KR102051119B1 - Laser processing method and laser processing apparatus - Google Patents

Abstract

[과제] 레이저광을 소요 속도, 또한 등속으로 주사함으로써 고속이고 높은 품질로 가공할 수 있는 레이저 가공 방법을 제공한다.
[해결수단] 갈바노 스캐너에 의한 레이저광의 주사 범위를 이용하고, 작업 세트 테이블의 이동 시에 관성의 영향을 억제할 수 있도록, 또한 총 이동 길이가 최소가 되도록, 궤도와 속도를 생성하여, 궤도의 소요 세그먼트마다 속도의 미분값과 가부의 기준이 되는 가감 속도의 동작 한계값을 비교하여, 가부를 판정하는 공정과, 가능의 세그먼트에서 생성한 속도로 작업 세트 테이블을 이동시키면서 레이저광을 주사하고, 불가의 세그먼트 시점 측에서는 레이저광 출사를 정지하고, 그 상태로 작업 세트 테이블을 소요 속도로 이동시켜 "가능"으로 판정된 세그먼트에 이동했을 때, 가공을 정지한 곳에서부터 레이저광의 주사에 의한 가공을 계속하는 공정을 구비한다.[PROBLEMS] To provide a laser processing method capable of processing at high speed and high quality by scanning laser light at a required speed and at a constant speed.
[Solution] By using the scanning range of the laser beam by the galvano scanner, the trajectory and the velocity are generated so that the influence of the inertia upon the movement of the working set table and the total moving length is minimized, The differential value of the speed is compared with the operation limit value of the acceleration / deceleration speed, which is the standard of provision, for each required segment, and the laser beam is scanned while moving the work set table at the speed generated by the possible segment and the process of determining whether or not it is possible. When the laser beam output is stopped on the non-segmented segment viewpoint side, and the work set table is moved at the required speed in the state to move to the segment determined to be "available", machining by scanning the laser beam is performed from the point where the processing is stopped. The process is continued.

Description

레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치{LASER PROCESSING METHOD AND LASER PROCESSING APPARATUS}LASER PROCESSING METHOD AND LASER PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 광 출사부와 소재의 상대적이고 물리적인 이동에 의해 집광부의 주사를 실행하는 레이저 가공에 있어서, 레이저광을 소재에 대해서 소요 속도, 또한 등속으로 주사함으로써, 고속이고 높은 품질로 가공할 수 있는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus. More specifically, in laser processing which performs scanning of the light collecting portion by relative and physical movement of the light emitting portion and the material, the laser beam is processed at high speed and high quality by scanning the laser light at a required speed and at a constant speed. It's about what you can do.

레이저광을 미세한 스팟(spot)에 집광하고 그 집광부를 소재(가공 대상물)에 대해서 주사하는 것으로서, 소재를 조각하거나 절단하거나 하여 가공하는 레이저 가공 장치는 다양한 재료로 만들어진 물품의 가공에서 사용되고 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION A laser processing apparatus for concentrating a laser beam into a fine spot and scanning the condensing portion with respect to a material (a workpiece), a laser processing apparatus for engraving, cutting or processing a material is used in the processing of articles made of various materials.

이러한 소재에 대해서 레이저광을 2차원적으로 주사하여 가공하는 방법으로는 먼저 레이저광 출사부와 소재를 상대적으로, 또한 물리적(기계적)으로 이동시킴으로써, 주사하여 가공하는 것이 있다. 이 방법에는 레이저광 출사부 측을 고정하고 소재 측을 이동시키는 것과, 반대로 소재 측을 고정하고 레이저광 출사부 측을 이동시키는 것, 혹은 레이저광 출사부 측과 소재 측의 쌍방을 이동시키는 것이 있다.As a method of scanning and processing a laser beam on such a material two-dimensionally, there is a method of scanning and processing by first moving the laser light emitting portion and the material relatively and physically (mechanically). This method includes fixing the laser beam exiting part side and moving the material side, and conversely, fixing the material side and moving the laser light exiting part side, or moving both the laser beam exiting part side and the material side. .

또한, 다른 방법으로서, 필요한 위치에 고정된 레이저광 출사부로부터 출사된 레이저광을 갈바노 스캐너나 폴리곤 미러 등을 이용하여 광학적으로 제어하고, 주사하여 가공을 하는 것이 있다. 또한, 상기 레이저광 출사부 측 또는 소재 측의 물리적인 이동과 레이저광의 광학적인 주사를 조합한 것도 제안되어 있다.Another method is to optically control, scan and process the laser light emitted from the laser light output unit fixed at the required position using a galvano scanner, a polygon mirror, or the like. Moreover, the combination of the physical movement of the said laser beam output part side or the raw material side, and the optical scanning of a laser beam is also proposed.

상기 각 방법에는 각각 특징이 있고, 요구되는 능력과 기능성에 따라 적절히 선택되어 레이저 가공 장치에 채용되고 있다. 특히, 상기 레이저광 출사부와 소재를 상대적이고 물리적으로 이동시켜 가공하는 기능을 구비한 것은 레이저광을 단 초점 거리의 렌즈를 사용하여 미세한 스팟에 집광할 수 있기 때문에, 높은 품질의 가공을 넓은 범위에서 행할 수 있다는 점에서 유리하다. 이러한 레이저 가공 장치의 일례로서는 특허문헌 1에 기재된 레이저 가공기가 있다.Each said method has a characteristic, It is suitably selected according to the capability and functionality requested | required, and is employ | adopted for a laser processing apparatus. Particularly, the laser beam output unit and the material having the function of relatively and physically shifting and processing the laser beam can be focused on minute spots using a lens having a short focal length, so that processing of high quality can be performed in a wide range. It is advantageous in that it can be performed at. As an example of such a laser processing apparatus, there is a laser processing machine described in Patent Document 1.

상기 특허문헌 1에 기재된 레이저 가공기는 전후 또는 좌우 방향으로 갈바노 스캐너가 수평 이동할 때, 갈바노 스캐너 본체를 지정된 위치에 정지시킨 상태에서 스캐너 미러에만 레이저를 주사시켜 가공을 행하는 방법에 더해, 갈바노 스캐너 본체를 자주(自走)(이동)시키면서 스캐너 미러를 제어함으로써, 이동 범위 전체를 분할하지 않고 레이저 가공을 실행하는 것이 가능하고, 갈바노 스캐너가 가진 가공 능력을 확대한다고 말할 수 있다. In the laser processing machine described in Patent Document 1, when the galvano scanner is horizontally moved in the front and rear or left and right directions, in addition to the method of performing processing by scanning the laser only to the scanner mirror while the galvano scanner main body is stopped at a designated position, By controlling the scanner mirror while autonomously moving the scanner body, it is possible to perform laser processing without dividing the entire moving range, and it can be said that the processing capability of the galvano scanner is expanded.

특개2011-240403호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2011-240403

그러나 상기 종래의 레이저 가공기에는 다음과 같은 과제가 있었다. 즉, 레이저 가공기는 레이저광 출사부에 있는 갈바노 스캐너와 소재의 상대적이고 물리적인 이동과, 갈바노 스캐너에서 레이저광의 광학적인 주사를 조합하여 실행하는 구성이다. 전자는 갈바노 스캐너를 XY 방향, 즉 2차원 방향으로 이동시키는 것이고, 특히 레이저광의 주사 이동량이 큰 부분은 이 상대적이고 물리적인 이동에 의해 주사가 이루어지도록 되어 있다.However, the said conventional laser processing machine had the following subjects. That is, the laser processing machine is configured to perform a combination of the relative physical movement of the galvano scanner and the material in the laser light output unit and the optical scanning of the laser light in the galvano scanner. The former moves the galvano scanner in the XY direction, that is, the two-dimensional direction, and in particular, the portion where the scanning movement amount of the laser light is large is to be scanned by this relative physical movement.

또한, 레이저 가공에서 소재에 대해 특히 레이저광을 2차원적으로 주사하여 가공하는 경우, 가공부의 용융물의 부풀어오름을 평균화할 수 있도록 하는 등 보다 높은 품질의 가공을 하기 위해서는 레이저광의 집광부를 소요(所要)의 일정한 속도(등속)로 주사하는 것이 바람직하다는 것은 알려져 있다.In addition, in laser processing, in the case of processing two-dimensionally scanning the laser light with respect to a material, in order to perform higher quality processing such as to average the swelling of the melt of the processing part, the light collecting part of the laser light is required ( It is known that it is desirable to inject at a constant rate (constant velocity) at a constant rate.

그러나 상기 종래의 레이저 가공기처럼 갈바노 스캐너의 이동에 있어서, 물리적인 이동량이 커지면 특히 이동 방향을 바꿀 때의 감속과 그 후의 가속에 따라,큰 관성력이 작용하기 쉬워지고, 이와 동시에 이동 속도에도 큰 변화가 생긴다. 이 때문에 레이저 가공에 있어서, 가공 형상에 따라서는 갈바노 스캐너의 안정적이고 일정한 속도를 유지하는 것이 어려웠다.However, in the movement of the galvano scanner as in the conventional laser processing machine, when the physical movement amount becomes large, a large inertia force tends to act, especially with the deceleration and subsequent acceleration when changing the movement direction, and at the same time, a large change in the movement speed. Occurs. For this reason, in laser processing, it was difficult to maintain a stable and constant speed of the galvano scanner depending on the processing shape.

또한, 이러한 크게 변동하는 갈바노 스캐너의 이동 속도에 따라 레이저광을 광학적으로 주사하기 위해서는 매우 복잡한 제어가 필요하며,이 제어를 고속으로 실행하고, 게다가 주사를 일정한 속도(등속)로 제어하는 것은 실제로는 곤란하였다. 그래서 이것이 갈바노 스캐너와 소재의 상대적이고 물리적인 이동에 의한 집광부의 주사를 실행하는 유형의 레이저 가공기에 있어서, 고속이고 높은 품질로 가공을 실행하는 데 있어서 난관이었다.In addition, in order to optically scan the laser light according to the moving speed of such a largely fluctuating galvano scanner, very complicated control is required, and it is practical to execute this control at high speed and to control the scanning at a constant speed (constant velocity) in practice. Was difficult. So this was a challenge for high speed and high quality processing in laser processing machines of the type that perform scanning of the condenser by galvano scanner and relative physical movement of the material.

본 발명은 이상의 점을 감안하여 창안된 것으로, 레이저광 출사부와 소재의 상대적이고 물리적인 이동에 의해, 집광부의 주사를 행하는 레이저 가공에 있어서, 레이저광을 소재에 대해서 소요 속도로 등속으로 주사함으로써, 고속이고 높은 품질로 가공을 실행할 수 있는 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and in laser processing for scanning the light collecting portion by the relative physical movement of the laser light emitting portion and the material, the laser light is scanned at a constant speed with respect to the material at a required speed. It is an object of the present invention to provide a laser processing method and a laser processing apparatus capable of performing processing at high speed and high quality.

(1) 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 가공 방법은 미리 설정한 소재의 가공 형상에 대응하여, 레이저광 출사부의 레이저광의 주사 범위를 이용하고, 작업 세트 테이블의 이동시에 관성의 영향을 억제할 수 있도록, 총 이동 길이가 최소가 되도록 상기 작업 세트 테이블의 궤도 및 동작 정보를 생성하고, 상기 생성된 궤도의 소요 세그먼트마다, 상기 동작 정보와 미리 설정한 가부(可否)의 기준이 되는 동작 한계값과 비교하고, 상기 동작 정보가 상기 동작 한계값 이하이면 "가능(可)"으로 판정하고, 상기 동작 한계값을 초과하면 "불가능(否)"으로 판정하는 공정과, 상기 생성된 궤도의 상기 "가능"으로 판정된 세그먼트에서는 상기 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간을 상기 동작 정보를 바탕으로 상기 작업 세트 테이블을 이동시키면서 레이저광을 주사하여 가공하고, 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에서는 그 세그먼트의 이동 방향에 있어서, 이전의 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간의 종점까지 가공한 후, 상기 종점에서 레이저광의 출사를 정지하고, 가공을 정지한 상태에서 상기 작업 세트 테이블을 소요 속도로 이동시키고, 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에 이동했을 때, 상기 가공을 정지한 곳에서부터 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간의 가공을 계속하는 공정을 구비한다.(1) The laser processing method of the present invention for achieving the above object uses the scanning range of the laser beam of the laser beam output unit to correspond to the processing shape of the material set in advance, and effects the inertia upon the movement of the work set table. In order to suppress it, the track | orbit and motion information of the said working set table are produced | generated so that the total movement length may be minimum, and the operation | movement which becomes a reference | standard of the said motion information and a preset provisional value for every required segment of the generated track | orbit Comparing with a threshold value, determining that the operation information is equal to or less than the operation limit value; and determining that the operation information is “unavailable” when the operation information exceeds the operation limit value; In the segment determined to be "possible", when the work set table is moved on the basis of the operation information in the machining shape section corresponding to the segment, The laser beam is scanned and processed, and in the segment determined as "impossible", the laser beam is stopped at the end point after processing up to the end point of the processed shape section corresponding to the previous segment in the direction of movement of the segment. And moving the work set table at a required speed in a state where the machining is stopped, and moving to the segment determined as "impossible", corresponding to the segment determined as "impossible" from where the machining is stopped. The process of continuing the process of a process shape section is provided.

본 발명의 레이저 가공 방법에서는 소재의 가공 형상(예를 들면, 절단 형상)을 설정해 둔다. 이 미리 설정한 소재의 가공 형상에 대응하여, 레이저광 출사부의 레이저광 주사 범위를 이용하고, 작업 세트 테이블의 이동 시에 관성의 영향을 억제할 수 있도록, 또한 총 이동 길이가 최소가 되도록 상기 작업 세트 테이블의 궤도 및 동작 정보를 생성한다.In the laser processing method of this invention, the process shape (for example, cutting shape) of a raw material is set. Corresponding to the processing shape of the material set in advance, the work is performed so that the influence of inertia can be suppressed during the movement of the work set table by using the laser light scanning range of the laser light output unit, and the total moving length is minimized. Generate trajectory and motion information of the set table.

