WO2019167487A1 - レーザ加工装置 - Google Patents

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WO2019167487A1
WO2019167487A1 PCT/JP2019/002150 JP2019002150W WO2019167487A1 WO 2019167487 A1 WO2019167487 A1 WO 2019167487A1 JP 2019002150 W JP2019002150 W JP 2019002150W WO 2019167487 A1 WO2019167487 A1 WO 2019167487A1
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WO
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processing
laser
output
machining
pattern
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/002150
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English (en)
French (fr)
Inventor
和佳 宮田
Original Assignee
パナソニック デバイスSunx 株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head

Definitions

  • the present disclosure relates to a laser processing apparatus.
  • a laser processing apparatus that scans a laser beam on the surface of an object to be processed, and processes a processing pattern such as characters, figures, symbols, and combinations thereof on a workpiece (see, for example, Patent Document 1).
  • a laser beam emitted from a laser light source is scanned two-dimensionally by an optical scanning unit such as a galvanometer mirror, thereby marking a desired processing pattern on the workpiece.
  • the laser processing apparatus described above is set so that the laser power of the laser beam obtains a desired processing pattern.
  • the processing pattern of the workpiece may not be in a desired processing state due to fluctuations in the intensity of the laser light (including failure of the laser light source). In particular, when the processing pattern is repeatedly processed, this influence is great.
  • a processing pattern is formed at a plurality of processing positions, and one repetitive processing is performed in one (series) processing operation. It is difficult to identify the quality of the processing state of one processing pattern.
  • An object of the present disclosure is to provide a laser processing apparatus that can easily determine whether a workpiece is good or bad.
  • a laser processing apparatus is a laser processing apparatus that forms a processing pattern on a work, and a laser light source that emits laser light that irradiates the work, and the laser light that is relative to the work Scanning means for scanning, data setting means for setting a machining file storing the machining pattern and a machining position for forming the machining pattern, and machining for forming the machining pattern based on the machining file
  • Data generating means for generating coordinate data
  • control means for controlling the scanning means based on the processing coordinate data
  • light receiving means for receiving a part of the laser light emitted from the laser light source, and the light receiving means
  • the output level of the laser beam applied to the workpiece is acquired based on the amount of received light, and the output level is compared with the output determination level
  • Laser output determining means for determining whether or not the output of the laser beam irradiated to the workpiece is during processing of the processing pattern, and outputting a determination result
  • the data setting means includes the processing file in the processing file
  • the laser processing apparatus includes a work setting unit that sets one of a plurality of work types, a plurality of the work types, and a processing target file that is associated with a plurality of output determination values, and the laser
  • the output determination means preferably sets the output determination level based on an output determination value corresponding to the work type set by the work setting means.
  • the laser processing apparatus includes a determination level setting unit that sets the output determination level to be adjustable.
  • the output determination level can be easily adjusted.
  • the laser output determination unit determines whether the output of the laser beam is good or not by comparing the output determination level set lower than the output level with the output level.
  • the above laser processing apparatus includes display means for displaying a determination result corresponding to the identification information at a display position corresponding to the identification information based on the identification information output from the laser output determination means and the determination result. It is preferable to provide.
  • the data setting means displays the determination result in association with the identification information.
  • the data setting means outputs a determination result corresponding to the identification information at a display position corresponding to the identification information.
  • the identification information corresponds to the processing position of the processing pattern that is repeatedly processed. Therefore, the data setting means outputs the output quality of the laser beam processed each processing pattern corresponding to the processing position of the processing pattern. Thereby, the quality of each processing pattern to be repeatedly processed can be determined.
  • the schematic block diagram which shows the laser processing apparatus of one Embodiment.
  • Explanatory drawing which shows an example of the setting screen of single processing mode.
  • Explanatory drawing which shows an example of the setting screen of a repetition process mode.
  • (A) is explanatory drawing which shows the example of a setting of repeated processing mode
  • (b) is explanatory drawing which shows an example of a processing file.
  • Explanatory drawing which shows an example of a process target file.
  • Explanatory drawing which shows an example of a determination result.
  • Explanatory drawing which shows an example of the setting of a determination level.
  • (A), (b) is explanatory drawing which shows the setting of the case level of a modification.
  • (A)-(c) is explanatory drawing which shows the setting of the case level of a modification.
  • (A)-(c) is explanatory drawing which shows the determination result display of a modification. Explanatory drawing of the setting of the process pattern of a modification.
  • the schematic block diagram of the laser processing apparatus of a modification The schematic block diagram of the laser processing apparatus of a modification.
  • the schematic block diagram of the laser processing apparatus of a modification. The schematic block diagram of the laser processing apparatus of a modification.
  • the laser processing apparatus 10 processes a processing pattern on a workpiece W.
  • the laser processing apparatus 10 includes a main body unit 11 and an operation unit 12.
  • the operation unit 12 is used for setting a processing pattern or the like for processing the workpiece W in the main body unit 11.
  • the main body 11 irradiates the workpiece W with the laser light LW based on the setting by the operation unit 12 to process the workpiece W.
  • the operation unit 12 includes a mode switching unit 41, a data setting unit 42, and a display unit 43.
  • the display unit 43 displays information (such as an operation window) for setting by the mode switching unit 41 and the data setting unit 42.
  • the display unit 43 displays the determination result of the laser light LW irradiated to the workpiece W.
  • a display device such as an LCD can be used as the display unit 43.
  • the mode switching unit 41 and the data setting unit 42 are for setting various processing information such as a processing pattern based on information (operation window) displayed on the display unit 43.
  • the mode switching unit 41 and the data setting unit 42 include buttons displayed on the operation window of the display unit 43 and an input device (for example, a touch panel) for operating the buttons.
  • the mode switching unit 41 switches the machining mode for the workpiece W.
  • the machining mode for the workpiece W includes a single machining mode for performing a single machining on the workpiece W, and a repeated machining mode for machining the workpiece W by repeating a machining pattern.
  • the repetitive processing mode may be referred to as “step & repeat”, and may be indicated as “step & repeat” in the accompanying drawings.
  • the mode switching unit 41 switches to the operated processing mode by operating a button for mode selection displayed on the display unit 43.
  • the workpiece W processed in the single processing mode for example, one workpiece placed on a processing table or the like, a workpiece sequentially transferred by a transfer device, and the like can be used.
  • a workpiece processed in the repetitive processing mode for example, a plurality of arranged workpieces such as a tray, a workpiece such as a label sheet affixed to a mount or the like can be used.
  • the data setting unit 42 sets basic information for driving the main body 11 in the main body 11.
  • the data setting unit 42 sets machining information corresponding to the machining mode switched by the mode switching unit 41.
  • the data setting unit 42 sets a processing file including basic information and various types of processing information in the main body unit 11.
  • Basic information includes the emission intensity (laser output) of the laser beam LW applied to the workpiece W, the scanning speed of the laser beam LW, and the like.
  • the processing information includes processing pattern data (processing pattern data) for processing the workpiece W, a position for processing the processing pattern (reference position (reference coordinates)), and the like.
  • the processing pattern is data including various marks such as characters, figures, symbols, logos, etc., or any combination thereof, and this data, that is, the processing pattern may be referred to as print data.
  • the processing pattern includes, for example, a pattern whose part is changed in repeated processing, such as a serial number and a lot number.
  • processing patterns are those that are partially changed according to a predetermined law, such as those in which numbers are changed by one or a predetermined number (addition (increment) or subtraction (decrement)), and in part Examples include information including information based on time (internal clock, system clock).
  • the processing pattern data includes data for scanning the laser light LW for processing the processing pattern (coordinate values relative to the reference position, etc.).
  • the processing with the laser beam LW includes a process for removing (cutting) a part of the surface of the workpiece W according to the machining pattern, a process for changing the color of the surface of the workpiece W according to the machining pattern by the heat of the laser beam LW, and the like. Including.
  • the main body 11 includes a laser light source 21, a branch unit 22, a beam expander 23, a scanning unit 24, a lens unit 27, a data generation unit 31, a storage unit 32, a drive control unit 33, a light receiving unit 34, and a laser output determination unit 35. I have.
  • the laser light source 21 is a laser oscillator and emits a laser beam La for processing the workpiece W.
  • a laser light source 21 for example, a YAG laser light source, a fiber laser light source, or the like can be used.
