KR920006681B1 - 레이저 가공방법 - Google Patents

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KR920006681B1
KR920006681B1 KR1019880700250A KR880700250A KR920006681B1 KR 920006681 B1 KR920006681 B1 KR 920006681B1 KR 1019880700250 A KR1019880700250 A KR 1019880700250A KR 880700250 A KR880700250 A KR 880700250A KR 920006681 B1 KR920006681 B1 KR 920006681B1
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구니오 오시마
아끼히도 시노하라
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마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
다니이 아끼오
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
레이저 가공방법
[도면의 간단한 설명]
제1도∼제3도는 종래의 레이저 비임의 주사방법을 표시한 사시도.
제4도는 본 발명의 제1의 실시예를 표시한 사시도.
제5도는 동실시예의 갤바너미러의 타임차아트를 표시한 도면.
제6도는 본 발명의 제2의 실시예를 표시한 사시도.
제7도(a), (b), 제8도(a), (b) 및 제9도(a), (b)는 본 발명에 있어서 레이저 비임주사 벡터를 구하기 위한 사고방식을 표시한 도면.
제10도는 본 발명의 제3의 실시예를 표시한 사시도.
제11도는 동실시예에 있어서의 레이저 비임의 주사중심으로부터의 거리와, 레이저 비임과 피가공물이 이루는 각도의 관계를 표시한 도면.
제12도는 본 발명의 제4의 실시예를 표시한 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 레이저 발진기 2,2a,2b : 레이저비임
3,3b,3c : 갤바너미러 4 : 피가공물
5 : 피가공물 주행방향 6,6a,6b,6c,6d,6e,6f : 주사선
7 : 가공선 8a,8b : 주주사
9a,9b : 종주사 10a,10b,10c : 집광렌즈
11 : 마스크 12a,12b,12c : 주사방향
13 : 갤바너미러 14 : 갤버너미러의 단부
15 : 주사면
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 레이저 비임을, 일정방향으로 주행하고 있는 피가공물에 대해서 주사하여, 물리적 또는 화학적가공을 행하는 레이저 가공방법에 관한 것이다.
[배경기술]
일정방향으로 주행하고 있는 테이프 형상의 피가공물에 대해서, 주행방향이 아닌 방향으로 거의 평행으로 레이저비임에 의한 가공을 반복하여 행하는 경우, 레이저비임의 주사가 필요하다.
피가공물에 대해서 고속으로 레이저 비임을 주사하는 방법으로서, 갤바너미러(galvano mirror)또는 폴리건미러(polygon mirror)에 의한 방법이 알려져 있다. 제1도, 제2도는 종래의 갤바너미러 또는 폴리건미러에 의해 주사하는 경우를 표시한다.
제1도에 있어서(1)은 레이저 발진기, (2)는 레이저 비임, (3)은 갤바너미러, (4)는 피가공물로서 (5)의 방향으로 주사하고 있는 것으로 한다. 갤바너미러(3)에 의해 레이저 비임(2)은 주사선(6)과 같이 주사된다. 갤바너미러(3)는 왕복운동을 하기 때문에, 레이저 비임은 주사방향(12a), (12b)의 방향으로 주사된다. 피가공물(4)은 (5)의 방향으로 주행하고 있기 때문에, 피가공물 상에서는 (7)과 같이 "八"자의 글씨모양으로 가공선이 형성된다.
따라서 가공선(7)이 거의 평행인 가공상태를 얻을려고하면 피가공물의 주행속도를 작게하거나, 반대로 레이저비임의 주사속도를 크게하면 되나, 전자는 생산성이 떨어지고, 후자는 레이저비임에 의한 가공능력때문에 한계가 있다.
