JP7238816B2 - LASER PROCESSING APPARATUS AND LASER PROCESSING METHOD - Google Patents
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Description
本開示は、レーザ光で複数のオブジェクトを加工対象物の加工面に加工するレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関するものである。 The present disclosure relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for processing a plurality of objects on a processing surface of an object to be processed with laser light.
従来より、例えば、下記特許文献１に記載の技術のように、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置が知られている。
Conventionally, for example, as in the technique described in
上記のレーザ加工装置において、実際に加工が行われ、加工対象面上におけるレーザ光の照射箇所から加工カスが発生すると、その加工カスによって、別の箇所へのレーザ光の照射が妨げられる虞があった。 In the above-described laser processing apparatus, when processing is actually performed and processing waste is generated from a portion of the surface to be processed that is irradiated with the laser beam, there is a risk that the processing waste will interfere with the irradiation of the laser beam to other locations. there were.
そこで、本開示は、上述した点を鑑みてなされたものであり、加工品質に対する加工カスの影響を抑制することが可能なレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供する。 Therefore, the present disclosure has been made in view of the above points, and provides a laser processing apparatus and a laser processing method capable of suppressing the influence of processing waste on processing quality.
本明細書は、加工対象物の加工面に複数のオブジェクトを加工するためのレーザ光を出射するレーザ光出射ユニットと、レーザ光を加工面に向けて照射し、走査する走査ユニットと、制御ユニットと、を備え、制御ユニットは、複数のオブジェクトに含まれている各々のオブジェクトに対して加工面上での加工領域を設定する第１設定処理と、各々のオブジェクトに対して加工領域の重力方向の位置を特定する第１特定処理と、加工領域の重力方向の位置が下から上の順である第１順序で各々のオブジェクトの加工順序を設定する第２設定処理と、レーザ光出射ユニット及び走査ユニットを制御して、第２設定処理で設定される加工順序で複数のオブジェクトを加工面に加工する加工処理と、を実行することを特徴とするレーザ加工装置を開示する。 This specification includes a laser light emitting unit that emits laser light for processing a plurality of objects on a processing surface of a workpiece, a scanning unit that irradiates and scans the laser light toward the processing surface, and a control unit. and the control unit includes a first setting process for setting a processing area on the processing surface for each object included in the plurality of objects, and a gravity direction of the processing area for each object. a first specifying process of specifying the position of the processing area, a second setting process of setting the processing order of each object in a first order in which the position of the processing area in the direction of gravity is in order from bottom to top, a laser light emitting unit and Disclosed is a laser processing apparatus characterized by controlling a scanning unit to execute a processing process for processing a plurality of objects onto a processing surface in a processing order set in a second setting process.
また、本明細書は、レーザ光出射ユニットから出射するレーザ光を走査ユニットで加工対象物の加工面に向けて照射し、走査することによって、複数のオブジェクトを加工面に加工するレーザ加工方法であって、複数のオブジェクトに含まれる各々のオブジェクトに対して加工面上での加工領域を設定する設定工程と、各々のオブジェクトに対して加工領域の重力方向の位置を特定する特定工程と、加工領域の重力方向の位置が下から上の順で各々のオブジェクトを加工する加工工程と、を備えることを特徴とする。 Further, the present specification describes a laser processing method for processing a plurality of objects on a processing surface by irradiating a laser beam emitted from a laser light emitting unit toward a processing surface of an object to be processed by a scanning unit and scanning the processing surface. a setting step of setting a machining area on a machining surface for each object included in a plurality of objects; an identifying step of specifying the position of the machining area in the direction of gravity for each object; and a processing step of processing each object in order of the position of the region in the direction of gravity from the bottom to the top.
本開示によれば、レーザ加工装置及びレーザ加工方法は、加工品質に対する加工カスの影響を抑制することが可能である。 According to the present disclosure, the laser processing apparatus and laser processing method can suppress the influence of processing waste on processing quality.
以下、本開示のレーザ加工装置について、具体化した実施形態に基づき、図面を参照しつつ説明する。以下の説明に用いる図１乃至図３、及び図１７では、基本的構成の一部が省略されて描かれており、描かれた各部の寸法比等は必ずしも正確ではない。尚、以下の説明において、上下方向は、図１、図３、図４、図１１、図１２、図１５、及び図１７に示された通りであり、重力方向ＤＧに平行である。ＸＹ座標系の各軸の方向は、図１０及び図１６に示された通りである。ＸＹＺ座標系の各軸の方向は、図１１、図１２、及び図１５に示された通りである。つまり、ＸＹＺ座標系のＺ軸の方向は、重力方向ＤＧ（上下方向）に平行である。 Hereinafter, a laser processing apparatus of the present disclosure will be described based on specific embodiments with reference to the drawings. 1 to 3 and FIG. 17 used for the following description are drawn with part of the basic configuration omitted, and the dimensional ratios of the drawn parts are not necessarily accurate. In the following description, the vertical direction is as shown in FIGS. 1, 3, 4, 11, 12, 15, and 17, and is parallel to the gravitational direction DG. The direction of each axis of the XY coordinate system is as shown in FIGS. 10 and 16. FIG. The direction of each axis of the XYZ coordinate system is as shown in FIGS. 11, 12 and 15. FIG. That is, the direction of the Z-axis of the XYZ coordinate system is parallel to the gravitational direction DG (vertical direction).
先ず、図１及び図２に基づいて、本実施形態のレーザ加工装置１の概略構成について説明する。本実施形態のレーザ加工装置１は、印字情報作成部２及びレーザ加工部３で構成されている。印字情報作成部２は、パーソナルコンピュータ等で構成されている。
First, based on FIG.1 and FIG.2, schematic structure of the
レーザ加工部３は、レーザ光Ｐを加工対象物７の加工面８上で２次元走査してマーキング（印字）加工を行うものである。レーザ加工部３は、レーザコントローラ６を備えている。
The
レーザコントローラ６は、コンピュータで構成され、印字情報作成部２と双方向通信可能に接続されている。レーザコントローラ６は、印字情報作成部２から送信された印字情報、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてレーザ加工部３を駆動制御する。
The
レーザ加工部３の概略構成について説明する。レーザ加工部３は、レーザ発振ユニット１２、ガイド光部１５、第１ダイクロイックミラー１０１、光学系７０、ＴＯＦ（Time of Flight）センサ１０３、第２ダイクロイックミラー１０５、ガルバノスキャナ１８、及びｆθレンズ１９等を備えており、不図示の略直方体形状の筐体カバーで覆われている。
A schematic configuration of the
レーザ発振ユニット１２は、レーザ発振器２１等で構成されている。レーザ発振器２１は、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ等で構成されており、レーザ光Ｐを出射する。尚、レーザ光Ｐの光径は、不図示のビームエキスパンダで調整（例えば、拡大）される。
The
ガイド光部１５は、可視半導体レーザ２８等で構成されている。可視半導体レーザ２８は、可視可干渉光である可視レーザ光Ｑ、例えば、赤色レーザ光を出射する。尚、可視レーザ光Ｑは、不図示のレンズ群で平行光にされ、例えば、レーザ光Ｐでマーキング（印字）加工すべき印字パターンのオブジェクト又はそのオブジェクトを取り囲んだ矩形のオブジェクトを加工対象物７の加工面８に対して投影するものである。尚、本実施形態において、印字パータンとは、オブジェクトの加工領域、又は単に加工領域を意味する。
The
可視レーザ光Ｑの波長は、レーザ光Ｐの波長とは異なる。本実施形態では、例えば、レーザ光Ｐの波長は１０６４ｎｍであり、可視レーザ光Ｑの波長は、６５０ｎｍである。 The wavelength of visible laser light Q is different from the wavelength of laser light P. As shown in FIG. In this embodiment, for example, the wavelength of the laser light P is 1064 nm, and the wavelength of the visible laser light Q is 650 nm.