궤도의 생성은 예를 들면, 가공 형상의 2차원 선분의 데이터를 일정 간격의 점 데이터로 변환하고, 이들 점을 레이저광 출사부가 대응할 수 있는 영역의 범위에서 그룹화하고, 그룹화된 점 데이터의 중심 위치를 각 점의 좌표로 산출하여 얻어진 모든 중심 위치를 통해, 총 이동 길이가 최소가 되는 선(직선, 또는 곡선이면 곡률이 크고 직선에 가까운 선)을 산출하고, 이 선을 작업 세트 테이블이 동작하는 궤도 정보로 하는 등 하여 행해진다. 이에 의해, 작업 세트 테이블이 동작하는 때의 관성의 영향을 억제하거나 저감하고 있다. 또한 궤도의 생성 방법은 이에 한정하는 것은 아니며, 다른 방법을 채용해도 좋다.For example, the generation of the trajectory converts, for example, data of two-dimensional line segments of a machined shape into point data at regular intervals, grouping these points in a range of an area where the laser beam output unit can correspond, and the center position of the grouped point data. From all the center positions obtained by calculating the coordinates of each point, a line (ie, a straight line or a curved line with a large curvature and close to straight line) with the minimum total moving length is calculated. Orbital information. This suppresses or reduces the influence of inertia when the working set table operates. The trajectory generation method is not limited thereto, and other methods may be employed.

그리고 생성된 궤도의 소요 세그먼트마다 생성된 동작 정보와 미리 설정한 가부의 기준이 되는 동작 한계값을 비교하고, 상기 동작 정보가 상기 동작 한계값 이하이면(동작 한계값을 초과하지 않으면) "가능"으로 판정하고, 동작 한계값을 초과하면 "불가능"으로 판정한다. 또한, 이 판정 방법은 가부의 기준이 되는 동작 한계값을 결정할 때에 생성된 동작 정보가 가부의 기준이 되는 동작 한계값 미만이면 "가능"으로 판정하고, 동작 한계값 이상이면 "불가능"으로 판정하도록 설정해도 좋다.Then, the generated motion information is compared with the motion limit value, which is a reference value of a preset value, for each required segment of the generated trajectory, and if the motion information is equal to or less than the motion limit value (if the motion limit value is not exceeded), it is possible. If it exceeds the operation limit value, it is determined as "disabled". In addition, this determination method determines that the operation information generated when determining the operation threshold value that is the standard of applicability is " enabled " if it is less than the operation threshold value that is the standard of applicability, and " impossible " You may set.

동작 한계값은 예를 들면, 궤도의 세그먼트가 원호인 경우, 곡률이나 반경의 값마다 소요 조건 하에서 미리 설정되어 있는 허용할 수 있는 한도의 가감 속도 등이다. 또는, 궤도가 굽은 선 형태인 경우, 선분의 각도마다 소요 조건 하에서 미리 설정되어 있는 허용할 수 있는 한도의 가감 속도 등이다.The operating limit value is, for example, an allowable acceleration / deceleration speed which is set in advance under required conditions for each value of curvature or radius when the segment of the track is an arc. Alternatively, when the track is in the form of a curved line, the allowable acceleration / deceleration speed or the like set in advance under required conditions for each angle of the line segment.

생성된 궤도에 있어서, "가능"으로 판정된 세그먼트에서는 생성된 동작 정보인 소요 속도로 작업 세트 테이블을 이동시키면서 레이저광 출사부에서 레이저광을 출사하고, 소재 위를 주사하여 상기 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간을 가공한다. 또한, "불가능"으로 판정된 세그먼트에서는 그 세그먼트의 이동 방향에서 이전의 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간의 종점(다음 가공 시점이 된다)까지 가공한 후, 이 종점(다시 말해, "불가능"으로 판정된 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간의 시점)에서 레이저광의 출사를 정지한다. 상기 가공 형상 구간의 다음 가공 시점에 대응하는 위치까지 이동하는 동안의 작업 세트 테이블의 이동(레이저광 출사부의 상대적인 이동)에 있어서는, 레이저광에 의한 가공을 실행하지 않는 이른바 공주(free running) 상태가 된다.In the generated trajectory, in the segment determined to be "possible", the laser beam output unit emits the laser beam while scanning the work set table at the required speed, which is the generated motion information, and scans the workpiece to correspond to the segment. Machine the shape section. Further, in the segment determined as "impossible", after processing to the end point (which becomes the next machining time point) of the machined shape section corresponding to the previous segment in the direction of movement of the segment, this end point (that is, "impossible") The emission of the laser light is stopped at the point of time of the workpiece shape section corresponding to the determined segment. In the movement of the work set table (relative movement of the laser light emitting portion) during the movement to the position corresponding to the next machining point in the machining shape section, a so-called free running state in which the machining by the laser beam is not executed is performed. do.

그리고 레이저광 출사부는 상대적인 공주 상태를 거쳐 다음 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간의 가공 시점에서 소요 가공 속도에 도달한 후, 가공 시점에 레이저광을 출사하고, 다음 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간의 가공을 계속한다. 이 가공의 계속에 의해 레이저광의 집광부의 소재 위로의 주사는 소요 속도, 또한 동일한 속도(등속)로 중단없이 실행되고, 결과적으로 소재를 고속으로 가공할 수 있음과 더불어, 높은 품질로 가공할 수 있다.After the laser beam output unit reaches the required machining speed at the machining point of the workpiece shape section corresponding to the next segment through the relative free state, the laser beam exiting part emits the laser beam at the machining point, and performs machining of the workpiece shape section corresponding to the next segment. Continue. With this continuation of processing, scanning of the laser beam onto the condensing portion of the laser beam is carried out without interruption at the required speed and at the same speed (constant velocity). As a result, the material can be processed at high speed and processed at high quality. have.

(2) 본 발명은 또한, 상기 생성된 동작 정보가 작업 세트 테이블의 이동 속도의 미분값이고, 상기 미리 설정한 가부의 기준이 되는 동작 한계값이 가감 속도의 동작 한계값인 구성으로 해도 좋다.(2) The present invention may further have a configuration in which the generated operation information is a derivative value of the moving speed of the work set table, and the operation limit value, which is a reference value of the preset provisional value, is an operation limit value of acceleration and deceleration.

이 경우는 미리 설정한 소재의 가공 형상에 대응하여, 레이저광 출사부에 의한 레이저광의 주사 범위 내에서 레이저광을 연속적으로 소요 속도, 또한 등속으로 주사하는 것이 가능한 작업 세트 테이블의 궤도 및 속도를 생성하고, 상기 생성된 궤도의 소요 세그먼트마다 생성된 속도의 미분값과 미리 설정한 가부의 기준이 되는 가감 속도의 동작 한계값을 비교하여, 속도의 미분값이 동작 한계값 이하이면 "가능"으로 판정하고, 동작 한계값을 초과하면 "불가능"으로 판정하여 가부의 각 케이스마다 상기 (1)의 경우와 마찬가지로 필요의 동작을 행하게 된다.In this case, the trajectory and the speed of the working set table capable of continuously scanning the laser light at a required speed and at a constant speed are generated within the scanning range of the laser light by the laser light output unit in accordance with the processing shape of the material set in advance. And compares the derivative value of the generated speed for each required segment of the generated trajectory with the operation limit value of the acceleration / deceleration speed, which is a reference value of a preset provisional value, and determines that the differential value of the speed is equal to or less than the operation limit value. When the operation limit value is exceeded, it is determined as "disabled" and necessary operation is performed in the same manner as in (1) above for each case.

(3) 본 발명은 또한, 상기 소재의 가공 종료 후, 상기 소재에 남는 실제 가공 형상을 계측하고, 상기 실제 가공 형상과 상기 미리 설정한 소재의 가공 형상을 비교하여, 그 차이를 보정하는 공정을 구비하는 구성으로 하는 것으로도 할 수 있다.(3) The present invention further provides a step of measuring the actual processed shape remaining on the raw material after finishing processing of the raw material, comparing the actual processed shape with the processed shape of the preset raw material, and correcting the difference. It can also be set as the structure provided.

이 경우, 소재의 가공 완료 후, 소재를 필요의 위치(계측 위치)로 이동시켜 화상 센서에 의해 소재에 남아있는 실제 가공 형상을 계측한다. 이 계측 데이터와 가공 조건인 미리 설정한 소재의 가공 형상 데이터를 비교하고, 그 차이를 산출한다. 이 차이를 보정값으로 하여 다음 가공에서 보정값을 사용한 가공을 실행한다.In this case, after completion of the work of the work, the work is moved to the required position (measurement position) and the actual processed shape remaining on the work is measured by the image sensor. This measurement data is compared with the processing shape data of the preset material which is a processing condition, and the difference is calculated. Using this difference as a correction value, the machining using the correction value is executed in the next machining.

따라서 신호의 지연이나 가동부의 기계적 저항 등으로 인해, 미리 설정한 소재의 가공 형상에 대한 실제 가공 형상의 오차를 보다 작게 할 수 있고, 소재의 가공 정밀도가 향상된다. 또한, 이 보정은 소재마다 행해도 좋고, 소재를 복수 가공할 때마다 행해도 좋다.Therefore, due to the delay of the signal, the mechanical resistance of the movable part, or the like, the error of the actual machining shape with respect to the machining shape of the preset material can be made smaller, and the machining accuracy of the material is improved. In addition, this correction | amendment may be performed for every raw material, and may be performed every time a plurality of raw materials are processed.

(4) 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 가공 장치는 레이저광을 출사하는 레이저광 출사부와, 소재의 부착부이고, 상기 레이저광 출사부에서 출사되는 레이저광에 의해 주사할 수 있는 2차원 방향의 필요 범위 내의 전역에서 구동부에 의해 이동 조작이 가능한 작업 세트 테이블과, 미리 설정한 소재의 가공 형상에 대응하여, 레이저광 출사부의 레이저광의 주사 범위를 이용하고, 작업 세트 테이블의 이동 시에, 관성의 영향을 억제할 수 있도록, 또한 총 이동 길이가 최소가 되도록, 상기 작업 세트 테이블의 궤도 및 동작 정보를 생성하고, 상기 생성된 궤도의 소요 세그먼트마다 상기 동작 정보와 미리 설정한 가부의 기준이 되는 동작 한계값을 비교하여, 상기 동작 정보가 상기 동작 한계값 이하이면 "가능"으로 판정하고, 상기 동작 한계값을 초과하면 "불가능"으로 판정하도록 하여, 상기 생성된 궤도의 상기 "가능"으로 판정된 세그먼트에서는 상기 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간을 상기 동작 정보를 바탕으로 상기 작업 세트 테이블을 이동시키면서 레이저광을 주사하여 가공하고, 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에서는 그 세그먼트의 이동 방향에서 이전의 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간의 종점까지 가공한 후, 상기 종점에서 레이저광의 출사를 정지하고, 가공을 정지한 상태에서 상기 작업 세트 테이블을 소요 속도로 이동시켜, 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에 이동했을 때, 상기 가공을 정지한 곳에서부터 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간의 가공을 계속하도록 하는 동작 정보를 생성하는 동작 정보 생성부와, 상기 구동부에서 상기 작업 세트 테이블의 위치 정보를 받아 상기 레이저광 출사부에 상기 동작 정보 생성부에서 생성된 출사 지령을 내보내는 레이저 제어부와, 상기 구동부에서 작업 세트 테이블의 위치 정보를 받아 작업 세트 테이블을 이동시키는 상기 구동부에 상기 동작 정보 생성부에서 생성된 동작 지령을 내보내는 동작 제어부를 구비한다.(4) The laser processing apparatus of the present invention for achieving the above object is a laser light emitting portion for emitting laser light, and an attachment portion of a material, which can be scanned by laser light emitted from the laser light emitting portion. When the work set table is moved using a work set table that can be moved by the drive unit within a required range in the two-dimensional direction, and a scanning range of the laser beam of the laser light output section corresponding to the processing shape of a predetermined material. In addition, the trajectory and motion information of the working set table are generated so that the influence of inertia can be suppressed, and the total travel length is minimized, and the motion information and the preset provisional information are required for each required segment of the generated trajectory. By comparing the operation threshold value as a reference, if the operation information is less than or equal to the operation limit value, it is determined as "enabled", and the operation limit value is determined. If it is exceeded, it is determined as "disabled". In the segment determined as "enabled" of the generated trajectory, the laser beam is moved while moving the work set table based on the operation information in the machining shape section corresponding to the segment. After scanning and processing, the segment determined as "impossible" is processed from the direction of movement of the segment to the end point of the processing shape section corresponding to the previous segment, and then the emission of the laser beam is stopped at the end point, and the processing is stopped. When the working set table is moved at a required speed in one state and moved to the segment determined to be "disabled", the machining of the machining shape section corresponding to the segment determined to be "disabled" from the place where the machining is stopped is performed. An operation information generator for generating operation information for continuing the operation; A laser controller which receives the position information of the work set table and sends out an emission command generated by the operation information generator to the laser light emitting unit; and the drive unit receives the position information of the work set table to move the work set table. And an operation control unit which sends an operation command generated by the operation information generation unit to a drive unit.

레이저 가공 장치는 다음과 같은 작용을 한다.The laser processing apparatus works as follows.

먼저, 필요한 소재의 가공 형상 데이터를 동작 정보 생성부에 입력한다.First, the processing shape data of the required raw material is input to an operation information generation part.

다음으로, 입력한 데이터를 바탕으로 동작 정보 생성부에 의해 작업 세트 테이블을 움직이게 하는 구동부의 동작 정보와, 레이저광 출사부의 동작 정보가 생성된다.Next, based on the input data, the operation information generation unit generates the operation information for driving the work set table and the operation information for the laser light emitting unit.

즉, 미리 설정한 소재의 가공 형상에 대응하여 레이저광 출사부에 의한 레이저광의 주사 범위 내에서 레이저광을 연속적인 소요 속도, 또한 등속으로 주사하는 것이 가능한 작업 세트 테이블의 궤도 및 속도 정보를 생성한다.That is, the trajectory and speed information of the work set table capable of scanning the laser light continuously at a required speed and at a constant speed is generated within the scanning range of the laser light by the laser light output unit corresponding to the processing shape of the preset material. .