마찬가지로 제2도는 풀리건미러(13)에 의해 레이저 비임을 주사하는 경우를 표시한다. 이 경우의 주사선은 (6)이며, 주사방향은 (12C)의 일정방향이 된다. 그 때문에 가공선(7)은 평행으로되나, 레이저비임(2)이 폴리건미러의 단부(14)에 걸리는 부분은 사용할 수 없다고 하는 결점이 있다. 일반적으로는, 갤바너미러 혹은 풀리건미러를 사용해서 종래의 주사방법을 취하는 경우, 50% 정도의 시간밖에 주사에 유효하게 이용할수 없다고하는 문제점을 가지고 있었다.
또, 레이저 비임을 평면상의 피가공물에 대해서 주사하여, 제거가공, 열처리등의 물리적가공, 혹은 화학적 변화를 발생시키는 화학적 가공을 행하는 경우 종래는, 주사중심에서의 레이저 비임에 대해서 피가공물을 수직으로 놓은 방법이 취하여 진다.
제3도는 종래의 주사방법을 표시한 사시도이다. 동도면에 표시한 바와 같이, 주사중심에서의 레이저비임(2a)에 대해서, 피가공물(4)을 수직으로 놓고 있기 때문에, 레이저비임(2a)과 피가공물(4)이 이루는 각θ 0는 90°이다. 주사선(6)을 따라서 레이저비임을 주사하면, 레이저 비임(2b)과 피가공물(4)이 이루는 각θ은 변화하여, 주사중심으로부터 떨어짐에 따라, 각도θ는 작아진다.
상기한 바와 같은 구성에 있어서는, 이하에 설명하는 바와 같은 문제점을 가지고 있었다.
(1) 레이저비임(2a), (2b)와 피가공물(4)이 이루는 각θ 0,θ가 주사선(6)의 각점에서 변화하기 때문에, 레이저 비임의 스폿의 형상이 크게 변화한다. 즉, 주사중심에서 스폿형상은 원이고, 주사중심으로부터 떨어진 점에서는 타원이 되며, 그 형상은 주사중심으로부터 떨어짐에 따라, 즉 각θ가 작아짐에 따라 편명도가 심하게 된다. 스폿형상의 변화는, 레이저 비임의 에너지 밀도를 크게 변화시키므로 레이저 가공의 안정성을 나쁘게하는 큰 요인이다. 또, 상기한 이유때문에, 주사선(6)의 길이는 너무 크게할 수 없다.
(2) 레이저 비임과 피가공물이 이루는 각이 90°근처에서는, 피가공물에 조사한 레이저 비임의 일부가 반사되어, 주사미러(2)를 통과해서, 레이저 공진기내까지 돌아오는 되돌림 광이 발생하기 쉽다. 이 되돌림광은, 피가공물이 반사율이 높은 물질, 예를들면, 구리, 알루미늄등에서 현저하게 된다. 되돌림 광이 이 레이저 발진의 매체까지 되돌아오면, 그 위상에 의해 레이저 비임이 증폭 혹은 감쇠되므로, 레이저 비임의 강도가 불안정하게 되며, 가공에 큰 영향을 준다.
[발생의 개시]
그리하여 본 발명의 주된 목적은, 일정방향으로 주행하고 있는 피가공물에, 거이 평행한 가공선을 횡단해서 거의 연속적으로 얻는 경우에, 레이저 비임주사를 효율적으로 행할 수 있는 레이저 가공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 레이저 비임과 피가공물이 이루는 각도의 변화를 작게하므로서, 스폿형상의 변화즉, 레이저 비임의 에너지 밀도의 변화를 작게하고, 레이저 가공의 안정성을 좋게하는데 있다.
상기 본 발명의 목적은, 피가공물의 주행속도벡터를
Figure kpo00001
, 왕로(往路)에 있어서의 피가공물에 대해서 상대적인 가공속도 벡터를
Figure kpo00002
, 왕로에 있어서의 레이저 비임주사 속도 벡터를
Figure kpo00003
, 복로(復路)에 있어서의 레이저 비임주사 속도 벡터를
Figure kpo00004
로 하였을 때에,
Figure kpo00005
가 되도록
Figure kpo00006
를 결정해서 레이저 비임을 주사하므로서 달성된다.
