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JP5072281B2 - Laser processing apparatus, laser processing condition setting apparatus, laser processing method, laser processing condition setting method, laser processing condition setting program - Google Patents

Laser processing apparatus, laser processing condition setting apparatus, laser processing method, laser processing condition setting method, laser processing condition setting program Download PDF

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JP5072281B2
JP5072281B2 JP2006206052A JP2006206052A JP5072281B2 JP 5072281 B2 JP5072281 B2 JP 5072281B2 JP 2006206052 A JP2006206052 A JP 2006206052A JP 2006206052 A JP2006206052 A JP 2006206052A JP 5072281 B2 JP5072281 B2 JP 5072281B2
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Description

本発明は、レーザマーキング装置等、レーザ光を加工対象物に照射して印字等の加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工装置において加工条件を設定するレーザ加工条件設定装置、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラムに関する。   The present invention relates to a laser marking device or the like, a laser processing device that performs processing such as printing by irradiating a processing object with laser light, a laser processing condition setting device that sets processing conditions in the laser processing device, a laser processing condition setting method, The present invention relates to a laser processing condition setting program.

レーザ加工装置は、レーザ光を所定の領域内において走査して、部品や製品等の加工対象物(ワーク)の表面に対しレーザ光を照射して印字やマーキング等の加工を行う。レーザ加工装置の構成の一例を図1に示す。この図に示すレーザ加工装置は、レーザ制御部1とレーザ出力部2と入力部3とを備える。レーザ制御部1のレーザ励起部6で発生される励起光を、レーザ出力部2のレーザ発振部50で発振器を構成するレーザ媒質8に照射し、レーザ発振を生じさせる。レーザ発振光はレーザ媒質8の出射端面から出射され、ビームエキスパンダ53でビーム径を拡大されて、光学部材54により反射されて走査部9に導かれる。走査部9は、レーザ光Lを反射させて所望の方向に偏光し、集光部15から出力されるレーザ光Lは、ワークWの表面で走査されて印字等の加工を行う。   The laser processing apparatus scans a laser beam within a predetermined region and irradiates the surface of a processing target (work) such as a component or product with a laser beam to perform processing such as printing or marking. An example of the configuration of the laser processing apparatus is shown in FIG. The laser processing apparatus shown in this figure includes a laser control unit 1, a laser output unit 2, and an input unit 3. The excitation light generated by the laser excitation unit 6 of the laser control unit 1 is irradiated to the laser medium 8 constituting the oscillator by the laser oscillation unit 50 of the laser output unit 2 to cause laser oscillation. The laser oscillation light is emitted from the emission end face of the laser medium 8, the beam diameter is enlarged by the beam expander 53, reflected by the optical member 54, and guided to the scanning unit 9. The scanning unit 9 reflects the laser beam L and polarizes it in a desired direction, and the laser beam L output from the condensing unit 15 is scanned on the surface of the workpiece W to perform processing such as printing.

レーザ加工装置は、レーザ出力光をワーク上で走査させるために、図2に示すような走査部9を備える。走査部9は、一対のガルバノミラーを構成するX・Y軸スキャナ14a、14bと、各ガルバノミラーをそれぞれ回動軸に固定し回動するためのガルバノモータ51a、51bとを備えている。X・Y軸スキャナ14a、14bは、図2に示すように互いに直交する姿勢で配置されており、レーザ光をX方向、Y方向に反射させて走査させることができる。また、走査部9の下方には、集光部15が備えられる。集光部15はレーザ光を作業領域に照射させるよう集光するための集光レンズで構成され、fθレンズが使用される。   The laser processing apparatus includes a scanning unit 9 as shown in FIG. 2 in order to scan the laser output light on the workpiece. The scanning unit 9 includes X / Y-axis scanners 14a and 14b constituting a pair of galvanometer mirrors, and galvano motors 51a and 51b for rotating the galvanometer mirrors fixed to the rotation shafts. As shown in FIG. 2, the X / Y-axis scanners 14a and 14b are arranged so as to be orthogonal to each other, and can scan the laser beam by reflecting it in the X and Y directions. Further, a condensing unit 15 is provided below the scanning unit 9. The condensing part 15 is comprised with the condensing lens for condensing so that a working area may be irradiated with a laser beam, and an f (theta) lens is used.

一方で、このような2次元平面内での加工を行うレーザ加工装置のみならず、高さ方向すなわちZ軸方向にレーザ光の焦点距離を調整して3次元状の加工を可能としたレーザ加工装置も開発されている。図3に、このような3次元加工可能なレーザ加工装置の一例として、Z軸スキャナを付加することで焦点距離を変化可能としたレーザ加工装置を示す。Z軸スキャナは、レーザ発振部側に面する入射レンズと、レーザ出射側に面する出射レンズを含んでおり、レンズを駆動モータ等で摺動させてレンズ間の距離を相対的に変化させ、焦点距離すなわち高さ方向のワーキングディスタンスを調整可能としている。
特開2000−202655号公報
On the other hand, not only a laser processing apparatus that performs processing in such a two-dimensional plane, but also laser processing that enables three-dimensional processing by adjusting the focal length of laser light in the height direction, that is, the Z-axis direction. Equipment has also been developed. FIG. 3 shows a laser processing apparatus that can change the focal length by adding a Z-axis scanner as an example of such a laser processing apparatus capable of three-dimensional processing. The Z-axis scanner includes an incident lens facing the laser oscillation unit side and an exit lens facing the laser exit side, and the lens is slid with a drive motor or the like to relatively change the distance between the lenses. The focal distance, that is, the working distance in the height direction can be adjusted.
JP 2000-202655 A

このような3次元加工が可能なレーザ加工装置においては、3次元のレーザ加工データに基づいてレーザ光を走査し、加工を行う。この際、ワークの3次元形状データから、XY座標にZ座標を関連付けして簡易的に3次元のレーザ加工データを作成することができる。このような関連付けによって、XY座標を求めればZ座標が決定されるため、レーザ加工装置の処理が簡素化され、3次元座標を容易に求めることができる。そして加工の際は、X軸及びY軸スキャナを駆動してレーザ光の走査位置のXY座標を移動させると、これに追随させてZ軸スキャナを駆動しZ座標も移動させる。   In such a laser processing apparatus capable of three-dimensional processing, a laser beam is scanned based on three-dimensional laser processing data for processing. At this time, three-dimensional laser processing data can be easily created by associating the Z coordinate with the XY coordinate from the three-dimensional shape data of the workpiece. With such association, if the XY coordinates are obtained, the Z coordinates are determined. Therefore, the processing of the laser processing apparatus is simplified, and the three-dimensional coordinates can be easily obtained. At the time of processing, when the X-axis and Y-axis scanners are driven to move the XY coordinates of the scanning position of the laser light, the Z-axis scanner is driven and the Z coordinates are moved in accordance with this.

一方、レーザ加工装置においては、スキャナの駆動用モータの応答時間、すなわちスキャナの実際の位置(現在の角度)と制御位置(目標の角度)とが一致するまでの時間が経過しないと、所望の位置に加工することができない。スキャナの応答特性、すなわちスキャナに動作指示が与えられてから実際に動作を完了するまでに要する応答時間は、スキャナによって異なる。特にX、Y、Z軸スキャナを有する3次元加工可能なレーザ加工装置においては、一般にX、Y軸スキャナに比べ、Z軸スキャナの応答特性が劣る傾向にある。例えば図3に示すように、X・Y軸スキャナはガルバノスキャナによって回転するミラーにてスキャンするが、これに対しZ軸スキャナは光軸方向へレンズ自体を平行移動させる機構となっている。このためZ軸スキャナは、モータを利用した回転運動を平行移動に変換させる動作機構により、Z軸スキャナの応答特性がX・Y軸スキャナに比べて不利となる。またZ軸スキャナにモータを使用せず、シリンダやピストン等で駆動することもできるが、この場合も応答速度的にはX・Y軸スキャナに比べて不利となる。   On the other hand, in the laser processing apparatus, the response time of the scanner driving motor, that is, the time until the actual position (current angle) of the scanner and the control position (target angle) coincide with each other does not pass. Cannot be processed into position. The response characteristics of the scanner, that is, the response time required to actually complete the operation after the operation instruction is given to the scanner varies depending on the scanner. In particular, in a laser processing apparatus capable of three-dimensional processing having an X, Y, and Z axis scanner, the response characteristics of the Z axis scanner tend to be inferior as compared with the X and Y axis scanners. For example, as shown in FIG. 3, an X / Y-axis scanner scans with a mirror rotated by a galvano scanner, whereas a Z-axis scanner has a mechanism for translating the lens itself in the optical axis direction. For this reason, the Z-axis scanner is disadvantageous in response characteristics of the Z-axis scanner compared to the X / Y-axis scanner due to the operation mechanism that converts the rotational motion using the motor into the parallel movement. The Z-axis scanner can be driven by a cylinder, a piston or the like without using a motor, but this case is also disadvantageous in terms of response speed compared to the X / Y-axis scanner.

このようにZ軸スキャナはX・Y軸スキャナと機構上、構造上の相違によって応答特性が一般に劣る傾向にある。この場合に、上述のようにXYZ方向の3次元制御に際して、Z座標がXY座標に関連付けされている場合、XY座標が移動、すなわちX・Y軸スキャナが移動すると、Z座標すなわちZ軸スキャナも移動する。このため、Z軸スキャナ駆動用モータの応答時間がX・Y軸スキャナより遅れる分、スキャナの制御に待ち時間が生じるという問題があった。待ち時間を無くすには、Z軸スキャナの応答速度に合わせてX・Y軸スキャナの応答速度を落とすことが考えられるが、いずれにしても加工に要する時間が長くなってしまう。   Thus, the Z-axis scanner generally tends to have inferior response characteristics due to structural and structural differences from the X / Y-axis scanner. In this case, when the Z coordinate is associated with the XY coordinate in the three-dimensional control in the XYZ directions as described above, when the XY coordinate moves, that is, when the X / Y axis scanner moves, the Z coordinate, that is, the Z axis scanner also moves. Moving. For this reason, there is a problem that a waiting time is generated in the control of the scanner because the response time of the Z-axis scanner driving motor is delayed from the X / Y-axis scanner. In order to eliminate the waiting time, it is conceivable to reduce the response speed of the X / Y-axis scanner in accordance with the response speed of the Z-axis scanner, but in any case, the time required for processing becomes longer.

本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の一の目的は、Z軸スキャナの移動時間によるロスを低減して、加工に要する処理時間の短縮を図ることが可能なレーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工方法、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラムを提供することにある。   The present invention has been made to solve such conventional problems. One object of the present invention is to provide a laser processing apparatus, a laser processing condition setting apparatus, a laser processing method, and a laser processing capable of reducing the loss due to the movement time of the Z-axis scanner and reducing the processing time required for the processing. The object is to provide a condition setting method and a laser processing condition setting program.

上記の目的を達成するために、第1発明に係るレーザ加工装置は、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、レーザ発振部より出射されるレーザ光をXY座標から形成される作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、入射レンズと出射レンズを備え、レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、Z軸スキャナを透過するレーザ光を、作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、一方のスキャナで走査されるレーザ光を、作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、を備えるレーザ光走査系と、レーザ発振部およびレーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、加工対象面の3次元形状に関して、XY座標位置とZ座標位置との対応関係を関連付けて記憶するための記憶部と、を備え、レーザ制御部が、レーザ光の出射をONしている間は、一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動を追従させ、記憶部に記憶された対応関係に基づき、X軸及びY軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するようZ軸スキャナを移動させ、一方レーザ制御部が、レーザ光の出射をOFFしている間は、Z軸スキャナの追従を中断し、XY座標の対応関係に拘わらず所定のZ座標位置に移動させるよう構成している。 In order to achieve the above object, a laser processing apparatus according to a first aspect of the present invention irradiates a processing target surface of a processing target disposed in a work area with a laser beam to process it into a desired processing pattern. A laser processing device capable of generating a laser beam and a laser beam scanning system for scanning a laser beam emitted from the laser oscillation unit in a work area formed from XY coordinates The incident lens and the exit lens are provided, and the incident lens and / or the exit lens are moved in parallel in a state where the optical axes of the entrance lens and the exit lens coincide with the optical axis of the laser light emitted from the laser oscillation unit. A Z-axis scanner capable of adjusting the focal length of laser light by changing the relative distance between the incident lens and the outgoing lens along these optical axes, and a laser that passes through the Z-axis scanner For scanning in the X-axis direction of the work area, an X-axis scanner having a motor for fixing and rotating the first mirror, or a second for scanning in the Y-axis direction. The Y-axis scanner equipped with a motor for fixing the mirror to the rotation shaft and rotating, and the laser beam scanned by the one scanner in the X-axis direction or Y-axis direction of the work area As a processing condition for processing into a desired processing pattern, a laser beam scanning system including the other scanner for scanning in the other axial direction, a laser control unit for controlling the laser oscillation unit and the laser beam scanning system The processing condition setting unit for setting the three-dimensional shape and the processing pattern of the processing target surface, and the correspondence relationship between the XY coordinate position and the Z coordinate position for storing the three-dimensional shape of the processing target surface in association with each other Memory When provided with a laser control unit, while turning ON the emission of the laser light, the movement of the XY direction by the rotation of the first mirror and the second mirror of one of the scanner and other scanners, Z The XY coordinates indicated by the X-axis and Y-axis scanners are made to follow the movement in the Z direction due to the parallel movement of the incident lens and / or the outgoing lens of the axial scanner in the optical axis direction and based on the correspondence stored in the storage unit. The Z-axis scanner is moved so as to indicate the corresponding Z-coordinate, while the laser control unit interrupts the tracking of the Z-axis scanner while the emission of the laser beam is turned off, regardless of the correspondence of the XY coordinates. It is configured to move to a predetermined Z coordinate position.