또한, 생성된 궤도의 소요 세그먼트마다 상기 생성된 동작 정보와 미리 설정 된 가부의 기준이 되는 동작 한계값을 비교하고, 동작 정보가 상기 동작 한계값 이하이면 "가능"으로 판정하고, 동작 한계값을 초과하면 "불가능"으로 판정한다. 생성된 궤도에서 "가능"으로 판정된 세그먼트에서는 생성된 동작 정보인 소요 속도로 작업 세트 테이블을 이동시키면서 레이저광 출사부에서 레이저광을 출사하고, 소재 위를 주사하여 상기 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간을 가공하도록 하고, "불가능"으로 판정된 세그먼트에서는 그 세그먼트의 이동 방향에서 이전의 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간의 종점(다음 가공 시점이 된다)까지 가공한 후, 상기 종점(방향 전환점)에서 레이저광의 출사를 정지하고, 상기 가공 형상 구간의 다음 가공 시점에 대응하는 위치까지 이동하는 동안의 작업 세트 테이블의 이동(레이저광 출사부의 상대적인 이동)에 있어서는, 레이저광에 의한 가공을 실행하지 않도록 하고, 다음 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간의 시점에서 가공을 시작하도록 하는 동작 정보를 생성한다.In addition, the generated motion information is compared with the operation limit value which is a preset reference value for each required segment of the generated trajectory. If the operation information is equal to or less than the operation limit value, it is determined as "enabled", and the operation limit value is determined. If exceeded, it is determined as "impossible". In the segment determined to be "possible" in the generated trajectory, the laser beam output unit emits the laser beam while moving the work set table at the required speed, which is the generated motion information, and scans the material onto the workpiece shape section corresponding to the segment. In the segment determined to be impossible, in the segment moving direction of the segment to the end point (which becomes the next machining point) of the machined shape section corresponding to the previous segment, and then at the end point (direction turning point) In the movement of the work set table (relative movement of the laser light emitting portion) while stopping the emission of the laser light and moving to the position corresponding to the next processing time point in the processing shape section, the processing by the laser light is not performed. To start machining at the beginning of the machining contour section corresponding to the next segment. Generate action information.

이러한 생성된 동작 정보를 바탕으로 동작 제어부에서 구동부로 동작 지령이 출력되고, 작업 세트 테이블이 이동한다. 또한, 구동부에서 작업 세트 테이블의 현재 위치를 표시하는 2차원 방향의 신호가 출력되어, 레이저 제어부와 동작 제어부로 보내지고, 이 신호를 바탕으로 동작 제어부에서 구동부로의 최적의 동작 신호 피드백이 순차적으로 진행되며, 이에 의해 작업 세트 테이블은 정밀하게 동작한다.On the basis of the generated operation information, an operation command is output from the operation control unit to the driving unit, and the work set table is moved. In addition, the driver outputs a signal in a two-dimensional direction indicating the current position of the working set table, which is sent to the laser control unit and the operation control unit, and based on this signal, optimal operation signal feedback from the operation control unit to the driving unit is sequentially obtained. And the working set table operates precisely.

그리고 레이저 제어부로 작업 세트 테이블의 동작에 의한 2차원 방향의 신호가 보내지고, 이 신호를 바탕으로 그 시점에서의 동작 정보로 이른바 연속적으로 갱신되고, 갱신된 동작 정보가 순차적으로 레이저 제어부로부터 레이저광 출사부로 출력된다.Then, a signal in the two-dimensional direction due to the operation of the work set table is sent to the laser control unit, and based on this signal, it is continuously updated with operation information at that point in time, and the updated operation information is sequentially transmitted from the laser control unit. Output to the exit section.

이와 같이, 레이저광 출사부와 소재의 상대적이고 물리적인 이동에 의해 집광부의 주사를 행하는 레이저 가공에서 작업 세트 테이블의 이동 속도의 생성 값이 생성된 궤도의 미리 설정한 가부의 기준이 되는 가감 속도의 동작 한계값을 초과하는(부하가 크게된다) 세그먼트(즉 "불가능"으로 판정된 세그먼트)에서는 그 세그먼트의 이동 방향에서 이전의 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간의 종점까지 가공한 후, 종점에서 레이저광의 출사를 정지하기 위해 다음 세그먼트("불가능"으로 판정된 세그먼트)에 대응하는 가공 형상 구간의 가공 시점으로 이동하기까지의 동안에는 레이저광 출사부가 소재에 대해서 상대적인 공주 상태가 된다.Thus, in the laser processing which scans a light converging part by the relative physical movement of a laser beam output part and a raw material, the generation value of the moving speed of a working set table becomes the reference | standard of the preset provisional or not of the created track | orbit. In a segment exceeding an operating limit of (loading becomes large) (i.e., a segment determined to be "impossible"), it is machined to the end point of the machining contour section corresponding to the previous segment in the direction of movement of the segment, and then at the end point. In order to stop the emission of the laser light, the laser light output portion becomes the free state relative to the raw material until it moves to the processing point of the processing shape section corresponding to the next segment (segment determined as "impossible").

또한, 궤도에서 소정의 속도로 가속하고, 다음 세그먼트로 이동했을 때, 상기 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간의 가공 시점에 레이저광을 출사하고, 공주전에 가공을 정지한 곳(위치)에서부터 이 구간의 레이저광에 의한 가공을 계속하여 행한다. 즉, 레이저광 집광부를 소재에 대해서 소요 속도로 일정한 속도로 끊김 없이 주사할 수 있기 때문에, 고속으로 높은 품질로 가공할 수 있다.Further, when accelerating at a predetermined speed in the trajectory and moving to the next segment, the laser beam is emitted at the processing time of the processing shape section corresponding to the segment, and the processing is stopped from the position (position) where the processing is stopped before the princess. Processing with a laser beam is continued. That is, since the laser beam condenser can be scanned at a constant speed without interruption with respect to the material, it can be processed at high quality at high speed.

(5) 본 발명은 상기 구동부가 제1 리니어 인코더를 구비하는 제1 구동축과, 상기 제1 구동축에 상기 제1 구동축과 평행하게 이동 가능하게 설치되고 상기 제1 구동축과 대략 직교하는 제2 구동축을 구비하고, 상기 작업 세트 테이블이 상기 제2 구동축에 이동 가능하게 설치되어 있는 구성으로 할 수도 있다.(5) The present invention provides a drive unit including a first drive shaft having a first linear encoder and a second drive shaft installed on the first drive shaft so as to be movable in parallel with the first drive shaft and substantially perpendicular to the first drive shaft. It is also possible to have a configuration in which the work set table is provided on the second drive shaft so as to be movable.

이 경우, 작업 세트 테이블의 2차원 방향의 필요 범위 내의 전역에서의 이동을 제1 구동축과 제2 구동축에 의해 행할 수 있다. 또한, 제1 구동축이 구비하고 있는 제1 리니어 인코더와, 제2 구동축이 구비하고 있는 제2 리니어 인코더 쌍방으로부터 전송되는 정보에 의해 작업 세트 테이블의 2차원적 위치를 특정하는 것이 가능하게 된다.In this case, the first drive shaft and the second drive shaft can be moved in the entire region within the required range of the work set table in the two-dimensional direction. Moreover, it becomes possible to specify the two-dimensional position of a work set table by the information transmitted from both the 1st linear encoder with which the 1st drive shaft is equipped, and the 2nd linear encoder with which the 2nd drive shaft is provided.

(6) 본 발명은 상기 소재의 가공 완료 후, 상기 소재에 남는 실제 가공 형상을 계측하는 화상 센서를 구비하고 있고, 상기 동작 정보 생성부에서 상기 실제 가공 형상과 상기 미리 설정한 소재의 가공 형상을 비교하여, 그 차이를 보정하고, 그 보정값을 사용하여 상기 레이저 제어부에 의한 상기 레이저광 출사부의 제어와, 상기 동작 제어부에 의한 상기 작업 세트 테이블의 이동 제어를 실행하도록 한 구성으로 할 수도 있다.(6) The present invention includes an image sensor for measuring the actual processed shape remaining on the raw material after completion of processing of the raw material, wherein the motion information generating unit performs the processing shape of the actual processed shape and the preset raw material. In comparison, the difference may be corrected, and the correction value may be used to perform the control of the laser beam output unit by the laser control unit and the movement control of the work set table by the operation control unit.

이 경우는, 먼저 소재의 가공 완료 후, 소재를 소요 위치(계측 위치)로 이동시켜 화상 센서에 의해 소재에 남아있는 실제 가공 형상을 계측한다. 이 계측값의 데이터와 가공 조건인 미리 설정한 소재의 가공 형상 데이터와 비교하고, 차이를 산출한다. 이 차이를 보정값으로 하고, 다음의 가공에서 보정값을 사용하여 가공을 실행한다. 이에 의해, 전기 신호의 지연이나 가동부의 기계적 저항 등으로 기인하는 미리 설정한 소재의 가공 형상과 실제 가공 형상의 오차를 보다 작게 할 수 있고, 소재의 가공 정밀도가 향상된다.In this case, first, after completion of the work of the work, the work is moved to the required position (measurement position) to measure the actual work shape remaining on the work by the image sensor. The difference is calculated by comparing the data of this measured value with the processing shape data of the preset material which is the processing condition. This difference is used as a correction value, and machining is performed using the correction value in the next machining. Thereby, the error of the process shape of a predetermined raw material and actual process shape resulting from delay of an electrical signal, the mechanical resistance of a movable part, etc. can be made smaller, and the processing precision of a raw material improves.

(7) 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 가공 방법은 미리 설정한 소재의 가공 형상에 대응하여, 레이저광 출사부의 레이저광의 주사 범위를 이용하고, 작어 세트 테이블의 이동시에 관성의 영향을 억제할 수 있도록, 그리고 총 이동 길이가 최소가 되도록, 상기 작업 세트 테이블의 궤도 및 동작 정보를 생성하고, 상기 생성된 궤도의 소요 세그먼트마다 상기 동작 정보와 미리 설정한 가부의 기준이 되는 동작 한계값과 비교하여, 상기 동작 정보가 상기 동작 한계값 이하이면 "가능"으로 판정하고, 상기 동작 한계값을 초과하면 "불가능"으로 판정하는 공정과, 상기 생성된 궤도의 상기 "가능"으로 판정된 세그먼트에서는 상기 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간을 상기 동작 정보를 바탕으로 상기 작업 세트 테이블을 이동시키면서 레이저광을 주사하여 가공하고, 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에서는 그 세그먼트에 포함되는 방향 전환점을 경계로 하는 각 세그먼트에서 이동 방향으로 이전 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간을 시점에서 종점까지 가공한 후, 상기 종점에서 레이저광의 출사를 정지하고, 가공을 정지한 상태에서 상기 작업 세트 테이블을 소요 속도로 이동시켜 다음 세그먼트로 이동했을 때, 상기 구간의 가공을 정지한 곳에서 다음 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간의 가공을 계속하는 공정을 구비한다.(7) The laser processing method of the present invention for achieving the above object utilizes the scanning range of the laser beam of the laser beam output unit in correspondence to the processing shape of the material set in advance, thereby reducing the influence of inertia upon movement of the set table. To suppress and to minimize the total length of movement, the trajectory and motion information of the working set table are generated, and the motion limit value which is the reference value of the motion information and a preset provisional value for each required segment of the generated trajectory. And comparing it with "operation value" if the operation information is equal to or less than the operation limit value, and determining "impossible" if it exceeds the operation limit value, and segment determined as "enabled" of the generated trajectory. In the step while moving the work set table on the basis of the operation information to the machining shape section corresponding to the segment After processing by scanning low light, and in the segment determined to be "impossible", after processing the machining shape section corresponding to the previous segment in the moving direction in each segment bounded by the direction change point included in the segment from the start point to the end point The processing corresponding to the next segment at the place where the processing of the section is stopped when the work set table is moved to the next segment by stopping the output of the laser light at the end point and moving the working set table at the required speed in the state of stopping the processing; The process of continuing processing of a shape section is provided.

이 레이저 가공 방법으로는 생성된 궤도에서 "가능"으로 판정된 세그먼트에서는 생성된 동작 정보인 소요 속도로 작업 세트 테이블을 이동시키면서 레이저광 출사부에서 레이저광을 출사하고, 소재 위를 주사하여 상기 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간을 가공한다. 또한, 궤도에서 "불가능"으로 판정된 세그먼트에서는 그 세그먼트의 이동 방향에서 방향 전환점 이전의 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간의 종점(다음 가공 시점이 된다)까지 가공한 후, 종점(방향 전환점)에서 레이저광의 출사를 정지한다. 상기 가공 형상 구간의 다음 가공 시점에 대응하는 위치까지 이동하는 동안의 작업 세트 테이블의 이동(레이저광 출사부의 상대적인 이동)에 있어서는, 레이저광에 의한 가공을 실행하지 않는 이른바 공주 상태가 된다.In this laser processing method, in a segment determined to be "possible" in the generated trajectory, the laser light emitting unit emits laser light while scanning the work set table while moving the work set table at the required speed, which is generated motion information, and scanning the material onto the segment. Machine the machining shape section corresponding to. Further, in the segment determined to be "disabled" in the orbit, after processing to the end point (which becomes the next machining point) of the machining contour section corresponding to the segment before the turning point in the direction of movement of the segment, the end point (direction turning point) The emission of the laser light is stopped. In the movement of the work set table (relative movement of the laser light exiting part) during the movement to the position corresponding to the next machining point in the machining shape section, a so-called free state is not performed.