第１ダイクロイックミラー１０１では、入射されたレーザ光Ｐのほぼ全部が透過する。また、第１ダイクロイックミラー１０１では、レーザ光Ｐが透過する略中央位置にて、可視レーザ光Ｑが４５度の入射角で入射され、４５度の反射角でレーザ光Ｐの光路上に反射される。第１ダイクロイックミラー１０１の反射率は、波長依存性を持っている。具体的には、第１ダイクロイックミラー１０１は、誘電体層と金属層との多層膜構造の表面処理がなされており、可視レーザ光Ｑの波長に対して高い反射率を有し、それ以外の波長の光をほとんど（９９％）透過するように構成されている。
Almost all of the incident laser light P is transmitted through the first
尚、図１の一点鎖線は、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑの光軸１０を示している。また、光軸１０の方向は、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑの経路方向を示している。
1 indicates the
光学系７０は、第１レンズ７２、第２レンズ７４、及び移動機構７６を備えている。光学系７０では、第１ダイクロイックミラー１０１を経たレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑが、第１レンズ７２に入射し通過する。その際、第１レンズ７２によって、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑの各光径が縮小される。また、第１レンズ７２を通過したレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑは、第２レンズ７４に入射し通過する。その際、第２レンズ７４によって、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑが平行光にされる。移動機構７６は、光学系モータ８０と、光学系モータ８０の回転運動を直線運動に変換するラック・アンド・ピニオン（不図示）等を備えており、光学系モータ８０の回転制御によって、第２レンズ７４をレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑの経路方向に移動させる。
The
尚、移動機構７６は、第２レンズ７４に代えて第１レンズ７２を移動させる構成であってもよいし、第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離が変わるように第１レンズ７２と第２レンズ７４の双方を移動させる構成であってもよい。
The
ＴＯＦセンサ１０３は、出射した測距用レーザ光が戻ってくるまでの時間を計測し、その計測時間を距離に換算するＴＯＦ方式のセンサである。第２ダイクロイックミラー１０５では、入射されたレーザ光Ｐ及び可視レーザ光Ｑのほぼ全部が透過する。尚、ＴＯＦセンサ１０３及び第２ダイクロイックミラー１０５の詳細な説明については、後述する。
The
ガルバノスキャナ１８は、第２ダイクロイックミラー１０５を経たレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑとを２次元走査するものであって、加工対象物７に対して重力方向ＤＧの上方側に配置されている。ガルバノスキャナ１８では、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２とが、それぞれのモータ軸が互いに直交するように取り付けられ、各モータ軸の先端部に取り付けられた走査ミラー１８Ｘ、１８Ｙが内側で互いに対向している。そして、各モータ３１、３２の回転制御で、各走査ミラー１８Ｘ、１８Ｙを回転させることによって、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑとを、２次元走査する。その際、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑは、走査ミラー１８Ｘと走査ミラー１８Ｙにおいて、その記載順で反射し、重力方向ＤＧの上方側から下方側へ向けて照射される。この２次元走査方向は、重力方向ＤＧに垂直なＸＹ座標系を定めるＸ軸の方向とＹ軸の方向である。
The
ｆθレンズ１９は、その主軸が重力方向ＤＧに平行となるように設置されることによって、ガルバノスキャナ１８によって２次元走査されたレーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑとを加工対象物７の加工面８上に集光するものである。従って、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑは、各モータ３１、３２の回転制御によって、加工対象物７の加工面８上でＸ軸の方向とＹ軸の方向に２次元走査される。
The f.theta. Light is condensed upward. Accordingly, the laser light P and the visible laser light Q are two-dimensionally scanned in the X-axis direction and the Y-axis direction on the
次に、レーザ加工装置１を構成する印字情報作成部２とレーザ加工部３の回路構成について図２に基づいて説明する。先ず、レーザ加工部３の回路構成について説明する。
Next, the circuit configurations of the print
図２に表されたように、レーザ加工部３は、レーザコントローラ６、ガルバノコントローラ３５、ガルバノドライバ３６、レーザドライバ３７、半導体レーザドライバ３８、光学系ドライバ７８、及びＴＯＦセンサ１０３等から構成されている。レーザコントローラ６は、レーザ加工部３の全体を制御する。レーザコントローラ６には、ガルバノコントローラ３５、レーザドライバ３７、半導体レーザドライバ３８、光学系ドライバ７８、及びＴＯＦセンサ１０３等が電気的に接続されている。また、レーザコントローラ６には、外部の印字情報作成部２が双方向通信可能に接続されており、印字情報作成部２から送信された各情報（例えば、印字情報、レーザ加工部３に対する制御パラメータ、ユーザからの各種指示情報等）を受信可能に構成されている。
As shown in FIG. 2, the
レーザコントローラ６は、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、及びＲＯＭ４３等を備えている。ＣＰＵ４１は、レーザ加工部３の全体の制御を行う演算装置及び制御装置である。ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、及びＲＯＭ４３は、不図示のバス線により相互に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。
The
ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１により演算された各種の演算結果や印字パターン（を設定するためのＸＹ座標）のデータ等を一時的に記憶させておくためのものである。
The
ＲＯＭ４３は、各種のプログラムを記憶させておくものであり、例えば、印字情報作成部２から送信された印字情報に基づいて印字パターンのＸＹ座標を算出してＲＡＭ４２に記憶するプログラムが記憶されている。尚、ＸＹ座標は、上述したＸＹ座標系で表現される。また、各種プログラムには、上述したプログラムに加えて、例えば、印字情報作成部２から入力された印字情報に対応する印字パターンの太さ、深さ及び本数、レーザ発振器２１のレーザ出力、レーザ光Ｐのレーザパルス幅、ガルバノスキャナ１８によるレーザ光Ｐを走査する速度等を示す各種制御パラメータをＲＡＭ４２に記憶するプログラム等がある。更に、ＲＯＭ４３には、フォントの種類別に、直線と楕円弧とで構成された各文字のフォントの始点、終点、焦点、曲率等のデータが記憶されている。
The
ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３に記憶されている各種のプログラムに基づいて各種の演算及び制御を行う。
The
ＣＰＵ４１は、印字情報作成部２から入力された印字情報に基づいて算出した印字パターンのＸＹ座標、及びガルバノスキャナ１８によるレーザ光Ｐを走査する速度等を示すガルバノ走査速度情報等を、ガルバノコントローラ３５に出力する。また、ＣＰＵ４１は、印字情報作成部２から入力された印字情報に基づいて設定したレーザ発振器２１のレーザ出力、及びレーザ光Ｐのレーザパルス幅等を示すレーザ駆動情報を、レーザドライバ３７に出力する。
The
ＣＰＵ４１は、可視半導体レーザ２８の点灯開始を指示するオン信号又は消灯を指示するオフ信号を半導体レーザドライバ３８に出力する。
The
ガルバノコントローラ３５は、レーザコントローラ６から入力された各情報（例えば、印字パターンのＸＹ座標、ガルバノ走査速度情報等）に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２の駆動角度、回転速度等を算出して、駆動角度及び回転速度を示すモータ駆動情報をガルバノドライバ３６に出力する。ガルバノドライバ３６は、ガルバノコントローラ３５から入力されたモータ駆動情報に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２を駆動制御して、レーザ光Ｐと可視レーザ光Ｑを２次元走査する。
The
レーザドライバ３７は、レーザコントローラ６から入力されたレーザ発振器２１のレーザ出力、及びレーザ光Ｐのレーザパルス幅等を示すレーザ駆動情報等に基づいて、レーザ発振器２１を駆動させる。半導体レーザドライバ３８は、レーザコントローラ６から入力されたオン信号又はオフ信号に基づいて、可視半導体レーザ２８を点灯駆動又は、消灯させる。
The
光学系ドライバ７８は、レーザコントローラ６から入力される、後述の第２レンズ位置情報に基づいて、光学系モータ８０を駆動制御して、第２レンズ７４を移動させる。
The
次に、印字情報作成部２の回路構成について説明する。印字情報作成部２は、制御部５１、入力操作部５５、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）５６、及びＣＤ－ＲＯＭドライブ５８等を備えている。制御部５１には、不図示の入出力インターフェースを介して、入力操作部５５、液晶ディスプレイ５６、及びＣＤ－ＲＯＭドライブ５８等が接続されている。
Next, the circuit configuration of the print
入力操作部５５は、不図示のマウス及びキーボード等から構成されており、例えば、各種指示情報をユーザが入力する際に使用される。 The input operation unit 55 includes a mouse and a keyboard (not shown) and the like, and is used, for example, when the user inputs various instruction information.
ＣＤ－ＲＯＭドライブ５８は、各種データ、及び各種アプリケーションソフトウェア等をＣＤ－ＲＯＭ５７から読み込むものである。
The CD-
制御部５１は、印字情報作成部２の全体を制御するものであって、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、及びハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という。）６６等を備えている。ＣＰＵ６１は、印字情報作成部２の全体の制御を行う演算装置及び制御装置である。ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、及びＲＯＭ６３は、不図示のバス線により相互に接続されており、相互にデータのやり取りが行われる。更に、ＣＰＵ６１とＨＤＤ６６とは、不図示の入出力インターフェースを介して接続されており、相互にデータのやり取りが行われる。
The
ＲＡＭ６２は、ＣＰＵ６１により演算された各種の演算結果等を一時的に記憶させておくためのものである。ＲＯＭ６３は、各種のプログラムや、後述する図１４に表されたデータテーブル１５０等を記憶させておくものである。
The
ＨＤＤ６６には、各種アプリケーションソフトウェアのプログラム、及び各種データファイル等が記憶される。
The
次に、レーザ光Ｐの焦点位置及びその補正について説明する。 Next, the focal position of the laser light P and its correction will be described.
図１に表されたように、レーザ光Ｐは、レーザ発振ユニット１２から出射される。その出射されたレーザ光Ｐは、第１ダイクロイックミラー１０１を透過する。その透過したレーザ光Ｐは、光学系７０内の第１レンズ７２及び第２レンズ７４を通過する。その通過したレーザ光Ｐは、第２ダイクロイックミラー１０５を透過する。その透過したレーザ光Ｐは、ガルバノスキャナ１８の走査ミラー１８Ｘ、１８Ｙで２次元走査される。その２次元走査されたレーザ光Ｐは、ｆθレンズ１９に入射する。その入射したレーザ光Ｐは、ｆθレンズ１９で集光され、ｆθレンズ１９から出射する。その出射されたレーザ光Ｐは、加工対象物７の加工面８を照射する。
As shown in FIG. 1, the laser light P is emitted from the
以下、加工対象物７の加工面８上においてレーザ光Ｐが照射されるべき位置を、「照射予定点」と表記する。
Hereinafter, the position on the
加工対象物７の加工面８が重力方向ＤＧに垂直な（つまり、水平方向に平行な）平面であれば、レーザ光Ｐは、加工対象物７の加工面８上のどの位置にガルバノスキャナ１８で２次元走査されても、ｆθレンズ１９によって、加工対象物７の加工面８上に集光される。しかしながら、図１に表されたように、加工対象物７の加工面８が平面であっても水平方向に対して傾いていると、ｆθレンズ１９の位置に関連した基準位置から照射予定点までの距離が、加工対象物７の加工面８上の位置によって異なる。そのため、加工対象物７の加工面８上の位置によっては、その位置から上下方向へずれた位置でレーザ光Ｐが集光される。そこで、本実施形態のレーザ加工装置１は、レーザ光Ｐの焦点位置を、光学系７０で上下方向へ移動させることによって、加工対象物７の加工面８上にあるように補正する。この点は、加工対象物７の加工面８が段差状であっても（例えば、後述する図１２参照）、同様である。
If the
図１では、レーザ光Ｐがｆθレンズ１９に対して垂直に入射する場合（以下、「垂直入射の場合」という。）には、光学系７０において、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離が第２距離Ａ２に調整される。これにより、レーザ光Ｐの第２焦点位置Ｆ２が、加工対象物７の加工面８上に置かれる。
In FIG. 1, when the laser beam P is perpendicularly incident on the fθ lens 19 (hereinafter referred to as “perpendicular incidence”), in the
一方、ｆθレンズ１９の位置に関連した基準位置から照射予定点までの距離が垂直入射の場合と比べて長いときは、光学系７０において、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離が、第２距離Ａ２よりも長くなるように調整される。これにより、レーザ光Ｐの焦点位置が、下方向へ移動して、加工対象物７の加工面８上に置かれるように補正される。図１では、光学系７０において、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離が、第２距離Ａ２から、その第２距離Ａ２よりも長い第１距離Ａ１に調整される。これにより、レーザ光Ｐの焦点位置が、第２焦点位置Ｆ２から、その第２焦点位置Ｆ２よりも下方向にある第１焦点位置Ｆ１に移動して、加工対象物７の加工面８上に置かれるように補正される。
On the other hand, when the distance from the reference position related to the position of the
これに対して、ｆθレンズ１９の位置に関連した基準位置から照射予定点までの距離が垂直入射の場合と比べて短いときは、光学系７０において、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離が、第２距離Ａ２よりも短くなるように調整される。これにより、レーザ光Ｐの焦点位置が、上方向へ移動して、加工対象物７の加工面８上に置かれるように補正される。図１では、光学系７０において、第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離が、第２距離Ａ２から、その第２距離Ａ２よりも短い第３距離Ａ３に調整される。これにより、レーザ光Ｐの焦点位置が、第２焦点位置Ｆ２から、その第２焦点位置Ｆ２よりも上方向にある第３焦点位置Ｆ３に移動して、加工対象物７の加工面８上に置かれるように補正される。
On the other hand, when the distance from the reference position related to the position of the
以下、第１焦点位置Ｆ１、第２焦点位置Ｆ２、及び第３焦点位置Ｆ３を区別せず、レーザ光Ｐの焦点位置を総称して説明する場合には、「焦点位置Ｆ」と表記する。 Hereinafter, when the focal positions of the laser light P are collectively described without distinguishing between the first focal position F1, the second focal position F2, and the third focal position F3, they will be referred to as the "focal position F".