또 본 발명은, 레이저 비임의 왕로 주사의 속도와 복로주사의 속도의 각각의 상기 피가공물의 주행방향의 벡터 성분이, 모두 상기 피가공물의 주행속도와 거의 동일하게 되며, 또한 각각의 상기 가공물의 주행방향에 직각인 방향의 벡터성분이, 서로 반대방향이고 또한 크기가 거의 동등해지도록 레이저 비임을 주사시키는 방법을 포함하고 있다.
또 본 발명은, 레이저 비임과 피가공물이 이루는 최대의 각도가 직각이외를 가지도록 피가공물을 경사시켜서 가공하는 방법을 포함하고 있다.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면에 의거해서 설명한다. 제4도는 본 발명의 제1의 실시예를 표시한 사시도이다. 레이저 발진기(1)로부터의 레이저비임(2)은 1쌍의 갤바더미리(3a)와 (3b)에 의해서 주사되며, 그 주사궤적은, 주사선(6a)→(6c)→(6b)→(6c)→(6a)의 순이다. 왕로의 주사선(6a)과 복로의 주사선(6b)은, 피가공물(4)의 주행방향(5)의 성분과, 주행방향에 직각인 성분을 가진다. 주사선(6a), (6b)의 주사시 레이저비임(2)을 피가공물(4)에 조사하므로, 피가공물(4)상의 각각의 가공선(7)을 거의 평행으로된다. 주사선(6a), (6b)이 직선이고 등속도 주사이며, 또한 피가공물(4)의 주사속도와 동등한 주사속도의 벡터성분을 가지고 있으므로, 가공선(7)은 직선이고 완전히 평행으로 된다. 상기 피가공물 주행방향(5)과 반대방향의 주사선(6c)은 피가공물(4)상을 주사하지 않는 상태에서, 주사선(6a) 또는 (6b)의 최초의 위치로 되돌린다. 이에 의해서 주사는 주사선(6a)→(6c)→(6b)→(6c)→(6a)의 순으로 반복하여 행할 수 있으므로, 피가공물(4)상에는, 평행한 가공선을 연속해서 얻게된다. 가공선(7)의 간격은, 주사의 형상, 주사선(6a), (6b), (6c)의 주사속도, 피가공물의 주행속도의 조합으로 임의로 설정이 가능하다. 통상, 주사선(6c)의 주사를 갤바너미러(3)의 최소응답시간 4msec정도로 취하면, 피가공물(4)의 주행속도도 크게할 수 있고, 또한 전체주사시간중 가공에 유효하게 이용할 수 있는 비율도 커진다. 본 실시예의 경우 85% 이상을 유효하게 이용할 수 있었다.
제5도는 본 실시예의 레이저 비임주사방법을 실시하기 위한 장치로서의, 갤바너미러의 타임차아트를 표시한 것이다. 제4도의 갤버너미러(3a)와 (3b)와의 관계에 대해서 설명하면, 제4도의 갤바너미러(3a)는, 제5도의 종주사(9a)와 (9b)를 하는 갤바너미러이다. 제4도의 갤바너미러(3b)는 제2도의 주 주사(8a)와(8b)를 하는 갤바너미러이다.
제5도의 주주사(8a)와 (8b), 종주사(9a)와 (9b)의 조합과 제4도의 주사선(6a), (6b), (6c)의 관계를, 제5도의 아래쪽에 표시한다. 단 제5도에서는 종주사(9b)동안, 주주사는 8a
Figure kpo00007
8b로 변화하고 있으므로 제4도의 주사선(6c)는 바깥쪽으로 불록한 곡선이 된다. 제4도의 주사선(6c)과 같이 직선을 얻을려고하면 제5도의 주주사는, 종주사(9b)중, 각도가 일정(주주사의 갤바너미러가 정지상태)해야할 필요가 있으나, 주주사의 갤바너미러의 관성력이 있으므로, 제5도와 같이(8a)→(8b)→(8a)처럼 3각 파형으로 프로그램한 편이 가공선은 직선성이 좋아진다.