그리고 레이저광 출사부는 상대적인 공주 상태를 거쳐 다음 세그먼트(방향 전환점 이후의 세그먼트)에 대응하는 가공 형상 구간의 가공 시점에서 소요 가공 속도에 도달한 후, 가공 시점에 레이저광을 출사하고, 다음 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간의 가공을 계속한다. 이 가공의 계속에 의해 레이저광 집광부의 소재 위에서의 주사는 소요 속도, 또한 동일한 속도(등속)로 중단없이 실행되고, 결과적으로 소재를 고속으로 가공할 수 있고, 동시에 높은 품질로 가공할 수 있다.After the laser beam output unit reaches the required machining speed at the machining point of the machining contour section corresponding to the next segment (segment after the turning point) through the relative free state, the laser beam emitting part emits the laser beam at the machining point and corresponds to the next segment. Processing of the processing shape section to be continued. With this continuation of the processing, scanning on the material of the laser beam condenser is carried out without interruption at the required speed and at the same speed (constant velocity), and as a result, the material can be processed at high speed and at the same time high quality. .

본 발명은 레이저광 출사부와 소재의 상대적이고 물리적인 이동에 의해 집광부의 주사를 행하는 레이저 가공에서 레이저광을 소재에 대해서 소요 속도, 또한 등속으로 주사하여 고속으로 높은 품질로 가공을 행할 수 있는 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치를 제공할 수 있다.The present invention can be processed at high speed by scanning the laser light to the material at a constant speed and constant velocity in the laser processing for scanning the light collecting part by the relative physical movement of the laser light output unit and the material. A laser processing method and a laser processing apparatus can be provided.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 가공 장치의 실시 형태를 나타내는 설명도이다.
도 2는 레이저 가공 장치를 구성하는 작업 세트 테이블의 구조를 나타내고, 필름을 고정한 상태를 나타내는 평면에서 본 설명도이다.
도 3은 레이저 가공 장치를 구성하는 동작 정보 생성기에서의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 레이저 가공 장치를 구성하는 구동축 제어기 및 갈바노 스캐너의 동작의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 레이저 가공 장치를 구성하는 화상 센서를 이용한 가공 형상 데이터의 보정을 행하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6 (a)는 데이터 상의 가공 형상을 나타내는 설명도, (b)는 가공 형상 구간마다 가공 조건을 입력하고 있는 상태를 나타내는 설명도, (c)는 가공 형상을 가공 형상 데이터로 세분화하고, 다시 직선과 원호의 세 종류의 객체로 분류하고 있는 상태를 나타내는 설명도, (d)는 점 객체를 예시한 상태를 나타내는 설명도이다.
도 7 (a)는 객체를 그룹화한 상태의 설명도, (b)는 작업 세트 테이블이 가능한 직선 동작을 할 수 있게 궤도를 산출하고 있는 상태의 설명도, (c)는 구동동의 동작 정보를 작성하고 있는 상태의 설명도, (d)는 갈바노 스캐너의 동작 정보를 작성하고 있는 상태의 설명도이다.
도 8은 작업 세트 테이블의 궤도의 일례를 나타내고, 궤도에 공주부를 추가하는 경우의 작업 세트 테이블의 동작 설명도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which shows embodiment of the laser processing apparatus which concerns on this invention.
It is explanatory drawing seen from the plane which shows the structure of the working set table which comprises a laser processing apparatus, and shows the state which fixed the film.
3 is a flowchart showing the flow of operation in the motion information generator constituting the laser processing apparatus.
4 is a flowchart showing the flow of operations of a drive shaft controller and a galvano scanner constituting a laser processing apparatus.
5 is a flowchart showing an operation of correcting processed shape data using an image sensor constituting a laser processing apparatus.
6 (a) is an explanatory diagram showing a processed shape on data, (b) is an explanatory diagram showing a state in which machining conditions are input for each machining shape section, and (c) is broken down into processed shape data again. Explanatory drawing which shows the state classified into three types of objects, a straight line and an arc, (d) is explanatory drawing which shows the state which illustrated the point object.
7A is an explanatory diagram of a state in which objects are grouped; (D) is explanatory drawing of the state which created the operation information of a galvano scanner.
8 shows an example of the trajectory of the work set table, and is an operation explanatory diagram of the work set table in the case of adding the freezing section to the track.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.An embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2.

우선, 본 발명의 레이저 가공 장치(A)의 동작 시스템의 구조를 설명한다.First, the structure of the operation system of the laser processing apparatus A of this invention is demonstrated.

도 1에 나타낸 레이저 가공 장치(A)는 베이스판(17)을 구비한다. 베이스판 (17)의 상면의 X 방향의 중앙에는, 제1 구동축인 Y 방향 구동축(10)이 Y 방향을 향해 고정되어 있다. Y 방향 구동축(10)에는 거의 전체 길이에 걸쳐 제1 리니어 인코더(linear encoder)인 Y 방향 리니어 인코더(11)가 설치되어 있다.The laser processing apparatus A shown in FIG. 1 is provided with the base board 17. In the center of the X direction of the upper surface of the base plate 17, the Y direction drive shaft 10 which is a 1st drive shaft is being fixed to a Y direction. The Y-direction drive shaft 10 is provided with a Y-direction linear encoder 11 which is a first linear encoder over almost the entire length.

Y 방향 구동축(10) 위에는, 제2 구동축인 X 방향 구동축(8)이 Y 방향 구동축(10)과 직각 방향(X 방향)으로 향해 있고, 또한 Y 방향 리니어 인코더(11)에 의해 좌표가 특정될 수 있도록 Y 방향으로 이동 가능하게 부착되어 있다. X 방향 구동축(8)에는 거의 전체 길이에 걸쳐, 제2 리니어 인코더인 X 방향 리니어 인코더(9)가 설치되어 있다. 또한, X 방향 구동축(8) 위에는, 후술하는 작업 세트 테이블(work set table)(7)이 X 방향 리니어 인코더(9)에 의해 좌표가 특정될 수 있도록 X 방향으로 이동 가능하게 부착되어 있다. Y 방향 구동축(10)과 X 방향 구동축(8)은 작업 세트 테이블(7)을 이동시키는 구동부를 구성한다.On the Y-direction drive shaft 10, the X-direction drive shaft 8, which is the second drive shaft, is oriented in a direction perpendicular to the Y-direction drive shaft 10 (X direction), and coordinates are specified by the Y-direction linear encoder 11. It is attached to be movable in Y direction. The X direction drive shaft 8 is provided with the X direction linear encoder 9 which is a 2nd linear encoder over almost full length. Moreover, on the X direction drive shaft 8, the work set table 7 mentioned later is attached so that a coordinate can be specified by the X direction linear encoder 9 so that a movement to the X direction is possible. The Y-direction drive shaft 10 and the X-direction drive shaft 8 constitute a drive unit for moving the work set table 7.

베이스판(17)의 후면측에는 가대(18)가 설치되어 있다. 가대(18) 위에는, 레이저 발진기(1)가 설치되어 있다. 또한, 가대(18)의 전면에는, 헤드 승강 기구부(5)가 설치되어 있다. 헤드 승강 기구부(5)의 승강 제어가 가능한 승강체(50)에는 레이저광 출사부를 구성하는 갈바노 스캐너(galvanometer scanner)(4)가 고정되어 있다. 갈바노 스캐너(4)는 아래쪽으로 출사부인 fθ 렌즈(f theta lens)(3)를 구비하고, fθ 렌즈 외에, 미러 등의 광학 시스템에 의해 레이저광을 주사하는 것이다.On the rear side of the base plate 17, a mount 18 is provided. On the mount 18, the laser oscillator 1 is provided. Moreover, the head lifting mechanism part 5 is provided in the front surface of the mount 18. A galvanometer scanner 4 constituting a laser beam output unit is fixed to a lifting body 50 capable of lifting control of the head lifting mechanism unit 5. The galvano scanner 4 is provided with a f theta lens 3 which is an exit portion downward, and scans laser light by an optical system such as a mirror in addition to the f theta lens.

또한, 갈바노 스캐너(4)는 개별적으로, 그 스캐너 특유의(독자적인) 레이저광의 주사 범위를 구비하고 있다. 이 특유의 주사 범위는, 이후 설명하는 작업 세트 테이블(7)이 가능한 한 직선적으로 동작할 수 있는 궤도를 산출하는 경우에도, 조건의 하나로서 데이터 입력에 사용된다. 승강체(50)에는 갈바노 스캐너(4)의 옆에 화상 센서(6)가 병설되어 있다. 또한, 레이저 발진기(1)에서는 갈바노 스캐너(4)로 이어지는 레이저광로(2)가 연장되어 있다.In addition, the galvano scanner 4 is individually provided with the scanning range of the laser beam peculiar to the scanner. This unique scanning range is used for data input as one of the conditions even when the working set table 7 described later calculates a trajectory capable of operating as linearly as possible. The lifting body 50 is provided with an image sensor 6 beside the galvano scanner 4. In the laser oscillator 1, the laser light path 2 leading to the galvano scanner 4 is extended.

또한, 상기 동작 시스템을 동작시키는 제어 시스템으로서, 동작 제어부인 구동축 제어기(14), 레이저 제어부인 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15), 동작 정보 생성부인 동작 정보 생성기(16), 이에 더해 X 방향 인코더 신호 분배기(12) 및 Y 방향 인코더 신호 분배기(13)를 구비하고 있다. 이러한 제어 시스템은 제어 시스템 내와, 제어 시스템과 동작 시스템 사이에서, 신호선을 통해 지령 신호(제어 신호)의 교환을 실행한다.Further, as a control system for operating the operation system, a drive shaft controller 14 as an operation control unit, a galvano scanner and a laser beam emission controller 15 as a laser control unit, an operation information generator 16 as an operation information generation unit, and X The direction encoder signal divider 12 and the Y direction encoder signal divider 13 are provided. Such a control system performs the exchange of a command signal (control signal) through a signal line in the control system and between the control system and the operation system.

이하, 더욱 상세히 설명한다. 먼저 구동축 제어기(14)로부터는, 신호선 L1을 통해 Y 방향 구동축(10)에 Y 방향 구동축 제어 지령이 보내지고, 신호선 L2를 통해 X 방향 구동축(8)에 X 방향 구동축 제어 지령이 보내진다. Y 방향 리니어 인코더(11)로부터는, 신호선 L3을 통해 Y 방향 인코더 신호 분배기(13)에 Y 방향 인코더 신호가 보내지고, Y 방향 인코더 신호는 구동축 제어기(14)와 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)에 신호선 L4, L5를 통해 분배된다.It will be described in more detail below. First, from the drive shaft controller 14, a Y direction drive shaft control command is sent to the Y direction drive shaft 10 via the signal line L1, and an X direction drive shaft control command is sent to the X direction drive shaft 8 via the signal line L2. From the Y-direction linear encoder 11, the Y-direction encoder signal is sent to the Y-direction encoder signal splitter 13 via the signal line L3, and the Y-direction encoder signal is transmitted to the drive shaft controller 14, the galvano scanner and the laser light output controller. It is distributed to 15 via signal lines L4 and L5.

X 방향 리니어 인코더(9)로부터는, 신호선 L6를 통해 X 방향 인코더 신호 분배기(12)에 X 방향 인코더 신호가 보내지고, X 방향 인코더 신호는 구동축 제어 기(14)와 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)에 신호선 L7, L8를 통해 분배된다. 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)는 신호선 L9을 통해 갈바노 스캐너(4)에 갈바노 스캐너 제어 지령이 보내지고, 신호선 L10를 통해 레이저 발진기(1)에 레이저광 출사 지령이 보내진다.From the X-direction linear encoder 9, the X-direction encoder signal is sent to the X-direction encoder signal splitter 12 via the signal line L6, and the X-direction encoder signal is outputted to the drive shaft controller 14, the galvano scanner and the laser light. It is distributed to the controller 15 via signal lines L7 and L8. The galvano scanner and the laser light emission controller 15 send a galvano scanner control command to the galvano scanner 4 via the signal line L9, and send a laser light emission command to the laser oscillator 1 via the signal line L10.

또한, 화상 센서(6)로부터는, 신호선 L11를 통해 동작 정보 생성기(16)에 화상 정보가 보내진다. 이 화상 정보는 신호선 L12를 통해 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)에 보내지고, 신호선 L13을 통해 구동축 제어기(14)에 보내진다.Moreover, image information is sent from the image sensor 6 to the motion information generator 16 via the signal line L11. This image information is sent to the galvano scanner and laser light output controller 15 via the signal line L12, and to the drive shaft controller 14 via the signal line L13.

다음으로, 도 2를 참조하여, 레이저 가공 장치(A)에서 채용하고 있는 작업 세트 테이블(7)에 대해 설명한다.Next, with reference to FIG. 2, the working set table 7 employ | adopted by the laser processing apparatus A is demonstrated.

작업 세트 테이블(7)은 필름이나 시트 등의 가공 대상물인 소재(work)를 흡착해서 고정한다. 일반적으로, 레이저 가공 장치의 테이블에는, 고정된 소재를 절단하는 경우에, 가공점에서 벗어난 레이저광의 반사에 의한 영향을 억제하기 위해 소재의 가공할 곳은 공중에 띄운 상태로 유지할 필요가 있다.The work set table 7 adsorbs and fixes the workpiece | work which is processing objects, such as a film and a sheet | seat. In general, when cutting a fixed material, the table of the laser processing apparatus needs to keep the place where the material is to be processed in the air in order to suppress the influence caused by the reflection of the laser light deviating from the processing point.

통상은, 상면에 소재의 가공하는 부분(가공 형상)과 대응하는 형상의 홈을 설치한 테이블이 이용되고 있다. 그러나 소재의 가공 형상은 다양하며, 이에 대응하는 홈 형상을 가지는 테이블을 미리 제작해 두고, 이들을 관리하는 것은 번거로운 데다가, 비용적으로도 부담이 크다.Usually, the table which provided the groove | channel of the shape corresponding to the process part (processing shape) of a raw material on the upper surface is used. However, the processing shape of the material is various, it is cumbersome to manage the table having a groove shape corresponding to it in advance, and to manage them, and the burden is also expensive.