更に、本実施形態のレーザ加工装置１は、そのような補正を行うために、ＴＯＦセンサ１０３と照射予定点との間の距離を、ＴＯＦセンサ１０３で測定する。
Furthermore, the
図３に表されたように、ＴＯＦセンサ１０３では、測距用レーザ光Ｒが第２ダイクロイックミラー１０５へ向けて出射される。第２ダイクロイックミラー１０５では、測距用レーザ光Ｒが４５度の入射角で入射され、４５度の反射角でレーザ光Ｐの光路上に反射される。その際、測距用レーザ光Ｒの光軸は、レーザ光Ｐの光軸１０と一致するが、平行であってもよい。第２ダイクロイックミラー１０５の反射率は、第１ダイクロイックミラー１０１と同様にして、波長依存性を持っている。具体的には、第２ダイクロイックミラー１０５は、誘電体層と金属層との多層膜構造の表面処理がなされており、測距用レーザ光Ｒの波長に対して高い反射率を有し、それ以外の波長の光をほとんど（９９％）透過するように構成されている。
As shown in FIG. 3 , the
第２ダイクロイックミラー１０５で反射された測距用レーザ光Ｒは、ガルバノスキャナ１８の走査ミラー１８Ｘ、１８Ｙに入射される。その入射された測距用レーザ光Ｒは、ガルバノスキャナ１８の走査ミラー１８Ｘ、１８Ｙで反射され、ｆθレンズ１９に入射する。その入射した測距用レーザ光Ｒは、ｆθレンズ１９で集光され、ｆθレンズ１９から出射する。その出射された測距用レーザ光Ｒは、加工対象物７の加工面８に入射する。その入射された測距用レーザ光Ｒは、加工対象物７の加工面８で反射し、上述した経路を反対方向へ辿って、ＴＯＦセンサ１０３で受光される。
The distance measuring laser beam R reflected by the second
以下、加工対象物７の加工面８上において測距用レーザ光Ｒが反射した位置を、「反射点」と表記する。
Hereinafter, the position where the laser beam R for distance measurement is reflected on the
ＴＯＦセンサ１０３では、測距用レーザ光Ｒが出射されてから受光されるまでの時間が計測され、その計測時間が距離に換算される。その換算距離は、ＴＯＦセンサ１０３と反射点との間を往復する距離である。従って、その換算距離が半分にされることによって、ＴＯＦセンサ１０３と反射点との間の距離が、ＴＯＦセンサ１０３によって測定される。更に、ＴＯＦセンサ１０３から測距用レーザ光Ｒを出射させる際に、その反射点をガルバノスキャナ１８の２次元走査で照射予定点に一致させれば、ＴＯＦセンサ１０３と照射予定点との間の距離が、ＴＯＦセンサ１０３によって測定される。
The
図３では、図１の各焦点位置Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に対応する反射点（照射予定点）を、第１測定点ＭＰ１、第２測定点ＭＰ２、及び第３測定点ＭＰ３で表している。 In FIG. 3, reflection points (planned irradiation points) corresponding to the focal positions F1, F2, and F3 in FIG. 1 are represented by a first measurement point MP1, a second measurement point MP2, and a third measurement point MP3.
以下、第１測定点ＭＰ１、第２測定点ＭＰ２、及び第３測定点ＭＰ３を区別しない場合、又はＴＯＦセンサ１０３によって距離が測定される位置を総称して説明する場合には、「測定点ＭＰ」と表記する。
Hereinafter, when the first measurement point MP1, the second measurement point MP2, and the third measurement point MP3 are not distinguished, or when the positions where the distance is measured by the
従って、図３において、ＴＯＦセンサ１０３によって測定される、ＴＯＦセンサ１０３と照射予定点との間の距離とは、ＴＯＦセンサ１０３と測定点ＭＰとの間の距離を意味する。
Therefore, in FIG. 3, the distance between the
更に、本実施形態のレーザ加工装置１では、ＴＯＦセンサ１０３と測定点ＭＰとの間の距離から、ｆθレンズ１９の位置に関連した基準位置と測定点ＭＰとの間の距離が算出される。図４に表された具体例では、ｆθレンズ１９の位置に関連した基準位置と測定点ＭＰとの間の距離として、ｆθレンズ１９の下面から測定点ＭＰまでの距離（所謂ワーキングディスタンスであり、以下、「ｆθレンズ１９から測定点ＭＰまでの距離」という。）が示されている。尚、ｆθレンズ１９の位置に関連した基準位置には、上記のｆθレンズ１９の下面の他に、例えば、ｆθレンズ１９の上面、又はｆθレンズ１９の上下方向の中央等がある。
Furthermore, in the
ｆθレンズ１９から測定点ＭＰまでの距離は、例えば、ＴＯＦセンサ１０３と測定点ＭＰとの間の距離から、ＴＯＦセンサ１０３からｆθレンズ１９までの距離（設計上求められる既知の値）を差し引く、単純な計算によって算出される。このようにして、ｆθレンズ１９から第１測定点ＭＰ１までの距離として、第１ワーキングディスタンスＬ１が算出される。ｆθレンズ１９から第２測定点ＭＰ２までの距離として、第２ワーキングディスタンスＬ２が算出される。ｆθレンズ１９から第３測定点ＭＰ３までの距離として、第３ワーキングディスタンスＬ３が算出される。尚、ｆθレンズ１９から測定点ＭＰまでの距離（つまり、各ワーキングディスタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３）は、三角関数等を使用する正確な計算によって算出されてもよい。
The distance from the
以上より、本実施形態のレーザ加工装置１において、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆが、例えば、第１焦点位置Ｆ１、第２焦点位置Ｆ２、及び第３焦点位置Ｆ３に、それらの記載順で移動して補正されるようにするには、先ず、各測定点ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３が、加工対象物７の加工面８上に設定される。その設定は、マーキング（印字）加工すべき印字パターンに基づいて行われる。これにより、各測定点ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３が、加工対象物７の加工面８上の照射予定点と一致するように設定される。その後、各測定点ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３について、ＴＯＦセンサ１０３で測定された、ＴＯＦセンサ１０３と測定点ＭＰとの間の距離に基づいて、各ワーキングディスタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３が算出される。
As described above, in the
更に、レーザコントローラ６では、印字パターンのＸＹ座標、各測定点ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３のＸＹ座標、及び各ワーキングディスタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３等との関連性に基づいて、第２レンズ位置情報が作成される。第２レンズ位置情報とは、光学系７０における第１レンズ７２から第２レンズ７４までの距離に関する制御パラメータであって、レーザ光Ｐの焦点を加工対象物７の加工面８上に置くための、光学系ドライバ７８に対する指令値である。
Further, the
次に、マーキング（印字）加工すべきオブジェクトの印字パターンに基づいてレーザ光Ｐが加工対象物７の加工面８上で２次元走査される際に、第２レンズ位置情報に基づいて光学系モータ８０が駆動制御されることによって、光学系７０における第１レンズ７２と第２レンズ７４との間の距離が、第１距離Ａ１、第２距離Ａ２、及び第３距離Ａ３に、それらの記載順で調整される。そのため、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆが、第１焦点位置Ｆ１、第２焦点位置Ｆ２、及び第３焦点位置Ｆ３に、それらの記載順で移動する。これにより、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆは、上方向へ順次移動して、加工対象物７の加工面８上にあるように補正される。
Next, when the laser beam P is two-dimensionally scanned on the
以下、マーキング（印字）加工中において、レーザ光Ｐの焦点位置Ｆが加工対象物７の加工面８上にあるように補正されることを、「レーザ光Ｐの焦点位置Ｆの補正」と表記する。また、ｆθレンズ１９から測定点ＭＰまでの距離を総称して説明する場合には、「ワーキングディスタンスＬ」と表記する。
Hereinafter, correction of the focus position F of the laser light P to be on the
次に、本実施形態のレーザ加工装置１の制御フローについて説明する。図５乃至図７のフローチャートで表されたレーザ加工方法２００のプログラムは、制御部５１のＲＯＭ６３に記憶されており、レーザ光Ｐによるマーキング（印字）加工が行われる際に、制御部５１のＣＰＵ６１により実行される。従って、後述する処理において、制御対象がレーザ加工部３の構成要素である場合、レーザコントローラ６を介した制御が行われる。
Next, the control flow of the
図５のフローチャートで表されたプログラムでは、先ず、ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する。）１０において、第１設定処理が行われる。この処理では、マーキング（印字）加工すべきオブジェクトに関する情報や、加工対象物７の材料等が設定される。その設定には、ＧＵＩ(Graphical User Interface)が使用される。具体的には、印字情報作成部２において、図８に表された設定画面１１０が液晶ディスプレイ５６に表示され、ユーザが入力操作部５５を操作することによって、第１設定処理Ｓ１０が行われる。
In the program represented by the flowchart of FIG. 5, first, in step (hereinafter simply referred to as "S") 10, a first setting process is performed. In this process, information about the object to be marked (printed), the material of the object to be processed 7, and the like are set. A GUI (Graphical User Interface) is used for the setting. Specifically, in the print
設定画面１１０には、レイアウト領域１１２、入力ボックス１１４、ＯＫボタン１１６、各選択ボタン１１８Ａ，１１８Ｂ、リストボックス１２０、設定終了ボタン１２２、及びポインタ１２４が表示される。ポインタ１２４は、設定画面１１０において、入力操作部５５のマウスの位置に応じて表示される。
A
レイアウト領域１１２は、加工対象物７の加工面８を表している。レイアウト領域１１２の右方向はＸ軸の方向に平行であり、上方向はＹ軸の方向に平行である。入力ボックス１１４には、マーキング（印字）加工すべきオブジェクトが入力される。尚、オブジェクトの入力の詳細な説明については、後述する。
A
各選択ボタン１１８Ａ，１１８Ｂは、オブジェクトの種類について、塗り潰し又は線を選択するためのボタンである。選択ボタン１１８Ａがポインタ１２４で指し示された状態で、入力操作部５５のマウスがクリックされると、塗り潰しが選択される。これに対して、選択ボタン１１８Ｂがポインタ１２４で指し示された状態で、入力操作部５５のマウスがクリックされると、線が選択される。
Each
リストボックス１２０では、加工対象物７の材料が選択される。リストボックス１２０がポインタ１２４で指し示された状態で、入力操作部５５のマウスがクリックされると、リストボックス１２０には、図９に表されたように、加工対象物７の材料として、アルミニウム、ステンレス、真鍮、塩化ビニル、紙等の項目が一覧表示される。更に、リストボックス１２０に一覧表示されている項目のうち、いずれか一つがポインタ１２４で指し示された状態で、入力操作部５５のマウスがクリックされると、ポインタ１２４で指し示された項目の材料が選択される。尚、入力操作部５５のキーボード等で、所望の材料が入力されることによって、加工対象物７の材料が選択されてもよい。
In the
オブジェクトの入力が行われる場合、レイアウト領域１１２上において、所望の位置がポインタ１２４で指し示された状態で、入力操作部５５のマウスがクリックされる。これにより、レイアウト領域１１２上の位置が選択される。更に、入力操作部５５のキーボード等で、所望の文字・記号等が入力ボックス１１４に入力される。その後、ＯＫボタン１１６がポインタ１２４で指し示された状態で、入力操作部５５のマウスがクリックされる。これにより、入力された所望の文字・記号等が、オブジェクトとして、レイアウト領域１１２上の所望の位置に配置される。図８では、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１が、レイアウト領域１１２上の所望の位置に配置されており、英文字「Ｂ」が入力ボックス１１４に入力されている。