  • the laser beam La is irradiated onto the work W via the branching unit 22, the beam expander 23, the scanning unit 24, and the lens unit 27.
  • the branching unit 22 is, for example, a beam splitter, and branches a part of the laser light La emitted from the laser light source 21. That is, the branching unit 22 branches (reflects) a part of the laser light La emitted from the laser light source 21 as the monitoring laser light Lb, and transmits the remainder as the laser light LW that irradiates the workpiece W.
  • the beam expander 23 expands the beam diameter of the laser light LW that has passed through the branching section 22.
  • the scanning unit 24 includes galvanometer mirrors 25x and 25y and galvano motors 26x and 26y that rotate the galvanometer mirrors 25x and 25y.
  • the galvanometer mirrors 25x and 25y are total reflection mirrors, for example.
  • the galvanometer mirrors 25x and 25y are supported so as to be rotatable in predetermined directions.
  • the galvanometer mirror 25x is supported so as to be rotatable in a first direction (for example, the X-axis direction) with respect to the workpiece W, and the galvanometer mirror 25y is in a second direction (perpendicular to the first direction). For example, in the Y-axis direction).
  • the galvano motor 26x rotationally drives the galvano mirror 25x
  • the galvano motor 26y rotationally drives the galvano mirror 25y.
  • the scanning unit 24 can two-dimensionally scan the laser beam LW with respect to the workpiece W in two predetermined directions (X-axis direction and Y-axis direction).
  • the laser beam LW reflected by the scanning unit 24 is applied to the workpiece W through the lens unit 27.
  • the lens unit 27 is a focusing lens (for example, an f ⁇ lens), and focuses the laser light LW whose beam diameter is enlarged by the beam expander 23 to a predetermined spot diameter on the surface of the workpiece W.
  • the data generation unit 31 stores the processing file 32a (see FIG. 4B) set by the operation unit 12 that can be operated by the user in the storage unit 32. Further, the processing target file 32b shown in FIG.
  • the data generation unit 31 controls processing on the workpiece W using an external signal as a trigger.
  • the data generation unit 31 generates emission data for the drive control unit 33 to control the emission of the laser light La from the laser light source 21 based on the processing data of the processing file 32 a stored in the storage unit 32.
  • the data generation unit 31 outputs the generated emission data to the drive control unit 33.
  • the data generation unit 31 generates processing coordinate data for controlling the scanning unit 24 based on the processing data of the processing file 32a.
  • the data generation unit 31 outputs the generated processing coordinate data to the drive control unit 33.
  • the data generation unit 31 generates output determination data for determining the output quality of the laser light LW based on the processing data of the processing file 32a.
  • the data generation unit 31 outputs the generated output determination data to the laser output determination unit 35.
  • the drive control unit 33 controls the laser light source 21 based on the emission data generated by the data generation unit 31. For example, the drive control unit 33 controls the intensity (laser power: output level) of the laser beam La emitted from the laser light source 21 and on / off of the laser beam La based on the emission data. Further, the drive control unit 33 rotates the galvanometer mirrors 25x and 25y based on the processing coordinate data generated by the data generation unit 31 so as to irradiate the laser beam LW to a desired position of the workpiece W. The galvano motors 26x and 26y are controlled.
  • the light receiving unit 34 receives the laser beam Lb branched by the branching unit 22 described above.
  • the light receiving unit 34 outputs a light reception signal corresponding to the amount of received light to the laser output determination unit 35.
  • the level (laser power) of the laser beam Lb received by the light receiving unit 34 corresponds to the level (laser power) of the laser beam LW applied to the workpiece W.
  • the laser beam for monitoring Lb varies similarly (for example, in proportion). Therefore, the intensity change of the laser beam LW irradiated to the workpiece W can be detected by the monitoring laser beam Lb.
  • the laser output determination unit 35 calculates the output level of the laser light LW applied to the workpiece W based on the light reception signal output from the light receiving unit 34.
  • the laser output determination unit 35 compares the output level with the output determination level to determine whether the output of the laser light LW is good or bad.
  • the laser processing apparatus 10 includes mode switching means (mode switching unit 41) for switching between the single processing mode and the repetitive processing mode, and is configured to be able to switch the processing mode.
  • mode switching means mode switching unit 41
  • reference coordinates are set as machining positions for machining the machining pattern once in the machining data of the machining file 32a. Based on the machining data in the machining file 32a, the machining pattern is processed once for the workpiece W.
  • the laser output determination unit 35 determines whether the output of the laser light LW irradiated to the workpiece W is good or bad during processing of the processing pattern, and outputs the determination result to the data setting unit 42 of the operation unit 12.
  • the data setting unit 42 displays the determination result on the display unit 43. Thereby, the quality of the output of the laser beam which processed the process pattern, ie, the quality of the process pattern formed in the workpiece
  • the processing quality of the processing pattern can be determined based on the output quality of the laser beam LW.
  • a reference position and repetitive information related to repetitive machining are set as a machining position for forming a machining pattern in the machining data of the machining file 32a.
  • the repetition information includes a deviation from the reference coordinates and the number of repetitions.
  • the deviation is a distance (step) to the next machining position in the repetition direction.
  • the laser output determination unit 35 outputs the determination result for each processing pattern to be repeatedly processed and the identification information of the determination result to the data setting unit 42 of the operation unit 12.
  • the identification information corresponds to the processing position of the processing pattern determined to be acceptable.
  • the identification information is, for example, a value indicating the order of processing patterns to be processed at a desired processing position.
  • position information or the like of the determination result may be used as identification information.
  • the output quality of the laser light LW can be set to one piece of information ([1] or [0]), that is, 1 bit. Therefore, the determination result of the laser light LW for the processing pattern that is repeatedly processed in the repeated processing mode can be made serial data composed of continuous bit strings. By using the bit position (position information) of this bit string as identification information, a determination result including identification information can be output.
  • the data setting unit 42 displays the determination result for each processing pattern to be repeatedly processed on the display unit 43. Therefore, it is possible to determine whether the output of the laser beam LW processed each processing pattern is good, that is, whether each processing pattern is repeatedly processed.
  • the data setting unit 42 displays the determination result in association with the identification information. For example, the data setting unit 42 outputs a determination result corresponding to the identification information at a display position corresponding to the identification information.
  • the identification information corresponds to the processing position of the processing pattern that is repeatedly processed. Accordingly, the data setting unit 42 outputs the output quality of the laser light LW processed for each processing pattern corresponding to the processing position of the processing pattern. Thereby, the quality of each processing pattern to be repeatedly processed can be determined.
  • the display unit 43 displays a screen for setting a single machining mode.
  • the display unit 43 includes a print position display unit 51, an overall setting unit 52, and a step & repeat setting unit 53.
  • the printing position display section 51 shows one processing pattern “ABC”. This processing pattern is displayed at the processing position.
  • the overall setting unit 52 sets the laser output (laser power) of the laser beam LW to be processed, the scan speed of the laser beam LW, whether the laser output determination level can be adjusted, and the determination level.
  • the laser output (laser power) and scan speed can be set by direct input. Whether or not the judgment level is adjusted can be selected from a pull-down menu displayed by an operation (for example, tapping) of the pull-down button 52a. When the determination level is not adjusted, the determination level is set based on the set value of the laser power.
  • the step & repeat setting unit 53 switches between a single machining mode and a repetitive machining mode by turning on and off the step & repeat.
  • the processing mode can be switched by selecting “ON” or “OFF” in the pull-down menu displayed by operating the pull-down button 53a. Switching to the single machining mode by turning “Step & Repeat” “OFF”, switching to the repeated machining mode by turning “Step & Repeat” “ON” enables setting in the repeated machining mode.
  • the display unit 43 displays a screen for setting the repetitive machining mode.
  • the display unit 43 includes a print position display unit 51, an overall setting unit 52, and a step & repeat setting unit 53.
  • the printing position display section 51 one machining pattern “ABC” is shown at a plurality of machining positions.
  • the step & repeat setting unit 53 sets repetition information to be repeatedly processed. More specifically, information including the number of repetitions (number of matrices), a reference position, and a deviation (repetition interval, step) with respect to the reference position is set as repetition information.
  • the number of rows and columns of the processing pattern is set as the number of repetitions, and the row step and column step, the reference position, the other count direction, the type of processing target, and the type (detail) are set as deviations from the reference position.
  • Setting values for the number of rows, the number of columns, the row step, and the column step can be set by direct input.