第2発明に係るレーザ加工装置は、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、レーザ発振部より出射されるレーザ光をXY座標から形成される作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、入射レンズと出射レンズを備え、レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、Z軸スキャナを透過するレーザ光を、作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、一方のスキャナで走査されるレーザ光を、作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、を備えるレーザ光走査系と、レーザ発振部およびレーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、作業領域の各XY座標位置におけるレーザ光の焦点位置が一定となるようZ座標を調整し、XY座標位置と調整後のZ座標位置との関連付けを記憶する記憶部と、を備え、レーザ制御部が、レーザ光の出射をONしている間は、一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動を追従させ、記憶部に記憶された対応関係に基づき、X軸及びY軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するようZ軸スキャナを移動させ、一方レーザ制御部が、レーザ光の出射をOFFしている間は、Z軸スキャナの追従を中断し、XY座標の対応関係に拘わらず所定のZ座標位置に移動させるよう構成できる。 A laser processing apparatus according to a second aspect of the present invention is a laser processing apparatus capable of processing a processing target surface of a processing target disposed in a work area by irradiating laser light into a desired processing pattern, A laser oscillation unit for generating laser light, and a laser beam scanning system for scanning the laser beam emitted from the laser oscillation unit in the work area formed from the XY coordinates, includes an incident lens and an emission lens, In a state where the optical axes of the incident lens and the outgoing lens are aligned with the optical axis of the laser light emitted from the laser oscillating unit, the incident lens and / or the outgoing lens are moved in parallel to make the relative between the incident lens and the outgoing lens relatively The Z-axis scanner that can adjust the focal length of the laser beam by changing the distance along these optical axes, and the laser beam that passes through the Z-axis scanner run in the X-axis direction of the work area. The first mirror is fixed to the rotating shaft, and the X-axis scanner provided with a motor for rotating, or the second mirror for scanning in the Y-axis direction is fixed to the rotating shaft and rotated. One of the Y-axis scanners provided with a motor for performing the operation, and the other for scanning the laser beam scanned by one scanner in the X-axis direction of the work area or the other axial direction of the Y-axis direction A laser beam scanning system, a laser control unit for controlling the laser oscillation unit and the laser beam scanning system, and a three-dimensional shape and machining of a machining target surface as machining conditions for machining into a desired machining pattern A processing condition setting unit for setting a pattern, and the Z coordinate are adjusted so that the focal position of the laser beam at each XY coordinate position of the work area is constant, and the XY coordinate position and the adjusted Z coordinate position are associated with each other. And a storage unit for storing for laser control unit, while turning ON the emission of laser light, in the XY direction by the rotation of the first mirror and the second mirror of one of the scanner and other scanners The movement is made to follow the movement in the Z direction due to the parallel movement of the incident lens and / or the outgoing lens of the Z axis scanner in the optical axis direction, and based on the correspondence stored in the storage unit, the X axis and Y axis scanners The Z-axis scanner is moved so as to indicate the Z coordinate corresponding to the XY coordinate to be instructed, while the laser control unit interrupts the tracking of the Z-axis scanner while the laser beam emission is turned off, and the XY coordinate It can be configured to move to a predetermined Z coordinate position regardless of the correspondence.

第3発明に係るレーザ加工装置は、レーザ制御部が、レーザ光の走査位置が作業領域の端部に近付くに従い焦点位置が長くなるようにZ軸スキャナを調整して、作業領域内で焦点位置を略一定に維持するよう制御できる。   In the laser processing apparatus according to the third aspect of the invention, the laser control unit adjusts the Z-axis scanner so that the focal position becomes longer as the scanning position of the laser beam approaches the end of the working area, and the focal position in the working area Can be controlled to be substantially constant.

第4発明に係るレーザ加工装置は、レーザ制御部が、レーザ光の出射をOFFしている間に、Z軸スキャナを、次にレーザ光の出射を再開する加工開始位置のXY座標と対応するZ座標を記憶部から取得し、該Z座標に移動させることができる。   In the laser processing apparatus according to the fourth aspect of the invention, the Z-axis scanner corresponds to the XY coordinates of the processing start position at which the laser beam emission is resumed next while the laser control unit turns off the emission of the laser beam. The Z coordinate can be acquired from the storage unit and moved to the Z coordinate.

第5発明に係るレーザ加工装置は、所定のZ座標位置が、レーザ加工装置起動時におけるデフォルトのZ座標位置、レーザ光の出射をOFFした時点でのZ座標を維持すること、次にレーザ光の出射をONする予定のZ座標のいずれかとできる。   In the laser processing apparatus according to the fifth aspect of the invention, the predetermined Z coordinate position maintains the default Z coordinate position when the laser processing apparatus is activated, the Z coordinate when the laser beam emission is turned off, and then the laser beam. Can be any of the Z coordinates scheduled to turn on.

第6発明に係るレーザ加工装置は、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、レーザ発振部より出射されるレーザ光をXY座標から形成される作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、入射レンズと出射レンズを備え、レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、Z軸スキャナを透過するレーザ光を、作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、一方のスキャナで走査されるレーザ光を、作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、Y軸スキャナ又はX軸スキャナで走査されるレーザ光を作業領域に照射させるよう集光するための集光レンズと、を備えるレーザ光走査系と、レーザ発振部およびレーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、加工対象面の3次元形状に関して、XY座標位置とZ座標位置との対応関係を関連付けて記憶するための記憶部と、を備え、レーザ光のスポット径を50μm以下とし、かつレーザ制御部が、レーザ光の出射をONしている間は、一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動を追従させ、記憶部に記憶された対応関係に基づき、X軸及びY軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するようZ軸スキャナを移動させ、一方レーザ制御部が、レーザ光の出射をOFFしている間は、Z軸スキャナの追従を中断し、XY座標の対応関係に拘わらず所定のZ座標位置に移動させるよう構成できる。 A laser processing apparatus according to a sixth aspect of the present invention is a laser processing apparatus capable of processing a processing target surface of a processing target disposed in a work area by irradiating a laser beam into a desired processing pattern, A laser oscillation unit for generating laser light, and a laser beam scanning system for scanning the laser beam emitted from the laser oscillation unit in the work area formed from the XY coordinates, includes an incident lens and an emission lens, In a state where the optical axes of the incident lens and the outgoing lens are aligned with the optical axis of the laser light emitted from the laser oscillating unit, the incident lens and / or the outgoing lens are moved relative to each other to move the relative distance between the incoming lens and the outgoing lens. The Z-axis scanner that can adjust the focal length of the laser beam by changing the distance along these optical axes, and the laser beam that passes through the Z-axis scanner run in the X-axis direction of the work area. The first mirror is fixed to the rotating shaft, and the X-axis scanner provided with a motor for rotating, or the second mirror for scanning in the Y-axis direction is fixed to the rotating shaft and rotated. One of the Y-axis scanners provided with a motor for performing the operation, and the other for scanning the laser beam scanned by one scanner in the X-axis direction of the work area or the other axial direction of the Y-axis direction A laser beam scanning system, a condenser lens for condensing the laser beam scanned by the Y-axis scanner or the X-axis scanner so as to irradiate the work area, a laser oscillation unit, and a laser beam scanning system A laser control unit for controlling the machining, a machining condition setting unit for setting a three-dimensional shape and a machining pattern of a machining target surface as a machining condition for machining into a desired machining pattern, and a three-dimensional shape of the machining target surface In And a storage unit for storing the correspondence relationship between the XY coordinate position and the Z coordinate position in association with each other, the laser beam spot diameter is set to 50 μm or less, and the laser control unit turns on the emission of the laser beam. While moving , the first and second mirrors of one scanner and the other scanner move in the XY direction due to the rotation of the first and second mirrors, and the incident lens and / or the outgoing lens of the Z-axis scanner move in the optical axis direction. The Z-axis scanner is moved so as to indicate the Z-coordinate corresponding to the XY coordinates indicated by the X-axis and Y-axis scanner, based on the correspondence stored in the storage unit, following the movement in the Z direction by the parallel movement. On the other hand, while the laser control unit is turned off, the tracking of the Z-axis scanner is interrupted, and the laser control unit can be moved to a predetermined Z coordinate position regardless of the correspondence relationship of the XY coordinates.

第7発明に係るレーザ加工装置は、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、レーザ発振部より出射されるレーザ光をXY座標から形成される作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、入射レンズと出射レンズを備え、レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、Z軸スキャナを透過するレーザ光を、作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、一方のスキャナで走査されるレーザ光を、作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、を備えるレーザ光走査系と、レーザ発振部およびレーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、加工条件設定部で設定された加工条件に従って、加工対象面のレーザ加工データを生成する加工データ生成部と、加工データ生成部で生成されたレーザ加工データのイメージを2次元的及び/又は3次元的に表示可能な加工イメージ表示部と、を備え、加工条件設定部がさらに、加工パターンを2次元情報として入力する加工パターン入力手段と、加工対象面の3次元形状を示すプロファイル情報を入力するための加工面プロファイル入力手段と、を備え、レーザ制御部は、XY座標とZ座標を関連付けしており、一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動に追従させてZ軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動も、X軸、Y軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するよう移動させる追従機能を備え、レーザ制御部が、レーザ光の出射をONしている間は、Z軸スキャナの追従機能をONする一方、レーザ光の出射がOFFの間は、Z軸スキャナの追従機能をOFFするよう構成できる。 A laser processing apparatus according to a seventh aspect of the present invention is a laser processing apparatus capable of processing a processing target surface of a processing target disposed in a work area by irradiating a laser beam into a desired processing pattern, A laser oscillation unit for generating laser light, and a laser beam scanning system for scanning the laser beam emitted from the laser oscillation unit in the work area formed from the XY coordinates, includes an incident lens and an emission lens, In a state where the optical axes of the incident lens and the outgoing lens are aligned with the optical axis of the laser light emitted from the laser oscillating unit, the incident lens and / or the outgoing lens are moved relative to each other so that the The Z-axis scanner that can adjust the focal length of the laser beam by changing the distance along these optical axes, and the laser beam that passes through the Z-axis scanner run in the X-axis direction of the work area. The first mirror is fixed to the rotating shaft, and the X-axis scanner provided with a motor for rotating, or the second mirror for scanning in the Y-axis direction is fixed to the rotating shaft and rotated. One of the Y-axis scanners provided with a motor for performing the operation, and the other for scanning the laser beam scanned by one scanner in the X-axis direction of the work area or the other axial direction of the Y-axis direction A laser beam scanning system, a laser control unit for controlling the laser oscillation unit and the laser beam scanning system, and a three-dimensional shape and machining of a machining target surface as machining conditions for machining into a desired machining pattern A machining condition setting unit for setting a pattern, a machining data generation unit for generating laser machining data of a processing target surface, and a machining data generation unit according to the machining conditions set by the machining condition setting unit. A processing image display unit capable of displaying an image of the laser processing data in a two-dimensional and / or three-dimensional manner, and a processing condition setting unit further inputting a processing pattern as two-dimensional information; A processing surface profile input means for inputting profile information indicating the three-dimensional shape of the processing target surface, and the laser control unit associates the XY coordinates with the Z coordinates, and one scanner and the other scanner. The movement in the Z direction by the parallel movement of the incident lens and / or the outgoing lens of the Z-axis scanner in the X-axis direction following the movement in the XY direction by the rotation of the first mirror and the second mirror of A tracking function is provided to move the Z-coordinate corresponding to the XY coordinates designated by the axis and Y-axis scanners while the laser control unit is turning on the emission of the laser beam. While the tracking function of the Z-axis scanner is turned ON, the tracking function of the Z-axis scanner can be turned OFF while the laser beam emission is OFF.