When an object is to be input, the mouse of the input operation section 55 is clicked while the desired position is indicated by the
尚、本実施形態では、複数の文字・記号等が入力されるが、入力された一つの文字・記号等が、一つのオブジェクトに対応するものとする。また、以下では、オブジェクトＯＢ１や、後述する各オブジェクトＯＢ２乃至ＯＢ６を区別しない場合、又はオブジェクトを総称して説明する場合には、「オブジェクトＯＢ」と表記する。 In this embodiment, a plurality of characters, symbols, etc. are input, and one input character, symbol, etc. corresponds to one object. Further, hereinafter, when the object OB1 and each of the objects OB2 to OB6 described later are not distinguished, or when the objects are collectively described, they are referred to as "object OB."
そして、設定終了ボタン１２２がポインタ１２４で指し示された状態で、入力操作部５５のマウスがクリックされると、上述したようにして行われた選択・配置に関する情報が、印字情報又はユーザからの各種指示情報として、印字情報作成部２からレーザ加工部３に送信される。これにより、選択された塗り潰し又は線が、オブジェクトＯＢの種類に設定される。また、選択された材料が、加工対象物７の材料に設定される。
When the mouse of the input operation unit 55 is clicked while the setting
更に、マーキング（印字）加工すべき印字パターンのＸＹ座標が算出される。この算出では、一のオブジェクトＯＢに対して、複数のＸＹ座標が求められる。その求められた複数のＸＹ座標によって、加工対象物７の加工面８上における当該一のオブジェクトＯＢの加工領域が設定される。そのような設定は、各オブジェクトＯＢ毎に行われる。例えば、図１０に表されたように、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１に対しては、その加工領域ＯＲ１の輪郭線が折れ曲がる１１箇所の算出点Ｃ１乃至Ｃ１１における、ＸＹ座標がそれぞれ求められる。そのように求められた１１個のＸＹ座標によって、加工対象物７の加工面８上における英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１が設定される。従って、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の形状は、その求められた１１個のＸＹ座標で特定できる。
Furthermore, the XY coordinates of the print pattern to be marked (printed) are calculated. In this calculation, a plurality of XY coordinates are obtained for one object OB. A processing area of the one object OB on the
尚、以下では、加工領域ＯＲ１や、後述する各加工領域ＯＲ２乃至ＯＲ６を区別しない場合、又は加工領域を総称して説明する場合には、「加工領域ＯＲ」と表記する。 In the following, when the processing region OR1 and each of the processing regions OR2 to OR6, which will be described later, are not distinguished, or when the processing regions are collectively described, they are referred to as “processing region OR”.
また、加工対象物７の材料についての選択・設定は、後述する第２特定処理（Ｓ１８）の実行前であれば、第１設定処理（Ｓ１０）以外において行われてもよい。また、オブジェクトＯＢの種類についての選択・設定は、後述する第３特定処理（Ｓ２０）の実行前であれば、第１設定処理（Ｓ１０）以外において行われてもよい。
Further, the selection/setting of the material of the
このようにして、マーキング（印字）加工すべきオブジェクトＯＢに関する情報や、加工対象物７の材料等が設定されると、測距処理（Ｓ１２）が行われる。この処理では、ワーキングディスタンスＬが測定される。その測定では、各測定点ＭＰが、一のオブジェクトＯＢに対して求められた複数のＸＹ座標で示される各位置に設定される。これにより、例えば、図１０に表された、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１においては、各算出点Ｃ１乃至Ｃ１１の位置を示す１１個のＸＹ座標におけるワーキングディスタンスＬがそれぞれ測定される。つまり、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１では、１１個のワーキングディスタンスＬが測定される。そのようなワーキングディスタンスＬの測定は、各オブジェクトＯＢ毎に行われる。 When the information about the object OB to be marked (printed) and the material of the object to be processed 7 are set in this manner, distance measurement processing (S12) is performed. In this process, working distance L is measured. In the measurement, each measurement point MP is set at each position indicated by a plurality of XY coordinates determined for one object OB. As a result, for example, in the object OB1 of the English letter "A" shown in FIG. 10, the working distance L is measured at 11 XY coordinates indicating the positions of the respective calculation points C1 to C11. In other words, 11 working distances L are measured for the object OB1 of the English letter "A". Such working distance L measurements are made for each object OB.
続いて、第１特定処理（Ｓ１４）が行われる。この処理では、オブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置が、ワーキングディスタンスＬに基づいて特定される。具体的には、例えば、図１０に表された英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１では、その加工領域ＯＲ１の重力方向ＤＧの位置が、上記の測距処理（Ｓ１２）で測定された１１個のワーキングディスタンスＬに基づいて、各算出点Ｃ１乃至Ｃ１１毎に求められる。更に、そのように求められた１１個の重力方向ＤＧの位置のうち、最も低い位置（以下、「最下位置」という。）が、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１の重力方向ＤＧの位置に特定される。そのような特定は、各オブジェクトＯＢ毎に行われる。 Subsequently, a first specifying process (S14) is performed. In this process, the position of the processing area OR of the object OB in the gravitational direction DG is specified based on the working distance L. FIG. Specifically, for example, in the object OB1 of the English letter "A" shown in FIG. Based on the working distance L, it is obtained for each calculation point C1 to C11. Furthermore, among the 11 positions of the direction of gravity DG obtained in this manner, the lowest position (hereinafter referred to as the “lowest position”) is the direction of gravity of the processing area OR1 of the object OB1 of the English letter “A”. It is specified at the position of DG. Such identification is done for each object OB.
尚、オブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置は、上述したＸＹ座標系に対して、重力方向ＤＧに平行なＺ軸が加えられたＸＹＺ座標系のＺ座標で表現される。また、オブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置は、そのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲについて求められた複数の重力方向ＤＧの位置を平均することによって特定されてもよい。 The position of the processing area OR of the object OB in the gravitational direction DG is represented by the Z coordinate of the XYZ coordinate system obtained by adding the Z axis parallel to the gravitational direction DG to the XY coordinate system described above. Further, the position of the direction of gravity DG of the processing area OR of the object OB may be identified by averaging a plurality of positions of the direction of gravity DG obtained for the processing area OR of the object OB.
続いて、走査順の設定処理（Ｓ１６）が行われる。この処理では、図６に表されたように、先ず、全てのオブジェクトＯＢが指定されたかが判定される（Ｓ３０）。この判定は、後述するＳ３２の処理内容に基づいて行われる。ここで、未指定のオブジェクトＯＢがある場合（Ｓ３０：ＮＯ）、オブジェクトＯＢの指定が行われる（Ｓ３２）。この処理では、全てのオブジェクトＯＢのうち、未だ指定されていない一のオブジェクトＯＢが指定される。 Subsequently, a scanning order setting process (S16) is performed. In this process, as shown in FIG. 6, first, it is determined whether all objects OB have been specified (S30). This determination is made based on the processing contents of S32, which will be described later. Here, if there is an unspecified object OB (S30: NO), the object OB is specified (S32). In this process, one object OB that has not yet been specified is specified among all the objects OB.