  • the reference position, the count direction, the type to be processed, and the type (details) can be set by selecting from pull-down menus displayed in accordance with the operations of the pull-down buttons 53b, 53c, 53d, and 53e, respectively.
  • FIG. 4A shows an example of setting for repeated machining.
  • a character string “ABC” is set as the processing pattern.
  • FIG. 4A processing patterns arranged in 4 rows and 3 columns are shown.
  • the pitch of the machining pattern in the row direction and the column direction is defined as a row step and a column step.
  • the upper left frame indicates a reference position.
  • setting conditions are stored in the processing file 32a.
  • FIG. 4B shows print data, the number of rows, the number of columns, the row step, the column step, and the reference position as an example of setting conditions.
  • FIG. 5 shows an example of the processing target file 32b.
  • the processing target file 32b stores a processing target type, a type (details), and a determination level in association with each other.
  • the step & repeat setting unit 53 shown in FIG. 3 displays the type and type (details) of the processing target selected from the processing target file 32b by the pull-down menu. Accordingly, the type and type (material) of the workpiece W to be processed by the laser processing apparatus 10 can be easily selected.
  • the determination level of the overall setting unit 52 a set value corresponding to the setting of the determination level corresponding to the selected processing target type and type (detail) is displayed.
  • the setting of the determination level is shown as a calculation formula for calculating the determination level based on the setting PO.
  • the processing target file 32b stores a calculation formula or a coefficient used for the calculation formula.
  • the setting PO indicates a setting value of the laser power of the overall setting unit 52. That is, the determination level is set based on the set value of the laser power. As shown in FIG.
  • the determination level is the calculation formula “setting PO ⁇ ⁇ 5%” or the coefficient “ ⁇ 5%”. Is stored. Based on the set PO, a predetermined ratio of the set PO is set to a value obtained by subtracting from the set PO. The determination level is set to a value lower than the set value based on the set value (set PO) of the laser power. In this way, the determination level corresponding to the type and type (detail) of the selected workpiece W can be easily set.
  • the determination level can be arbitrarily set. As shown in the upper part of FIG. 7, when “no” is selected in the determination level adjustment in the overall setting unit 52, as described above, the setting value calculated based on the laser power is displayed in the determination level. . As shown in the lower part of FIG. 7, when “Yes” is selected from the pull-down menu displayed in response to the operation of the pull-down button 52a, direct input to the input box 52b becomes possible at the determination level. Set value can be set by direct input. Thus, it can change easily to the determination level according to the user who processes the workpiece
  • a display example of the determination result is shown.
  • a processing pattern “ABC” is displayed at the processing position in the print position display unit 51 of the display unit 43.
  • the data setting unit 42 shown in FIG. 1 displays the corresponding determination results “OK” and “NG” at each processing position based on the identification information output from the laser output determination unit 35.
  • the determination result “NG” is displayed more emphasized than the determination result “OK”. For example, in FIG. 6, “OK” is displayed in white, and “NG” is displayed in bold. This makes it easy to visually recognize the determination result of “NG”. It should be noted that the determination result of “NG” only needs to be easier to visually confirm than the determination result of “OK”. For example, it can be displayed with a visual effect such as changing colors or blinking. .
  • the laser processing apparatus 10 includes a main body 11 and an operation unit 12.
  • the laser light source 21 of the main body 11 emits a laser beam LW that irradiates the workpiece W.
  • the scanning unit 24 scans the laser light LW relative to the workpiece W.
  • the mode switching unit 41 of the operation unit 12 switches between a single machining mode in which one machining pattern is formed using an external signal as a trigger, and a repeated machining mode in which a machining pattern is repeatedly formed at a plurality of machining positions using an external signal as a trigger.
  • the data setting unit 42 sets a machining file 32a storing a machining pattern and a machining position where the machining pattern is formed.
  • the data generation unit 31 generates processing coordinate data for forming a processing pattern based on the processing file 32a.
  • the drive control unit 33 controls the scanning unit 24 based on the processing coordinate data.
  • the light receiving unit 34 receives a part of the laser light La emitted from the laser light source 21.
  • the laser output determination unit 35 acquires the output level of the laser light irradiated to the workpiece W based on the amount of light received by the light receiving unit 34, compares the output level with the output determination level, and determines whether the output of the laser beam irradiated to the workpiece is good or bad. Judgment is made during machining pattern processing, and the judgment result is output.
  • the data setting unit 42 sets reference coordinates and repetitive information regarding repetitive machining as a plurality of machining positions at which a machining pattern is repeatedly formed in the machining file 32a.
  • the repetition information includes a deviation from the reference coordinates and the number of repetitions.
  • the deviation includes a deviation in the row direction and a deviation in the column direction.
  • the deviation is set to the distance (step) to the next machining position with respect to the machining position.
  • the position (machining position) of the machining pattern to be machined first is the reference position, and the machining pattern is repeatedly machined by the number of repetitions according to the deviation (step) with respect to this reference position (machining position).
  • a pattern can be formed.
  • the data generation unit 31 generates processing coordinate data for repeatedly forming a processing pattern based on the reference coordinates and the repetition information.
  • the laser output determination unit 35 determines the output quality of the laser beam for each processing pattern to be repeatedly formed, and outputs a determination result for each processing pattern and identification information corresponding to the processing position of the processing pattern to be repeatedly formed.
  • the data setting unit 42 displays the determination result in association with the identification information.
  • the data setting unit 42 outputs a determination result corresponding to the identification information at a display position corresponding to the identification information.
  • the identification information corresponds to the processing position of the processing pattern that is repeatedly processed. Accordingly, the data setting unit 42 outputs the output quality of the laser light LW processed for each processing pattern corresponding to the processing position of the processing pattern. Thereby, the quality of each processing pattern to be repeatedly processed can be determined.
  • the processing target file 32b stores a processing target type, a type (details), and a determination level in association with each other.
  • the step & repeat setting unit 53 displays the processing target type and type (details) selected from the processing target file 32b by the pull-down menu. Accordingly, the type and type (material) of the workpiece W to be processed by the laser processing apparatus 10 can be easily selected.
  • a setting value corresponding to the setting of the determination level corresponding to the selected processing target type and type (detail) is displayed. Based on the set PO, a predetermined ratio of the set PO is set to a value obtained by subtracting from the set PO. The determination level is set to a value lower than the set value based on the set value (set PO) of the laser power. In this way, the determination level corresponding to the type and type (detail) of the selected workpiece W can be easily set.
  • an adjustment bar 52c is displayed.
  • the adjustment bar 52c displays a label as a percentage of the maximum value of the laser output of the laser processing apparatus 10.
  • the adjustment unit 52d is displayed at the determination level (setting value calculated by the calculation formula) stored in correspondence with the type and details (details) of the processing target stored in the processing target file 32b.
  • the determination level can be adjusted by moving the adjustment unit 52d of the adjustment bar 52c.
  • an input box 52b and an adjustment bar 52c may be displayed. Further, the ratio of setting the determination level with respect to the set PO in the determination level adjustment (in the above embodiment, the coefficient of the calculation formula for calculating the determination level, for example, “ ⁇ 5%”) may be adjusted. .
  • the adjustment bar 52c can set a positive coefficient and a negative coefficient by setting the center to “0”.
  • a determination level lower than the output level is set for the output level of the laser beam LW, but the determination level may be set as a range. That is, the determination level (low) when the output level of the laser beam LW is lowered and the determination level (high) when the output level of the laser beam LW is increased are set.
  • the output level obtained based on the amount of light received by the light receiving unit 34 shown in FIG. 1 is equal to or higher than the determination level (low) and equal to or lower than the determination level (high)
  • the output level is determined to be OK.
  • it is lower than (low) or higher than the determination level (high) it is determined as defective (NG).
  • the determination level can be set in the same manner as in the above embodiment.
  • judgment level adjustment for example, “Yes” or “No” of judgment level adjustment (excessive) and judgment level adjustment (decrease) can be switched by pull-down buttons 52e and 52g, and input boxes 52f and 52h are used.
  • the judgment level (high) and the judgment level (low) can be directly input.
  • an adjustment bar 52c is displayed.
  • the adjustment bar 52c displays an adjustment unit 52d2 whose length can be adjusted.
  • One end (for example, the left end in FIG. 9B) of the adjustment unit 52d2 indicates the set value of the determination level (low), and the other end of the adjustment unit 52d2 (the right end in FIG. 9B) is the determination level (high). ) Setting value.