레이저 가공 장치(A)가 구비하는 작업 세트 테이블(7)은 사각형의 테이블 본체(70)를 가지며, 그 표면에는 거의 전면에 걸쳐 다수의 흡기 구멍(71)이 설치되어 있다. 또한 테이블 본체(70)의 표면에는, 크기가 다른 사각형으로 동일한 두께를 갖는 흡착 블록(72, 72a)이 적절히 배열되어 착탈 가능하게 고정되어 있다. 큰 흡착 블록(72)과 작은 흡착 블록(72a)은, 예를 들어 도 2와 같이 배열되어 있다.The working set table 7 of the laser processing apparatus A has a rectangular table main body 70, and a large number of intake holes 71 are provided on the surface of the work set table 7. Moreover, the adsorption blocks 72 and 72a which have the same thickness in the square of a different magnitude | size are appropriately arranged on the surface of the table main body 70, and are detachably fixed. The large adsorption block 72 and the small adsorption block 72a are arrange | positioned like FIG. 2, for example.

따라서 각 흡착 블록(72, 72a)의 상면에 설치되어 상기 흡기 구멍(71)에 연통하는 흡착 구멍(73)으로부터 흡기함으로써, 소재를 테이블 본체(70)의 표면으로부터 가공부를 공중에 띄운 상태에서 흡착할 수 있다. 또한, 각 흡착 블록(72, 72a)을 고정함으로써, 한 단계 낮아진 테이블 본체(70)의 표면에 있는 각 흡기 구멍(71)에 의해, 레이저 가공에 의해 발생한 소재의 기화물 등을 흡입하여 제거할 수가 있다.Accordingly, the material is sucked from the suction hole 73 provided on the upper surfaces of the suction blocks 72 and 72a so as to communicate with the suction hole 71, so that the raw material is sucked from the surface of the table main body 70 in the air. can do. In addition, by fixing the respective adsorption blocks 72 and 72a, each intake hole 71 in the surface of the table main body 70 lowered by one step sucks and removes vapors and the like of the material generated by laser processing. There is a number.

또한, 이 예에서는, 소재인 도 2에 점선으로 나타낸 필름(700)에서, 각 흡착블록(72)에 대응하는 일점쇄선으로 표시한 사각형의 가공 형상(74), 흡착 블록(72a) 2개 세트에 대응하는 사각형의 가공 형상(75), 흡착 블록(72a) 12개에 대응하는 십자형의 가공 형상(76) 및 동일하게 흡착 블록(72a) 12개에 대응하는 원형의 가공 형상(77)이 설정되어 있다.In addition, in this example, in the film 700 shown by the dotted line in FIG. 2 which is a raw material, two sets of the square processing shape 74 and the adsorption block 72a shown by the dashed-dotted line corresponding to each adsorption block 72 are set. Square machining shape 75 corresponding to the shape, cross-shaped machining shape 76 corresponding to twelve suction blocks 72a, and circular machining shape 77 corresponding to twelve suction blocks 72a. It is.

여기서, 도 1을 참조하여 레이저 가공 장치(A)의 동작을 개략적으로 설명한다. 레이저 가공 장치(A)는 출사부인 갈바노 스캐너(4)에 의한 레이저광의 주사 속도 및 작업 세트 테이블의 이동에 의해 얻어지는 이동 속도와의 합성 속도를 이용함으로써, 가공 대상물에 대한 레이저광의 주사가 가능한 구성이다.Here, with reference to FIG. 1, operation | movement of the laser processing apparatus A is demonstrated schematically. The laser processing apparatus A is the structure which can scan the laser beam with respect to a process target object by using the combined speed with the scanning speed of the laser beam by the galvano scanner 4 which is an exit part, and the movement speed obtained by the movement of a work set table. to be.

(1) 필요한 가공 형상 데이터를 동작 정보 생성기(16)에 입력한다.(1) Input required machining shape data to the motion information generator 16.

(2) 입력한 데이터를 바탕으로, 동작 정보 생성기(16)에 의해 갈바노 스캐너(4)의 상대적인 이동에 의한 궤도와, 그에 따른 X 방향 구동축(8)과 Y 방향 구동축(10)의 동작 정보와, 갈바노 스캐너(4)의 동작 정보가 생성된다.(2) On the basis of the input data, the motion information generator 16 causes the trajectory by the relative movement of the galvano scanner 4 and the motion information of the X-direction drive shaft 8 and the Y-direction drive shaft 10 accordingly. And operation information of the galvano scanner 4 is generated.

(3) 이 동작 정보를 바탕으로, 구동축 제어기(14)에서 X 방향 구동축(8)과 Y 방향 구동축(10)에 동작 지령이 출력되고, 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)로부터 갈바노 스캐너(4)로 동작 지령이 출력된다.(3) On the basis of this operation information, an operation command is output from the drive shaft controller 14 to the X-direction drive shaft 8 and the Y-direction drive shaft 10, and from the galvano scanner and the laser beam emission controller 15 to the galvano. An operation command is output to the scanner 4.

(4) 동작 지령에 근거하여, 작업 세트 테이블(7)이 이동하고, 그 현재 위치를 나타내는 X 방향, Y 방향의 인코더 신호를, X 방향 리니어 인코더(9) 및 Y 방향 리니어 인코더(11)로부터 출력한다.(4) On the basis of the operation command, the work set table 7 moves, and the encoder signals in the X direction and the Y direction indicating the current position are transferred from the X direction linear encoder 9 and the Y direction linear encoder 11. Output

(5) X 방향, Y 방향의 인코더 신호는, X 방향 인코더 신호 분배기(12), Y 방향 인코더 신호 분배기(13)에 의해 분배되고, 구동축 제어기(14)와 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)에 출력된다.(5) The encoder signals in the X-direction and the Y-direction are distributed by the X-direction encoder signal splitter 12 and the Y-direction encoder signal splitter 13, and the drive shaft controller 14, the galvano scanner and the laser light output controller ( Is output to 15).

(6) X 방향, Y 방향의 인코더 신호를 바탕으로, 구동축 제어기(14)에서 X 방향 구동축(8)과 Y 방향 구동축(10)으로의 최적의 동작 신호 피드백이 순차적으로 실행되어, 작업 세트 테이블(7)은 정밀하게 동작한다.(6) On the basis of the encoder signals in the X direction and the Y direction, the optimum operation signal feedback from the drive shaft controller 14 to the X direction drive shaft 8 and the Y direction drive shaft 10 is executed in sequence, thereby providing a working set table. (7) operates precisely.

(7) 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)에, 작업 세트 테이블(7)의 동작에 의한 X 방향, Y 방향의 인코더 신호가 보내지고, X 방향, Y 방향의 인코더 신호를 바탕으로, 그 시점에서의 동작 정보에, 이른바 연속적으로 갱신되고, 갱신된 동작 정보가 순차적으로 갈바노 스캐너(4) 및 레이저 발진기(1)에 출력되어, 레이저 가공이 실행된다.(7) The encoder signals in the X and Y directions by the operation of the work set table 7 are sent to the galvano scanner and the laser light emission controller 15, based on the encoder signals in the X and Y directions, The operation information at that point is continuously updated, and the updated operation information is sequentially output to the galvano scanner 4 and the laser oscillator 1, and laser processing is executed.

(8) 하나의 소재에 대해 완료까지 가공한 후, 화상 센서(6)에 의해 가공된 소재의 가공 위치를 계측하고, 동작 정보 생성기(16)에 출력한다.(8) After processing to completion of one raw material, the processing position of the raw material processed by the image sensor 6 is measured and output to the motion information generator 16.

(9) 동작 정보 생성기(16)에서, 전기 신호의 지연 등으로 발생하는, 입력한 가공 형상과 실제 가공 형상의 차이를 산출하고, 동작 신호의 보정을 실행하여, 다음 가공의 정밀도를 높인다.(9) The operation information generator 16 calculates the difference between the input machining shape and the actual machining shape, which occurs due to the delay of the electrical signal, etc., corrects the operation signal, and increases the accuracy of the next machining.

다음으로, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 레이저 가공 장치(A)를 사용하여 소재가 합성수지 필름인 경우를 예로 들어, 필름을 소요 형상으로 절단하는 경우의 장치의 작용 및 가공 방법을 상세하게 설명한다.Next, referring to FIGS. 1 to 8, the operation and processing method of the device in the case of cutting the film into required shapes will be described in detail, taking the case where the material is a synthetic resin film using the laser processing device A as an example. do.

먼저, 작업 세트 테이블(7)에 사각형의 필름(700) 등의 소재를 싣고, 소재를 고정하기 위한 신호를 입력(스위치나 외부로부터의 전기신호 입력)한다. 이에 의해, 작업 세트 테이블(7)에 설치된 배기 구멍(71)에 이어진 배관에 부압(負壓)을 생성시켜, 블록(72, 72a)의 흡착 구멍(73)으로부터 흡입함으로써, 소재를 흡착 고정한다.First, a raw material such as a rectangular film 700 is placed on the work set table 7, and a signal for fixing the raw material is input (a switch or an electrical signal input from the outside). Thereby, a negative pressure is generated in the piping connected to the exhaust hole 71 provided in the work set table 7, and it suctions and fixes a raw material by suctioning from the suction hole 73 of blocks 72 and 72a. .

그 후, 레이저광의 노출을 방지하기 위해, 레이저 가공 장치(A)가 구비된 커버(도시 생략)를 닫고, 안전을 확보한다. 다음으로 가공 개시의 신호를 입력하면, 각 제어기가 동작 지령을 각 기기에 보내고, 각 기기는 동작을 개시한다. 이하, 가공 작업의 동작 흐름에 대해서는 도 3, 도 4 및 도 5를 참조한다. 또한, 설명에서 <>가 붙은 번호의 설명은 이들 도면에 표시된 번호에 대응한다.Then, in order to prevent exposure of a laser beam, the cover (not shown) with which the laser processing apparatus A was provided is closed, and safety is ensured. Next, when a signal for processing start is input, each controller sends an operation command to each device, and each device starts operation. Hereinafter, referring to FIGS. 3, 4 and 5 for the operation flow of the machining operation. In addition, description of the number with <> in description corresponds to the number shown by these figures.

<1> 가공 형상 데이터의 작성 및 입력 (수작업)<1> Creation and input of machining contour data (manual)

동작 정보 생성기(16)(일반적으로는 개인용 컴퓨터)의 소프트웨어 화면에서, 소재에 대해 가공(예: 절단)을 실행하고자 하는 가공 형상의 선(1차원적인 점도 포함하는 경우가 있음)을 입력한다. 입력하는 경우에는, 점, 직선과 곡선, 원형, 사각형 등 다양한 객체(object)를 선택하여 2차원적인 도형을 작성한다(도 6(a) 참조). 또한, 이 도형은 설명을 위해 예시한 것이므로, 상기 도 2에서 예시 한 가공 형상(74 ~ 77)과는 다르다.On the software screen of the motion information generator 16 (generally a personal computer), a line of a machined shape (sometimes containing a one-dimensional viscosity) to be machined (for example, cut) on a workpiece is input. When inputting, two-dimensional figures are created by selecting various objects such as points, straight lines, curves, circles, and rectangles (see Fig. 6 (a)). In addition, since this figure is illustrated for description, it differs from the process shape 74-77 illustrated by FIG.

또한, CAD(computer-aided design) 시스템 등으로 미리 작성한 2차원적인 도면 데이터를 캡처(capture)하도록 해도 좋다. 또한, 소재 및 작업 세트 테이블(7)의 상대적인 위치 오차를 보정하기 위해, 소재에 마크(도시 생략: 인쇄 및 성막, 그 외의 처리에 의함)가 미리 형성되어 있는 경우에는, 화상 센서(6)가 그 위치를 검출할 필요가 있기 때문에, 그 좌표도 설정한다.Alternatively, two-dimensional drawing data prepared in advance by a computer-aided design (CAD) system or the like may be captured. In addition, in order to correct the relative positional errors of the work piece and the work set table 7, in the case where a mark (not shown: by printing and film formation or other processing) is formed on the work piece in advance, the image sensor 6 Since the position needs to be detected, the coordinate is also set.

<2> 가공 조건 입력 (수작업)<2> Enter machining conditions (manual)

상기 <1>에서 작성한 2차원적인 가공 형상 데이터에 대해, 가공할 경우에 필요한 가공 속도, 진동 주파수(발진 주파수) 및 가공점 출력(레이저 출력)의 가공 조건을 설정하고, 동작 정보 생성기(16)에 입력한다(도 6(b) 참조). 이 가공 조건의 설정에 대해서는, 작성한 가공 형상의 선분의 각 구간마다 지정하여 입력할 수 있다. 또한, 레이저 가공장치(A)의 능력 상의 제한값(갈바노 스캐너(4)의 주사 범위, 속도, 작업 세트 테이블(7)의 최대 속도 및 가감 속도의 동작 제한 등)은 미리 설정되어 있다.With respect to the two-dimensional machined shape data created in the above <1>, machining conditions for machining speed, vibration frequency (oscillation frequency), and machining point output (laser output) required for machining are set, and the motion information generator 16 (See Fig. 6 (b)). About the setting of this processing condition, it can designate and input for every section of the line segment of the created process shape. In addition, the limit value (the scanning range of the galvano scanner 4, the speed, the maximum speed of the work set table 7, the operation limit of the acceleration / deceleration speed, etc.) on the capability of the laser processing apparatus A is preset.

또한, 상기 가공점 출력은 레이저 발진기(1)에서 출사된 레이저광이 광학 시스템을 경유해서 소재에 도달하여, 실제 가공에 기여하는 레이저광의 초당 에너지를 말한다. 이 에너지는 통상 광학 시스템에서 일정한 감쇠가 일어나기 때문에 설정에서는 그것을 감안한다.Further, the processing point output refers to the energy per second of the laser light that the laser light emitted from the laser oscillator 1 reaches the material via the optical system and contributes to the actual processing. This energy is usually taken into account in the setup since constant attenuation occurs in the optical system.

<3> 가공 형상 데이터의 분류 (예비 검증의 준비 공정)<3> Classification of machining contour data (preparatory verification preparation process)

상기 <1>에 입력된 선분으로 이루어진 가공 형상 데이터를 세분화하고, 점과 직선과 원호의 3종류의 객체로 분류한다(도 6(c), (d) 참조). 또한, 도 6(d)에 나타낸 것은, 도 6(c)에 나타낸 직선과 원호의 객체에 더하여, 점 객체를 3곳에 예시한 것이다.The machined shape data consisting of the line segments inputted in the above <1> is subdivided and classified into three kinds of objects: a point, a straight line, and an arc (see Figs. 6 (c) and 6 (d)). In addition, what was shown in FIG.6 (d) illustrates the point object in three places in addition to the object of the straight line and circular arc shown in FIG.6 (c).