또한 주주사와 종주사의 갤바너미러의 화전축은 서로 평행만 아니라면 이상과 같은 주사는 가능하지만, 회전축이 서로 직각인 편이 프로그램의 설정도 용이하다.
또, 주주사(8a), (8b)와 종주사(9a), (9b)는 제5도와 같이, 갤바너미러를 등각속도로 요동시키는 방법이외에 SIN곡선으로 요동시켜도 된다. 단, 이 경우는 가공선(7)의 직선성은 좀 나빠진다.
제6도는 본 발명의 제2의 실시예를 표시한 사시도이다. 구성은 제4도와 대략 동일하나, 본 실시예는 폭넓은 피가공물(4)에 대응해서, 마스크(11)를 설치한 점이 다르다. 주사선(6c)이 피가공물에 대해서 조사해서는 안될때에, 조사를 중지하는 수단은, 다른것으로는 음향광학소자를 사용한 고속스위칭이나, 기계적 셔터의 개폐를 이용하는 방법이 있다. 그러나 음향광학소자는 응답은 신속하나 고가이고 또 기계적 셔터는 응답시간이 수 10∼수 100msec로 느리다고하는 결점을 가진다. 본 발명은, 피가공물의 주행방향과 반대방향으로 주사하는 주사선(6c)의 레이저 비임을 마스킹해서 피가공물(4)에 조사하지 않도록 하는 것이다. 마스크(11)는 레이저비임(2)에 의해 손상을 받지 않고, 또한 레이저비임(2)을 난반사 하지 않는 것이 바람직하나, 난반사한 레이저비이에 의해 피가공물이 가공되지 않는 것이라면 된다. 예를들면 세라믹, SUS판, 흑연등을 이용할 수 있다. 마스크(11)는 피가공물(4)과 갤바너미러(3b)의 사이에 고정하면 되나 레이저비임(2)이 마스크(11)에 의해 회절하는 영향을 될 수 있는 대로 작게하기 위해서, 피가공물(4)에 근접한 위치에 마스크(11)를 고정하는 것이 바람직하다.
이상과 같은 구성에 의해, 폭넓은 피가공물에 대해서도 거의 평행의 가공선(7)을 효율적으로 얻을 수 있는 일이 가능하다.
또한, 가공선(7)의 폭이 수 100μ 이하로 작을 때에는 통상, 집광렌즈가 사용된다. 집광렌즈의 위치는, 제6도의 각 집광렌즈(10a), (10b), (10c)의 어느 위치를 선택해도, 본 발명의 효과로 되어있는, 효율적인 레이저 비임주사가 가능하다.
또한, 이상의 실시예는 모두 피가공물(4)의 주행방향(5)에 긱각의 방향의 가공선을, 평행으로 또한 연속해서 얻게되는 것이나, 피가공물 주행방향(5)에 직각인 방향에 대해서 임의의 각도 경사한 가공선을 평행으로 또한 연속해서 얻는 것도, 마찬가지 사고방식에 의해서 실현할 수 있다. 제7도(a), (b) 및 제8도(a), (b)에, 임의의 경사각을 가진 가공선을 평행으로 또한 연속해서 얻는 경우의 레이저비임주사벡터를 구하기위한 사고방식을 표시한다.
제7(a)에 있어서,
Figure kpo00008
는 각각 주사선(6d), (6e)상을 주사하는 레이저비임의 주사속도 벡터를 표시하며,
Figure kpo00009
는 피가공물(4)의 주행속도 벡터를 표시한다. 또, 제7도(b)에 있어서,
Figure kpo00010
는, 각각 주사선(6d), (6e)을 주사하는 레이저비임에 의한, 피가공물에 대해서 상대적으로 본 경우의 가공속도 벡터를 표시한다. 또한, 피가공물의 주행방향(5)을 X축방향, 그것에 직각인 방향을 Y축으로 취하는 것으로 한다.