  • input boxes 52f and 52h for directly inputting set values, an adjustment bar 52c, and an adjustment unit 52d2 may be displayed.
  • the determination level (low) and the determination level (high) it is possible to determine a processing failure when the output level of the laser light LW is reduced or a processing failure when the output level is increased.
  • the determination result is displayed so as to overlap the processing pattern, but the display form of the determination result may be changed as appropriate. As shown in FIG. 10A, only the determination result may be displayed. Further, either the determination result (OK) or the determination result (NG) may be displayed.
  • the determination result (NG) may be indicated by a color pattern 61 (for example, a red rectangle).
  • a color pattern indicating a determination result (OK) for example, a green rectangle
  • a color pattern indicating both determination results (OK and NG) may be displayed.
  • the color pattern can be changed to an arbitrary shape such as a circle or a square.
  • the character (NG) indicating the determination result and the color pattern 61 may be displayed in an overlapping manner.
  • a character indicating the determination result (OK) may be displayed.
  • a character indicating the determination result (OK) and a color pattern may be displayed.
  • the color pattern can be changed to an arbitrary shape such as a circle or a square.
  • the display unit 43 includes a print position display unit 51, an overall setting unit 52, a step & repeat setting unit 53, and a counter unit 54.
  • the counter unit 54 sets a current value, an initial value, an end value, and a step value.
  • processing patterns “001” to “012” corresponding to the setting of the counter unit 54 are displayed.
  • the case of the number was illustrated as a part which a process pattern changes, it is good also as an alphabet, a Chinese character, etc.
  • Such a processing pattern includes, for example, the lot number, serial number, processing time, etc. of the production lot. Moreover, you may make it process by combining the process pattern which changes a part, and the same process pattern.
  • a part of the laser beam La is branched using the branching unit 22, and the branched laser beam Lb is received by the light receiving unit 34 to obtain a laser output.
  • a part of the laser beam La may be received by the light receiving unit 34 by another configuration.
  • a laser processing apparatus 100 shown in FIG. 12 includes a main body 101 and an operation unit 12 (see FIG. 1).
  • the main body 101 uses one of the galvanometer mirrors 25x and 25y included in the scanning unit 24 as a dichroic mirror, and the light receiving unit 34 receives the laser light transmitted through the dichroic mirror.
  • the galvanometer mirror on the incident side of the scanning unit 24, that is, the side close to the laser light source 21, is preferably a dichroic mirror.
  • a laser processing apparatus 110 shown in FIG. 13 includes a main body 111 and an operation unit 12 (see FIG. 1).
  • the laser beam Lr reflected by the lens unit 27 may be received by the light receiving unit 34, and the output level of the laser beam LW may be obtained based on the amount of received light.
  • the laser processing apparatus 120 shown in FIG. 14 includes a main body 121 and an operation unit 12 (see FIG. 1).
  • the laser beam Lr reflected by the workpiece W may be received by the light receiving unit 34, and the output level of the laser beam LW may be obtained based on the amount of received light.
  • the laser processing apparatus 130 propagates the laser light La emitted from the laser light source 21 included in the controller 131 to the head unit 132 via the optical fiber 133.
  • the workpiece W is irradiated with the laser light LW via the branching unit 22, the beam expander 23, the scanning unit 24, and the lens unit 27 of the head unit 132.
  • the laser light source 21 may be provided in the head unit 132. Further, the laser light source 21 includes a light source that emits excitation light and a laser oscillator that emits laser light by excitation light. For example, the light source of excitation light is disposed in the controller 131 and the laser oscillator is connected to the head unit 132. You may arrange in. Further, the controller 131 may include the branching unit 22 and the light receiving unit 34.