第8発明に係るレーザ加工データ設定装置は、入射レンズと出射レンズを備え、レーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、Z軸スキャナを透過するレーザ光を、XY座標から形成される作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、一方のスキャナで走査されるレーザ光を、作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、を備えるレーザ光走査系を備えたレーザ加工装置で、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工する際、該所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定装置であって、所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、作業領域の各XY座標位置におけるレーザ光の焦点位置が一定となるようZ座標を調整し、XY座標位置と調整後のZ座標位置との関連付けを記憶する記憶部と、を備え、レーザ光の出射をONしている間は、一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動を追従させ、記憶部に記憶された対応関係に基づき、X軸及びY軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するようZ軸スキャナを移動させ、一方レーザ光の出射をOFFしている間は、Z軸スキャナの追従を中断し、XY座標の対応関係に拘わらず所定のZ座標位置に移動させるよう構成できる。 A laser processing data setting device according to an eighth aspect of the present invention includes an incident lens and an exit lens, and the incident lens and / or the exit lens are parallel with the optical axes of the entrance lens and the exit lens being aligned with the optical axis of the laser beam. A Z-axis scanner capable of adjusting the focal length of the laser light by changing the relative distance between the incident lens and the outgoing lens along these optical axes by moving, and the laser light transmitted through the Z-axis scanner, An X-axis scanner provided with a motor for fixing and rotating the first mirror for rotating in the X-axis direction of the work area formed from the XY coordinates, or for scanning in the Y-axis direction The second mirror is fixed to the rotating shaft and either one of the Y-axis scanners having a motor for rotating and the laser beam scanned by the one scanner in the X-axis direction of the work area or Y A laser beam with respect to a processing target surface of a processing target disposed in a work area in a laser processing apparatus including a laser beam scanning system including a second scanner for scanning in the other axial direction Is a laser processing data setting device for setting processing data based on the desired processing pattern when processing into a desired processing pattern, and processing conditions are set as processing conditions for processing into the desired processing pattern. A machining condition setting unit for setting a three-dimensional shape and a machining pattern of the target surface, and adjusting the Z coordinate so that the focal position of the laser beam at each XY coordinate position of the work area is constant, and adjusting the XY coordinate position A storage unit that stores an association with a later Z coordinate position, and while the laser beam emission is ON, the first mirror and the second mirror of one scanner and the other scanner The movement of the XY direction by the rotation, to follow the movement in the Z direction by the parallel movement in the optical axis direction of the incident lens and / or the exit lens of the Z-axis scanner, based on the stored correspondence relationship storage section, X While the Z-axis scanner is moved so as to indicate the Z-coordinate corresponding to the XY coordinates specified by the axis and Y-axis scanner, and the laser beam emission is turned off, the tracking of the Z-axis scanner is interrupted, and the XY coordinates It can be configured to move to a predetermined Z coordinate position regardless of the corresponding relationship.

第9発明に係るレーザ加工方法は、レーザ光を走査するレーザ光走査系として、入射レンズと出射レンズを備え、レーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナ、Z軸スキャナを透過するレーザ光を、XY座標から形成される作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、Y軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナを備えており、3次元形状に加工可能なレーザ加工装置を用いて、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を3次元的に走査して、所望の加工パターンに加工するレーザ加工方法であって、予め、作業領域内のXY座標とZ座標とが関連付けられており、レーザ光走査位置のX座標を規定するX軸スキャナ、及びY座標を規定するY軸スキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動に追従させて、Z軸スキャナも、X軸、Y軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するよう、入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動させる追従機能を備え、レーザ光が出射される間、Z軸スキャナの追従機能をONさせる工程と、レーザ光が出射されない間、Z軸スキャナの追従機能を動作させず、所定の高さに維持する工程と、を含むことができる。 A laser processing method according to a ninth aspect of the present invention includes an incident lens and an output lens as a laser light scanning system that scans laser light, and the optical axes of the incident lens and the output lens are aligned with the optical axes of the laser light. A Z-axis scanner and a Z-axis scanner capable of adjusting the focal length of the laser light by changing the relative distance between the incident lens and the outgoing lens along these optical axes by translating the incident lens and / or the outgoing lens. An X-axis scanner having a motor for fixing and rotating a first mirror for rotating a laser beam passing through the X-axis in a work area formed from XY coordinates, and a Y-axis The second mirror for scanning in the direction is fixed to the rotating shaft, and a Y-axis scanner including a motor for rotating is provided. A laser processing method that three-dimensionally scans a processing target surface of a processing target disposed inside and processes the processing target surface into a desired processing pattern. The X-axis scanner that defines the X-coordinate of the laser beam scanning position and the Y-axis scanner that defines the Y-coordinate move in the XY direction by rotating the first mirror and the second mirror. The Z-axis scanner also has a tracking function that translates the incident lens and / or the outgoing lens in the optical axis direction so as to indicate the Z coordinate corresponding to the XY coordinate specified by the X-axis and Y-axis scanner. A step of turning on the tracking function of the Z-axis scanner while the laser beam is emitted, and a step of maintaining the predetermined function without operating the tracking function of the Z-axis scanner while the laser beam is not emitted, Can contain Kill.

第10発明に係るレーザ加工データ設定方法は、入射レンズと出射レンズを備え、レーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、Z軸スキャナを透過するレーザ光を、XY座標から形成される作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、一方のスキャナで走査されるレーザ光を、作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、を備えるレーザ光走査系を備えたレーザ加工装置で、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工する際、該所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定方法であって、所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定する工程と、加工対象面の3次元形状に関して、XY座標位置とZ座標位置との対応関係を関連付ける工程と、レーザ光の出射をONしている間は、一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動を追従させ、記憶された対応関係に基づき、X軸及びY軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するようZ軸スキャナを移動させ、一方レーザ光の出射をOFFしている間は、Z軸スキャナの追従を中断し、XY座標の対応関係に拘わらず所定のZ座標位置に移動させる工程と、を含むことができる。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a laser processing data setting method comprising an entrance lens and an exit lens, wherein the entrance lens and / or the exit lens are parallel with the optical axes of the entrance lens and the exit lens being aligned with the optical axis of the laser beam. A Z-axis scanner capable of adjusting the focal length of the laser light by changing the relative distance between the incident lens and the outgoing lens along these optical axes by moving, and the laser light transmitted through the Z-axis scanner, An X-axis scanner provided with a motor for fixing and rotating the first mirror for rotating in the X-axis direction of the work area formed from the XY coordinates, or for scanning in the Y-axis direction The second mirror is fixed to the rotating shaft and either one of the Y-axis scanners having a motor for rotating and the laser beam scanned by the one scanner in the X-axis direction of the work area or A laser processing apparatus having a laser beam scanning system including a second scanner for scanning in the other axial direction of the axial direction, and a laser for a processing target surface of a processing target disposed in a work area A laser processing data setting method for setting processing data on the basis of the desired processing pattern when irradiating light and processing it into a desired processing pattern. A step of setting a three-dimensional shape and a processing pattern of the processing target surface, a step of associating a correspondence relationship between the XY coordinate position and the Z coordinate position with respect to the three-dimensional shape of the processing target surface, and turning on laser light emission during the the movement of the XY direction by the rotation of the first mirror and the second mirror of one of the scanner and other scanners, the light incident lens and / or the exit lens of the Z-axis scanner that are To follow the movement in the Z direction by the parallel movement in the direction, based on the stored correspondence relationship, by moving the Z-axis scanner to direct the Z coordinate corresponding to the XY coordinates indication of X-axis and Y-axis scanner, On the other hand, while the emission of the laser beam is turned off, it is possible to include a step of interrupting the tracking of the Z-axis scanner and moving it to a predetermined Z-coordinate position regardless of the correspondence relationship of the XY coordinates.

第11発明に係るレーザ加工データ設定プログラムは、レーザ光を走査するレーザ光走査系として、入射レンズと出射レンズを備え、レーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナ、Z軸スキャナを透過するレーザ光を、XY座標から形成される作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、Y軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナを備えており、3次元形状に加工可能なレーザ加工装置を用いて、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を3次元的に走査して、所望の加工パターンに加工するレーザ加工データ設定プログラムであって、予め、作業領域内のXY座標とZ座標とが関連付けられており、レーザ光走査位置のX座標を規定するX軸スキャナ、及びY座標を規定するY軸スキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動に追従させて、Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動も、X軸、Y軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するよう移動させる機能と、レーザ光が出射される間、Z軸スキャナの追従機能をONさせ、一方レーザ光が出射されない間、Z軸スキャナの追従機能を動作させず、所定の高さに維持する機能と、をコンピュータに実現させることができる。 A laser processing data setting program according to an eleventh aspect of the present invention includes an incident lens and an exit lens as a laser beam scanning system for scanning a laser beam, and the optical axes of the incident lens and the exit lens coincide with the optical axes of the laser beam. A Z-axis scanner capable of adjusting the focal length of the laser beam by changing the relative distance between the incident lens and the outgoing lens along these optical axes by translating the incident lens and / or the outgoing lens; An X-axis scanner comprising a motor for fixing and rotating a first mirror for rotating a laser beam transmitted through an axis scanner in the X-axis direction of a work area formed from XY coordinates; A laser processing apparatus that includes a Y-axis scanner that includes a motor for fixing and rotating a second mirror for scanning in the Y-axis direction and that can be processed into a three-dimensional shape. Is a laser processing data setting program for processing a processing target surface of a processing target disposed in a work area three-dimensionally with a laser beam and processing it into a desired processing pattern, The XY coordinate and the Z coordinate in the work area are associated with each other, and an X axis scanner that defines the X coordinate of the laser beam scanning position, and a first mirror and a second mirror of the Y axis scanner that define the Y coordinate The movement in the Z direction due to the parallel movement in the optical axis direction of the incident lens and / or the outgoing lens of the Z axis scanner is made to follow the movement in the XY direction by the rotation of the X axis. The Z-axis scanner tracking function is turned on while the laser beam is emitted and the Z-axis scanner tracking function is turned on while the laser beam is emitted. Not, it is possible to realize the function of maintaining a predetermined height, to the computer.

さらにまた本発明の一実施形態に係るプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器は、上記プログラムを格納するものである。記録媒体には、CD−ROM、CD−R、CD−RWやフレキシブルディスク、磁気テープ、MO、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD+R、DVD−RW、DVD+RW、Blu−ray(登録商標)、HD DVD等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記録した機器には、上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ(FPGA、ASIC)等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。   Furthermore, a computer-readable recording medium or a recorded device storing a program according to an embodiment of the present invention stores the program. CD-ROM, CD-R, CD-RW, flexible disk, magnetic tape, MO, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD + R, DVD-RW, DVD + RW, Blu-ray (registered) Trademarks), HD DVD and other magnetic disks, optical disks, magneto-optical disks, semiconductor memories and other media that can store programs. The program includes a program distributed in a download manner through a network line such as the Internet, in addition to a program stored and distributed in the recording medium. Further, the recorded devices include general-purpose or dedicated devices in which the program is implemented in a state where it can be executed in the form of software, firmware, or the like. Furthermore, each process and function included in the program may be executed by computer-executable program software, or each part of the process or hardware may be executed by hardware such as a predetermined gate array (FPGA, ASIC), or program software. And a partial hardware module that realizes a part of hardware elements may be mixed.

第1、6〜7、9〜11発明によれば、XY軸スキャナに比べ、一般に応答特性の劣るZ軸スキャナの移動量を抑えることができ、より高速で制御性の高い3次元加工が可能となる。第2、8発明によれば、作業領域の各位置での焦点距離を一定に維持するようZ軸スキャナで補正しつつ、レーザ光の出射がOFFの間はこの補正を中断して、XY軸スキャナに比べ、一般に応答特性の劣るZ軸スキャナの移動量を抑えることができ、より高速で制御性の高い3次元加工が可能となる。第3発明によれば、作業領域内で焦点位置がほぼ均一になるようにZ軸スキャナで調整され、別途集光レンズ等を用意せずとも作業領域端縁近傍での加工精度低下を防止できる。第4発明によれば、次回の加工開始位置のZ座標を先読みして、この位置に移動させておくことにより次回の加工開始をスムーズに行わせることができる。第5発明によれば、Z軸スキャナの追従動作を中断して一定の位置に保持できるので、XY軸スキャナはZ軸スキャナの応答時間に左右されることなく高速に次の印字位置まで移動でき、全体としての走査速度向上が図られる。   According to the first, sixth to seventh, and ninth to eleventh inventions, the amount of movement of the Z-axis scanner, which is generally inferior to the XY-axis scanner, can be suppressed, and three-dimensional processing with higher controllability is possible. It becomes. According to the second and eighth inventions, the correction is interrupted while the laser beam emission is OFF while correcting with the Z-axis scanner so that the focal length at each position in the work area is kept constant, and the XY-axis is stopped. Compared to a scanner, the amount of movement of a Z-axis scanner, which is generally inferior in response characteristics, can be suppressed, and three-dimensional machining with higher speed and higher controllability is possible. According to the third aspect of the invention, the Z-axis scanner is adjusted so that the focal position is substantially uniform in the work area, and it is possible to prevent a reduction in processing accuracy near the edge of the work area without preparing a separate condenser lens or the like. . According to the fourth invention, the next machining start can be smoothly performed by prefetching the Z coordinate of the next machining start position and moving it to this position. According to the fifth aspect of the invention, since the follow-up operation of the Z-axis scanner can be interrupted and held at a fixed position, the XY-axis scanner can move to the next printing position at high speed without being affected by the response time of the Z-axis scanner. The overall scanning speed can be improved.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのレーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工方法、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラムを例示するものであって、本発明はレーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工方法、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラムを以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a laser processing apparatus, a laser processing condition setting apparatus, a laser processing method, a laser processing condition setting method, and a laser processing condition setting program for embodying the technical idea of the present invention. The present invention does not specify the following laser processing apparatus, laser processing condition setting apparatus, laser processing method, laser processing condition setting method, and laser processing condition setting program. Further, the present specification by no means specifies the members shown in the claims to the members of the embodiments. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely explanations. It is just an example. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.