제8도(a), (b)는 각 벡터의 상호관계를 표시한 것이다. 각 벡터의 관계를 식으로 표시하면 다음과 같이된다.
Figure kpo00011
Figure kpo00012
또,
Figure kpo00013
와
Figure kpo00014
는 서로 평행이고 또한 방향이 반대라는 것, 및 피가공물에 대한 상대적인 가공속도가 일정하는 것 때문에, 다음의 관계가 성립된다.
Figure kpo00015
②식과 ③식으로부터
Figure kpo00016
다음에, 각속도 벡터를, x방향, y방향성분을 사용해서 표시하고, 그 관계식을 구한다.
먼저 각속도 벡터의 x방향, y방향성분을,
Figure kpo00017
Figure kpo00018
로 표시하는 것으로 한다.
식 ①을 ⑤를 사용해서 표시하면
Figure kpo00019
식 ④를 ⑤를 사용해서 표시하면,
Figure kpo00020
또한, 본 발명의 상기 제1의 실시예는, 가공선이 피가공물의 주행방향(5)에 대해서 직각으로 되어 있으므로,
Figure kpo00021
가 피가공물의 주행방향(5)에 직각의 방향을 향하고 있으며,
Figure kpo00022
의 테이프 주행방향성분이 0 즉 Vax=0의 경우에 상당한다. 이때, ⑥식으로부터
Figure kpo00023
또 ⑧식으로부터
Figure kpo00024
된다. 이 경우의 각속도 벡터의 도시한 겻이 제9도(a), (b)이다.
다음에, 본 발명의 제3의 실시예를 제10도 및 제11도에 의거하여 설명한다.
본 발명의 제3의 실시예는, 본 발명의 제1, 제2의 실시예에 있어서의 방법에 있어서, 피가공물과 레이저비임이 이루는 각도를 직각이외의 각도로 하므로서, 비임 스폿의 에너지 밀도의 변동을 억제하고, 가공의 안정화를 도모하는 것이다.
제10도, 제11도는 본 발명의 제3의 실시예에 있어서의 레이저 가공방법을 표시한다. 제10도에 있어서 레이저비임(2)은 주사미러(3)에 의해 주사되어, 집광렌즈(10c)에 의해 피가공물(4)에 조사된다. 조사중심의 레이저비임(2a)에 대해서, 피가공물(4)은 상대적으로 경사시켜서 배치되어 있다. 레이저비임을 수사선(6)에 따라서 주사하였을 때, 레이저비임과 피가공물(4)이 이루는 각도θ는, 주사중심의 레이저 비임(2a)의 상태일때, 최대의 각도θ 0로 된다. 또 레이저 비임이, 주사중심의 레이저비임(2a)으로부터 떨어짐에 따라, 각도θ는 작아진다. 집광렌즈(10c)에 fθ렌즈를 사용한 경우에, 각도θ의 변화상태를 표시한 예가 제11도이다. 이 경우, 집광렌즈(10c)의 초점거리 300㎜, 주사미러(3)로부터 집광렌즈(10c)의 주점까지의 거리 20㎜에서의 각도θ의 변화를 표시한다. 제11도에 있어서 각도θ 0가 90°일때의 곡선 A는, 레이저비임에 대해서 피가공물을 상대적으로 경사시키고 있지않는 종래의 주사방법을 표시한다. 이에의해, 피가공물을 경사시키지 않는 주사방법에서는, 주사에 의해 각도θ가 크게변화하는 것을 알 수 있다.