다음으로, 갈바노 스캐너(4)의 대응 영역의 범위마다 해당 객체를 그룹화한다. 객체 하나로 갈바노 스캐너(4)의 대응 범위(대응 영역)을 초과하는 경우에는, 그룹화하지 않고 단독으로 존재시킨다(도 7(a) 참조).Next, the object is grouped for each range of the corresponding area of the galvano scanner 4. When one object exceeds the corresponding range (corresponding area) of the galvano scanner 4, it exists alone without grouping (refer FIG. 7 (a)).

<4> 예비 검증<4> preliminary verification

가공 형상에의 대응 여부를 사전에 예비적으로 검증한다.Preliminary verification of correspondence to the machining geometry is made.

상기 <3>에서 작성한 객체의 그룹 및 단독 객체가 각각 배치된 상태에서, 구동 기기인 Y 방향 구동축(10)과 X 방향 구동축(8) 등의 동작 부하가 큰 곳을 판단하여, 간단하게 객체 그룹 및 단독 객체를 갈바노 스캐너(4)의 대응 범위에 포함시키면서, 작업 세트 테이블(7)이 가능한 직선적으로 동작할 수 있는 궤도를 산출한다(도 7(b) 참조).In the state where the group of the object created in the above <3> and the single object are arranged, respectively, the place where the operation load of the Y-direction drive shaft 10 and the X-direction drive shaft 8, which are the driving devices, is large is determined and the object group is simply And calculating the trajectory in which the working set table 7 can operate as linearly as possible while including the single object in the corresponding range of the galvano scanner 4 (see FIG. 7 (b)).

이와 같이, 갈바노 스캐너(4)의 주사 범위 내에서, 레이저광을 소요 속도로, 또한 연속적으로 등속 주사 가능한, 작업 세트 테이블(7)의 궤도 및 이동 속도를 생성한다. 또한, 이 자동 처리로 주사의 지령을 완결할 수 있다면, 처리 시간, 가공 품질면에서 우수한 처리가 가능하다.In this way, within the scanning range of the galvano scanner 4, the trajectory and the moving speed of the working set table 7 which generate | occur | produce a laser beam at a required speed and continuously constant scan are produced | generated. In addition, if the command for scanning can be completed by this automatic processing, excellent processing is possible in terms of processing time and processing quality.

그리고 직선 사이에서의 방향 전환량을, 구동 기기의 미리 설정되어 있는 동작 한계값과 비교하여, 등속으로의 주사 가부(可否)를 판정한다. 즉, 생성된 궤도의 소요 세그먼트마다, 생성된 속도의 미분값과 미리 설정한 가부의 기준이 되는 가감 속도의 동작 한계값을 비교하여, 속도의 미분값이 동작 한계값 이하이면 "가능(可)"으로 판정하고, 동작 한계값을 초과하면 "불가능(否)"으로 판정한다. 또한, 가부의 기준이 되는 동작 한계값은 구동 기기가 갖는 가감 속도, 제정(制定) 시간, 진동 등을 근거로 설정되는 것이므로, 사전에 입력해 둔다. 또한, 동작 한계라는 것은 작업 세트 테이블(7)의 가감속, 제정 시간이 미리 설정되어 있는 주사 속도에 대응할 수 없는 것을 말한다.And the direction change amount between straight lines is compared with the operation | movement threshold value previously set of a drive apparatus, and it is determined whether scanning at a constant speed is possible. That is, for each required segment of the generated trajectory, the derivative value of the generated speed is compared with the operation limit value of the acceleration / deceleration speed, which is a preset reference value. ", And if it exceeds the operation limit value, it is determined as" disabled ". In addition, since the operation | movement limit value used as a reference | standard of a provision is set based on the acceleration / deceleration, establishment time, vibration, etc. which a drive apparatus has, it inputs in advance. In addition, the operation limit means that the acceleration / deceleration and the establishment time of the work set table 7 cannot cope with the preset scanning speed.

<5> 공주 거리(free running distance) 및 위치 정보의 산출<5> Calculation of free running distance and location information

상기 <4>의 예비 검증에서, 생성된 궤도의 소요 속도 및 등속으로의 주사가 "불가능"으로 판정된 세그먼트(segment)에서, 작업 세트 테이블(7)의 공주 경로 및 거리(갈바노 스캐너(4)의 상대적인 공주 경로 및 거리) 및 레이저광을 ON/OFF 하는 위치 정보를 산출한다. 그리고 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에서는, 이동 방향에서의 그 전의 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간에서, 종점까지를 가공한 후, 그 종점으로부터 다음 구간("불가능"으로 판정된 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간)의 가공 시점으로 갈바노 스캐너(4)가 상대적으로 이동하는 동안에는, 레이저광을 출사하지 않은 상태에서 소요 속도로 이동시킴으로써, 즉 상대적으로 공주시킴으로써 처리한다.In the preliminary verification of the above <4>, in the segment where the required velocity of the generated trajectory and the scan at the constant velocity are determined as "impossible", the princess path and distance of the working set table 7 (galvano scanner 4 Relative princess path and distance) and position information for turning ON / OFF the laser beam. And in the segment determined as "impossible", after processing to the end point in the process shape section corresponding to the previous segment in the moving direction, the process corresponding to the segment determined as "impossible" from the end point While the galvano scanner 4 is relatively moved to the processing point of the shape section), it is processed by moving the laser light at a required speed without emitting the laser beam, that is, by relatively freezing.

<6-A> 구동축 동작 정보의 작성 (자동 처리)<6-A> Generation of drive shaft motion information (automatic processing)

상기 <1>에서 작성한 가공 형상의 2차원 선분의 데이터를 일정 간격의 점 데이터로 변환한다. 이러한 점을 갈바노 스캐너가 대응할 수 있는 영역의 예를 들어 1/4 ~ 1/2의 범위로 둘러싸서 그룹화한다. 그룹화된 점 데이터의 중심 위치를 각 점의 좌표에서 산출한다.The data of the two-dimensional line segment of the processed shape created in the above <1> is converted into point data at a predetermined interval. These points are grouped by surrounding them in the range of, for example, 1/4 to 1/2 of the area that the galvano scanner can respond to. The center position of the grouped point data is calculated from the coordinates of each point.

얻어진 모든 중심 위치를 통해, 총 이동 길이가 최소가 되는 선(직선, 또는 곡선이면 곡률이 크고 직선에 가까운 선)을 산출한다. 또한, 여기서 말하는 총 이동 길이는 작업 세트 테이블(7)이 작업 단위에서의 한 번의 가공에서, 이동하는 길이의 전체 길이를 말한다. 다시 말해, 갈바노 스캐너(4)가 작업 단위로의 한 번의 가공에서, 소재에 대하여 상대적으로 이동하는 길이의 전체 길이를 말한다. 이 선을 작업 세트 테이블이 동작하는 궤도 정보로 한다(도 7(c) 참조). 이에 의해, 작업 세트 테이블(7)이 동작하는 경우의 관성의 영향을 억제 또는 감소시킬 수 있다.Through all the center positions obtained, a line (a straight line or a curved line with a large curvature and a line close to a straight line) in which the total moving length is minimum is calculated. In addition, the total moving length here refers to the total length of the length to which the working set table 7 moves in one machining in a work unit. In other words, the galvano scanner 4 refers to the total length of the length moving relative to the workpiece in one machining to the work unit. Let this line be the trajectory information on which the working set table operates (see Fig. 7 (c)). Thereby, the influence of inertia when the working set table 7 operates can be suppressed or reduced.

그리고 그룹 내에 존재하는 점의 수에서 가공 길이를 얻고, 그것을 가공 속도로 제함으로써, 그 그룹 내에서 허용되는 소요 시간이 구해진다. 또한, 중심 위치 사이의 거리와 소요 시간에서, 작업 세트 테이블(7)을 이동시키기 위한 속도 정보를 얻을 수 있다.By obtaining the machining length from the number of points present in the group and subtracting it from the machining speed, the required time allowed in the group is obtained. Further, at the distance and the time required between the center positions, speed information for moving the work set table 7 can be obtained.

<6-B> 갈바노 스캐너 동작 정보의 작성 (자동 처리)<6-B> Creation of galvano scanner operation information (automatic processing)

갈바노 스캐너(4)는 가공 형상 데이터를 최소 단위로 하여, 점, 직선, 원호에 근사한 형상을 인식한다. 원호에 속하지 않는 곡선 등은 짧은 직선의 연계로서 처리한 후, 레이저 가공의 시점 위치와 종점 위치를 설정한다(도 7(d) 참조). 이 시점 위치와 종점 위치에 대해서는, 레이저광 출사 정보로 되는 동시에 구동축 동작 정보에도 반영되어, 동작 상의 시점 위치와 종점 위치를 공통으로 한다.The galvano scanner 4 recognizes a shape approximating a point, a straight line, and an arc using the processed shape data as the minimum unit. Curves and the like not belonging to the arc are processed as a short straight line, and then the starting point position and the ending point position of the laser processing are set (see Fig. 7 (d)). This starting point position and the end point position become laser beam emission information and are also reflected in the drive shaft operation information, and the starting point position and the end point position in operation are common.

<7-A> 구동축 동작 정보를 출력<7-A> Output drive shaft operation information

동작 정보 생성기(16)에서, X 방향 구동축(8)과 Y 방향 구동축(10)의 동작 정보를 구동축 제어 기기(14)에 출력한다.The motion information generator 16 outputs the motion information of the X-direction drive shaft 8 and the Y-direction drive shaft 10 to the drive shaft control device 14.

<7-B> 갈바노 스캐너 동작 정보 및 레이저광 출사 정보를 출력<7-B> outputs galvano scanner operation information and laser light output information

갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)에서, 갈바노 스캐너 동작 지령을 갈바노 스캐너(4)에, 레이저광 출사 지령을 레이저 발진기(1)에 출력한다.The galvano scanner and the laser light emission controller 15 output the galvano scanner operation command to the galvano scanner 4 and the laser light emission command to the laser oscillator 1.

도 4를 참조한다.See FIG. 4.

<8-A> 구동축 제어 지령의 생성 (자동 처리)<8-A> Generation of Drive Shaft Control Commands (Automatic Processing)

초기의 동작 정보를 구동축 제어 기기(14)에 기록하고, 작업 세트 테이블(7)의 현재 위치로 되는 X 방향 리니어 인코더(9) 및 Y 방향 리니어 인코더(11)로부터 출력되는 신호를 받으면서, 이 신호를 바탕으로 적절한 (또는 최적의) 구동축 제어 신호를 생성하고, 구동부인 X 방향 구동축(8)과 Y 방향 구동축(10)으로의 피드백(feedback)이 순차적으로 실행된다. 이에 의해, 작업 세트 테이블(7)은 정밀하게 동작한다.The initial operation information is recorded in the drive shaft control device 14, and this signal is received while receiving signals output from the X-direction linear encoder 9 and the Y-direction linear encoder 11, which become the current positions of the work set table 7. Based on this, an appropriate (or optimal) drive shaft control signal is generated, and feedback to the X-direction drive shaft 8 and the Y-direction drive shaft 10 which are the driving units is sequentially executed. Thereby, the working set table 7 operates precisely.

<8-B> 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어 지령 생성 (자동 처리)<8-B> Generation of galvano scanner and laser light emission control command (automatic processing)

초기의 동작 정보를 구동축 제어기(14)에 기록하고, 인코더 신호에서 얻은 작업 세트 테이블(7)의 현재 위치를 차감하면서 제어 지령을 생성한다. 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)에서는, 여기서 생성된 지령에 대해서는, 소재의 기준 위치로부터 상대적인 것으로 되는 초기값으로서 인식된다. 또한, 동작 도중에 작업 세트 테이블(7)의 이동에 따라 소재의 기준 위치가 이동함으로써, 상대적으로 레이저광의 조사 위치(레이저 측의 기준 위치)와의 거리가 변동하기 때문에, 그만큼을 차감하는 것을 전제로 해서, 갈바노 스캐너(4)의 대응 범위보다도 큰 지령값을 받아들인다.Initial operation information is recorded in the drive shaft controller 14, and a control command is generated while subtracting the current position of the work set table 7 obtained from the encoder signal. In the galvano scanner and the laser beam emission controller 15, the command generated here is recognized as an initial value which becomes relative from the reference position of the raw material. In addition, since the reference position of the workpiece is moved in accordance with the movement of the work set table 7 during the operation, the distance from the irradiation position of the laser beam (the reference position on the laser side) changes relatively, so that the premise is subtracted. The command value larger than the corresponding range of the galvano scanner 4 is accepted.

더 상세한 내용은, X 방향 리니어 인코더(9) 및 Y 방향 리니어 인코더(11)에서 전기 신호로서 출력되는 인코더 신호에 의한 작업 세트 테이블(7)의 현재 위치 정보를, 구동축 제어기(14) 및 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)에 입력한다. 구동축 제어기(14)에서는 작업 세트 테이블(7)의 설정된 궤도 및 속도 조건대로 정밀하게 동작하도록, 현재 위치 정보와 비교하면서 동작 시의 관성과 전반적인 열팽창 등의 영향을 상쇄하여 X 방향 구동축(8)과 Y 방향 구동축(10)의 모터 동작을 제어한다. 한편으로는, 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)는 작업 세트 테이블(7)의 현재 위치 정보를 수신하여, 소재의 기준 위치와 레이저 측의 기준 위치와의 상대적인 차이를 연속으로 초기의 동작 지령 정보에서 차감한 지령을 갈바노 스캐너(4) 및 레이저 발진기(1)에 출력하여 가공을 실행한다.For more details, the current position information of the working set table 7 by the encoder signal output as an electrical signal from the X-direction linear encoder 9 and the Y-direction linear encoder 11 is obtained from the drive shaft controller 14 and the galvano. Input to scanner and laser light emission controller 15 is made. The drive shaft controller 14 compensates for the influence of the inertia and overall thermal expansion during operation while comparing with the current position information so that the drive shaft controller 14 operates precisely under the set trajectory and speed conditions of the work set table 7, The motor operation of the Y-direction drive shaft 10 is controlled. On the other hand, the galvano scanner and the laser light emission controller 15 receive the current position information of the work set table 7 and continuously perform the initial difference in the relative difference between the reference position of the workpiece and the reference position on the laser side. The command subtracted from the command information is output to the galvano scanner 4 and the laser oscillator 1 to execute the processing.