本明細書においてレーザ加工装置とこれに接続される操作、制御、入出力、表示、その他の処理等のためのコンピュータ、プリンタ、外部記憶装置その他の周辺機器との接続は、例えばIEEE1394、RS−232x、RS−422、RS−423、RS−485、USB、PS2等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは10BASE−T、100BASE−TX、1000BASE−T等のネットワークを介して電気的に接続して通信を行う。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、IEEE802.1x、OFDM方式等の無線LANやBluetooth(登録商標)等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらに観察像のデータ保存や設定の保存等を行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。   In this specification, the connection between the laser processing apparatus and computers, printers, external storage devices and other peripheral devices for operation, control, input / output, display, and other processing connected thereto is, for example, IEEE 1394, RS- 232x, RS-422, RS-423, RS-485, USB, PS2, etc., serial connection, parallel connection, or 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, etc. I do. The connection is not limited to a physical connection using a wire, but may be a wireless connection using radio waves such as IEEE802.1x, OFDM, etc., Bluetooth (registered trademark), infrared rays, optical communication, or the like. Further, a memory card, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a semiconductor memory, or the like can be used as a recording medium for storing observation image data or setting data.

以下の実施の形態では、本発明を具現化したレーザ加工装置の一例として、レーザマーカについて説明する。ただ、本明細書においてレーザ加工装置は、その名称に拘わらずレーザ応用機器一般に利用でき、例えばレーザ発振器や各種のレーザ加工装置、穴あけ、マーキング、トリミング、スクライビング、表面処理等のレーザ加工や、レーザ光源として他のレーザ応用分野、例えばDVDやBlu−ray(登録商標)等の光ディスクの高密度記録再生用光源や通信用の光源、印刷機器、照明用光源、ディスプレイ等の表示装置用の光源、医療機器等において、好適に利用できる。   In the following embodiments, a laser marker will be described as an example of a laser processing apparatus embodying the present invention. However, in this specification, the laser processing apparatus can be used in general for laser application equipment regardless of its name. For example, laser processing such as laser oscillators and various laser processing apparatuses, drilling, marking, trimming, scribing, surface treatment, and laser processing, Other laser application fields as a light source, for example, a light source for high-density recording / playback of optical discs such as DVD and Blu-ray (registered trademark), a light source for communication, a printing device, a light source for illumination, a light source for display devices such as a display, It can be suitably used in medical devices and the like.

また、本明細書においては加工の代表例として印字について説明するが、上述の通り印字加工に限られず、溶融や剥離、表面酸化、切削、変色等のレーザ光を使ったあらゆる加工処理においても利用できる。また印字とは文字や記号、図形等のマーキングの他、上述した各種の加工も含む概念で使用する。さらに本明細書において加工パターンは、ひらがな、カタカナ、漢字、アルファベットや数字、記号、絵文字、アイコン、ロゴ、バーコードや2次元コード等のグラフィック等、さらに直線、曲線等の図形も含める意味で使用する。特に本明細書において文字又はシンボルで指す文字とは、OCR等、光学式の読み取り装置で読み取り可能なキャラクターを意味し、アルファベットや漢字、ひらがな、カタカナの他、数字や記号も含む概念である。またシンボルとは、バーコードや2次元コードを意味する。2次元コードには、QRコード、マイクロQRコード、データマトリクス(Data matrix;Data code)、ベリコード(Veri code)、アズテックコード(Aztec code)、PDF417、マキシコード(Maxi code)等がある。その他、リニアコードと2次元コードが混在するRSSやコンポジットコード等がある。RSSは省スペースシンボル(Reduced Space Symbology)であり、RSS14、RSS Stacked、RSS Limited、RSS Expanded等が利用されている。コンポジットコード(Composite Code:CC)はバーコードとスタック型2次元コードを複合化したもので、種々の組み合わせが利用可能であり、ベースになるバーコードとしてEAN/UPC(EAN-13,EAN-8,UPC-A,UPC-E)、EAN/UPC128およびRSSファミリ(RSS14,RSS Limited,RSS Expanded)の3種が利用できる。また付加情報には、MicroPDF417またはPDF417の2次元シンボルが利用できる。また、本実施の形態は、バーコードと、マイクロQRコード等のマトリクス型2次元コードとを組み合わせたものにも適用できる。   In this specification, printing will be described as a representative example of processing. However, as described above, printing is not limited to printing processing, and it can be used in all types of processing using laser light such as melting, peeling, surface oxidation, cutting, and discoloration. it can. In addition, the term “printing” is used in a concept including various kinds of processing described above in addition to marking of characters, symbols, figures and the like. Furthermore, in this specification, processing patterns are used to include hiragana, katakana, kanji, alphabets and numbers, symbols, pictograms, icons, logos, graphics such as barcodes and two-dimensional codes, and even shapes such as lines and curves. To do. In particular, in this specification, a character indicated by a character or symbol means a character that can be read by an optical reader such as OCR, and is a concept that includes numerals, symbols, hiragana and katakana, as well as numbers and symbols. The symbol means a bar code or a two-dimensional code. The two-dimensional code includes a QR code, a micro QR code, a data matrix (Data code), a Veri code, an Aztec code, a PDF417, a maxi code, and the like. In addition, there are RSS, composite code, and the like in which a linear code and a two-dimensional code are mixed. RSS is a space-saving symbol (Reduced Space Symbology), and RSS14, RSS Stacked, RSS Limited, RSS Expanded, and the like are used. Composite code (CC) is a composite of barcode and stack type two-dimensional code, and various combinations are available. EAN / UPC (EAN-13, EAN-8) , UPC-A, UPC-E), EAN / UPC128, and RSS family (RSS14, RSS Limited, RSS Expanded) can be used. As additional information, a two-dimensional symbol of MicroPDF417 or PDF417 can be used. The present embodiment can also be applied to a combination of a barcode and a matrix type two-dimensional code such as a micro QR code.

図1はレーザ加工装置100を構成するブロック図を示す。この図に示すレーザ加工装置100は、レーザ制御部1とレーザ出力部2と入力部3とを備える。
(入力部3)
FIG. 1 is a block diagram showing the laser processing apparatus 100. A laser processing apparatus 100 shown in this figure includes a laser control unit 1, a laser output unit 2, and an input unit 3.
(Input unit 3)

入力部3はレーザ制御部1に接続され、レーザ加工装置を操作するための必要な設定を入力してレーザ制御部1に送信する。設定内容はレーザ加工装置の動作条件や具体的な印字内容等である。入力部3はキーボードやマウス、コンソール等の入力デバイスである。また、入力部3で入力された入力情報を確認したり、レーザ制御部1の状態等を表示する表示部82を別途設けることもできる。表示部82はLCDやブラウン管等のモニタが利用できる。またタッチパネル方式を利用すれば、入力部と表示部を兼用することもできる。これによって、コンピュータ等を外部接続することなく入力部でレーザ加工装置の必要な設定を行うことができる。
(レーザ制御部1)
The input unit 3 is connected to the laser control unit 1, inputs necessary settings for operating the laser processing apparatus, and transmits them to the laser control unit 1. The setting contents are operating conditions of the laser processing apparatus, specific printing contents, and the like. The input unit 3 is an input device such as a keyboard, a mouse, or a console. In addition, a display unit 82 for confirming input information input by the input unit 3 and displaying the state of the laser control unit 1 and the like can be separately provided. As the display unit 82, a monitor such as an LCD or a cathode ray tube can be used. If a touch panel method is used, the input unit and the display unit can also be used. Accordingly, the necessary setting of the laser processing apparatus can be performed at the input unit without externally connecting a computer or the like.
(Laser controller 1)

レーザ制御部1は、制御部4とメモリ部5とレーザ励起部6と電源7とを備える。入力部3から入力された設定内容をメモリ部5に記録する。制御部4は必要時にメモリから設定内容を読み込み、印字内容に応じた印字信号に基づいてレーザ励起部6を動作させてレーザ出力部2のレーザ媒質8を励起する。メモリ部5はRAMやROM等の半導体メモリが利用できる。またメモリ部5はレーザ制御部1に内蔵する他、挿抜可能なPCカードやSDカード等の半導体メモリカード、カード型ハードディスク等のメモリカードを利用することもできる。メモリカードで構成されるメモリ部5は、コンピュータ等の外部機器で容易に書き換え可能であり、コンピュータで設定した内容をメモリカードに書き込み、レーザ制御部1にセットすることで、入力部をレーザ制御部に接続することなく設定を行うことができる。特に半導体メモリはデータの読み込み・書き込みが高速で、しかも機械的動作部分がないため振動等に強く、ハードディスクのようなクラッシュによるデータ消失事故を防止できる。   The laser control unit 1 includes a control unit 4, a memory unit 5, a laser excitation unit 6, and a power source 7. The setting contents input from the input unit 3 are recorded in the memory unit 5. The control unit 4 reads the setting contents from the memory when necessary, and operates the laser excitation unit 6 based on the print signal corresponding to the printing contents to excite the laser medium 8 of the laser output unit 2. The memory unit 5 can use a semiconductor memory such as a RAM or a ROM. Further, the memory unit 5 can be incorporated in the laser control unit 1, or a semiconductor memory card such as a detachable PC card or SD card, or a memory card such as a card-type hard disk can be used. The memory unit 5 composed of a memory card can be easily rewritten by an external device such as a computer. The contents set by the computer are written in the memory card and set in the laser control unit 1 so that the input unit is laser controlled. Settings can be made without connecting to the unit. In particular, a semiconductor memory is fast in reading and writing data and has no mechanical operation part, so it is resistant to vibrations and can prevent data loss accidents due to a crash like a hard disk.

さらに制御部4は、設定された印字を行うようレーザ媒質8で発振されたレーザ光Lを印字対象物(ワーク)W上で走査させるため、レーザ出力部2の走査部9を動作させる走査信号を走査部9に出力する。電源7は、定電圧電源として、レーザ励起部6へ所定電圧を印加する。印字動作を制御する印字信号は、そのHIGH/LOWに応じてレーザ光LのON/OFFが切り替えられ、その1パルスが発振されるレーザ光Lの1パルスに対応するPWM信号である。PWM信号は、その周波数に応じたデューティ比に基づいてレーザ強度が定められるが、周波数に基づいた走査速度によってもレーザ強度が変化するよう構成することもできる。
(レーザ励起部6)
Further, the control unit 4 scans the laser light L oscillated by the laser medium 8 on the print object (work) W so as to perform the set printing, and thus the scanning signal for operating the scanning unit 9 of the laser output unit 2. Is output to the scanning unit 9. The power source 7 applies a predetermined voltage to the laser excitation unit 6 as a constant voltage power source. The print signal for controlling the print operation is a PWM signal corresponding to one pulse of the laser light L that is oscillated by switching on / off of the laser light L according to the HIGH / LOW. Although the laser intensity of the PWM signal is determined based on a duty ratio corresponding to the frequency, the laser intensity may be changed depending on the scanning speed based on the frequency.
(Laser excitation unit 6)