  • the single processing mode and the repetitive processing mode are switched.
  • a laser processing apparatus having only the repetitive processing mode may be used.
  • the processing pattern may be processed only at the reference position by setting a predetermined value (for example, “0”) as the number of repetitions.

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Abstract

レーザ加工装置(10)の繰り返し加工モードにおいて、データ設定部(42)は、加工ファイルに、加工パターンを繰り返し形成する複数の加工位置として、基準座標と、繰り返し加工に関する繰り返し情報とを設定する。データ生成部(31)は、基準座標と繰り返し情報とに基づいて、加工パターンを繰り返し形成するための加工座標データを生成する。レーザ出力判定部(35)は、繰り返し形成する加工パターン毎にレーザ光の出力良否を判定し、加工パターン毎の判定結果と、繰り返し形成する加工パターンの加工位置に対応する識別情報とを出力する。

Description

レーザ加工装置
 本開示は、レーザ加工装置に関する。
 従来、加工対象物の表面上にレーザ光を走査して文字、図形、記号及びこれらの結合等の加工パターンをワークにマーキング加工するレーザ加工装置がある(例えば、特許文献1参照)。このようなレーザ加工装置では、レーザ光源から出射されたレーザ光をガルバノミラー等の光走査手段により2次元的に走査することで、ワークに所望の加工パターンをマーキング加工する。
日本国特開2010-149158号公報
 ところで、上述のレーザ加工装置は、レーザ光のレーザパワーが所望の加工パターンを得るように設定される。しかしながら、レーザ光の強度変動(レーザ光源の故障等を含む)によって、ワークの加工パターンが所望の加工状態にならない場合がある。特に、加工パターンを繰り返し加工する場合には、この影響が大きい。所定の加工パターンを繰り返して加工する繰り返し加工モードでは、複数の加工位置に加工パターンが形成されることになり、1回(一連)の加工動作で、一通りの繰り返し加工を行うため、1つ1つの加工パターンの加工状態の良否の識別が困難である。
 本開示の目的は、ワークに対する加工良否の判別が容易なレーザ加工装置を提供することにある。
 本開示の一観点によるレーザ加工装置は、ワークに加工パターンを形成するレーザ加工装置であって、前記ワークに照射するレーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を前記ワークに対して相対的に走査する走査手段と、前記加工パターン及び前記加工パターンを形成する加工位置を格納した加工ファイルを設定するためのデータ設定手段と、前記加工ファイルに基づいて、前記加工パターンを形成するための加工座標データを生成するデータ生成手段と、前記加工座標データに基づいて、前記走査手段を制御する制御手段と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光の一部を受光する受光手段と、前記受光手段の受光量に基づいて前記ワークに照射する前記レーザ光の出力レベルを取得し、前記出力レベルを出力判定レベルと比較して前記ワークに照射する前記レーザ光の出力良否を前記加工パターンの加工中に判定し、判定結果を出力するレーザ出力判定手段と、を備え、前記データ設定手段は、前記加工ファイルに、前記加工パターンを繰り返し形成する複数の加工位置として、基準座標と、繰り返し加工に関する繰り返し情報とを設定し、前記データ生成手段は、前記基準座標と前記繰り返し情報とに基づいて、前記加工パターンを繰り返し形成するための加工座標データを生成し、前記レーザ出力判定手段は、繰り返し形成する前記加工パターン毎に前記レーザ光の出力良否を判定し、前記加工パターン毎の判定結果と、前記繰り返し形成する前記加工パターンの加工位置に対応する識別情報とを出力する。
 この構成によれば、識別情報により、その識別情報に対応付けられた判定結果を表示することで、加工パターンに対する判定結果を容易に確認することができる。そして、判定結果により、加工パターンに対する加工良否を容易に判別できる。
 上記のレーザ加工装置は、複数のワーク種別から1つを設定するワーク設定手段と、複数の前記ワーク種別と、複数の出力判定値とを対応付けられた加工対象ファイルと、を備え、前記レーザ出力判定手段は、前記ワーク設定手段により設定されたワーク種別に対応する出力判定値に基づいて前記出力判定レベルを設定することが好ましい。
 この構成によれば、レーザ加工装置にて加工するワークの種別及び種別(材質)を容易に選択できる。そして、選択されたワーク種別により、ワークを加工するレーザ光に対する出力判定レベルを容易に設定できる。
 上記のレーザ加工装置は、前記出力判定レベルを調整可能に設定する判定レベル設定手段を備えたことが好ましい。
 この構成によれば、出力判定レベルを容易に調整できる。
 上記のレーザ加工装置は、前記レーザ出力判定手段は、前記出力レベルより低く設定した前記出力判定レベルと前記出力レベルとを比較して前記レーザ光の出力良否を判定することが好ましい。
 この構成によれば、レーザ光の出力レベルの低下による加工不良を容易に判別できる。
 上記のレーザ加工装置は、前記レーザ出力判定手段から出力される識別情報と判定結果とに基づいて、前記識別情報に対応する表示位置に、前記識別情報に対応する判定結果を表示する表示手段を備えたことが好ましい。
 データ設定手段は、判定結果を、識別情報に対応付けて表示する。データ設定手段は、識別情報に応じた表示位置に、識別情報に対応する判定結果を出力する。上述したように、識別情報は、繰り返し処理される加工パターンの加工位置に対応する。従って、データ設定手段は、加工パターンの加工位置に対応して、各加工パターンを処理したレーザ光の出力良否を出力する。これにより、繰り返し処理される加工パターンそれぞれの加工良否を判別できる。
 本開示のレーザ加工装置によれば、ワークに対する加工良否を容易に判別できる。
一実施形態のレーザ加工装置を示す概略ブロック図。 単一加工モードの設定画面の一例を示す説明図。 繰り返し加工モードの設定画面の一例を示す説明図。 (a)は繰り返し加工モードの設定例を示す説明図、(b)は加工ファイルの一例を示す説明図。 加工対象ファイルの一例を示す説明図。 判定結果の一例を示す説明図。 判定レベルの設定の一例を示す説明図。 (a),(b)は、変形例の判例レベルの設定を示す説明図。 (a)~(c)は、変形例の判例レベルの設定を示す説明図。 (a)~(c)は、変形例の判定結果表示を示す説明図。 変形例の加工パターンの設定の説明図。 変形例のレーザ加工装置の概略ブロック図。 変形例のレーザ加工装置の概略ブロック図。 変形例のレーザ加工装置の概略ブロック図。 変形例のレーザ加工装置の概略ブロック図。
 以下、一実施形態を説明する。
 図1に示すように、レーザ加工装置10は、ワークWに加工パターンを加工するものである。レーザ加工装置10は、本体部11と操作部12とを備えている。操作部12は、本体部11に、ワークWを加工する加工パターン等の設定に用いられる。本体部11は、操作部12による設定に基づいて、ワークWに対してレーザ光LWを照射し、ワークWに加工パターンを加工する。
 (操作部)
 操作部12は、モード切替部41、データ設定部42、表示部43を有している。表示部43は、モード切替部41とデータ設定部42による設定のための情報(操作ウインドウ等)を表示するものである。また、表示部43は、ワークWに対して照射するレーザ光LWの判定結果を表示するものである。表示部43としては、例えばLCD等の表示装置を用いることができる。
 モード切替部41とデータ設定部42は、表示部43に表示された情報(操作ウインドウ)に基づいて、加工パターン等の各種の加工情報を設定するものである。モード切替部41とデータ設定部42は、表示部43の操作ウインドウに表示されたボタン、ボタンを操作するための入力装置(例えば、タッチパネル等)を含む。
 モード切替部41は、ワークWに対する加工モードを切り替えるものである。ワークWに対する加工モードは、ワークWに対して単一の加工を行う単一加工モードと、ワークWに対して加工パターンを繰り返して加工する繰り返し加工モードと、を含む。なお、繰り返し加工モードは、「ステップ&リピート」と呼ばれることがあり、添付図面において「ステップ&リピート」と示すことがある。モード切替部41は、例えば、表示部43に表示されたモード選択のためのボタンの操作により、操作された加工モードに切り替える。
 単一加工モードにて加工されるワークWとしては、例えば、加工台等に載置された1つのワーク、搬送装置により順次搬送されるワーク、等とすることができる。繰り返し加工モードにて加工されるワークとしては、例えばトレーなどの配列された複数のワーク、台紙等に貼付されたラベルシート等のワーク、等とすることができる。
 データ設定部42は、本体部11を駆動するための基本情報を本体部11に設定する。また、データ設定部42は、モード切替部41により切り替えられた加工モードに対応する加工情報を設定する。データ設定部42は、基本情報や各種の加工情報を含む加工ファイルを本体部11に設定する。
 基本情報は、ワークWに対して照射するレーザ光LWの出射強度(レーザ出力)、レーザ光LWの走査速度、等を含む。加工情報は、ワークWを加工する加工パターンのデータ(加工パターンデータ)、加工パターンを加工する位置(基準位置(基準座標))、等を含む。加工パターンは、文字・図形・記号、ロゴ等、の各種のマーク等、又はこれらの任意の組み合わせたものを含むデータであり、このデータ、つまり加工パターンを印字データと称する場合がある。なお、加工パターンは、例えば、シリアルナンバーやロットナンバー等のように、繰り返し加工において一部が変更されるものを含む。このような加工パターンとしては、所定の法則に従って一部が変更されるもの、例えば数字が1ずつあるいは所定数ずつ変更(加算(インクリメント)又は減算(ディクリメント))するもの、一部に年月・時刻(内部時計、システム時計)に基づいた情報を含むもの等が挙げられる。