一のオブジェクトＯＢが指定されると、当該一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲが重力方向ＤＧの幅を有するがが判定される（Ｓ３４）。ここで、当該一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲが重力方向ＤＧの幅を有するとは、当該一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲについて、上記の第１特定処理（Ｓ１４）で求められた複数の重力方向ＤＧの位置のうち、Ｚ座標を異にする位置が一つ以上あることをいう。 When one object OB is specified, it is determined whether or not the processing area OR of the one object OB has a width in the gravitational direction DG (S34). Here, the fact that the processing area OR of the one object OB has a width in the gravity direction DG means that the processing area OR of the one object OB has a plurality of gravity It means that there are one or more positions with different Z coordinates among the positions in the direction DG.
具体的には、例えば、図１１に表された加工対象物７のように、重力方向ＤＧに垂直な水平方向に対して傾いている平面状の加工面８上において、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１が設定されている場合には、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１が重力方向ＤＧの幅を有していると判定される。これに対して、例えば、図１２に表されたように、段差状の加工対象物７の加工面８のうち、水平方向に平行な加工面８上において、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１が設定されている場合には、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１が重力方向ＤＧの幅を有していないと判定される。
Specifically, for example, like the
ここで、当該一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲが重力方向ＤＧに幅を有しない場合（Ｓ３４：ＮＯ）、後述する第２走査順の設定が行われる（Ｓ３８）。これに対して、当該一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲが重力方向ＤＧに幅を有する場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、当該一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲについて、上記の第１特定処理（Ｓ１４）で求められた複数の重力方向ＤＧの位置のうち、最も高い位置（以下、「最上位置」という。）と最下位置との差が、レーザ光Ｐの焦点深度よりも大きいかが判定される（Ｓ３６）。尚、レーザ光Ｐの焦点深度は、ＲＯＭ４３に記憶されている。
Here, if the processing area OR of the one object OB does not have a width in the gravity direction DG (S34: NO), setting of a second scanning order, which will be described later, is performed (S38). On the other hand, if the processing area OR of the one object OB has a width in the gravitational direction DG (S34: YES), the processing area OR of the one object OB is It is determined whether or not the difference between the highest position (hereinafter referred to as the "uppermost position") and the lowest position among the plurality of obtained positions in the direction of gravity DG is greater than the depth of focus of the laser beam P (S36). ). In addition, the depth of focus of the laser beam P is stored in the
具体的には、例えば、図１１に表された、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１については、算出点Ｃ８での重力方向ＤＧの位置が最上位置であり、算出点Ｃ３での重力方向ＤＧの位置が最下位置であり、最上位置と最下位置の差ＬＤが、レーザ光Ｐの焦点深度ＦＤと比較される。 Specifically, for example, regarding the processing region OR1 of the object OB1 of the English letter “A” shown in FIG. The position in the direction of gravity DG is the lowest position, and the difference LD between the highest position and the lowest position is compared with the focal depth FD of the laser beam P.
ここで、当該一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲについて、最上位置と最下位置の差ＬＤが、レーザ光Ｐの焦点深度ＦＤよりも大きい場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、第１走査順の設定が行われる（Ｓ３８）。この処理では、当該一のオブジェクトＯＢに対して、例えば、図１３（ａ）に表された第１走査順１４０が設定される。第１走査順１４０については、後述する。これに対して、当該一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲについて、最上位置と最下位置の差ＬＤが、レーザ光Ｐの焦点深度ＦＤ以下である場合（Ｓ３６：ＮＯ）、第２走査順の設定が行われる（Ｓ３８）。この処理では、当該一のオブジェクトＯＢに対して、図１３（ｂ）に表された第２走査順１４２が設定される。尚、当該一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲが重力方向ＤＧに幅を有しない場合（Ｓ３４：ＮＯ）にも、第２走査順の設定が行われる（Ｓ３８）。
If the difference LD between the uppermost position and the lowermost position of the processing area OR of the object OB is greater than the focal depth FD of the laser beam P (S36: YES), the first scanning order is set. (S38). In this process, for example, the
第１走査順１４０と第２走査順１４２は、ガルバノスキャナ１８によるレーザ光Ｐの走査態様を定義する。第１走査順１４０とは、水平方向に沿って一方側へ進むレーザ光Ｐの走査が、重力方向ＤＧの下方側から上方側へ向かって移動する走査態様をいう。これに対して、第２走査順１４２とは、水平方向に沿って一方側へ進むレーザ光Ｐの走査が、重力方向ＤＧの上方側から下方側へ向かって移動する走査態様をいう。
A
尚、第１走査順１４０に代えて、図１３（ｃ）に表された第１走査順１４４が設定されてもよく、第２走査順１４２に代えて、図１３（ｄ）に表された第２走査順１４６が設定されてもよい。第１走査順１４４とは、水平方向に沿って一方側へ進むレーザ光Ｐの走査と、水平方向に沿って他方側へ進むレーザ光Ｐの走査とが、交互に切り替わりながら、重力方向ＤＧの下方側から上方側へ向かって移動する走査態様をいう。これに対して、第２走査順１４６とは、水平方向に沿って一方側へ進むレーザ光Ｐの走査と、水平方向に沿って他方側へ進むレーザ光Ｐの走査とが、交互に切り替わりながら、重力方向ＤＧの上方側から下方側へ向かって移動する走査態様をいう。
Instead of the
このようにして、第１走査順の設定（Ｓ３８）又は第２走査順の設定（Ｓ４０）が行われると、上述したＳ３０以降の処理が繰り返される。これにより、全てのオブジェクトＯＢに対して、第１走査順１４０又は第２走査順１４２が設定されると（Ｓ３０：ＹＥＳ）、図５に表された第２特定処理（Ｓ１８）が行われる。
When the first scanning order is set (S38) or the second scanning order is set (S40) in this manner, the processes after S30 are repeated. As a result, when the
この処理では、加工対象物７の種別が特定される。その特定は、上記の第１設定処理（Ｓ１０）で設定された加工対象物７の材料と、図１４に表されたデータテーブル１５０とに基づいて行われる。データテーブル１５０では、アルミニウム、ステンレス、及び真鍮等が第１種別に対応付けられ、塩化ビニル及び紙等が第２種別に対応付けられている。従って、上記の第１設定処理（Ｓ１０）において、アルミニウム、ステンレス、及び真鍮のいずれかが設定されていると、加工対象物７の種別として、第１種別が特定される。これに対して、上記の第１設定処理（Ｓ１０）において、塩化ビニル又は紙が設定されていると、加工対象物７の種別として、第２種別が特定される。
In this process, the type of the
尚、各オブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工が、所謂ブラックマーキングで行われる場合には、上記の第１設定処理（Ｓ１０）において、アルミニウム、ステンレス、及び真鍮のいずれかが設定されていても、加工対象物７の種別として、第２種別が特定される。
Incidentally, when the marking (printing) processing of each object OB is performed by so-called black marking, even if any one of aluminum, stainless steel, and brass is set in the first setting process (S10), A second type is specified as the type of the
続いて、第３特定処理（Ｓ２０）が行われる。この処理では、オブジェクトＯＢの種類が特定される。この特定は、上記の第１設定処理（Ｓ１０）で設定されたオブジェクトＯＢの種類に基づいて行われる。従って、上記の第１設定処理（Ｓ１０）において、塗り潰しが設定されていると、オブジェクトＯＢの種類として、塗り潰しが特定される。これに対して、上記の第１設定処理（Ｓ１０）において、線が設定されていると、オブジェクトＯＢの種類として、線が特定される。 Subsequently, a third specifying process (S20) is performed. In this process, the type of object OB is specified. This identification is performed based on the type of object OB set in the first setting process (S10). Accordingly, when the fill is set in the first setting process (S10), the fill is specified as the type of the object OB. On the other hand, if line is set in the first setting process (S10), line is specified as the type of object OB.
その後は、第２設定処理（Ｓ２２）が行われる。この処理では、図７に表されたように、先ず、上記の第２特定処理（Ｓ１８）で特定された加工対象物７の種別が第１種別であるかが判定される（Ｓ５０）。ここで、加工対象物７の種別が第２種別である場合（Ｓ５０：ＮＯ）、後述する第２加工順序の設定処理が行われる（Ｓ６０）。これに対して、加工対象物７の種別が第１種別である場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、更に、上記の第３特定処理（Ｓ２０）で特定されたオブジェクトＯＢの種類が塗り潰しであるかが判定される（Ｓ５２）。
After that, a second setting process (S22) is performed. In this process, as shown in FIG. 7, first, it is determined whether the type of the
ここで、オブジェクトＯＢの種類が塗り潰しである場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、後述する第１加工順序の設定処理が行われる（Ｓ５８）。これに対して、オブジェクトＯＢの種類が線である場合（Ｓ５２：ＮＯ）、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧにおける離隔距離が第１閾値よりも小さいかが判定される（Ｓ５４）。この判定は、全てのオブジェクトＯＢを対象とし、上記の第１特定処理（Ｓ１４）で特定された、オブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置を示すＺ座標に基づいて行われる。 Here, if the type of object OB is blackout (S52: YES), a first processing order setting process, which will be described later, is performed (S58). On the other hand, if the type of object OB is a line (S52: NO), it is determined whether the separation distance in the direction of gravity DG between the processing areas OR of two adjacent objects OB is smaller than the first threshold ( S54). This determination targets all objects OB and is performed based on the Z coordinate indicating the position in the direction of gravity DG of the processing area OR of the object OB specified in the first specifying process (S14).