レーザ励起部6は、光学的に接合されたレーザ励起光源10とレーザ励起光源集光部11を備える。レーザ励起部6の内部の一例を図4の斜視図に示す。この図に示すレーザ励起部6は、レーザ励起光源10とレーザ励起光源集光部11をレーザ励起部ケーシング12内に固定している。レーザ励起部ケーシングは、熱伝導性の良い銅等の金属で構成され、レーザ励起光源10を効率よく外部に放熱する。レーザ励起光源10は半導体レーザやランプ等で構成される。図4の例では、複数の半導体レーザダイオード素子を直線状に並べたレーザダイオードアレイを使用しており、各素子からのレーザ発振がライン状に出力される。レーザ発振はレーザ励起光源集光部11の入射面に入射されて、出射面から集光されたレーザ励起光として出力される。レーザ励起光源集光部11はフォーカシングレンズ等で構成される。レーザ励起光源集光部11からのレーザ励起光は光ファイバケーブル13等によりレーザ出力部2のレーザ媒質8に入射される。レーザ励起光源10とレーザ励起光源集光部11、光ファイバケーブル13は、空間あるいは光ファイバを介して光学的に結合されている。
(レーザ出力部2)
The laser excitation unit 6 includes a laser excitation light source 10 and a laser excitation light source condensing unit 11 that are optically bonded. An example of the inside of the laser excitation unit 6 is shown in the perspective view of FIG. The laser excitation unit 6 shown in this figure has a laser excitation light source 10 and a laser excitation light source condensing unit 11 fixed in a laser excitation unit casing 12. The laser excitation unit casing is made of a metal such as copper having good thermal conductivity, and efficiently radiates the laser excitation light source 10 to the outside. The laser excitation light source 10 is composed of a semiconductor laser, a lamp or the like. In the example of FIG. 4, a laser diode array in which a plurality of semiconductor laser diode elements are arranged in a straight line is used, and laser oscillation from each element is output in a line. Laser oscillation enters the incident surface of the laser excitation light source condensing unit 11 and is output as laser excitation light condensed from the emission surface. The laser excitation light source condensing unit 11 is composed of a focusing lens or the like. Laser excitation light from the laser excitation light source condensing unit 11 is incident on the laser medium 8 of the laser output unit 2 through an optical fiber cable 13 or the like. The laser excitation light source 10, the laser excitation light source condensing unit 11, and the optical fiber cable 13 are optically coupled via a space or an optical fiber.
(Laser output unit 2)

レーザ出力部2は、レーザ発振部50を備える。レーザ光Lを発生させるレーザ発振部50は、レーザ媒質8と、レーザ媒質8が放出する誘導放出光の光路に沿って所定の距離を隔てて対向配置された出力ミラー及び全反射ミラーと、これらの間に配されたアパーチャ、Qスイッチ等を備える。レーザ媒質8が放出する誘導放出光を、出力ミラーと全反射ミラーとの間での多重反射により増幅し、Qスイッチの動作により短周期にて通断しつつアパーチャによりモード選別して、出力ミラーを経てレーザ光Lを出力する。図1に示すレーザ出力部2は、レーザ媒質8と走査部9を備える。レーザ媒質8は光ファイバケーブル13を介してレーザ励起部6から入射されるレーザ励起光で励起されて、レーザ発振される。レーザ媒質8はロッド状の一方の端面からレーザ励起光を入力して励起され、他方の端面からレーザ光Lを出射する、いわゆるエンドポンピングによる励起方式を採用している。
(レーザ媒質8)
The laser output unit 2 includes a laser oscillation unit 50. The laser oscillation unit 50 that generates the laser light L includes a laser medium 8, an output mirror and a total reflection mirror that are arranged to face each other at a predetermined distance along the optical path of the stimulated emission light emitted from the laser medium 8, and Apertures, Q switches, etc. arranged between The stimulated emission light emitted from the laser medium 8 is amplified by multiple reflection between the output mirror and the total reflection mirror, and the mode is selected by the aperture while being cut off in a short period by the operation of the Q switch, and the output mirror The laser beam L is output through The laser output unit 2 illustrated in FIG. 1 includes a laser medium 8 and a scanning unit 9. The laser medium 8 is excited by the laser excitation light incident from the laser excitation unit 6 via the optical fiber cable 13 and is oscillated. The laser medium 8 employs a so-called end pumping excitation method in which laser excitation light is input from one end surface of the rod shape and is excited, and laser light L is emitted from the other end surface.
(Laser medium 8)

上記の例では、レーザ媒質8としてロッド状のNd:YVO4の固体レーザ媒質を用いた。また固体レーザ媒質の励起用半導体レーザの波長は、このNd:YVO4の吸収スペクトルの中心波長である809nmに設定した。ただ、この例に限られず他の固体レーザ媒質として、例えば希土類をドープしたYAG、LiSrF、LiCaF、YLF、NAB、KNP、LNP、NYAB、NPP、GGG等も用いることもできる。また、固体レーザ媒質に波長変換素子を組み合わせて、出力されるレーザ光Lの波長を任意の波長に変換できる。また、レーザ媒質としてバルクに代わってファイバーを発振器として利用した、いわゆるファイバーレーザにも適用可能である。 In the above example, a rod-shaped Nd: YVO 4 solid laser medium is used as the laser medium 8. The wavelength of the pumping semiconductor laser of the solid laser medium was set to 809 nm, which is the center wavelength of the Nd: YVO 4 absorption spectrum. However, the present invention is not limited to this example, and other solid-state laser media such as rare earth doped YAG, LiSrF, LiCaF, YLF, NAB, KNP, LNP, NYAB, NPP, GGG, etc. can also be used. Moreover, the wavelength of the laser beam L to be output can be converted into an arbitrary wavelength by combining a wavelength conversion element with the solid laser medium. Moreover, it is applicable also to what is called a fiber laser using a fiber as an oscillator instead of a bulk as a laser medium.

さらに、固体レーザ媒質を使用せず、言い換えるとレーザ光を発振させる共振器を構成せず、波長変換のみを行う波長変換素子を使用することもできる。この場合は、半導体レーザの出力光に対して波長変換を行う。波長変換素子としては、例えばKTP(KTiPO4)、有機非線形光学材料や他の無機非線形光学材料、例えばKN(KNbO3)、KAP(KAsPO4)、BBO、LBOや、バルク型の分極反転素子(LiNbO3(Periodically Polled Lithium Niobate :PPLN)、LiTaO3等)が利用できる。また、Ho、Er、Tm、Sm、Nd等の希土類をドープしたフッ化物ファイバを用いたアップコンバージョンによるレーザの励起光源用半導体レーザを用いることもできる。このように、本実施の形態においてはレーザ発生源として様々なタイプを適宜利用できる。 Furthermore, it is also possible to use a wavelength conversion element that does not use a solid laser medium, in other words, does not constitute a resonator that oscillates laser light, and performs only wavelength conversion. In this case, wavelength conversion is performed on the output light of the semiconductor laser. Examples of the wavelength conversion element include KTP (KTiPO 4 ), organic nonlinear optical materials and other inorganic nonlinear optical materials such as KN (KNbO 3 ), KAP (KAsPO 4 ), BBO, LBO, and bulk type polarization inversion elements ( LiNbO 3 (Periodically Polled Lithium Niobate: PPLN), LiTaO 3 or the like) can be used. Further, a semiconductor laser for an excitation light source of a laser by up-conversion using a fluoride fiber doped with rare earth such as Ho, Er, Tm, Sm, and Nd can be used. Thus, in this embodiment, various types can be appropriately used as a laser generation source.

さらにまた、レーザ発振部は、固体レーザに限られず、CO2やヘリウム−ネオン、アルゴン、窒素等の気体を媒質として用いる気体レーザを利用することもできる。例えば炭酸ガスレーザを用いた場合のレーザ発振部は、レーザ発振部の内部に炭酸ガス(CO2)が充填され、電極を内蔵しており、レーザ制御部から与えられる印字信号に基づいて、レーザ発振部内の炭酸ガスを励起し、レーザ発振させる。
(走査系)
Furthermore, the laser oscillation unit is not limited to the solid-state laser, CO 2 and helium - it neon, argon, also use a gas laser using a gas such as nitrogen as a medium. For example, when a carbon dioxide laser is used, the laser oscillation unit is filled with carbon dioxide (CO 2 ) inside the laser oscillation unit and has an electrode built in. The laser oscillation is based on a print signal given from the laser control unit. The carbon dioxide in the unit is excited to cause laser oscillation.
(Scanning system)

次に、レーザ加工装置のレーザ光走査系を図5、図6、図7に示す。これらの図において、図5はレーザ加工装置のレーザ光走査系の構成を示す斜視図を、図6は図5を逆方向から見た斜視図を、図7は側面図を、それぞれ示している。これらの図に示すレーザ加工装置は、レーザ光Lを発生させるレーザ発振部と光路を一致させたZ軸スキャナを内蔵するビームエキスパンダ53と、X軸スキャナ14aと、X軸スキャナ14aと直交するよう配置されたY軸スキャナ14bとを備える。このレーザ光走査系は、レーザ発振部より出射されるレーザ光LをX軸スキャナ14a、Y軸スキャナ14bで作業領域WS内で2次元的に走査させ、さらにZ軸スキャナ14cで高さ方向にワーキングディスタンスすなわち焦点距離を調整することができ、3次元状に印字加工が可能となる。なお、X軸スキャナ、Y軸スキャナ、Z軸スキャナは、互いに入れ替えても同様に機能できることはいうまでもない。例えばZ軸スキャナを出射したレーザ光をY軸スキャナで受けるよう構成したり、あるいはX軸スキャナでY軸を制御し、Y軸スキャナでZ軸を制御するよう配置してもよい。また図において集光レンズであるfθレンズは図示を省略している。   Next, the laser beam scanning system of the laser processing apparatus is shown in FIGS. In these drawings, FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the laser beam scanning system of the laser processing apparatus, FIG. 6 is a perspective view of FIG. 5 viewed from the reverse direction, and FIG. 7 is a side view. . The laser processing apparatus shown in these drawings is orthogonal to a beam expander 53 having a Z-axis scanner in which the optical path coincides with a laser oscillation unit that generates laser light L, an X-axis scanner 14a, and an X-axis scanner 14a. And a Y-axis scanner 14b arranged as described above. In this laser beam scanning system, the laser beam L emitted from the laser oscillation unit is scanned two-dimensionally in the work area WS by the X-axis scanner 14a and the Y-axis scanner 14b, and further in the height direction by the Z-axis scanner 14c. The working distance, that is, the focal length can be adjusted, and printing can be performed in a three-dimensional manner. Needless to say, the X-axis scanner, the Y-axis scanner, and the Z-axis scanner can function similarly even if they are interchanged. For example, the laser beam emitted from the Z-axis scanner may be received by the Y-axis scanner, or the Y-axis may be controlled by the X-axis scanner and the Z-axis may be controlled by the Y-axis scanner. In the figure, the fθ lens which is a condensing lens is not shown.

レーザ加工装置においては一般に、第2のミラー(Y軸スキャナ)で反射されたレーザ光を作業領域に照射させるよう集光するために、第2のミラーと作業領域の間には、fθレンズと呼ばれる集光レンズを配置している。fθレンズは、Z軸方向の補正を行う。具体的には、図8(a)に示すように、作業領域WSの端部に近付くほど焦点位置を伸ばし、ワークの加工対象面上に位置させる補正である。レーザ光の焦点位置は円弧状の軌跡となるため、加工対象面が平面の場合、鉛直下の位置、図8(a)において加工対象面を示す平面WMの中心で焦点位置が合うように設定すると、中心から離れるほど、すなわち作業領域WSの周辺に近付くほど焦点位置が加工対象面から遠ざかり(レーザ光L’)、焦点が合わず加工精度が低下する。そこで、図8(b)に示すように作業領域WSの端部に近付くほどレーザ光Lの焦点位置が長くなるよう、fθレンズで補正する。仮想的に加工対象面の平面WMが、WM’で示す凸状曲面の補正面となるよう変換することで、レーザ光Lの焦点位置を平面WM上に位置させることができる。   In general, in a laser processing apparatus, an fθ lens is disposed between the second mirror and the work area in order to focus the laser light reflected by the second mirror (Y-axis scanner) so as to irradiate the work area. A condensing lens called is arranged. The fθ lens performs correction in the Z-axis direction. Specifically, as shown in FIG. 8A, the focal position is extended as it gets closer to the end of the work area WS and is corrected to be positioned on the workpiece processing surface. Since the focal position of the laser beam is an arc-shaped trajectory, when the surface to be processed is a flat surface, the focal position is set so that the focal position is aligned at a position vertically below, the center of the plane WM indicating the surface to be processed in FIG. Then, the further away from the center, that is, the closer to the periphery of the work area WS, the farther the focal position is from the surface to be processed (laser light L ′), the focus is not adjusted, and the processing accuracy decreases. Therefore, as shown in FIG. 8B, correction is performed by the fθ lens so that the focal position of the laser light L becomes longer as the end of the work area WS is approached. The focal position of the laser beam L can be positioned on the plane WM by virtually converting the plane WM of the processing target surface into a convex curved correction surface indicated by WM ′.

