프로그램 작성 장치
5 제품 가공 홀 정보 7 각인 설정 정보
10 가공 제어 장치 11 입력부
12 가공 프로그램 기억부 13 제품 정보 기억부
14 각인 설정부 15 가공 지시부
19 제어부 20A,20B 레이저 가공 기구
22a,22b 갈바노 스캔 미러 23a,23b 갈바노 스캐너
24 fθ렌즈 25 가공 테이블
28 분광기 29a,29b 레이저 헤드
100 레이저 가공 시스템 101A,101B 각인 위치 정보
c 각인 홀 후보 E1~Em 가공 에리어
h 각인 홀 H 제품 가공 홀
L 레이저 광 P1~Pn 제품 정보
s 각인 홀 에리어 W 워크

Claims

워크에 레이저 광을 조사하여 상기 워크에 가공 홀을 형성하는 레이저 가공 방법에 있어서,
상기 워크에 따른 가공 프로그램을 작성하는 프로그램 작성 장치가, 제품용 가공 홀의 배치 위치, 및 상기 제품용 가공 홀과는 다른 가공 홀을 소정의 위치에 늘어놓음으로써 정보 기록용 가공 홀이 배치되는 각인 홀 에리어의 배치 위치를 상기 워크상에 설정하는 배치 위치 설정 단계;
상기 프로그램 작성 장치가, 갈바노 스캐너에 의해 레이저 광을 2차원 주사할 수 있는 가공 에리어에서 상기 워크상의 에리어를 분할함으로써 상기 워크상에 가공 에리어를 설정하고, 상기 제품용 가공 홀 및 상기 각인 홀 에리어에 상기 가공 에리어를 설정하는 가공 에리어 설정 단계;
상기 프로그램 작성 장치가 상기 제품용 가공 홀의 배치 위치, 상기 각인 홀 에리어의 배치 위치, 상기 가공 에리어가 설정된 상기 제품용 가공 홀 및 각인 홀 에리어를 이용하여, 상기 각인 홀 에리어에 가공 에리어가 설정된 가공 프로그램을 작성하는 프로그램 작성 단계;
상기 가공 프로그램을 이용하여 상기 워크에 대한 레이저 가공을 제어하는 가공 제어 장치가, 상기 워크에 따른 상기 정보 기록용 가공 홀의 위치를 상기 각인 홀 에리어 내로 설정함으로써 상기 가공 프로그램을 수정하는 수정 단계;
상기 가공 제어 장치가 수정 후의 가공 프로그램을 이용하여 상기 가공 에리어마다 상기 정보 기록용 가공 홀 및 상기 제품용 가공 홀의 형성 지시를 출력하는 지시 단계; 및
상기 가공 제어 장치에서 제어되어 상기 워크에 대한 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 장치가, 상기 형성 지시에 기초하여 상기 가공 에리어마다 상기 정보 기록용 가공 홀 및 상기 제품용 가공 홀을 형성하는 가공 홀 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 배치 위치 설정 단계에서는 상기 각인 홀 에리어에 상기 정보 기록용 가공 홀의 후보가 되는 각인 홀 후보가 설정되고,
상기 프로그램 작성 단계에서는 상기 각인 홀 후보가 모두 상기 정보 기록용 가공 홀로 설정된 가공 프로그램이 작성되고,
상기 수정 단계에서는 상기 워크에 따른 상기 정보 기록용 가공 홀 이외의 각인 홀 후보가 상기 각인 홀 후보 중에서 제외됨으로써 상기 가공 프로그램이 수정되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 프로그램 작성 단계에서는 상기 각인 홀 후보의 위치, 상기 각인 홀 후보가 속하는 가공 에리어, 및 상기 각인 홀 후보가 상기 정보 기록용 가공 홀인지 여부를 나타내는 가공 유무 정보가 대응지어진 각인 위치 정보가 상기 가공 프로그램 내에 작성되고,
상기 수정 단계에서는 상기 각인 위치 정보가 수정되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 수정 스텝에서는 상기 가공 유무 정보가 변경됨으로써 상기 가공 프로그램이 수정되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
워크에 레이저 광을 조사하여 상기 워크에 가공 홀을 형성하는 레이저 가공 장치에 있어서,
상기 워크상에서의 제품용 가공 홀의 배치 위치, 상기 제품용 가공 홀과는 다른 가공 홀을 소정의 위치에 늘어놓음으로써 정보 기록용 가공 홀이 배치되는 각인 홀 에리어의 상기 워크상에서의 배치 위치, 및 갈바노 스캐너에 의해 레이저 광을 2차원 주사할 수 있는 가공 에리어가 설정된 상기 제품용 가공 홀 및 상기 각인 홀 에리어를 이용하여 작성됨과 아울러 상기 각인 홀 에리어에 상기 가공 에리어가 설정된 가공 프로그램을 입력하는 입력부;
상기 워크에 따른 상기 정보 기록용 가공 홀의 위치를 상기 각인 홀 에리어 내에 설정함으로써 상기 가공 프로그램을 수정하는 가공 홀 설정부;
수정 후의 가공 프로그램을 이용하여 상기 가공 에리어마다 상기 정보 기록용 가공 홀 및 상기 제품용 가공 홀의 형성 지시를 출력하는 가공 지시부;
상기 형성 지시에 기초하여 상기 가공 에리어마다 상기 정보 기록용 가공 홀 및 상기 제품용 가공 홀을 형성하는 레이저 가공 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.