 加工パターンデータは、加工パターンを加工するレーザ光LWを走査するためのデータ(基準位置に対して相対的な座標値、等)を含む。レーザ光LWによる加工は、ワークWの表面の一部を加工パターンに従って除去(切削)する処理、レーザ光LWの熱によってワークWの表面の一部を加工パターンに従って変色、変質させる処理、等を含む。
 (本体部)
 本体部11は、レーザ光源21、分岐部22、ビームエキスパンダ23、走査部24、レンズ部27、データ生成部31、記憶部32、駆動制御部33、受光部34、レーザ出力判定部35を備えている。
 レーザ光源21は、レーザ発振器であって、ワークWを加工するレーザ光Laを出射する。レーザ光源21としては、例えば、YAGレーザ光源、ファイバレーザ光源、等を用いることができる。レーザ光Laは、分岐部22、ビームエキスパンダ23、走査部24、及びレンズ部27を介してワークWに照射される。
 分岐部22は、例えばビームスプリッタであり、レーザ光源21から出射されるレーザ光Laの一部を分岐する。つまり、分岐部22は、レーザ光源21から出射されるレーザ光Laのうちの一部をモニタ用のレーザ光Lbとして分岐(反射)し、残りをワークWに照射するレーザ光LWとして透過させる。
 ビームエキスパンダ23は、分岐部22を透過したレーザ光LWのビーム径を拡大する。
 走査部24は、ガルバノミラー25x,25yと、ガルバノミラー25x,25yを回動するガルバノモータ26x,26yとを備えている。ガルバノミラー25x,25yは、例えば全反射ミラーである。ガルバノミラー25x,25yは、それぞれ所定方向に回動可能に支持されている。ガルバノミラー25xは、ワークWに対して第1の方向(例えば、X軸方向)に回動可能に支持され、ガルバノミラー25yは、ワークWに対して第2の方向(第1の方向と直交する方向であり、例えばY軸方向)に回動可能に支持されている。ガルバノモータ26xは、ガルバノミラー25xを回動駆動し、ガルバノモータ26yは、ガルバノミラー25yを回動駆動する。これにより、走査部24は、ワークWに対して所定の2方向(X軸方向及びY軸方向)にレーザ光LWを2次元走査可能である。
 走査部24にて反射されたレーザ光LWは、レンズ部27を介してワークWに照射される。レンズ部27は、集束レンズ(例えばfθレンズ)であり、ビームエキスパンダ23にてビーム径が拡大されたレーザ光LWを、ワークWの表面において所定のスポット径に集束する。
 データ生成部31は、使用者が操作可能な操作部12によって設定される加工ファイル32a(図4(b)参照)を記憶部32に格納する。また、記憶部32には、図5に示す加工対象ファイル32bが格納される。データ生成部31は、外部信号をトリガとして、ワークWに対する加工を制御する。データ生成部31は、記憶部32に格納した加工ファイル32aの加工データに基づいて、駆動制御部33がレーザ光源21からのレーザ光Laの出射を制御する出射データを生成する。データ生成部31は、生成した出射データを駆動制御部33に出力する。
 また、データ生成部31は、加工ファイル32aの加工データに基づいて、走査部24を制御するための加工座標データを生成する。データ生成部31は、生成した加工座標データを駆動制御部33に出力する。
 また、データ生成部31は、加工ファイル32aの加工データに基づいて、レーザ光LWの出力良否を判定するための出力判定データを生成する。データ生成部31は、生成した出力判定データをレーザ出力判定部35に出力する。
 駆動制御部33は、データ生成部31にて生成された出射データに基づいて、レーザ光源21を制御する。例えば、駆動制御部33は、出射データに基づいて、レーザ光源21から出射されるレーザ光Laの強度(レーザパワー:出力レベル)、レーザ光Laのオンオフを制御する。また、駆動制御部33は、データ生成部31にて生成された加工座標データに基づいて、ガルバノミラー25x,25yを回動してワークWの所望の位置にレーザ光LWを照射するように、ガルバノモータ26x,26yを制御する。
 受光部34は、上述の分岐部22にて分岐されたレーザ光Lbを受光する。受光部34は、受光量に応じた受光信号をレーザ出力判定部35に出力する。受光部34が受光するレーザ光Lbのレベル(レーザパワー)は、ワークWに照射するレーザ光LWのレベル(レーザパワー)と対応しており、レーザ光LWが変動するとき、モニタ用のレーザ光Lbも同様(例えば比例して)に変動する。従って、ワークWに照射するレーザ光LWの強度変化を、モニタ用のレーザ光Lbにより検知できる。
 レーザ出力判定部35は、受光部34から出力される受光信号に基づいて、ワークWに照射されるレーザ光LWの出力レベルを算出する。レーザ出力判定部35は、出力レベルと出力判定レベルとを比較し、レーザ光LWの出力良否を判定する。
 上述したように、レーザ加工装置10は、単一加工モードと繰り返し加工モードとに切り替えるモード切替手段(モード切替部41)を備え、加工モードを切り替え可能に構成されている。
 単一加工モードにおいて、加工ファイル32aの加工データには、加工パターンを1回加工するための加工位置として基準座標が設定される。この加工ファイル32aの加工データに基づいて、加工パターンがワークWに対して1回処理される。レーザ出力判定部35は、この加工パターンの加工中に、ワークWに照射されるレーザ光LWの出力良否を判定し、判定結果を操作部12のデータ設定部42に出力する。データ設定部42は、判定結果を表示部43に表示する。これにより、加工パターンを加工したレーザ光の出力の良否、つまりワークWに形成した加工パターンの良否を判別できる。例えば、加工パターンの1回の処理中にレーザ光LWの出力の変動、例えばレーザ光LWの出力レベルが低下すると、加工パターンにおいて色ムラやパターン切れ等の加工不良が発生する場合がある。従って、レーザ光LWの出力良否によって、加工パターンの加工良否を判別できる。
 繰り返し加工モードにおいて、加工ファイル32aの加工データには、加工パターンを形成する加工位置として、基準位置と繰り返し加工に関する繰り返し情報とが設定される。繰り返し情報は、基準座標に対する偏差及び繰り返し数を含む。偏差は、繰り返し方向における次の加工位置までの距離(ステップ)である。加工位置に対する加工パターンと偏差による加工位置の移動とを繰り返し数に応じて繰り返すことにより、加工パターンがワークに対して複数回繰り返し処理され、複数の加工位置に加工パターンが形成される。レーザ出力判定部35は、繰り返し処理される加工パターン毎に、加工パターンの加工中に、ワークWに照射されるレーザ光LWの出力良否を判定する。そして、レーザ出力判定部35は、繰り返し処理される加工パターン毎の判定結果と、判定結果の識別情報とを操作部12のデータ設定部42に出力する。識別情報は、良否判定した加工パターンの加工位置に対応するものである。識別情報は、例えば、所望の加工位置に加工する加工パターンの順番を示す値である。
 なお、識別情報として、判定結果の位置情報等が用いられてもよい。レーザ光LWの出力良否は、1つの情報([1]又は[0])、つまり1ビットとすることができる。従って、繰り返し加工モードにおいて繰り返し加工される加工パターンに対するレーザ光LWの判定結果を、連続するビット列からなるシリアルデータとすることができる。このビット列のビット位置(位置情報)を識別情報とすることで、識別情報を含む判定結果を出力できる。
 データ設定部42は、繰り返し処理される加工パターン毎の判定結果を表示部43に表示する。従って、各加工パターンを処理したレーザ光LWの出力良否、つまり繰り返し処理される加工パターンそれぞれの加工良否を判別できる。
 また、データ設定部42は、判定結果を、識別情報に対応付けて表示する。例えば、データ設定部42は、識別情報に応じた表示位置に、識別情報に対応する判定結果を出力する。上述したように、識別情報は、繰り返し処理される加工パターンの加工位置に対応する。従って、データ設定部42は、加工パターンの加工位置に対応して、各加工パターンを処理したレーザ光LWの出力良否を出力する。これにより、繰り返し処理される加工パターンそれぞれの加工良否を判別できる。
 次に、各種の設定と、判定結果の表示について説明する。
 図2に示すように、表示部43には、単一加工モードの設定を行う画面が表示される。
 表示部43は、印字位置表示部51、全体設定部52、ステップ&リピート設定部53を有している。印字位置表示部51には、1つの加工パターン「ABC」が示されている。この加工パターンは、加工位置に表示されている。
 全体設定部52は、処理するレーザ光LWのレーザ出力(レーザパワー)、レーザ光LWのスキャンスピード、レーザ出力の判定レベルの調整の可否、判定レベルを設定する。レーザ出力(レーザパワー)、スキャンスピードは、直接入力により設定値を設定可能とする。判定レベル調整は、プルダウンボタン52aの操作(例えばタップ)により表示されるプルダウンメニューから可否を選択できる。判定レベル調整をしない場合、判定レベルは、レーザパワーの設定値に基づいて設定される。
 ステップ&リピート設定部53は、ステップ&リピートのON/OFFにより、単一加工モードと繰り返し加工モードとを切り替えるものである。加工モードは、プルダウンボタン53aの操作により表示されるプルダウンメニューの「ON」「OFF」の選択により切り替えられる。ステップ&リピートを「OFF」とすることにより単一加工モードに切り替えられ、ステップ&リピートを「ON」とすることにより繰り返し加工モードに切り替えられ、繰り返し加工モードにおける設定が可能となる。
 図3に示すように、表示部43には、繰り返し加工モードの設定を行う画面が表示される。表示部43は、印字位置表示部51、全体設定部52、ステップ&リピート設定部53を有している。印字位置表示部51には、1つの加工パターン「ABC」が複数の加工位置に示されている。