<9-A> 구동축 제어 지령 출력<9-A> Drive shaft control command output

구동축 제어기(14)로부터 X 방향 구동축(8)과 Y 방향 구동축(10)에 제어 지령이 출력된다.The control command is output from the drive shaft controller 14 to the X-direction drive shaft 8 and the Y-direction drive shaft 10.

<9-B> 갈바노 스캐너 제어 지령 출력<9-B> Galvano Scanner Control Command Output

갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)에서 갈바노 스캐너(4)로 제어 지령이 출력된다.The control command is output from the galvano scanner and the laser light emission controller 15 to the galvano scanner 4.

<9-C> 레이저광 출사 제어 지령 출력<9-C> laser light emission control command output

갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기(15)로부터 레이저 발진기(1)에 제어 지령이 출력된다.The control command is output from the galvano scanner and the laser beam emission controller 15 to the laser oscillator 1.

<10-A> 작업 세트 테이블 동작<10-A> Working Set Table Behavior

상기 <9-A>에 의해, 작업 세트 테이블(7)이 소요 궤도 위를 동작한다.By the above <9-A>, the working set table 7 operates on the required trajectory.

<10-B> 갈바노 스캐너 동작<10-B> Galvano Scanner Operation

상기 <9-B>에 의해, 갈바노 스캐너(4)에서 레이저광 출사 및 정지를 실행한다.By the above <9-B>, the laser light emission and stop are performed by the galvano scanner 4.

<10-C> 레이저광 출사<10-C> laser light emission

상기 <9-C>에 의해, 레이저광이 출사되어 레이저광로(2)를 통해 갈바노 스캐너(4)로 보내진다.By the above <9-C>, the laser light is emitted and sent to the galvano scanner 4 via the laser light path 2.

각 기기의 동작이 시작되고, 인코더 신호를 바탕으로 소재에 설정된 가공 시점이 갈바노 스캐너(4)의 대응 범위 내에 들어가면, 갈바노 스캐너(4)에 의해 소재의 가공 시점으로 되는 위치를 향해 레이저광이 출사되어 가공이 실행된다. 또한, 생성된 궤도에서, 가능(可)으로 판정된 세그먼트(도 8에서 원호 형상의 세그먼트 1)에서는, 생성된 소요 속도로 갈바노 스캐너(4)를 소재에 대해 상대적으로 이동시키면서, 갈바노 스캐너(4)로부터 레이저광을 출사하고, 소재 위를 주사하여, 상기 세그먼트 1에 대응하는 가공 형상 구간을 가공한다.When the operation of each device starts and the machining point set for the workpiece based on the encoder signal falls within the corresponding range of the galvano scanner 4, the laser beam is directed toward the position to be the machining point of the workpiece by the galvano scanner 4. This exits and processing is performed. Further, in the generated trajectory, in the segment determined to be possible (segment 1 having an arc shape in Fig. 8), the galvano scanner is moved while the galvano scanner 4 is moved relative to the material at the generated required speed. The laser beam is emitted from (4), the raw material is scanned, and the machined shape section corresponding to segment 1 is processed.

작업 세트 테이블(7)이 이동하는 궤도에서, 불가능(否)(동작 한계를 초과함)으로 판정된 세그먼트(도 8에서 직선 형상의 세그먼트 5, 9)에서는 각각의 시점 측에, 이동 방향 순으로 감속 구간(직선 형상의 구간 2, 6), 연결 구간(직선 형상의 구간 3, 7) 및 가속 구간(직선 형상의 구간 4, 8)으로 이루어진 공주부(空走部)가 궤도에 추가된다.In the trajectory in which the work set table 7 moves, in the segments (segments 5 and 9 in the linear shape in Fig. 8) which are determined to be impossible (exceeding the operating limit), they are in the order of movement direction on the respective viewpoint side. A free-form part consisting of a deceleration section (straight sections 2 and 6), a connection section (straight sections 3 and 7) and an acceleration section (straight sections 4 and 8) is added to the track.

또한, "불가능"으로 판정된 세그먼트가 세그먼트 5인 경우에는, "가능"으로 판정된 세그먼트 1이 이동 방향에서 이전의 세그먼트로 되고, "불가능"으로 판정된 세그먼트가 세그먼트 9인 경우는, "불가능"으로 판정된 세그먼트 5가 이동 방향에서 이전의 세그먼트로 된다. 또한, "불가능"으로 판정된 세그먼트 5, 9의 관계에 대해서는, 세그먼트 5는 세그먼트 5의 종점인 방향 전환점을 경계로 하여 이전의 세그먼트이고, 세그먼트 9는 이후의 세그먼트이다. 또한, 세그먼트 1의 종점 및 세그먼트 5의 종점은 방향 전환점이다.In addition, when the segment determined as "impossible" is segment 5, the segment 1 determined as "enabled" becomes the previous segment in the moving direction, and when the segment determined as "impossible" is segment 9, it is "disabled". Segment 5 determined as "is the previous segment in the moving direction. In addition, with respect to the relationship of the segments 5 and 9 determined as "impossible", the segment 5 is a previous segment on the basis of the turning point which is the end point of the segment 5, and the segment 9 is a later segment. Further, the end point of segment 1 and the end point of segment 5 are direction turning points.

도 8을 참조하여 설명한다. 갈바노 스캐너(4)에 의해 레이저광으로 세그먼트 1에 대응하는 가공 형상 구간을 가공한 후, 그 종점에서 레이저를 정지하고, 각 구간(2, 3, 4)의 공주를 실행하고, 가속 구간(4)에서 가속하여 소요 속도에 도달했을 때, 세그먼트 5에 대응하는 가공 형상의 시점에서 레이저광을 출사하여 가공을 시작한다. 그리고 세그먼트 5에 대응하는 가공 형상의 종점까지 가공한 후, 종점에서 레이저광을 정지하고 각 구간(6, 7, 8)의 공주를 실행하고, 가속 구간(8)에서 가속하여 소요 속도에 도달했을 때, 세그먼트 9에 대응하는 가공 형상의 시점에서 레이저를 출사하여 가공을 시작하고, 세그먼트 1에 대응하는 가공 형상의 시점(가공 시점)까지 가공한다.It demonstrates with reference to FIG. After processing the machining shape section corresponding to segment 1 with the laser beam by the galvano scanner 4, the laser is stopped at the end point, the princess of each section 2, 3, 4 is executed, and the acceleration section ( When accelerating at 4) and reaching the required speed, the laser beam is emitted at the point of time of the machining shape corresponding to segment 5 to start machining. After processing to the end point of the machining shape corresponding to segment 5, the laser beam is stopped at the end point, and the princess of each section (6, 7, 8) is executed, and the accelerating section (8) accelerates to reach the required speed. At this time, the laser is emitted from the viewpoint of the machining shape corresponding to the segment 9 to start machining, and machining is performed up to the viewpoint (machining timing) of the machining shape corresponding to the segment 1.

상기 가공을 계속하여, 레이저광의 소재 위에서의 주사는 소요 속도, 또한 동일 속도(등속)로 중단없이 실행되고, 결과적으로 소재를 고속으로 가공할 수 있음과 더불어, 높은 품질로 가공할 수 있다.Continuing the above processing, the scanning of the laser beam on the material is performed without interruption at the required speed and at the same speed (constant velocity), and as a result, the material can be processed at high speed and can be processed with high quality.

또한, 도 8에서는 작업 세트 테이블(7)의 궤도와, 소재 상의 가공 형상의 전체가 겹치는 경우를 나타내고 있지만. 약간의 차이가 발생하여 쌍방 전체가 겹치지 않는 경우가 있음은 말할 필요도 없다.In addition, although the track | orbit of the work set table 7 and the whole process shape on a raw material overlap in FIG. 8, it shows. Needless to say, there is a case where a slight difference occurs so that the whole of the two sides do not overlap.

이와 같이, 작업 세트 테이블(7)은 미리 설정한 궤도를 가공 속도 조건 이하의 이동 속도로 변속적으로 이동하면서, 갈바노 스캐너(4)에서 출사되는 레이저광에 의해 소재 상에 주사된다. 단, 작업 세트 테이블(7)의 가공 시점 대응부까지의 이동 및 가공 형상이 불연속적이고, 다음 가공 시점이 갈바노 스캐너(4)의 대응 범위 밖에 있는 경우는, 소요 속도(예를 들면 미리 설정되어 있는 작업 세트 테이블(7)의 최대 속도)로 작업 세트 테이블(7)을 이동시킨다.In this way, the work set table 7 is scanned on the workpiece by the laser light emitted from the galvano scanner 4 while shifting the predetermined trajectory at a movement speed equal to or lower than the processing speed condition. However, when the movement to the machining time corresponding part of the work set table 7 and the machining shape are discontinuous, and the next machining time is outside the corresponding range of the galvano scanner 4, the required speed (for example, is set in advance). The working set table 7) at the maximum speed of the working set table 7).

그리고 이동하는 필름에 대해, 갈바노 스캐너(4)는, 설정된 가공 형상대로, 상대적으로 레이저광의 조사 위치를 추종하여 가공을 실행하고, 가공 시점에서 가공 종점 사이를, 설정된 가공 속도, 즉 등속으로 레이저 가공이 중단되지 않는 상태에서 가공을 실행한다.And with respect to the moving film, the galvano scanner 4 performs a process by following the irradiation position of a laser beam relatively in a set process shape, and lasers between process end points at a set process speed, ie, a constant velocity, at the processing time point. Machining is performed without interruption.

<11. 가공 완료><11. Machining complete>

가공 완료 후, 갈바노 스캐너(4)에 의한 레이저광의 조사를 정지한다. 그 후, 작업 세트 테이블(7)은 소재를 고정한 초기 위치로 이동한다.After the processing is completed, the irradiation of the laser beam by the galvano scanner 4 is stopped. Then, the work set table 7 moves to the initial position where the work is fixed.

<12> 화상 센서에 의한 가공 대상물의 위치 보정<12> Position correction of the object to be processed by the image sensor

작업 세트 테이블(7)에 고정된 소재가, 작업 세트 테이블(7)에 대해 위치 오차가 있는 경우, 화상 센서(6)에 의해 필름 상에 형성된 마크(도시 생략)의 위치를 판독하고, 소재의 위치를 검출하여 그 차이를 다음 가공에서 보정한다.When the workpiece fixed to the work set table 7 has a position error with respect to the work set table 7, the position of a mark (not shown) formed on the film by the image sensor 6 is read out, and the The position is detected and the difference corrected in the next machining.

구체적으로는, 가공 개시 전에 화상 센서(6)가 마크를 촬영할 수 있는 위치에 작업 세트 테이블(7)을 이동시켜, 화상 센서(6)가 마크를 검출하고, 정규 위치에 대한 평면 상의 XYθ 방향의 오차량을 계측하고, 가공 형상 데이터를 오차량만큼 오프셋(상쇄, 보정)한다. 또한, 마크를 설정하는 위치는 2개 이상으로 하는 것이 회전 방향의 오차를 제외하는 의미에서 바람직하다.Specifically, before the start of processing, the work set table 7 is moved to a position where the image sensor 6 can photograph the mark, so that the image sensor 6 detects the mark, and in the XYθ direction on the plane with respect to the normal position. The error amount is measured, and the machining shape data is offset (offset, corrected) by the error amount. In addition, it is preferable to set the mark to two or more positions in the sense which excludes the error of a rotation direction.

도 5를 참조한다.See FIG. 5.

<13> 화상 센서를 이용한 지령 지연 등의 보정<13> Correction of Command Delay, etc. Using an Image Sensor

레이저 가공에서, 실제로 지령에 대한 동작 지연 등으로 레이저광이 조사된 위치와 설정된 형상과의 차이가 발생하는 경우가 있다. 그래서 가공 완료 후, 실제로 가공한 소재의 가공 위치(절단 위치)를 화상 센서(6)에 의해 계측한다. 즉, 화상 센서(6)를 촬영할 수 있는 위치로 작업 세트 테이블(7)을 이동시켜(도 5-1), 설정된 가공 위치의 계측을 실행하고(도 5-2), 동작 정보 생성기(16)에 계측값을 입력한다(도 5-3). (도 5-1) ~ (도 5-3)은 계측값만큼 반복된다.In laser processing, the difference between the position to which the laser beam was irradiated and the set shape may actually occur due to the operation delay with respect to a command, etc. in some cases. Therefore, after the completion of processing, the processing position (cutting position) of the actually processed material is measured by the image sensor 6. That is, the work set table 7 is moved to a position where the image sensor 6 can be photographed (FIG. 5-1), the measurement of the set machining position is performed (FIG. 5-2), and the motion information generator 16 Enter the measured value in (Fig. 5-3). 5-1 to 5-3 are repeated by the measured value.

또한, 계측 위치는 여러 지점에 설치할 수 있고, 그 수가 많을수록 정확도는 향상된다. 그리고 생성된 가공 형상 데이터와, 얻어진 실제 절단 위치의 계측값을 비교하여, X 방향, Y 방향의 차이를 산출하고(도 5-4), 계측 위치는 물론 계측 위치 사이에서도 경사적으로 그 양을 연속적으로 할당하여, 작성된 가공 형상 데이터에서 차감하여 보정값을 구한다(도 5-5). 이 보정값을 다음 가공에서 사용하여 오차를 저감할 수 있다.In addition, the measurement position can be provided at several points, and the larger the number, the better the accuracy. By comparing the generated shape data with the measured values of the actual cutting positions, the difference between the X direction and the Y direction is calculated (FIG. 5-4), and the amount of the measured position is measured obliquely between the measured positions as well as the measured positions. Subsequently assigned, the correction value is obtained by subtracting the created work shape data (Fig. 5-5). This correction value can be used in subsequent processing to reduce errors.