具体的には、例えば、上述した図１２に表された段差状の加工対象物７は、水平方向に平行で高低差のある２つの加工面８を有しており、重力方向ＤＧの下方側の加工面８上には、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１が設定され、重力方向ＤＧの上方側の加工面８上には、英文字「Ｂ」のオブジェクトＯＢ２の加工領域ＯＲ２が設定されている。このような場合、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１と英文字「Ｂ」のオブジェクトＯＢ２の加工領域ＯＲ２は、隣り合っており、それらの重力方向ＤＧにおける離隔距離ＬＧが、第１閾値と比較される。尚、第１閾値には、例えば、レーザ光Ｐの焦点深度ＦＤが使用される。
Specifically, for example, the step-
ここで、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧにおける離隔距離ＬＧが第１閾値よりも小さい場合（Ｓ５４：ＹＥＳ）、後述する第１加工順序の設定処理が行われる（Ｓ５８）。これに対して、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧにおける離隔距離ＬＧが第１閾値以上である場合（Ｓ５２：ＮＯ）、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの水平方向における離隔距離が第２閾値よりも小さいかが判定される（Ｓ５６）。この判定は、全てのオブジェクトＯＢを対象とし、上記の第１設定処理（Ｓ１０）で設定された、オブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの位置を示すＸＹ座標に基づいて行われる。 Here, if the separation distance LG in the gravitational direction DG of the processing areas OR of the two adjacent objects OB is smaller than the first threshold (S54: YES), a first processing order setting process, which will be described later, is performed (S58). . On the other hand, if the separation distance LG in the gravitational direction DG of the processing areas OR of the two adjacent objects OB is greater than or equal to the first threshold (S52: NO), the horizontal direction of the processing areas OR of the two adjacent objects OB is smaller than a second threshold (S56). This determination targets all objects OB and is performed based on the XY coordinates indicating the position of the processing area OR of the object OB set in the first setting process (S10).
具体的には、例えば、上述した図１２に表された段差状の加工対象物７の場合、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１から英文字「Ｂ」のオブジェクトＯＢ２の加工領域ＯＲ２までの水平方向の最短距離である、水平方向における離隔距離ＬＨが、第２閾値と比較される。
Specifically, for example, in the case of the stepped
ここで、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの水平方向における離隔距離ＬＨが第２閾値よりも小さい場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）、第１加工順序の設定処理が行われる（Ｓ５８）。この処理では、マーキング（印字）加工の順序として、第１順序が設定される。第１順序とは、加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置が下から上の順で、全てのオブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工が行われる手順をいう。換言すると、第１順序は、加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置が下に位置するオブジェクトＯＢほど、上に位置するオブジェクトＯＢよりも先にマーキング加工が行われる順序である。尚、オブジェクトＯＢの種類が塗り潰しである場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）や、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧにおける離隔距離ＬＧが第１閾値よりも小さい場合（Ｓ５４：ＹＥＳ）にも、第１加工順序の設定処理が行われる（Ｓ５８）。 Here, if the horizontal distance LH between the processing areas OR of two adjacent objects OB is smaller than the second threshold value (S56: YES), a first processing order setting process is performed (S58). In this process, the first order is set as the order of marking (printing) processing. The first order refers to a procedure in which the marking (printing) processing of all objects OB is performed in the order of the position of the gravitational force direction DG of the processing area OR from the bottom to the top. In other words, the first order is an order in which the lower the position of the object OB in the gravitational direction DG of the processing area OR is, the earlier the object OB positioned above is marked. Note that when the type of the object OB is solid (S52: YES), or when the separation distance LG in the gravitational direction DG between the processing regions OR of the two adjacent objects OB is smaller than the first threshold (S54: YES) Also, the first machining order setting process is performed (S58).
これに対して、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの水平方向における離隔距離ＬＨが第２閾値以上である場合（Ｓ５６：ＮＯ）、第２加工順序の設定処理が行われる（Ｓ６０）。この処理では、マーキング（印字）加工の順序として、第２順序が設定される。第２順序とは、上記の第１順序とは異なる順（ここでは、オブジェクトＯＢの入力順であるデフォルト）で、全てのオブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工が行われる手順をいう。尚、加工対象物７の種別が第２種別である場合（Ｓ５０：ＮＯ）にも、第２加工順序の設定処理が行われる（Ｓ６０）。
On the other hand, if the horizontal distance LH between the processing areas OR of two adjacent objects OB is greater than or equal to the second threshold (S56: NO), a second processing order setting process is performed (S60). In this process, the second order is set as the order of marking (printing) processing. The second order refers to a procedure in which marking (printing) processing of all objects OB is performed in an order different from the first order (here, the default order of input of objects OB). Also when the type of the
第１加工順序の設定処理（Ｓ５８）又は第２加工順序の設定処理（Ｓ６０）が行われると、図５に表された加工処理（Ｓ２４）が行われる。この処理では、各オブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工が、第１加工順序の設定処理（Ｓ５８）又は第２加工順序の設定処理（Ｓ６０）で設定された順序（第１順序又は第２順序）で行われる。その際、レーザ光Ｐの走査は、各オブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工毎に、当該オブジェクトＯＢに対して第１走査順の設定処理（Ｓ３８）又は第２走査順の設定処理（Ｓ４０）で設定された第１走査順１４０又は第２走査順１４２で行われる。
When the first machining order setting process (S58) or the second machining order setting process (S60) is performed, the machining process (S24) shown in FIG. 5 is performed. In this process, the marking (printing) process of each object OB is performed in the order (first order or second order) set in the first process order setting process (S58) or the second process order setting process (S60). is done in At that time, the scanning of the laser beam P is performed in the first scanning order setting process (S38) or the second scanning order setting process (S40) for each object OB marking (printing) process. Scanning is performed in the set
以下では、図１５及び図１６に表された具体例での、加工処理（Ｓ２４）における順序（第１順序又は第２順序）について説明する。但し、この具体例では、各重力方向ＤＧにおける離隔距離ＬＧは、第１閾値以上であるとする（Ｓ５４：ＮＯ）。 The order (first order or second order) in the processing (S24) in the specific examples shown in FIGS. 15 and 16 will be described below. However, in this specific example, it is assumed that the distance LG in each direction of gravity DG is greater than or equal to the first threshold (S54: NO).
図１５及び図１６に表された台形状の加工対象物７は、水平方向に平行な平面状の加工面８と、その両側から重力方向ＤＧへ向かう傾斜平面状の２つの加工面８とを有している。その傾斜平面状の２つの加工面８のうち、一方の加工面８上には、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１、英文字「Ｂ」のオブジェクトＯＢ２の加工領域ＯＲ２、及び英文字「Ｃ」のオブジェクトＯＢ３の加工領域ＯＲ３が設定されている。また、他方の加工面８上には、英文字「Ｄ」のオブジェクトＯＢ４の加工領域ＯＲ４、英文字「Ｅ」のオブジェクトＯＢ５の加工領域ＯＲ５、及び英文字「Ｆ」のオブジェクトＯＢ６の加工領域ＯＲ６が設定されている。そのような場合、各水平方向における離隔距離ＬＨ１乃至ＬＨ５が、第２閾値と比較される（Ｓ５６）。
The
水平方向における離隔距離ＬＨ１とは、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１の加工領域ＯＲ１から、英文字「Ｂ」のオブジェクトＯＢ２の加工領域ＯＲ２までの水平方向の最短距離をいう。水平方向における離隔距離ＬＨ２とは、英文字「Ｂ」のオブジェクトＯＢ２の加工領域ＯＲ２から、英文字「Ｃ」のオブジェクトＯＢ３の加工領域ＯＲ３までの水平方向の最短距離をいう。 The horizontal separation distance LH1 is the shortest horizontal distance from the processing area OR1 of the object OB1 of the English letter "A" to the processing area OR2 of the object OB2 of the English letter "B". The horizontal separation distance LH2 is the shortest horizontal distance from the processing area OR2 of the object OB2 of the English letter "B" to the processing area OR3 of the object OB3 of the English letter "C".
水平方向における離隔距離ＬＨ３とは、英文字「Ｄ」のオブジェクトＯＢ４の加工領域ＯＲ４から、英文字「Ｅ」のオブジェクトＯＢ５の加工領域ＯＲ５までの水平方向の最短距離をいう。水平方向における離隔距離ＬＨ４とは、英文字「Ｅ」のオブジェクトＯＢ５の加工領域ＯＲ５から、英文字「Ｆ」のオブジェクトＯＢ６の加工領域ＯＲ６までの水平方向の最短距離をいう。水平方向における離隔距離ＬＨ５とは、英文字「Ｃ」のオブジェクトＯＢ３の加工領域ＯＲ３から、英文字「Ｆ」のオブジェクトＯＢ６の加工領域ＯＲ６までの水平方向の最短距離をいう。 The horizontal separation distance LH3 is the shortest horizontal distance from the processing area OR4 of the object OB4 of the English letter "D" to the processing area OR5 of the object OB5 of the English letter "E". The horizontal separation distance LH4 is the shortest horizontal distance from the processing area OR5 of the object OB5 of the English letter "E" to the processing area OR6 of the object OB6 of the English letter "F". The horizontal separation distance LH5 is the shortest horizontal distance from the processing area OR3 of the object OB3 of the English letter "C" to the processing area OR6 of the object OB6 of the English letter "F".
ここで、各オブジェクトＯＢがアルファベット順に入力され、更に、各水平方向における離隔距離ＬＨ１乃至ＬＨ５のうち、各離隔距離ＬＨ１乃至ＬＨ４が第２閾値以下であり、離隔距離ＬＨ５が第２閾値よりも大きいとすると、英文字「Ａ」のオブジェクトＯＢ１、英文字「Ｂ」のオブジェクトＯＢ２、英文字「Ｃ」のオブジェクトＯＢ３、英文字「Ｄ」のオブジェクトＯＢ４、英文字「Ｅ」のオブジェクトＯＢ５、英文字「Ｆ」のオブジェクトＯＢ６の記載順で、各オブジェクトＯＢがマーキング（印字）加工される。 Here, each object OB is input in alphabetical order, and among the distances LH1 to LH5 in the horizontal direction, each of the distances LH1 to LH4 is less than or equal to the second threshold, and the distance LH5 is greater than the second threshold. Then, the object OB1 of the English letter "A", the object OB2 of the English letter "B", the object OB3 of the English letter "C", the object OB4 of the English letter "D", the object OB5 of the English letter "E", the English letter Each object OB is marked (printed) in the described order of the object OB6 of "F".