 ステップ&リピート設定部53は、繰り返し処理する繰り返し情報を設定する。より具体的には、繰り返し情報として、繰り返し数(行列数)と、基準位置と、基準位置に対する偏差(繰り返し間隔、ステップ)を含む情報を設定する。本実施形態では、繰り返し数として、加工パターンの行数及び列数、基準位置に対する偏差として行ステップ及び列ステップ、基準位置、その他のカウント方向、加工対象種別、種別(詳細)を設定する。行数、列数、行ステップ、列ステップは、直接入力により設定値を設定可能とする。基準位置、カウント方向、加工対象種別、種別(詳細)は、それぞれプルダウンボタン53b,53c,53d,53eの操作に応じて表示されるプルダウンメニューから選択することにより設定できる。
 図4(a)は、繰り返し加工の設定の一例を示す。
 加工パターンとして文字列「ABC」が設定される。図4(a)では、4行3列に配列した加工パターンが示されている。行方向と列方向とにおける加工パターンのピッチを行ステップ、列ステップとする。行列状に配列された加工パターンにおいて、左上の枠は、基準位置を示す。
 図4(b)に示すように、加工ファイル32aには、設定条件が格納される。図4(b)には、設定条件の一例として、印字データ、行数、列数、行ステップ、列ステップ、基準位置が示されている。
 図5は、加工対象ファイル32bの一例を示す。加工対象ファイル32bには、加工対象種別と、種別(詳細)と、判定レベルとが対応付けて格納されている。図3に示すステップ&リピート設定部53には、この加工対象ファイル32bからプルダウンメニューにより選択された加工対象種別と種別(詳細)とが表示される。従って、レーザ加工装置10にて加工するワークWの加工対象種別及び種別(材質)を容易に選択できる。
 そして、全体設定部52の判定レベルには、この選択された加工対象種別及び種別(詳細)に対応する判定レベルの設定に応じた設定値が表示される。図5には、判定レベルの設定は、設定POに基づいて判定レベルを算出する計算式として示されている。加工対象ファイル32bは、計算式、又は計算式に用いる係数が格納される。なお、図5において、設定POは、全体設定部52のレーザパワーの設定値を示す。つまり、判定レベルは、レーザパワーの設定値に基づいて設定される。図5に示すように、例えば、加工対象種別を「金属」、種別(詳細)を「アルミニウム」とした場合、判定レベルは、計算式「設定PO×-5%」、又は係数「-5%」が格納される。設定POに基づいて、その設定POの所定の割合を設定POから減算した値に設定される。判定レベルは、レーザパワーの設定値(設定PO)に基づいて、設定値より低い値に設定される。このように、選択したワークWの加工対象種別、種別(詳細)に応じた判定レベルを容易に設定できる。
 なお、判定レベルは、任意に設定可能である。
 図7の上段に示すように、全体設定部52において、判定レベル調整で「しない」を選択した場合、上述したように、判定レベルにはレーザパワーに基づいて算出された設定値が表示される。これを、図7の下段に示すように、プルダウンボタン52aの操作に応じて表示されるプルダウンメニューから「する」を選択した場合、判定レベルにおいて、入力ボックス52bへの直接入力が可能となり、この直接入力により設定値を設定可能とする。このように、ワークWを加工するユーザに応じた判定レベルに容易に変更可能である。
 次に、判定結果の表示例を示す。
 図6に示すように、表示部43の印字位置表示部51には、加工位置に加工パターン「ABC」が表示されている。図1に示すデータ設定部42は、レーザ出力判定部35から出力される識別情報に基づいて、各加工位置に、対応する判定結果「OK」「NG」を表示する。加工位置に判定結果を表示することで、加工不良の加工パターンを容易に認識できる。
 「NG」の判定結果は、「OK」の判定結果よりも強調して表示されることが好ましい。例えば、図6では、「OK」は白抜きにて表示され、「NG」は太文字で表示される。これにより、「NG」の判定結果を視認し易くしている。なお、「NG」の判定結果を、「OK」の判定結果と比べて視覚的に確認し易ければよく、例えば、色を換える、点滅する、等の視覚的効果にて表示することもできる。
 以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
 (1)レーザ加工装置10は、本体部11と操作部12を備えている。本体部11のレーザ光源21は、ワークWに照射するレーザ光LWを出射する。走査部24は、レーザ光LWをワークWに対して相対的に走査する。操作部12のモード切替部41は、外部信号をトリガとして1つの加工パターンを形成する単一加工モードと、外部信号をトリガとして加工パターンを複数の加工位置に繰り返し形成する繰り返し加工モードとを切替える。データ設定部42は、加工パターン及び加工パターンを形成する加工位置を格納した加工ファイル32aを設定する。データ生成部31は、加工ファイル32aに基づいて、加工パターンを形成するための加工座標データを生成する。駆動制御部33は、加工座標データに基づいて、走査部24を制御する。受光部34は、レーザ光源21から出射されたレーザ光Laの一部を受光する。レーザ出力判定部35は、受光部34の受光量に基づいてワークWに照射するレーザ光の出力レベルを取得し、出力レベルを出力判定レベルと比較してワークに照射するレーザ光の出力良否を加工パターンの加工中に判定し、判定結果を出力する。
 繰り返し加工モードにおいて、データ設定部42は、加工ファイル32aに、加工パターンを繰り返し形成する複数の加工位置として、基準座標と、繰り返し加工に関する繰り返し情報とを設定する。繰り返し情報は、基準座標に対する偏差、繰り返し数を含む。例えば、図4(a)に示すように加工パターンを設定した場合、偏差は、行方向の偏差と列方向の偏差を含む。また、偏差は、加工位置に対して、次の加工位置までの距離(ステップ)が設定される。最初に加工する加工パターンの位置(加工位置)が基準位置であり、この基準位置(加工位置)に対する偏差(ステップ)によって繰り返し数だけ加工パターンを繰り返して加工することで、複数の加工位置に加工パターンを形成できる。
 データ生成部31は、基準座標と繰り返し情報とに基づいて、加工パターンを繰り返し形成するための加工座標データを生成する。レーザ出力判定部35は、繰り返し形成する加工パターン毎にレーザ光の出力良否を判定し、加工パターン毎の判定結果と、繰り返し形成する加工パターンの加工位置に対応する識別情報とを出力する。
 データ設定部42は、判定結果を、識別情報に対応付けて表示する。データ設定部42は、識別情報に応じた表示位置に、識別情報に対応する判定結果を出力する。上述したように、識別情報は、繰り返し処理される加工パターンの加工位置に対応する。従って、データ設定部42は、加工パターンの加工位置に対応して、各加工パターンを処理したレーザ光LWの出力良否を出力する。これにより、繰り返し処理される加工パターンそれぞれの加工良否を判別できる。
 (2)加工対象ファイル32bには、加工対象種別と、種別(詳細)と、判定レベルとが対応付けて格納されている。ステップ&リピート設定部53には、この加工対象ファイル32bからプルダウンメニューにより選択された加工対象種別と種別(詳細)とが表示される。従って、レーザ加工装置10にて加工するワークWの加工対象種別及び種別(材質)を容易に選択できる。
 (3)全体設定部52の判定レベルには、この選択された加工対象種別及び種別(詳細)に対応する判定レベルの設定に応じた設定値が表示される。設定POに基づいて、その設定POの所定の割合を設定POから減算した値に設定される。判定レベルは、レーザパワーの設定値(設定PO)に基づいて、設定値より低い値に設定される。このように、選択したワークWの加工対象種別、種別(詳細)に応じた判定レベルを容易に設定できる。
 (4)全体設定部52において、判定レベル調整で「しない」を選択した場合、上述したように、判定レベルにはレーザパワーに基づいて算出された設定値が表示される。全体設定部52のプルダウンボタン52aの操作に応じて表示されるプルダウンメニューから「する」を選択した場合、判定レベルにおいて、入力ボックス52bへの直接入力が可能となり、この直接入力により設定値を設定可能とする。このように、ワークWを加工するユーザに応じた判定レベルに容易に変更可能である。
 (変形例)
 なお、上述の実施形態は、以下の態様とすることができる。なお、上記実施形態と同じ部材については同じ符号を付し、その説明の一部又は全てを省略することがある。
 ・上記実施形態に対し、設定を変更してもよい。
 図8(a)に示すように、判定レベル調整を「する」とした場合、調整バー52cを表示する。調整バー52cは、レーザ加工装置10のレーザ出力の最大値に対する百分率とするラベルが表示される。調整バー52cには、上述の加工対象ファイル32bに格納された加工対象種別、種別(詳細)に対応して格納された判定レベル(算出式により算出された設定値)に調整部52dが表示される。この調整バー52cの調整部52dを移動させることにより、判定レベルを調整できる。
 図8(b)に示すように、入力ボックス52bと調整バー52cとを表示してもよい。
 また、判定レベル調整における設定POに対して判定レベルを設定する割合(上記実施形態では判定レベルを算出する計算式の係数であり、例えば、「-5%」)を調整するようにしてもよい。例えば、調整バー52cは、中央を「0」として、正の係数と負の係数とを設定可能とすることもできる。
 上記実施形態では、レーザ光LWの出力レベルに対して、その出力レベルより低い判定レベルを設定したが、判定レベルを範囲として設定してもよい。つまり、レーザ光LWの出力レベルが低下したときの判定レベル(低)と、レーザ光LWの出力レベルが上昇したときの判定レベル(高)とを設定する。そして、図1に示す受光部34における受光量に基づいて得た出力レベルが判定レベル(低)以上、かつ判定レベル(高)以下の場合に良(OK)と判定し、出力レベルが判定レベル(低)より低い、又は判定レベル(高)より高い場合に不良(NG)と判定する。判定レベルの設定は、上記実施形態と同様に行うことができる。