한편, 곡선 B, C, D는 본 발명인 피가공물을 레이저 비임에 대하여 상대적으로 경사시킨 경우를 나타낸다. 즉, 주사의 중심에서의 비임과 피가공물이 이루는 각θ 0가 90°인 A의 경우로부터 B는 5°, C는 10° D는 20°의 각도만큼 각각 피가공물을 경사시킨 경우이다. 상기와 같이, 주사중심에서의 각도가 90°근방의 각도를 취하지 않도록 피가공물을 경사시키므로서 다음 두가지의 잇점이 생긴다.
제1은, 되돌림광에 의한 레이저출력의 불안정성을 없앨 수 있는 점이다. 즉, 레이저를 피가공물에 조사한때, 레이저 비임과 피가공물이 이루는 각도가 90°∼87°인 경우, 통상 피가공물로부터의 되돌림 광(반사광)이 레이저발진기까지 되돌아가서 레이저출력을 불안정화 시킨다. 그러나 본 발명과 같이 피가공물을 경사시키면, 조사의 어느점에 있어서도 비임과 피가공물이 이루는 각θ가 87°이하가 되는 구성이 가능하게 되어 되돌림 광의 영향을 없앨 수 있다.
제2는, 스폿형상을 안정화할 수 있는 점이다. 즉, 제11도 A와 B, C, D의 곡선의 예에서 보면, 피가공물을 상대적으로 경사시키지 않는 A는θ가 85°∼90°로 변화하는데 대하여, 예를들면 피가공물을 5° 경사시킨 경우의 B는θ가 82.8°∼85°로 되어 변화분이 작아진다. 비임의 조사범위에 있어서, 비임과 피가공물이 이루는 각θ의 변화가 작아지면 비임의 스폿형상의 변화가 작아지므로 가공형상도 안정화된다.
단, 각도θ가 55°이하에서는 스폿형상이 편평도가 심한 타원형으로 되므로 가공능률이 나빠진다.
이상의 점으로부터 주사범위의 어느점에 있어서도, 각도θ는 87°∼55°의 범위내이며, 또한 θ의 변화가 작게되므로 피가공물을 비임에 대하여 상대적으로 경사시키는 것이 바람직하다. 이상의 구성으로하는 방법의 예로서는 제10도에 있어서 집광렌즈(10c)의 중심을 통과하는 비임(2a)와 피가공물(4)가 이루는 각θ 0가 예를들면 10°가 되도록하면 된다.
이와 같이 본 실시예에 의하면, 레이저 비임과 피가공물이 이루는 각도가 직각이외의 각도를 지니도록, 피가공물을 상대적으로 경사시켜서 배치하므로서, 주사시에 레이저 비임과 피가공물이 이루는 각θ의 변화가 작아진다. 이에 의해 피가공물상의 스폿형상의 변화가 작아지며, 그 때문에 안정된 레이저 가공이 가능하게 된다. 또 피가공물로부터의 되돌림광의 영향에 의한, 레이저 출력의 불안정 요인도 없엘 수 있다.
다음에 본 발명의 제4의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
제12도는 본 발명의 제4의 실시예를 표시한 것이며, 제3의 실시예인 제10도와 다른 것은, 주사미러(3a)를 배치한 점이다. 피가공물(4)은 레이저 비임에 대해서 상대적으로 경사시키고 있으므로, 레이저 비임과 피가공물(4)이 이루는 각θ은, 레이저 비임(2a)의 위치에서의 각도 θ0가 최대이다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 주사미러(3a)를 배치하고, 피가공물(4)을 상대적으로 경사시키므로서, 피가공물상에서 주사할 수 있는 범위는, 주사면(15)이 된다. 주사범위가 면이기 때문에, 레이저비임(2a)과 (2b)의 어느 한쪽이 피가공물상에서 초점이탈을 발생하나, 집광렌즈를 적당하게 경사시키거나, 집광렌즈에 적당한 수차를 지니게 하므로서, 이 초점이탈을 작게할 수 있다.