レーザマーカにおいて、例えばスポット径を約50μmより小さいビームを形成したい場合は、fθレンズを配置することが好ましい。一方、上述の小スポット径よりも大きい、スポット径が約100μm程度(通常良く使用されるスポット径)のビーム径を採用する場合は、Z軸スキャナ側のビームエキスパンダに備えられたZ軸集光レンズをZ軸方向に移動させることにより、fθレンズが行うべきZ軸方向の補正を、補正制御として行うことができる。これにより、スポット径が大きい場合はfθレンズを省略することも可能となる。上述した図8(a)の例では、fθレンズが行うべきZ軸方向の補正を、Z軸スキャナの補正制御に行わせている。一方、スポット径が小さい場合は、Z軸スキャナによる補正では焦点位置の調整が不十分となるため、上述の通りfθレンズを用いる。本実施の形態では、レーザ光のスポット径として小スポット、標準、ワイドスポットの3種類を用意しており、この内の小スポットタイプのみ、fθレンズで作業領域WS端部の歪みを矯正し、標準及びワイドスポットではfθレンズを使用せず、Z軸スキャナで補正している。   In the laser marker, for example, when it is desired to form a beam having a spot diameter smaller than about 50 μm, it is preferable to arrange an fθ lens. On the other hand, when a beam diameter larger than the small spot diameter described above and having a spot diameter of about 100 μm (usually used spot diameter) is adopted, the Z-axis assembly provided in the beam expander on the Z-axis scanner side is used. By moving the optical lens in the Z-axis direction, correction in the Z-axis direction that should be performed by the fθ lens can be performed as correction control. Thereby, when the spot diameter is large, the fθ lens can be omitted. In the example of FIG. 8A described above, correction in the Z-axis direction to be performed by the fθ lens is performed by correction control of the Z-axis scanner. On the other hand, when the spot diameter is small, the focus position is not sufficiently adjusted by the correction by the Z-axis scanner, so the fθ lens is used as described above. In this embodiment, three types of spot diameters of laser light, a small spot, a standard, and a wide spot, are prepared, and only the small spot type among them is used to correct distortion at the end of the work area WS with an fθ lens. In standard and wide spots, the fθ lens is not used, and correction is performed by a Z-axis scanner.

Z軸スキャナのビームエキスパンダに備えられたZ軸集光レンズでZ軸方向の補正制御を行う場合も、上述したfθレンズによる補正と同様の補正を行う。図8(b)で説明した補正面WM’の高さ、すなわちZ座標は、XY座標によって一義的に決定される。このため、XY座標毎に、補正後のZ座標を関連付けておくことで、XY軸スキャナの移動に従いZ軸スキャナを関連付けられたZ座標に移動させれば、常に焦点位置での加工が可能となる。関連付けのデータは、図13Aに示すレーザ加工データ設定装置の記憶部5Aで保存する。あるいはレーザ加工装置のレーザ制御部に備えられたメモリ部5に保存、転送することもできる。これによって、作業領域内におけるXY座標の移動に追従して、補正後のZ座標が決定されるので、作業領域内でほぼ均一に焦点位置が調整されたレーザ光を照射できる。   Even when correction control in the Z-axis direction is performed by the Z-axis condenser lens provided in the beam expander of the Z-axis scanner, correction similar to the correction by the fθ lens described above is performed. The height of the correction surface WM ′ described in FIG. 8B, that is, the Z coordinate is uniquely determined by the XY coordinate. Therefore, by associating the corrected Z coordinate for each XY coordinate, if the Z-axis scanner is moved to the associated Z-coordinate according to the movement of the XY-axis scanner, processing at the focal position can always be performed. Become. The association data is stored in the storage unit 5A of the laser processing data setting device shown in FIG. 13A. Alternatively, the data can be stored and transferred to the memory unit 5 provided in the laser control unit of the laser processing apparatus. As a result, the corrected Z coordinate is determined following the movement of the XY coordinates in the work area, so that it is possible to irradiate laser light whose focal position is adjusted almost uniformly in the work area.

各スキャナは、光を反射する反射面として全反射ミラーであるガルバノミラーと、ガルバノミラーを回動軸に固定して回動するためのガルバノモータと、回動軸の回転位置を検出して位置信号として出力する位置検出部を備える。またスキャナは、スキャナを駆動するスキャナ駆動部に接続される。スキャナ駆動部はスキャナ制御部74に接続され、スキャナを制御する制御信号をスキャナ制御部74から受けて、これに基づいてスキャナを駆動する。例えばスキャナ駆動部は、制御信号に基づいてスキャナを駆動する駆動電流を調整する。またスキャナ駆動部は、制御信号に対する各スキャナの回転角の時間変化を調整する調整機構を備える。調整機構は、スキャナ駆動部の各パラメータを調整する可変抵抗等の半導体部品で構成される。
(Z軸スキャナ14c)
Each scanner has a galvano mirror which is a total reflection mirror as a reflecting surface for reflecting light, a galvano motor for rotating with the galvano mirror fixed to the rotating shaft, and a position where the rotating shaft rotates. A position detector for outputting as a signal is provided. The scanner is connected to a scanner driving unit that drives the scanner. The scanner driving unit is connected to the scanner control unit 74, receives a control signal for controlling the scanner from the scanner control unit 74, and drives the scanner based on the control signal. For example, the scanner driving unit adjusts the driving current for driving the scanner based on the control signal. The scanner driving unit includes an adjustment mechanism that adjusts a temporal change in the rotation angle of each scanner with respect to the control signal. The adjustment mechanism is constituted by a semiconductor component such as a variable resistor that adjusts each parameter of the scanner driving unit.
(Z-axis scanner 14c)

Z軸スキャナ14cはレーザ光Lのスポット径を調整し、これによって焦点距離を調整するビームエキスパンダ53を構成している。すなわち、ビームエキスパンダで入射レンズと出射レンズとの相対距離を変化させることでレーザ光のビーム径を拡大/縮小し、焦点位置も変化させることができる。ビームエキスパンダ53は、小スポットへの集光を効果的に行わせるため、図5に示すようにガルバノミラーの前段に配置され、レーザ発振部から出力されるレーザ光Lのビーム径を調整すると共に、レーザ光Lの焦点位置を調整可能としている。Z軸スキャナ14cがワーキングディスタンスを調整する方法を、図9〜図11に基づいて説明する。図9、図10はレーザ光走査系の側面図であり、図9はレーザ光Lの焦点距離を長くする場合、図10は焦点距離を短くする場合をそれぞれ示している。また図11はZ軸スキャナ14cの正面図及び断面図を示している。これらの図に示すように、Z軸スキャナ14cはレーザ発振部側に面する入射レンズ16と、レーザ出射側に面する出射レンズ18を含んでおり、これらのレンズ間の距離を相対的に変化可能としている。図9〜図11の例では、出射レンズ18を固定し、入射レンズ16を光軸方向に沿って駆動モータ等で摺動可能としている。図11は出射レンズ18の図示を省略して、入射レンズ16の駆動機構を示している。この例では、コイルと磁石によって軸方向に可動子を摺動可能とし、可動子に入射レンズ16を固定している。ただ、入射レンズ側を固定して出射レンズ側を移動可能としたり、入射レンズ、出射レンズを共に移動可能とすることもできる。   The Z-axis scanner 14c constitutes a beam expander 53 that adjusts the spot diameter of the laser light L and thereby adjusts the focal length. That is, by changing the relative distance between the entrance lens and the exit lens by the beam expander, the beam diameter of the laser light can be enlarged / reduced, and the focal position can also be changed. The beam expander 53 is arranged in front of the galvanometer mirror as shown in FIG. 5 and adjusts the beam diameter of the laser light L output from the laser oscillating unit, in order to effectively collect light on a small spot. At the same time, the focal position of the laser beam L can be adjusted. A method for adjusting the working distance by the Z-axis scanner 14c will be described with reference to FIGS. 9 and 10 are side views of the laser beam scanning system. FIG. 9 shows a case where the focal length of the laser beam L is increased, and FIG. 10 shows a case where the focal length is reduced. FIG. 11 shows a front view and a sectional view of the Z-axis scanner 14c. As shown in these figures, the Z-axis scanner 14c includes an incident lens 16 facing the laser oscillating unit and an exit lens 18 facing the laser emitting side, and the distance between these lenses changes relatively. It is possible. 9 to 11, the exit lens 18 is fixed, and the entrance lens 16 can be slid along the optical axis direction by a drive motor or the like. FIG. 11 omits the illustration of the exit lens 18 and shows the drive mechanism of the entrance lens 16. In this example, the movable element can be slid in the axial direction by a coil and a magnet, and the incident lens 16 is fixed to the movable element. However, the incident lens side can be fixed and the exit lens side can be moved, or both the entrance lens and the exit lens can be moved.

図9に示すように、入射レンズ16と出射レンズ18との間の距離を近付けると、焦点位置が遠ざかり、焦点距離(ワーキングディスタンス)が大きくなる。逆に図10に示すように入射レンズ16と出射レンズ18との距離を離すと、焦点位置が近付き焦点距離が小さくなる。   As shown in FIG. 9, when the distance between the entrance lens 16 and the exit lens 18 is made closer, the focal position becomes farther and the focal distance (working distance) becomes larger. Conversely, as shown in FIG. 10, when the distance between the incident lens 16 and the outgoing lens 18 is increased, the focal position approaches and the focal length becomes smaller.

なお、3次元加工、すなわちワークの高さ方向への加工が可能なレーザ加工装置は、上記図9、図10のようにZ軸スキャナを調整する方式の他、例えば物理的に集光レンズを移動させる、あるいはレーザ出力部やマーキングヘッド自体を移動可能とする等、他の方式を利用することも可能である。
(ディスタンスポインタ)
The laser processing apparatus capable of three-dimensional processing, that is, processing in the height direction of the workpiece, is not limited to the method of adjusting the Z-axis scanner as shown in FIGS. It is possible to use other methods such as moving the laser output unit or the marking head itself.
(Distance pointer)

また、3次元加工可能なレーザマーカの作業領域の中心に焦点位置を調整するために、レーザ光を作業領域WS内に走査させる際の照射位置を示すガイドパターンを表示することができる。図5〜図6に示すレーザマーカのレーザ光走査系は、ディスタンスポインタとして、ガイド用光源60と、ガイド用光源60からのガイド光Gをレーザ光走査系の光軸と一致させるためのガイド光光学系の一形態としてハーフミラー62を備えると共に、ポインタ光調整系として、ポインタ光Pを照射するためのポインタ用光源64と、Y軸スキャナ14bの裏面に形成された第3のミラーとしてポインタ用スキャナミラー14dと、ポインタ用スキャナミラー14dで反射されたポインタ用光源64からのポインタ光Pをさらに反射させて焦点位置に向かって照射する固定ミラー66とを備えている。このディスタンスポインタは、レーザ光の焦点位置を示すポインタ光Pをポインタ用光源64から照射し、ガイド光Gで表示されるガイドパターンのほぼ中心に、ポインタ光Pを照射するよう調整することで、レーザ光の焦点位置が指示される。   In addition, in order to adjust the focal position at the center of the work area of the laser marker that can be three-dimensionally processed, a guide pattern indicating the irradiation position when the laser beam is scanned into the work area WS can be displayed. The laser beam scanning system of the laser marker shown in FIG. 5 to FIG. 6 serves as a distance pointer and guide light optics for aligning the guide light source 60 and the guide light G from the guide light source 60 with the optical axis of the laser light scanning system. A half mirror 62 is provided as one form of the system, and a pointer light source 64 for irradiating pointer light P as a pointer light adjustment system, and a pointer scanner as a third mirror formed on the back surface of the Y-axis scanner 14b. The mirror 14d and the fixed mirror 66 that further reflects the pointer light P from the pointer light source 64 reflected by the pointer scanner mirror 14d and irradiates it toward the focal position. The distance pointer is adjusted by irradiating the pointer light P indicating the focal position of the laser light from the pointer light source 64 and irradiating the pointer light P almost at the center of the guide pattern displayed by the guide light G. The focal position of the laser beam is indicated.