尚、各オブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工の際は、上述したレーザ光Ｐの焦点位置Ｆの補正が行われるが、その補正で必要なワーキングディスタンスＬは、上記の測距処理（Ｓ１２）で測定されたものを流用してもよい。加工処理（Ｓ２４）が行われると、図５乃至図７のフローチャートで表されたレーザ加工方法２００のプログラムは終了する。
When marking (printing) each object OB, the focus position F of the laser beam P is corrected as described above. You may divert what was measured. After the processing (S24) is performed, the program of the
以上詳細に説明したように、本実施形態のレーザ加工装置１及びレーザ加工方法２００では、各オブジェクトＯＢに対して加工対象物７の加工面８上での加工領域ＯＲが設定され（Ｓ１０）、各オブジェクトＯＢに対して加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置が特定される（Ｓ１４）。更に、加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置が下から上の順である第１順序で各オブジェクトＯＢの加工順序が設定されると（Ｓ２２，Ｓ５８）、レーザ発振ユニット１２及びガルバノスキャナ１８が制御されて、各オブジェクトＯＢが第１順序で加工対象物７の加工面８にマーキング（印字）加工される（Ｓ２４）。
As described in detail above, in the
従って、本実施形態のレーザ加工装置１及びレーザ加工方法２００は、加工対象物７の加工面８上において、各オブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工を、そのマーキング（印字）加工で発生する加工カスに働く重力の向きとは逆の向きへ、つまり重力方向ＤＧの下から上へ進行させるので、加工品質に対する加工カスの影響を抑制することが可能である。
Therefore, the
また、本実施形態のレーザ加工装置１では、そのガルバノスキャナ１８が加工対象物７に対して重力方向ＤＧの上方側に配置されるものであり、ＴＯＦセンサ１０３で測定するワーキングディスタンスＬによって、各オブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置が正確に特定される（Ｓ１２，Ｓ１４）。
In addition, in the
また、本実施形態のレーザ加工装置１では、各オブジェクトＯＢの形状が、重力方向ＤＧに垂直なＸＹ座標系で定義される複数の座標で特定され、各オブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置が特定される際に、複数の座標に含まれる各々の座標についてワーキングディスタンスＬがＴＯＦ１０３で測定される（Ｓ１２，Ｓ１４）。そのため、各オブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置は、各オブジェクトＯＢの形状に合わせて特定される。
Further, in the
また、本実施形態のレーザ加工装置１では、オブジェクトＯＢの加工領域ＯＲにおける重力方向ＤＧでの最下位置が、オブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧの位置として特定され、その特定が各オブジェクトＯＢ毎に行われる（Ｓ１４）。そのため、各オブジェクトＯＢは、加工領域ＯＲ（の重力方向ＤＧ）の最下端がより下に位置にあるオブジェクトＯＢが優先されて、加工対象物７の加工面８にマーキング（印字）加工される（Ｓ２４）。
Further, in the
また、本実施形態のレーザ加工装置１では、複数のオブジェクトＯＢのうち、一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲが重力方向ＤＧに幅を有する場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、第１走査順１４０でガルバノスキャナ１８が制御されることによって（Ｓ３８）、当該一のオブジェクトＯＢが加工対象物７の加工面８にマーキング（印字）加工される（Ｓ２４）。これにより、レーザ光Ｐの走査は、マーキング（印字）加工で発生する加工カスに働く重力の向きとは逆の向きへ、つまり重力方向ＤＧの下方側から上方側へ進行する。そのため、加工領域ＯＲが重力方向ＤＧに幅を有する一のオブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工が行われる際は、他のオブジェクトＯＢの加工品質に対する加工カスの影響が抑制され得ることに加えて、当該一のオブジェクトＯＢの加工品質に対する加工カスの影響が抑制され得る。
Further, in the
また、本実施形態のレーザ加工装置１では、複数のオブジェクトＯＢのうち、一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲにおける重力方向ＤＧでの最下位置と最上位置との差ＬＤがレーザ光Ｐの焦点深度ＦＤよりも大きい場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、第１走査順１４０でガルバノスキャナ１８が制御されることによって（Ｓ３８）、当該一のオブジェクトＯＢが加工対象物７の加工面８にマーキング（印字）加工される（Ｓ２４）。これにより、レーザ光Ｐの走査は、マーキング（印字）加工で発生する加工カスに働く重力の向きとは逆の向きへ、つまり重力方向ＤＧの下方側から上方側へ進行する。そのため、当該一のオブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工が行われる際は、他のオブジェクトＯＢの加工品質に対する加工カスの影響が抑制され得ることに加えて、当該一のオブジェクトＯＢ自身の加工品質に対する加工カスの影響が抑制され得る。
Further, in the
これに対して、一のオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲにおける重力方向ＤＧでの最下位置と最上位置との差ＬＤがレーザ光Ｐの焦点深度ＦＤ以下である場合（Ｓ３６：ＮＯ）、当該一のオブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工時に発生する加工カスの、当該一のオブジェクトＯＢ自身の加工品質に対する影響は、レーザ光Ｐの焦点深度ＦＤによって抑制される。そのような場合、本実施形態のレーザ加工装置１では、第１走査順１４０とは異なる第２走査順１４２でガルバノスキャナ１８が制御されることによって（Ｓ４０）、当該一のオブジェクトＯＢが加工対象物７の加工面８にマーキング（印字）加工される（Ｓ２４）。
On the other hand, if the difference LD between the lowest position and the highest position in the gravitational direction DG in the processing area OR of one object OB is equal to or less than the focal depth FD of the laser beam P (S36: NO), the one object OB The depth of focus FD of the laser beam P suppresses the influence of processing waste generated during the marking (printing) processing of the object OB on the processing quality of the object OB itself. In such a case, in the
また、本実施形態のレーザ加工装置１では、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧにおける離隔距離ＬＧが第１閾値よりも小さい場合（Ｓ５４：ＹＥＳ）、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工順序が第１順序に設定される（Ｓ５８）。これにより、隣り合う２つのオブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工（Ｓ２４）は、そのマーキング（印字）加工で発生する加工カスに働く重力の向きとは逆の向きへ、つまり重力方向ＤＧの下から上へ進行させられるので、加工品質に対する加工カスの影響が抑制される。
Further, in the
これに対して、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの重力方向ＤＧにおける離隔距離ＬＧが第１閾値以上の場合（Ｓ５４：ＮＯ）、一方のオブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工時に発生する加工カスが、他方のオブジェクトＯＢの加工品質に対して与える影響は、その重力方向ＤＧにおける双方のオブジェクトＯＢ間の隔たり（つまり、離隔距離ＬＧ）によって弱くなる。そのような場合、本実施形態のレーザ加工装置１では、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工順序が、第１順序とは異なる第２順序（オブジェクトＯＢの入力順であるデフォルト）に設定され得る（Ｓ６０）。
On the other hand, if the separation distance LG in the gravitational direction DG between the processing areas OR of two adjacent objects OB is equal to or greater than the first threshold (S54: NO), the processing that occurs during the marking (printing) processing of one of the objects OB The effect of the dust on the processing quality of the other object OB is weakened by the distance between the two objects OB in the gravitational direction DG (that is, the distance LG). In such a case, in the
また、本実施形態のレーザ加工装置１では、加工対象物７の種別が第１種別である場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、各オブジェクトＯＢの加工順序が第１順序に設定され得る（Ｓ５８）。これにより、各オブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工（Ｓ２４）が、そのマーキング（印字）加工で発生する加工カスに働く重力の向きとは逆の向きへ、つまり重力方向ＤＧの下から上へ進行させられると、加工品質に対する加工カスの影響が抑制される。
Further, in the
これに対して、加工対象物７の種別が第２種別である場合（Ｓ５０：ＮＯ）、一のオブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工時に発生する加工カスが、他のオブジェクトＯＢの加工品質に対して与える影響は、加工対象物７の種別が第２種別であることによって弱くなる。そのような場合、本実施形態のレーザ加工装置１では、各オブジェクトＯＢの加工順序が、第１順序とは異なる第２順序（オブジェクトＯＢの入力順であるデフォルト）に設定される（Ｓ６０）。
On the other hand, if the type of the object to be processed 7 is the second type (S50: NO), the processing waste generated during the marking (printing) processing of one object OB is less than the processing quality of the other objects OB. Since the type of the object to be processed 7 is the second type, the influence of the second type is weakened. In such a case, in the
尚、本実施形態において、第１種別と第２種別は、図１４のデータテーブル１５０によって、金属系（アルミニウム、ステンレス、真鍮、…）と非金属系（塩化ビニル、紙、…）とに区分けされている。但し、第１種別と第２種別は、例えば、加工カスの飛散易さの観点から加工対象物７の融点等で区分けされてもよいし、加工品質に対する加工カスの影響を評価するために試行されるマーキング（印字）加工の結果から区分けされてもよい。具体的には、加工カスが飛散し易い加工対象物７を第１種別に区分けされるとよい。
In this embodiment, the first type and the second type are classified into metallic (aluminum, stainless steel, brass, ...) and non-metallic (vinyl chloride, paper, ...) according to the data table 150 of FIG. It is However, the first type and the second type may be classified, for example, by the melting point of the
また、本実施形態のレーザ加工装置１では、オブジェクトＯＢの種類が塗り潰しである場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、各オブジェクトＯＢの加工順序が第１順序に設定される（Ｓ５８）。これにより、各オブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工（Ｓ２４）は、そのマーキング（印字）加工で発生する加工カスに働く重力の向きとは逆の向きへ、つまり重力方向ＤＧの下から上へ進行させられるので、加工品質に対する加工カスの影響が抑制される。
Moreover, in the
これに対して、オブジェクトＯＢの種類が線である場合（Ｓ５２：ＮＯ）、一のオブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工時に発生する加工カスが、他のオブジェクトＯＢの加工品質に対して与える影響は、オブジェクトＯＢの種類が線であることによって弱くなる。そのような場合、本実施形態のレーザ加工装置１では、各オブジェクトＯＢの加工順序が、第１順序とは異なる第２順序（オブジェクトＯＢの入力順であるデフォルト）に設定され得る（Ｓ６０）。
On the other hand, if the type of object OB is a line (S52: NO), the influence of processing waste generated during marking (printing) processing of one object OB on the processing quality of other objects OB is , is weakened by the type of object OB being a line. In such a case, in the
また、本実施形態のレーザ加工装置１では、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの水平方向における離隔距離ＬＨが第２閾値よりも小さい場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工順序が第１順序に設定される（Ｓ５８）。これにより、隣り合う２つのオブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工（Ｓ２４）は、そのマーキング（印字）加工で発生する加工カスに働く重力の向きとは逆の向きへ、つまり重力方向ＤＧの下から上へ進行させられるので、加工品質に対する加工カスの影響が抑制され得る。
Further, in the
これに対して、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの水平方向における離隔距離ＬＨが第２閾値以上の場合（Ｓ５６：ＮＯ）、一方のオブジェクトＯＢのマーキング（印字）加工時に発生する加工カスが、他方のオブジェクトＯＢの加工品質に対して与える影響は、その水平方向における双方のオブジェクトＯＢ間の隔たり（つまり、離隔距離ＬＨ）によって弱くなる。そのような場合、本実施形態のレーザ加工装置１では、隣り合う２つのオブジェクトＯＢの加工順序が、第１順序とは異なる第２順序（オブジェクトＯＢの入力順であるデフォルト）に設定される（Ｓ６０）。
On the other hand, when the horizontal separation distance LH between the processing areas OR of two adjacent objects OB is equal to or greater than the second threshold (S56: NO), processing waste generated during marking (printing) processing of one of the objects OB However, the effect on the processing quality of the other object OB is weakened by the distance between the two objects OB in the horizontal direction (that is, the distance LH). In such a case, in the
ちなみに、本実施形態において、レーザ発振ユニット１２は、「レーザ光出射ユニット」の一例である。ガルバノスキャナ１８は、「走査ユニット」の一例である。ＣＰＵ６１及びＲＯＭ６３は、「制御ユニット」の一例である。ＴＯＦセンサ１０３は、「測距ユニット」の一例である。ワーキングディスタンスＬは、「加工面までの間の距離」の一例である。ＸＹ座標系は、「２次元座標系」の一例である。第１設定処理Ｓ１０は、「設定工程」の一例である。第１特定処理Ｓ１４は、「特定工程」の一例である。加工処理Ｓ２４は、「加工工程」の一例である。
Incidentally, in this embodiment, the
尚、本開示は、本実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、加工対象物７の加工面８上におけるオブジェクトＯＢの加工領域ＯＲの設定は、画像処理技術等で行われてもよい。
It should be noted that the present disclosure is not limited to the present embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present disclosure.