 図9(a)に示すように、例えば、判定レベル調整(過大)と判定レベル調整(低下)の「する」「しない」をプルダウンボタン52e,52gにより切り替え可能とし、入力ボックス52f,52hにて判定レベル(高)と判定レベル(低)を直接入力可能とする。
 図9(b)に示すように、また、判定レベル調整を「する」とした場合に、調整バー52cを表示する。調整バー52cには、長さを調整可能な調整部52d2が表示される。この調整部52d2の一端(例えば図9(b)において左端)は、判定レベル(低)の設定値を示し、調整部52d2の他端(図9(b)の右端)は、判定レベル(高)の設定値を示す。この調整バー52cにおいて調整部52d2の両端の位置を変更することにより、判定レベル(低)及び判定レベル(高)を調整できる。
 図9(c)に示すように、設定値を直接入力する入力ボックス52f,52hと、調整バー52c及び調整部52d2とを表示するようにしてもよい。
 このように、判定レベル(低)と判定レベル(高)とを設定することで、レーザ光LWの出力レベルが低下したときの加工不良、又は出力レベルが上昇したときの加工不良を判定できる。
 上記実施形態では、加工パターンに重ねて判定結果を表示したが、判定結果の表示形態を適宜変更してもよい。
 図10(a)に示すように、判定結果のみを表示するようにしてもよい。また、判定結果(OK)と判定結果(NG)の何れか一方を表示するようにしてもよい。
 図10(b)に示すように、判定結果(NG)を色パターン61(例えば赤色の長方形)にて示すようにしてもよい。なお、図10(b)において、判定結果(OK)を示す色パターン(例えば、緑色の長方形)のみ、又は両判定結果(OK及びNG)を示す色パターンを表示するようにしてもよい。色パターンは円形、正方形、等の任意の形状に変更できる。
 図10(c)に示すように、判定結果を示す文字(NG)と色パターン61とを重ねて表示するようにしてもよい。なお、図10(c)において、判定結果(OK)を示す文字を表示するようにしてもよい。また、判定結果(OK)を示す文字と色パターンとを表示するようにしてもよい。色パターンは円形、正方形、等の任意の形状に変更できる。
 上記実施形態では、同一の加工パターンを複数の加工位置に加工する場合について説明したが、少なくとも一部が変化する加工パターンを加工するようにしてもよい。
 図11に示すように、表示部43は、印字位置表示部51、全体設定部52、ステップ&リピート設定部53、カウンタ部54を有している。カウンタ部54は、現在値、初期値、終了値、ステップ値を設定する。印字位置表示部51には、カウンタ部54の設定に応じた加工パターン「001」~「012」が表示される。なお、加工パターンの変化する一部分として、数字の場合を例示したが、アルファベットや漢字等としてもよい。このような加工パターンとしては、例えば、製造ロットのロット番号、シリアル番号、処理時刻、等を含む。また、一部を変更する加工パターンと、同一の加工パターンとを組み合わせて加工処理するようにしてもよい。
 ・上記実施形態のレーザ加工装置の構成を適宜変更してもよい。
 例えば、上記実施形態は、分岐部22を用いてレーザ光Laの一部を分岐し、その分岐したレーザ光Lbを受光部34にて受光してレーザ出力を得るようにした。
 その他の構成によりレーザ光Laの一部を受光部34に受光するようにしてもよい。
 図12に示すレーザ加工装置100は、本体101と操作部12(図1参照)を備えている。本体101は、走査部24に含まれるガルバノミラー25x,25yの一方をダイクロイックミラーとし、そのダイクロイックミラーを透過したレーザ光を受光部34にて受光する。例えば、走査部24の入射側、つまりレーザ光源21に近い側のガルバノミラーをダイクロイックミラーとすることが好ましい。
 図13に示すレーザ加工装置110は、本体111と操作部12(図1参照)を備えている。本体111において、レンズ部27にて反射したレーザ光Lrを受光部34にて受光し、その受光量に基づいてレーザ光LWの出力レベルを得るようにしてもよい。
 図14に示すレーザ加工装置120は、本体121と操作部12(図1参照)を備えている。本体121において、ワークWにて反射したレーザ光Lrを受光部34にて受光し、その受光量に基づいてレーザ光LWの出力レベルを得るようにしてもよい。
 図15に示すレーザ加工装置130は、本体として、コントローラ131と、コントローラ131に接続されたヘッド部132とを有し、コントローラ131は、図1に示す操作部(コンソール)12に接続される。このレーザ加工装置130は、コントローラ131に含まれるレーザ光源21から出射するレーザ光Laを、光ファイバ133を介してヘッド部132に伝搬させる。そのヘッド部132の分岐部22、ビームエキスパンダ23、走査部24、及びレンズ部27を介してワークWにレーザ光LWを照射する。レーザ光源21を含むコントローラ131と、走査部24等の光学系を含むヘッド部132とを備えたレーザ加工装置130とすることで、ヘッド部132が小さくなり、その配置において高い自由度が得られる。
 なお、レーザ光源21をヘッド部132に備える構成としてもよい。また、レーザ光源21を、励起光を出射する光源と、励起光によりレーザ光を出射するレーザ発振器とにより構成し、例えば励起光の光源をコントローラ131に配設するとともに、レーザ発振器をヘッド部132に配設してもよい。また、分岐部22及び受光部34をコントローラ131に備える構成としてもよい。
 ・上記実施形態では、単一加工モードと繰り返し加工モードとを切り替える構成としたが、繰り返し加工モードのみを有するレーザ加工装置としてもよい。なお、このレーザ加工装置において、例えば繰り返し数として所定値(例えば「0」)を設定することにより、加工パターンを基準位置にのみ加工するようにしてもよい。
 ・上記実施形態及び上記変形例の一部を適宜公知の構成で置き換えても良い。また、上記実施形態及び上記変形例は、適宜その一部又は全部を他の変形例と組み合わせてもよい。
 本開示を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本開示の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 本出願は、2018年2月28日出願の日本特許出願(特願2018-034388)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 21…レーザ光源、22…分岐部、24…走査部(走査手段)、31…データ生成部(データ生成手段)、32…記憶部(記憶手段)、32a…加工ファイル、32b…加工対象ファイル、33…駆動制御部(制御手段)、34…受光部(受光手段)、35…レーザ出力判定部(レーザ出力判定手段)、41…モード切替部(モード切替手段)、42…データ設定部(データ設定手段)、43…表示部、53…ステップ&リピート設定部(ワーク設定手段)。

Claims (5)

  1.  ワークに加工パターンを形成するレーザ加工装置であって、
     前記ワークに照射するレーザ光を出射するレーザ光源と、
     前記レーザ光を前記ワークに対して相対的に走査する走査手段と、
     前記加工パターン及び前記加工パターンを形成する加工位置を格納した加工ファイルを設定するためのデータ設定手段と、
     前記加工ファイルに基づいて、前記加工パターンを形成するための加工座標データを生成するデータ生成手段と、
     前記加工座標データに基づいて、前記走査手段を制御する制御手段と、
     前記レーザ光源から出射されたレーザ光の一部を受光する受光手段と、
     前記受光手段の受光量に基づいて前記ワークに照射する前記レーザ光の出力レベルを取得し、前記出力レベルを出力判定レベルと比較して前記ワークに照射する前記レーザ光の出力良否を前記加工パターンの加工中に判定し、判定結果を出力するレーザ出力判定手段と、
    を備え、
     前記データ設定手段は、前記加工ファイルに、前記加工パターンを繰り返し形成する複数の加工位置として、基準座標と、繰り返し加工に関する繰り返し情報とを設定し、
     前記データ生成手段は、前記基準座標と前記繰り返し情報とに基づいて、前記加工パターンを繰り返し形成するための加工座標データを生成し、
     前記レーザ出力判定手段は、繰り返し形成する前記加工パターン毎に前記レーザ光の出力良否を判定し、前記加工パターン毎の判定結果と、前記繰り返し形成する前記加工パターンの加工位置に対応する識別情報とを出力すること、
    を特徴とするレーザ加工装置。
  2.  複数のワーク種別から1つを設定するワーク設定手段と、
     複数の前記ワーク種別と、複数の出力判定値とを対応付けられた加工対象ファイルと、を備え、
     前記レーザ出力判定手段は、前記ワーク設定手段により設定されたワーク種別に対応する出力判定値に基づいて前記出力判定レベルを設定すること、
    を特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
  3.  前記出力判定レベルを調整可能に設定する判定レベル設定手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザ加工装置。
  4.  前記レーザ出力判定手段は、前記出力レベルより低く設定した前記出力判定レベルと前記出力レベルとを比較して前記レーザ光の出力良否を判定することを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載のレーザ加工装置。
  5.  前記レーザ出力判定手段から出力される識別情報と判定結果とに基づいて、前記識別情報に対応する表示位置に、前記識別情報に対応する判定結果を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載のレーザ加工装置。
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