なお、上記の例ではレーザ光走査系に、レーザ光の焦点距離を調整可能な機構を設けることで3次元加工を可能としている。ただ、ワークを載置するステージの位置を上下方向に調整可能とすることで、レーザ光の焦点がワークの作業面で結ぶようにステージの高さを調整する制御を行うことでも、同様に3次元加工を行うこともできる。また、ステージをX軸あるいはY軸方向に移動可能とすることで、レーザ光走査系の該当するスキャナを省略できる。これらの構成は、ワークをライン上に搬送する形態でなく、ステージ上に載置して加工する形態において好適に利用できる。
(レーザマーカのシステム構成)
In the above example, the laser beam scanning system is provided with a mechanism capable of adjusting the focal length of the laser beam, thereby enabling three-dimensional processing. However, by controlling the stage height so that the position of the stage on which the workpiece is placed can be adjusted in the vertical direction, the height of the stage is adjusted so that the focal point of the laser beam is connected to the work surface of the workpiece. Dimensional processing can also be performed. Also, by making the stage movable in the X-axis or Y-axis direction, the corresponding scanner of the laser beam scanning system can be omitted. These configurations can be suitably used not only in a form in which the workpiece is conveyed on the line but also in a form in which the work is placed on the stage and processed.
(System configuration of laser marker)

次に図12に、3次元印字可能なレーザマーカのシステム構成を示す。この図に示すレーザ加工システムは、マーキングヘッド150と、マーキングヘッド150と接続されてこれを制御するレーザ制御部1であるコントローラ1Aと、コントローラ1Aとデータ通信可能に接続され、コントローラ1Aに対して印字パターンを3次元のレーザ加工データとして設定するレーザ加工データ設定装置180とを備える。マーキングヘッド150とコントローラ1Aとで、レーザ加工装置100を構成する。レーザ加工データ設定装置180は、図12の例においてはコンピュータにレーザ加工データ設定プログラムをインストールして、レーザ加工データ設定機能を実現させている。レーザ加工データ設定装置は、コンピュータの他、タッチパネルを接続したプログラマブルロジックコントローラ(PLC)や、その他専用のハードウェア等を利用することもできる。またレーザ加工データ設定装置は、レーザ加工装置の動作を制御する制御装置として機能させることもできる。例えば、一のコンピュータにレーザ加工データ設定装置としての機能と、レーザ出力部を備えるマーキングヘッドのコントローラとしての機能を統合してもよい。さらにレーザ加工データ設定装置は、レーザ加工装置と別部材で構成する他、レーザ加工装置に統合することもでき、例えばレーザ加工装置に組み込まれたレーザ加工データ設定回路等とすることもできる。   Next, FIG. 12 shows a system configuration of a laser marker capable of three-dimensional printing. The laser processing system shown in this figure is connected to a marking head 150, a controller 1A that is connected to the marking head 150 and controls the marking head 150, and the controller 1A so that data communication is possible. A laser processing data setting device 180 that sets a print pattern as three-dimensional laser processing data; The laser processing apparatus 100 is configured by the marking head 150 and the controller 1A. In the example of FIG. 12, the laser processing data setting device 180 installs a laser processing data setting program in a computer to realize a laser processing data setting function. The laser processing data setting device can use a programmable logic controller (PLC) connected with a touch panel, other dedicated hardware, etc. in addition to a computer. The laser processing data setting device can also function as a control device that controls the operation of the laser processing device. For example, a function as a laser processing data setting device and a function as a controller of a marking head including a laser output unit may be integrated into one computer. Further, the laser processing data setting device is constituted by a member different from the laser processing device, and can also be integrated into the laser processing device, for example, a laser processing data setting circuit incorporated in the laser processing device.

さらにコントローラ1Aには、必要に応じて各種外部機器190を接続できる。例えばライン上に搬送されるワークの種別、位置等を確認するイメージセンサ等の画像認識装置、ワークとマーキングヘッド150との距離に関する情報を取得する変位計等の距離測定装置、所定のシーケンスに従って機器の制御を行うPLC、ワークの通過を検出するPDセンサその他各種のセンサ等を設置し、これらとデータ通信可能に接続できる。
(レーザ加工データ設定装置)
Furthermore, various external devices 190 can be connected to the controller 1A as necessary. For example, an image recognition device such as an image sensor for confirming the type and position of a workpiece conveyed on the line, a distance measuring device such as a displacement meter for obtaining information on the distance between the workpiece and the marking head 150, and a device according to a predetermined sequence It is possible to install a PLC that controls the above, a PD sensor that detects the passage of a workpiece, and other various sensors, and to be connected so that data communication is possible.
(Laser processing data setting device)

平面状の印字データを3次元状に印字するための設定情報であるレーザ加工データは、レーザ加工データ設定装置180により設定される。図13Aは、レーザ加工データ設定装置180の一例としてブロック図を示している。この図に示すレーザ加工データ設定装置180は、各種設定を入力するための入力部3と、入力部3から入力された情報に基づいてレーザ加工データを生成する加工データ生成部80K等を構成する演算部80と、設定内容や演算後のレーザ加工データを表示するための表示部82と、各種設定データを記憶するための記憶部5Aとを備える。また記憶部5Aは、複数の加工パラメータの組み合わせを関連付けて保持した参照テーブル5aを含む。表示部82は、加工対象面のイメージを3次元的に表示可能な加工イメージ表示部83と、加工イメージ表示部83に加工対象面のイメージを3次元的に表示させる際に、マーキングヘッドのイメージを表示可能なヘッドイメージ表示手段84を備える。入力部3は、所望の加工パターンで加工する加工条件を入力するための加工条件設定部3Cとして、ワークの印字面の3次元形状を示すプロファイル情報を入力するための加工面プロファイル入力手段3Aと、印字パターン情報を入力するための加工パターン入力手段3Bと、作業領域内に複数の加工ブロックを設定し、加工ブロック毎に加工パターンを設定可能な加工ブロック設定手段3Fと、ブロック設定手段3Fで設定された複数の加工ブロックを纏めた加工グループを設定するためのグループ設定手段3J、加工対象面上に配置される加工パターンの位置を調整可能な位置調整手段3Kの機能を実現する。加工面プロファイル入力手段3Aはさらに、加工対象面を表す基本図形を指定するための基本図形指定手段3aと、加工対象面を表す3次元形状データを外部から入力するための3次元形状データ入力手段3bの機能を実現する。記憶部5Aは、図1のメモリ部5に相当し、入力部3で設定されたプロファイル情報や印字パターン情報等の情報を記憶する部材であり、固定記憶装置等の記憶媒体や半導体メモリ等が利用できる。表示部82は、専用のディスプレイを設ける他、システムに接続されたコンピュータのモニタを利用してもよい。
(演算部80)
Laser processing data, which is setting information for printing planar print data in a three-dimensional form, is set by a laser processing data setting device 180. FIG. 13A shows a block diagram as an example of the laser processing data setting device 180. The laser processing data setting device 180 shown in this figure constitutes an input unit 3 for inputting various settings, a processing data generation unit 80K for generating laser processing data based on information input from the input unit 3, and the like. A calculation unit 80, a display unit 82 for displaying setting contents and laser processing data after calculation, and a storage unit 5A for storing various setting data. Further, the storage unit 5A includes a reference table 5a that holds a plurality of combinations of processing parameters in association with each other. The display unit 82 is a processing image display unit 83 that can display an image of the processing target surface in three dimensions, and an image of the marking head when the processing image display unit 83 displays the processing target surface image in three dimensions. Is provided. The input unit 3 is a machining surface profile input unit 3A for inputting profile information indicating the three-dimensional shape of the print surface of the workpiece as a machining condition setting unit 3C for inputting machining conditions for machining with a desired machining pattern. The processing pattern input means 3B for inputting print pattern information, the processing block setting means 3F capable of setting a plurality of processing blocks in the work area and setting the processing pattern for each processing block, and the block setting means 3F A group setting unit 3J for setting a processing group in which a plurality of set processing blocks are grouped, and a position adjusting unit 3K capable of adjusting the position of the processing pattern arranged on the processing target surface are realized. The machining surface profile input means 3A further includes basic graphic designating means 3a for designating a basic graphic representing the machining target surface, and three-dimensional shape data input means for inputting three-dimensional shape data representing the machining target surface from the outside. The function of 3b is realized. The storage unit 5A corresponds to the memory unit 5 in FIG. 1 and is a member that stores information such as profile information and print pattern information set by the input unit 3, and includes a storage medium such as a fixed storage device, a semiconductor memory, and the like. Available. In addition to providing a dedicated display, the display unit 82 may use a computer monitor connected to the system.
(Calculation unit 80)

演算部80は、加工条件設定部3Cで設定された加工条件に基づいて、実際の加工を行うための加工データを生成するための加工データ生成部80K、表示部82に3次元のレーザ加工データを表示する際に加工対象面上にレーザ加工データを配置する初期位置を決定する初期位置設定手段80L、作業領域においてレーザ光を照射できず加工できない、あるいは加工が不良となる加工不良領域を検出する加工不良領域検出手段80B、加工不良領域検出手段80Bで検出された加工不良領域に対して、加工可能な領域と異なる態様にて表示するためのハイライト処理を行うハイライト処理手段80I、加工条件設定部3Cで加工パターンを設定する際、加工不良領域を含む領域に何らかの加工が行われるよう設定されていることを検出して、警告を発するための設定警告手段80Jの機能を実現する。また必要に応じて、加工不良領域における加工条件を加工可能となるように調整する加工条件調整手段80C、印字面に印字パターンを仮想的に一致させるように、印字パターン情報を平面状から3次元空間座標データに変換する座標変換手段等の機能を実現させることもできる。この演算部80はFPGAやLSI等のIC等で構成される。   The calculation unit 80 includes a processing data generation unit 80K for generating processing data for performing actual processing based on the processing conditions set by the processing condition setting unit 3C, and three-dimensional laser processing data on the display unit 82. Initial position setting means 80L for determining an initial position where laser processing data is arranged on the processing target surface when displaying the laser beam, and detecting a processing defect area where the processing cannot be performed because the laser beam cannot be irradiated in the work area or the processing is defective. The processing defect area detecting means 80B, the highlight processing means 80I for performing highlight processing for displaying the processing defect area detected by the processing defect area detecting means 80B in a mode different from the processable area, When setting the processing pattern in the condition setting unit 3C, it is detected that some processing is set to the region including the processing failure region. To realize the function of setting warning means 80J for issuing a warning. Further, if necessary, the processing condition adjusting means 80C for adjusting the processing conditions in the processing defect area so that the processing can be performed, and the print pattern information from the planar shape to the three-dimensional so as to virtually match the print pattern with the print surface. Functions such as coordinate conversion means for converting to spatial coordinate data can also be realized. The calculation unit 80 is configured by an IC such as an FPGA or LSI.

また図13Aの例では、レーザ加工データ設定装置180を専用のハードウェアで構成したが、これらの部材はソフトウェアでも実行できる。特に、図12に示すように汎用のコンピュータにレーザ加工データ設定プログラムをインストールして、レーザ加工データ設定装置180として機能させることもできる。また図13Aの例では、レーザ加工データ設定装置180とレーザ加工装置100とを個別の機器としたが、これらを一体的に統合することもできる。例えばレーザ加工装置に自体にレーザ加工データ設定機能を付加することもできる。   In the example of FIG. 13A, the laser processing data setting device 180 is configured by dedicated hardware, but these members can also be executed by software. In particular, as shown in FIG. 12, a laser processing data setting program can be installed in a general-purpose computer so as to function as the laser processing data setting device 180. In the example of FIG. 13A, the laser processing data setting device 180 and the laser processing device 100 are separate devices, but they can also be integrated. For example, a laser processing data setting function can be added to the laser processing apparatus itself.

図13Aの例では加工データ生成部80Kは、レーザ加工データ設定装置180側に配置している。例えば汎用のコンピュータにレーザ加工データ設定プログラムをインストールして、レーザ加工データ設定装置180として機能させるコンピュータで加工データ生成部80Kの機能を実現している。一方、加工データ生成部は、レーザ加工装置のコントローラ側に設けることもできる。図13Bのブロック図に、コントローラに加工データ生成部180Kを備えた例を示す。加工データ生成部80K、180Kをレーザ加工装置100側とレーザ加工データ設定装置180側に各々設けることにより、レーザ加工装置100、レーザ加工データ設定装置180のいずれにおいてもレーザ加工データを生成可能としたり、レーザ加工データの受け渡しや編集、表示を各々で可能とできる。図13Bの例では、レーザ加工装置100側の加工データ生成部180Kでレーザ加工データを生成し、このレーザ加工データをレーザ加工データ設定装置180側の加工データ生成部80Kで受信し、表示部82において表示可能としている。   In the example of FIG. 13A, the machining data generation unit 80K is arranged on the laser machining data setting device 180 side. For example, a laser processing data setting program is installed in a general-purpose computer, and the function of the processing data generation unit 80K is realized by a computer that functions as the laser processing data setting device 180. On the other hand, the processing data generation unit can be provided on the controller side of the laser processing apparatus. FIG. 13B is a block diagram showing an example in which the controller includes a machining data generation unit 180K. By providing the processing data generation units 80K and 180K on the laser processing device 100 side and the laser processing data setting device 180 side, it is possible to generate laser processing data in either the laser processing device 100 or the laser processing data setting device 180. Laser processing data can be transferred, edited, and displayed individually. In the example of FIG. 13B, the laser processing data is generated by the processing data generation unit 180K on the laser processing apparatus 100 side, the laser processing data is received by the processing data generation unit 80K on the laser processing data setting apparatus 180 side, and the display unit 82 Can be displayed.