For example, the setting of the processing area OR of the object OB on the
また、本実施形態のレーザ加工装置１は、ガルバノスキャナ１８からのレーザ光Ｐが、重力方向ＤＧの下方側から上方側へ向けて照射されるものでもよい。また、図１７に表されたように、ｆθレンズ１９は、その主軸が重力方向ＤＧと垂直（つまり、水平方向に平行）となるように配置されてもよい。そのような場合、ガルバノスキャナ１８からのレーザ光Ｐは、重力方向ＤＧとは垂直な水平方向に沿って照射され、加工対象物７は、ガルバノスキャナ１８及びｆθレンズ１９と水平方向で対向する位置に配される。
Moreover, the laser beam P from the
また、本実施形態のレーザ加工装置１は、ＴＯＦセンサセンサ１３に代えて、カメラ、ポインタ光出射器、又は接触式センサ等によって、ワーキングディスタンスＬを測定してもよい。
Also, the
また、図５乃至図７のフローチャートで表されたレーザ加工方法２００のプログラムでは、第１設定処理（Ｓ１０）、測距処理（Ｓ１２）、第１特定処理（Ｓ１４）、及び第１加工順序の設定処理（Ｓ５８）を除き、いずれかのステップが省略されてもよい。
Further, in the program of the
また、図６に表された走査順の設定処理（Ｓ１６）では、Ｓ３４及びＳ３６の判定処理のうち、いずれか一つが省略されてもよい。 Further, in the scanning order setting process (S16) shown in FIG. 6, one of the determination processes of S34 and S36 may be omitted.
また、図７に表された第２設定処理（Ｓ２２）において、Ｓ５０、Ｓ５２、Ｓ５４、及びＳ５６の判定処理は、少なくとも一つを除き、いずれかが省略されてもよい。 Also, in the second setting process (S22) shown in FIG. 7, any of the determination processes of S50, S52, S54, and S56 may be omitted except for at least one.
１：レーザ加工装置、７：加工対象物、８：加工面、１２：レーザ発振ユニット、１８：ガルバノスキャナ、６１：ＣＰＵ、６３：ＲＯＭ、１０３：ＴＯＦセンサ、１４０：第１走査順、１４２：第２走査順、２００：レーザ加工方法、ＤＧ：重力方向、ＦＤ：焦点深度、Ｌ：ワーキングディスタンス、ＬＤ：加工領域における重力方向での最下位置と最上位置との差、ＬＧ：重力方向における離隔距離、ＬＨ：水平方向における離隔距離、ＯＢ：オブジェクト、ＯＲ：加工領域、Ｐ：レーザ光、Ｓ１０：第１設定処理、Ｓ１４：第１特定処理、Ｓ１８：第２特定処理、Ｓ２０：第３特定処理、Ｓ２２：第２設定処理、Ｓ２４：加工処理 1: laser processing device, 7: workpiece, 8: processing surface, 12: laser oscillation unit, 18: galvanometer scanner, 61: CPU, 63: ROM, 103: TOF sensor, 140: first scanning order, 142: Second scanning order, 200: laser processing method, DG: direction of gravity, FD: depth of focus, L: working distance, LD: difference between the lowest position and the highest position in the direction of gravity in the processing area, LG: in the direction of gravity Separation distance, LH: horizontal separation distance, OB: object, OR: processing area, P: laser light, S10: first setting process, S14: first specific process, S18: second specific process, S20: third Specific processing, S22: second setting processing, S24: processing processing
Claims (11)
前記レーザ光を前記加工面に向けて照射し、走査する走査ユニットと、
制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記複数のオブジェクトに含まれている各々のオブジェクトに対して前記加工面上での加工領域を設定する第１設定処理と、
前記各々のオブジェクトに対して前記加工領域の重力方向の位置を特定する第１特定処理と、
前記加工領域の重力方向の位置が下から上の順である第１順序で前記各々のオブジェクトの加工順序を設定する第２設定処理と、
前記レーザ光出射ユニット及び前記走査ユニットを制御して、前記第２設定処理で設定される加工順序で前記複数のオブジェクトを前記加工面に加工する加工処理と、を実行することを特徴とするレーザ加工装置。 a laser beam emitting unit for emitting laser beams for machining a plurality of objects on a machining surface of an object;
a scanning unit that irradiates and scans the laser beam toward the processing surface;
a control unit;
The control unit is
a first setting process of setting a machining area on the machining surface for each object included in the plurality of objects;
a first specifying process of specifying the position of the processing area in the gravitational direction for each of the objects;
a second setting process of setting the processing order of the respective objects in a first order in which the positions of the processing regions in the gravitational direction are in order from bottom to top;
and a processing process for processing the plurality of objects on the processing surface in the processing order set in the second setting process by controlling the laser light emitting unit and the scanning unit. processing equipment.
前記走査ユニットは、前記加工対象物に対して重力方向の上方側に配置され、
前記制御ユニットは、前記第１特定処理を実行する際において、前記測距ユニットで測定する前記距離に基づいて、前記加工領域の重力方向の位置を特定することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。 The laser processing device includes a distance measuring unit that measures the distance to the processing surface,
The scanning unit is arranged above the object in the direction of gravity,
2. The method according to claim 1, wherein, when executing the first specifying process, the control unit specifies the position of the processing area in the gravitational direction based on the distance measured by the distance measuring unit. laser processing equipment.
前記制御ユニットは、前記第１特定処理を実行する際において、前記測距ユニットで前記複数の座標に含まれる各々の座標について前記距離を測定することを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。 each shape of each object is specified by a plurality of coordinates defined in a two-dimensional coordinate system perpendicular to the direction of gravity;
3. The laser processing according to claim 2, wherein the control unit measures the distance for each coordinate included in the plurality of coordinates with the distance measuring unit when executing the first specifying process. Device.
前記加工対象物の種別を特定する第２特定処理を実行し、
前記第２設定処理の実行により、前記種別が第１種別であると特定される場合は、前記複数のオブジェクトの加工順序を前記第１順序に設定する一方、前記種別が前記第１種別以外であると特定される場合は、前記複数のオブジェクトの加工順序を前記第１順序とは異なる第２順序に設定することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。 The control unit is
executing a second identification process for identifying the type of the object to be processed;
When the type is identified as the first type by executing the second setting process, the processing order of the plurality of objects is set to the first order, and if the type is other than the first type 7. The laser according to any one of claims 1 to 6, wherein the processing order of the plurality of objects is set to a second order different from the first order when it is specified that there is processing equipment.
前記複数のオブジェクトの種類を特定する第３特定処理を実行し、
前記第２設定処理の実行により、前記種類が塗り潰しであると特定される場合は、前記複数のオブジェクトの加工順序を前記第１順序に設定する一方、前記種類が線であると特定される場合は、前記複数のオブジェクトの加工順序を前記第１順序とは異なる第２順序に設定することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。 The control unit is
performing a third identification process for identifying types of the plurality of objects;
If the execution of the second setting process specifies that the type is solid fill, the processing order of the plurality of objects is set to the first order, and if the type is specified as line The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the processing order of the plurality of objects is set to a second order different from the first order.
前記複数のオブジェクトに含まれる各々のオブジェクトに対して前記加工面上での加工領域を設定する設定工程と、
前記各々のオブジェクトに対して前記加工領域の重力方向の位置を特定する特定工程と、
前記加工領域の重力方向の位置が下から上の順で前記各々のオブジェクトを加工する加工工程と、を備えることを特徴とするレーザ加工方法。 A laser processing method for processing a plurality of objects on a processing surface by irradiating a laser beam emitted from a laser light emitting unit toward a processing surface of an object to be processed by a scanning unit and scanning the processing surface,
a setting step of setting a machining area on the machining surface for each object included in the plurality of objects;
an identifying step of identifying the position of the processing area in the gravitational direction with respect to each of the objects;
and a processing step of processing each of the objects in the order of positions of the processing regions in the gravitational direction from bottom to top.
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