[산업상의 이용가능성]
이상의 설명에서 명백한 바와 같이 본 발명에 의하면, 레이저 비임의 주사속도 벡터를, 피가공물의 주행속도 벡터 및 피가공물에 대해서 상대적인 가공속도벡터로부터 연산에 의해 결정해서, 왕복주사를 반복하므로서, 피가공물에 거의 평행한 가공선을 효율좋게 형성할 수 있다.
또, 피가공물과 레이저 비임이 이루는 최대의 각도가 직각이외의 각도를 지니도록 피가공물을 경사시켜서 가공하므로서, 레이저 비임의 강도의 안정화를 도모할 수 있어, 가공의 안정성이 향상된다.

Claims (4)

  1. 일정방향 방향으로 주행하고 있는 피가공물에 대해서 레이저 비임을 왕복주사하여, 상기 피가공물의 주행방향에 대해서 소정각도를 이루는 가공선을, 평행으로 또한 연속해서 가공하는 방법에 있어서, 상기 피가공물의 주행속도 벡터를
    Figure kpo00025
    , 왕로에 있어서의 상기 피가공물에 대해서 상대적인 가공속도 벡터를
    Figure kpo00026
    , 왕로에 있어서의 레이저 비임주사 속도 벡터를
    Figure kpo00027
    , 복로에 있어서의 레이저 비임 주사속도 벡터를
    Figure kpo00028
    로 하였을 때에,
    Figure kpo00029
    가 되도록
    Figure kpo00030
    를 결정해서 레이저 비임을 주사하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
  2. 일정방향으로 주행하고 있는 피가공물에 대해서 레이저 비임을 왕복주사하여, 상기 피가공물의 주행방향에 대해서 직각 방향의 가공선을 평행으로 또한 연속해서 가공하는 방법에 있어서, 레이저 비임의 왕로주사의 속도와 복로주사의 속도의 각각의 상기 피가공물의 주행방향 벡터성분이, 모두 상기 피가공물의 주행속도와 거의 동일하게되는 한편, 각각의 상기 피가공물의 주행방향에 직각 방향의 벡터성분이, 서로 반대방향이고 또한 크기가 대략 동등하게 되도록, 레이저 비임을 주사하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
  3. 일정방향으로 주사하고 있는 피가공물에 대해서 레이저 비임을 왕복주사하여, 상기 피가공물의 주행방향에 대해서 소정의 각도를 이루는 가공선을, 평행으로 또한 연속해서 가공하는 방법에 있어서, 상기 피가공물의 주행속도벡터를
    Figure kpo00031
    왕로에 있어서의 상기 피가공물에 대해서 상대적인 가공속도 벡터를
    Figure kpo00032
    , 왕로에 있어서의 레이저 비임 주사속도 벡터를
    Figure kpo00033
    , 복로에 있어서의 레이저 비임 주사속도벡터를
    Figure kpo00034
    로 하였을때에,
    Figure kpo00035
    가 되도록
    Figure kpo00036
    를 결정해서 레이저 비임을 주사함과 동시에, 상기 레이저 비임과 상기 피가공물이 이루는 최대의 각도가 직각이외의 각도를 지니도록 피가공물을 경사시켜서 가공하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
  4. 제3항에 있어서, 피가공물상의 주사범위의 어느점에 있어서도 레이저비임과 피가공물이 이루는 각도가 87°∼55°의 범위내에 있도록, 피가공물을 레이저 비임에 대하여 상대적으로 경사시켜 배치하여 상기 레이저비임을 주사시키는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK0495647T3 (da) * 1991-01-17 1997-11-03 United Distillers Plc Dynamisk mærkning med laser
GB9115225D0 (en) * 1991-01-17 1991-08-28 Shanning Laser Systems Ltd Laser marking
US5643801A (en) * 1992-11-06 1997-07-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser processing method and alignment
US6544825B1 (en) 1992-12-26 2003-04-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of fabricating a MIS transistor
US6410374B1 (en) 1992-12-26 2002-06-25 Semiconductor Energy Laborartory Co., Ltd. Method of crystallizing a semiconductor layer in a MIS transistor
TW299897U (en) 1993-11-05 1997-03-01 Semiconductor Energy Lab A semiconductor integrated circuit
WO1995024279A1 (fr) * 1994-03-10 1995-09-14 Ishikawa, Toshiharu Dispositif d'enlevement de pellicule
US5767477A (en) * 1994-03-23 1998-06-16 Domino Printing Sciences Plc Laser marking apparatus for marking twin-line messages
US5611949A (en) * 1994-05-04 1997-03-18 Norfin International, Inc. Method and apparatus for laser cutting separate items carried on a continuously moving web
DE4426305C2 (de) * 1994-07-25 1997-03-06 Hilti Ag Adaptive Rutschkupplung