본 명세서 및 특허 청구범위에서 사용하는 용어와 표현은 어디까지나 설명을 목적으로 하고 있고, 어떠한 한정적인 것은 아니며, 본 명세서 및 특허 청구범위에 기술된 특징 및 그 일부와 등가의 용어 나 표현을 제외할 의도는 없다. 또한, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 형태가 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.The terms and expressions used in the present specification and claims are for the purpose of illustration only and are not intended to be limiting, except for the terms and expressions equivalent to the features and parts thereof described in the present specification and claims. There is no intention. It goes without saying that various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

A 레이저 가공 장치 1 레이저 발진기
2 레이저광로 3 fθ 렌즈
4 갈바노 스캐너 5 헤드 승강 기구부
50 승강체 6 화상 센서
7 작업 세트 테이블 70 테이블 본체
71 흡기 구멍 72 큰 흡착 블록
72a 작은 흡착 블록 73 흡착 구멍
700 필름 74 ~ 77 가공 형상
8 X 방향 구동축 9 X 방향 리니어 인코더
10 Y 방향 구동축 11 Y 방향 리니어 인코더
12 X 방향 인코더 신호 분배기 13 Y 방향 인코더 신호 분배기
14 구동축 제어기
15 갈바노 스캐너 및 레이저광 출사 제어기
16 동작 정보 생성기 17 베이스판
18 가대 L1 ~ L13 신호선A laser processing device 1 laser oscillator
2 laser light paths 3 fθ lens
4 galvano scanner 5 head lifting mechanism part
50 lifting body 6 image sensor
7 working set table 70 table body
71 intake hole 72 large adsorption block
72a small adsorption block 73 adsorption hole
700 Film 74 to 77 Machining Geometry
8 X direction drive shaft 9 X direction linear encoder
10 Y-direction drive shaft 11 Y-direction linear encoder
12 X Direction Encoder Signal Splitter 13 Y Direction Encoder Signal Splitter
14 drive shaft controller
15 Galvano Scanner and Laser Light Output Controller
16 Motion Information Generator 17 Baseboard
18 mount L1 to L13 signal line

Claims (7)

미리 설정한 소재의 가공 형상에 대응하여, 레이저광 출사부의 레이저광의 주사 범위를 이용하고, 작업 세트 테이블의 이동시에 관성의 영향을 억제할 수 있도록, 총 이동 길이가 최소가 되도록 상기 작업 세트 테이블의 궤도 및 동작 정보를 생성하고, 상기 생성된 궤도의 소요 세그먼트마다, 상기 동작 정보와 미리 설정한 가부(可否)의 기준이 되는 동작 한계값과 비교하고, 상기 동작 정보가 상기 동작 한계값 이하이면 "가능(可)"으로 판정하고, 상기 동작 한계값을 초과하면 "불가능(否)"으로 판정하는 공정과,
상기 생성된 궤도의 상기 "가능"으로 판정된 세그먼트에서는 상기 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간을 상기 동작 정보를 바탕으로 상기 작업 세트 테이블을 이동시키면서 레이저광을 주사하여 가공하고, 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에서는 그 세그먼트의 이동 방향에 있어서, 이전의 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간의 종점까지 가공한 후, 상기 종점에서 레이저광의 출사를 정지하고, 가공을 정지한 상태에서 상기 작업 세트 테이블을 소요 속도로 이동시키고, 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에 이동했을 때, 상기 가공을 정지한 곳에서부터 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간의 가공을 계속하는 공정을 구비하고,
상기 생성된 동작 정보는 작업 세트 테이블의 이동 속도의 미분값이고, 상기 미리 설정한 가부의 기준이 되는 동작 한계값은 가감 속도의 동작 한계값인
레이저 가공 방법.Corresponding to the processing shape of the material set in advance, the scanning range of the laser beam output unit is used so that the total movement length is minimized so that the influence of inertia can be suppressed during the movement of the working set table. Generate a trajectory and motion information, and compare the motion information with an operation threshold value that is a preset criterion for each required segment of the generated trajectory; Determining that the operation is possible, and when the operation limit value is exceeded, determining that the operation is impossible;
In the segment determined as "enabled" of the generated trajectory, the machining shape section corresponding to the segment is processed by scanning a laser beam while moving the work set table based on the operation information, and making the "impossible". In the determined segment, after processing to the end point of the process shape section corresponding to the previous segment in the direction of movement of the segment, the emission of the laser light is stopped at the end point, and the work set table is Moving to a required speed and moving to a segment determined to be "disabled", and continuing the machining of the machining shape section corresponding to the segment determined to be "disabled" from where the machining is stopped;
The generated motion information is a derivative value of the moving speed of the work set table, and an operation limit value which is a reference value of the preset provisional value is an operation limit value of acceleration / deceleration speed.
Laser processing method. 청구항 1에 있어서,
상기 소재의 가공 완료 후, 상기 소재에 남는 실제 가공 형상을 계측하고, 상기 실제 가공 형상과 상기 미리 설정한 소재의 가공 형상을 비교하여, 그 차이를 보정하는 공정을 구비하는
레이저 가공 방법.The method according to claim 1,
After completion of the processing of the material, measuring the actual processing shape remaining on the material, comparing the actual processing shape with the processing shape of the preset material, and correcting the difference;
Laser processing method. 레이저광을 출사하는 레이저광 출사부와,
소재의 부착부이고, 상기 레이저광 출사부에서 출사되는 레이저광에 의해 주사할 수 있는 2차원 방향의 필요 범위 내의 전역에서 구동부에 의해 이동 조작이 가능한 작업 세트 테이블과,
미리 설정한 소재의 가공 형상에 대응하여, 레이저광 출사부의 레이저광의 주사 범위를 이용하고, 작업 세트 테이블의 이동 시에, 관성의 영향을 억제할 수 있도록, 또한 총 이동 길이가 최소가 되도록, 상기 작업 세트 테이블의 궤도 및 동작 정보를 생성하고, 상기 생성된 궤도의 소요 세그먼트마다 상기 동작 정보와 미리 설정한 가부(可否)의 기준이 되는 동작 한계값을 비교하여, 상기 동작 정보가 상기 동작 한계값 이하이면 "가능(可)"으로 판정하고, 상기 동작 한계값을 초과하면 "불가능(否)"으로 판정하도록 하여, 상기 생성된 궤도의 상기 "가능"으로 판정된 세그먼트에서는 상기 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간을 상기 동작 정보를 바탕으로 상기 작업 세트 테이블을 이동시키면서 레이저광을 주사하여 가공하고, 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에서는 그 세그먼트의 이동 방향에서 이전의 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간의 종점까지 가공한 후, 상기 종점에서 레이저광의 출사를 정지하고, 가공을 정지한 상태에서 상기 작업 세트 테이블을 소요 속도로 이동시켜, 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에 이동했을 때, 상기 가공을 정지한 곳에서부터 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에 대응하는 가공 형상 구간의 가공을 계속하도록 하는 동작 정보를 생성하는 동작 정보 생성부와,
상기 구동부에서 상기 작업 세트 테이블의 위치 정보를 받아 상기 레이저광 출사부에 상기 동작 정보 생성부에서 생성된 출사 지령을 내보내는 레이저 제어부와,
상기 구동부에서 작업 세트 테이블의 위치 정보를 받아 작업 세트 테이블을 이동시키는 상기 구동부에 상기 동작 정보 생성부에서 생성된 동작 지령을 내보내는 동작 제어부를 구비하고,
상기 생성된 동작 정보는 작업 세트 테이블의 이동 속도의 미분값이고, 상기 미리 설정한 가부의 기준이 되는 동작 한계값은 가감 속도의 동작 한계값인
레이저 가공 장치.A laser light emitting unit for emitting a laser beam,
A work set table which is an attachment portion of the material and which can be moved by the driving unit in the entire region within the required range in the two-dimensional direction which can be scanned by the laser beam emitted from the laser beam output unit;
Corresponding to the machining shape of the material set in advance, the scanning range of the laser beam output unit is used, so that the influence of inertia can be suppressed during movement of the work set table, and the total movement length is minimized. The trajectory and the motion information of the work set table are generated, and the motion information is compared with the motion limit value, which is a reference value of a preset value, for each required segment of the generated trajectory, and the motion information is the motion limit value. If it is less than or equal to, it is determined as "enabled", and if it exceeds the operation limit value, it is determined to be "disabled". In the segment determined as "enabled" of the generated trajectory, the segment corresponding to the segment The machining shape section is processed by scanning a laser beam while moving the work set table based on the operation information, and is determined as "impossible". The segment is processed to the end point of the work piece section corresponding to the previous segment in the direction of movement of the segment, and then the emission of the laser beam is stopped at the end point, and the work set table is operated at a required speed in the state of stopping the work. Operation information for generating operation information which, when moved to the segment determined as "impossible", continues the machining of the machining shape section corresponding to the segment determined as "impossible" from where the machining is stopped. A generation unit,
A laser controller which receives the position information of the work set table from the driving unit, and outputs an emission command generated by the operation information generation unit to the laser beam output unit;
An operation control unit configured to export operation instructions generated by the operation information generation unit to the driving unit which receives the position information of the work set table by the drive unit and moves the work set table;
The generated motion information is a derivative value of the moving speed of the work set table, and an operation limit value which is a reference value of the preset provisional value is an operation limit value of acceleration / deceleration speed.
Laser processing device. 청구항 3에 있어서,
상기 구동부는 제1 리니어 인코더를 구비하는 제1 구동축과, 상기 제1 구동축에 상기 제1 구동축과 평행하게 이동 가능하게 설치되고 상기 제1 구동축과 직교하는 제2 구동축을 구비하고, 상기 작업 세트 테이블은 상기 제2 구동축에 이동 가능하게 설치되어 있는
레이저 가공 장치.The method according to claim 3,
The drive unit includes a first drive shaft including a first linear encoder, and a second drive shaft installed on the first drive shaft to be movable in parallel with the first drive shaft and orthogonal to the first drive shaft, wherein the work set table Is installed on the second drive shaft to be movable
Laser processing device. 청구항 3 또는 4에 있어서,
상기 소재의 가공 완료 후, 상기 소재에 남는 실제 가공 형상을 계측하는 화상 센서를 구비하고 있고, 상기 동작 정보 생성부에서 상기 실제 가공 형상과 상기 미리 설정한 소재의 가공 형상을 비교하여, 그 차이를 보정하고, 그 보정값을 사용하여 상기 레이저 제어부에 의한 상기 레이저광 출사부의 제어와, 상기 동작 제어부에 의한 상기 작업 세트 테이블의 이동 제어를 실행하도록 한
레이저 가공 장치.The method according to claim 3 or 4,
After completion of the processing of the raw material, an image sensor for measuring the actual processed shape remaining on the raw material is provided, and the motion information generating unit compares the actual processed shape with the processed shape of the preset raw material, and compares the difference. Correcting, and using the correction value, control of the laser beam output unit by the laser control unit and movement control of the work set table by the operation control unit
Laser processing device. 미리 설정한 소재의 가공 형상에 대응하여, 레이저광 출사부의 레이저광의 주사 범위를 이용하고, 작업 세트 테이블의 이동시에 관성의 영향을 억제할 수 있도록, 그리고 총 이동 길이가 최소가 되도록, 상기 작업 세트 테이블의 궤도 및 동작 정보를 생성하고, 상기 생성된 궤도의 소요 세그먼트마다 상기 동작 정보와 미리 설정한 가부의 기준이 되는 동작 한계값과 비교하여, 상기 동작 정보가 상기 동작 한계값 이하이면 "가능"으로 판정하고, 상기 동작 한계값을 초과하면 "불가능"으로 판정하는 공정과,
상기 생성된 궤도의 상기 "가능"으로 판정된 세그먼트에서는 상기 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간을 상기 동작 정보를 바탕으로 상기 작업 세트 테이블을 이동시키면서 레이저광을 주사하여 가공하고, 상기 "불가능"으로 판정된 세그먼트에서는 그 세그먼트에 포함되는 방향 전환점을 경계로 하는 각 세그먼트에서 이동 방향으로 이전 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간을 시점에서 종점까지 가공한 후, 상기 종점에서 레이저광의 출사를 정지하고, 가공을 정지한 상태에서 상기 작업 세트 테이블을 소요 속도로 이동시켜 다음 세그먼트로 이동했을 때, 상기 구간의 가공을 정지한 곳에서 다음 세그먼트에 대응하는 상기 가공 형상 구간의 가공을 계속하는 공정을 구비하고,
상기 생성된 동작 정보는 작업 세트 테이블의 이동 속도의 미분값이고, 상기 미리 설정한 가부의 기준이 되는 동작 한계값은 가감 속도의 동작 한계값인
레이저 가공 방법.In accordance with the processing shape of the material set in advance, the work set is used so that the influence of inertia upon the movement of the work set table can be suppressed, and the total travel length is minimized, using the scanning range of the laser light output section. Generates a trajectory and motion information of a table, and compares the motion information with a motion threshold value that is a preset reference value for each required segment of the generated track, and if the motion information is equal to or smaller than the motion limit value, " possible " And determining that it is "impossible" when the operation limit value is exceeded, and
In the segment determined as "enabled" of the generated trajectory, the machining shape section corresponding to the segment is processed by scanning a laser beam while moving the work set table based on the operation information, and making the "impossible". In the determined segment, after processing the said processing shape section corresponding to a previous segment in the movement direction in each segment which borders the direction change point contained in the segment from a starting point to an end point, emission of a laser beam is stopped at the said end point, and processing And moving the working set table at a required speed to move to the next segment in a stopped state, and continuing the processing of the processed shape section corresponding to the next segment when the processing of the section is stopped;
The generated motion information is a derivative value of the moving speed of the work set table, and an operation limit value which is a reference value of the preset provisional value is an operation limit value of acceleration / deceleration speed.
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