JP3469337B2 (ja) * 1994-12-16 2003-11-25 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US8217304B2 (en) * 2001-03-29 2012-07-10 Gsi Group Corporation Methods and systems for thermal-based laser processing a multi-material device
US6791592B2 (en) * 2000-04-18 2004-09-14 Laserink Printing a code on a product
US6538230B2 (en) * 2001-05-17 2003-03-25 Preco Laser Systems, Llc Method and apparatus for improving laser hole resolution
US7046267B2 (en) 2003-12-19 2006-05-16 Markem Corporation Striping and clipping correction
DE102004028066B4 (de) * 2004-06-09 2007-09-20 Sator Laser Gmbh Vorrichtung zur Kennzeichnung von Gegenständen mit einem Laserstrahl
US7394479B2 (en) 2005-03-02 2008-07-01 Marken Corporation Pulsed laser printing
JP5255218B2 (ja) * 2006-03-14 2013-08-07 株式会社リコー 画像処理方法
US8767786B2 (en) 2008-12-17 2014-07-01 Mitsubishi Electric Corporation Laser processing apparatus, laser processing method, and manufacturing method of photovoltaic device
JP2010194560A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Nisshinbo Holdings Inc 太陽電池パネルのレーザ加工方法
JP5510214B2 (ja) * 2009-10-19 2014-06-04 株式会社リコー 描画制御装置、レーザ照射装置、描画制御方法、描画制御プログラム、及びこれを記録した記録媒体
JP2013515612A (ja) * 2009-12-23 2013-05-09 イムラ アメリカ インコーポレイテッド 光学素子構造体と集束ビームとを用いたレーザ利用パターン形成
WO2013099219A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の鉄損改善装置
TWI630974B (zh) * 2016-11-02 2018-08-01 財團法人工業技術研究院 雷射系統及雷射炫彩加工方法
US10583668B2 (en) 2018-08-07 2020-03-10 Markem-Imaje Corporation Symbol grouping and striping for wide field matrix laser marking
JP7122559B2 (ja) * 2018-08-08 2022-08-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
NL2030738B1 (en) * 2022-01-27 2023-08-07 P Laser N V Laser apparatus, method and computer program

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2350933C3 (de) * 1973-10-10 1981-10-29 Winkler & Dünnebier, Maschinenfabrik und Eisengießerei GmbH & Co KG, 5450 Neuwied Vorrichtung zum Formbrennschneiden einer bewegten Materialbahn mittels eines Laserstrahles
JPS597331A (ja) * 1982-07-05 1984-01-14 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 光走査装置
US4468551A (en) * 1982-07-30 1984-08-28 Armco Inc. Laser treatment of electrical steel and optical scanning assembly therefor
US4535218A (en) * 1982-10-20 1985-08-13 Westinghouse Electric Corp. Laser scribing apparatus and process for using
US4662708A (en) * 1983-10-24 1987-05-05 Armco Inc. Optical scanning system for laser treatment of electrical steel and the like

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Publication number Publication date
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EP0274538B1 (en) 1992-12-02
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DE3782929D1 (de) 1993-01-14
DE3782929T2 (de) 1993-06-17
US4956539A (en) 1990-09-11
EP0274538A4 (en) 1988-07-25

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