あるいは、加工データ生成部をレーザ加工装置側にのみ設けて、レーザ加工データ設定装置側に設けない構成としてもよい。この例を図13Cのブロック図に示す。レーザ加工装置100は、加工データ生成部180Kで生成したレーザ加工データに基づいて加工と表示を行う。
(レーザ加工データ設定プログラム)
Alternatively, the processing data generation unit may be provided only on the laser processing apparatus side and not on the laser processing data setting apparatus side. An example of this is shown in the block diagram of FIG. 13C. The laser processing apparatus 100 performs processing and display based on the laser processing data generated by the processing data generation unit 180K.
(Laser processing data setting program)

次に、レーザ加工データ設定プログラムを用いて、加工条件設定部3Cから入力された文字情報に基づいて加工パターンを生成する手順を、図14以降のユーザインターフェース画面に基づいて説明する。なおこれらのプログラムのユーザインターフェース画面の例において、各入力欄や各ボタン等の配置、形状、表示の仕方、サイズ、配色、模様等は適宜変更できることはいうまでもない。デザインの変更によってより見やすく、評価や判断が容易な表示としたり操作しやすいレイアウトとすることもできる。例えば詳細設定画面を別ウィンドウで表示させる、複数画面を同一表示画面内で表示する等、適宜変更できる。またこれらのプログラムのユーザインターフェース画面において、仮想的に設けられたボタン類や入力欄に対するON/OFF操作、数値や命令入力等の指定は、プログラムを組み込んだコンピュータに接続された入力部3で行う。本明細書において「押下する」とは、ボタン類に物理的に触れて操作する他、入力部によりクリックあるいは選択して擬似的に押下することを含む。入力部等を構成する入出力デバイスはコンピュータと有線もしくは無線で接続され、あるいはコンピュータ等に固定されている。一般的な入力部としては、例えばマウスやキーボード、スライドパッド、トラックポイント、タブレット、ジョイスティック、コンソール、ジョグダイヤル、デジタイザ、ライトペン、テンキー、タッチパッド、アキュポイント等の各種ポインティングデバイスが挙げられる。またこれらの入出力デバイスは、プログラムの操作のみに限られず、レーザ加工装置等のハードウェアの操作にも利用できる。さらに、インターフェース画面を表示する表示部82のディスプレイ自体にタッチスクリーンやタッチパネルを利用して、画面上をユーザが手で直接触れることにより入力や操作を可能としたり、または音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。   Next, a procedure for generating a processing pattern based on the character information input from the processing condition setting unit 3C using the laser processing data setting program will be described based on the user interface screen shown in FIG. In the examples of user interface screens of these programs, it goes without saying that the layout, shape, display method, size, color scheme, pattern, etc. of each input field and button can be changed as appropriate. By changing the design, the layout can be made easier to display, easier to evaluate and judge, and easy to operate. For example, the detailed setting screen can be displayed as a separate window, or a plurality of screens can be displayed within the same display screen. On the user interface screens of these programs, ON / OFF operations for numerically provided buttons and input fields, designation of numerical values and command inputs, etc. are performed by the input unit 3 connected to the computer in which the program is incorporated. . In this specification, “pressing” includes not only physically touching and operating buttons, but also clicking or selecting with an input unit and pseudo-pressing. Input / output devices constituting the input unit or the like are connected to a computer by wire or wirelessly, or are fixed to the computer or the like. Examples of general input units include various pointing devices such as a mouse, keyboard, slide pad, track point, tablet, joystick, console, jog dial, digitizer, light pen, numeric keypad, touch pad, and accu point. These input / output devices are not limited to program operations, but can also be used for hardware operations such as laser processing equipment. Furthermore, a touch screen or a touch panel is used for the display itself of the display unit 82 that displays the interface screen, so that the user can directly input or operate the screen by hand, or voice input or other existing input is possible. Means can be used, or these can be used in combination.

レーザ加工データ設定プログラムは、3次元レーザ加工データの編集が可能である。ただ、3次元データの編集が不得手なユーザを考慮し、平面上での設定のみ可能で、3次元上での編集ができない「2D編集モード」を用意し、3次元レーザ加工データの加工が可能な「3D編集モード」と切り替え可能としてもよい。このような複数の編集モードを備える場合は、現在の編集モードを示す編集モード表示欄270と、編集モードを切り替える編集モード切替ボタン272を備える。図14の例では、レーザ加工データ設定プログラムの起動時は「2D編集モード」とし、画面右上に設けられた編集モード表示欄270に、現在の編集モードが「2D編集中」であることを表示させている。操作が比較的容易な2次元編集モードを起動時のデフォルト編集モードとして設定することにより、3次元レーザ加工データの編集が不得手なユーザであっても戸惑うことなく操作できる。また、起動時の編集モードはユーザが変更可能に構成することもでき、操作を習熟したユーザが編集モードを切り替えることなく3次元レーザ加工データの編集が可能となるよう設定することもできる。   The laser processing data setting program can edit three-dimensional laser processing data. However, considering users who are not good at editing 3D data, a “2D editing mode” is available, which allows only setting on a plane and cannot be edited on 3D. It may be possible to switch to a possible “3D editing mode”. When such a plurality of editing modes are provided, an editing mode display field 270 indicating the current editing mode and an editing mode switching button 272 for switching the editing mode are provided. In the example of FIG. 14, the “2D editing mode” is set when the laser processing data setting program is started, and the editing mode display field 270 provided at the upper right of the screen indicates that the current editing mode is “2D editing in progress”. I am letting. By setting the two-dimensional editing mode, which is relatively easy to operate, as the default editing mode at the time of activation, even a user who is not good at editing three-dimensional laser processing data can operate without confusion. Further, the editing mode at the time of activation can be configured to be changeable by the user, and it can also be set so that a user who has mastered the operation can edit the three-dimensional laser processing data without switching the editing mode.

また編集モード表示欄270の右側に設けられた編集モード切替ボタン272には、3D編集モードに切り替え可能であることを示す「3D」の文字が表示されている。この状態から、編集モード切替ボタン272を押下すると、「3D編集モード」に切り替えられると共に、編集モード表示欄270の表示が「3D編集中」に変更される(図15等)。さらに編集モード切替ボタン272は3D編集モードから2D編集モードに切り替え可能であることを示す「2D」の文字が表示される。
このように、3D表示や編集を制限又は排除した「2D編集モード」を設けることで、ユーザが2次元的加工面に対する加工データの設定・編集を行いたい場合、2次元的加工面に対する加工データの設定・編集のみが行えるユーザインターフェースを提供することで、ユーザインターフェースの簡素化とそれに伴う操作性の向上を図ることができる。また、ユーザが3次元的加工平面に対する加工データの設定・編集を行いたい場合においても、いきなり不慣れな3D表示を行うのではなく、上述したこれまで慣れ親しんだ「2D編集モード」にて2次元的加工面に対する加工データの設定・編集を行い、この「2D編集モード」にて設定・加工された2次元加工データを「3D編集モード」にて更に、所望の3次元加工データに加工・編集し直す工程をとることにより、「3D編集モード」も、ユーザにとって判り易いユーザインターフェースとそれに伴う操作性の向上を図ることができる。
The edit mode switching button 272 provided on the right side of the edit mode display field 270 displays “3D” characters indicating that switching to the 3D edit mode is possible. When the edit mode switch button 272 is pressed from this state, the mode is switched to “3D edit mode” and the display in the edit mode display field 270 is changed to “3D editing in progress” (FIG. 15 and the like). Further, the edit mode switching button 272 displays “2D” characters indicating that switching from the 3D editing mode to the 2D editing mode is possible.
In this way, by providing a “2D editing mode” that restricts or eliminates 3D display and editing, when the user wants to set and edit machining data for a two-dimensional machining surface, machining data for a two-dimensional machining surface By providing a user interface capable of only setting / editing, it is possible to simplify the user interface and improve the operability associated therewith. In addition, even when the user wants to set / edit machining data for a three-dimensional machining plane, it is not suddenly unfamiliar 3D display, but the two-dimensional editing is performed in the above-described “2D editing mode”. Set and edit the machining data for the machining surface, and further process and edit the 2D machining data set and machined in this “2D editing mode” into the desired 3D machining data in “3D editing mode”. By taking the correction process, the “3D editing mode” can improve the user interface that is easy to understand for the user and the operability associated therewith.

図14に示す2D編集モード及び図15に示す3D編集モードは、外見上ほぼ等しく構成している。図14の2D編集モードでは、3次元形状を設定する「形状設定」タブ204iがグレーアウトして選択不能となっている。図14の画面から編集モード切替ボタン272を押下して図15に示す3D編集モードに切り替えることにより、「形状設定」タブ204iの選択が可能となる。このように、2D編集モードと3D編集モードとでプログラムのユーザインターフェースを殆ど変化させることなく、設定可能な項目を制限することにより、容易に2D編集モードから3D編集モード又はその逆への移行がスムーズに行える。   The 2D editing mode shown in FIG. 14 and the 3D editing mode shown in FIG. 15 are substantially equal in appearance. In the 2D editing mode of FIG. 14, the “shape setting” tab 204i for setting a three-dimensional shape is grayed out and cannot be selected. By pressing the edit mode switching button 272 from the screen of FIG. 14 and switching to the 3D editing mode shown in FIG. 15, the “shape setting” tab 204i can be selected. In this way, by changing the items that can be set with almost no change in the user interface of the program between the 2D editing mode and the 3D editing mode, the transition from the 2D editing mode to the 3D editing mode or vice versa can be easily performed. It can be done smoothly.

上述の通り、このレーザ加工データ設定プログラムでは3D編集モードであっても2D編集モードとほぼ同じインターフェースを採用しているため、3次元レーザ加工データの設定、編集作業も、2次元のレーザ加工データの設定とほぼ同じ要領で行うことができる。3D編集モードにおいても、まず2D編集モードと同様のユーザインタフェースから、印字パターンの文字サイズや形状を指定する。次に、2次元状の印字パターンの設定に対して、3次元レーザ加工データに必要な3次元形状情報を付加する。この際、ユーザは実際の印字データを印字方向すなわちレーザ光の照射方向から正面的に見た2次元表示と、任意の方向から見た3次元表示とを切り替えながら設定することができる。これにより、2次元の印字データ作成しか経験したことのないユーザでも、簡単に3次元レーザ加工データを作成できるシンプルなユーザインタフェースが提供される。   As described above, since this laser machining data setting program uses almost the same interface as the 2D editing mode even in the 3D editing mode, the setting and editing work of the 3D laser machining data is also performed using the 2D laser machining data. It can be done in almost the same way as the setting of. Also in the 3D editing mode, first, the character size and shape of the print pattern are designated from the same user interface as in the 2D editing mode. Next, three-dimensional shape information necessary for the three-dimensional laser processing data is added to the setting of the two-dimensional print pattern. At this time, the user can set the actual print data while switching between the two-dimensional display viewed from the front in the printing direction, that is, the laser light irradiation direction, and the three-dimensional display viewed from an arbitrary direction. This provides a simple user interface that allows a user who has only experienced two-dimensional print data creation to easily create three-dimensional laser processing data.

加工条件設定部3Cの一例を、図14及び図15に基づいて説明する。図14及び図15は、レーザ加工データ設定プログラムのユーザインターフェース画面の一例を示しており、画面の左側にワーク上に印字される加工パターンのイメージを表示する編集表示欄202、右側に具体的な加工条件として各種データを指定する印字パターン入力欄204を設けている。印字パターン入力欄204では、設定項目を選択するタブとして「基本設定」タブ204h、「形状設定」タブ204i、「詳細設定」タブ204jを切り替えることができる。図14の例では「基本設定」タブ204hが選択されており、ここには加工種類指定欄204aと、文字データ指定欄204d、文字入力欄204b、詳細設定欄204cを設けている。加工種類指定欄204aは、加工パターンの種別として、文字列やシンボル、ロゴ、模様、図等のイメージを含めた印字パターン、若しくは加工機としての動作を行うかを指定する。図14の例では、加工種類指定欄204aからラジオボタンで文字列、ロゴ・図、加工機動作の別を選択する。また文字データ指定欄204dは、文字データの種別を指定する。ここでは文字、バーコード、2次元コード、RSS・コンポジットコード(Composite Code:CC)のいずれかをプルダウンメニューから選択する。さらに選択された文字データの種別に応じて、さらに詳細な種別を種別指定欄204qで選択する。例えば文字を選択した場合はフォントの種別、バーコードを選択した場合は、CODE39、ITF、2 of 5、NW7、JAN、Code 28等のバーコード種別、2次元コードを選択した場合は、QRコード、マイクロQRコード、DataMatrix等の2次元コード種別、RSS・コンポジットコードを選択した場合は、RSS-14、RSS-14 CC-A、RSS Stacked、RSS Stacked CC-A、RSS Limited、RSS Limited CC-A等のRSSコード種別、又はRSSコンポジットコード種別を指定する。文字入力欄204bでは、印字したい文字情報を入力する。入力された文字は、文字データ指定欄204dで文字を選択した場合、そのまま文字列として印字される。一方、シンボルが指定された場合は、選択されたシンボルの種別に従って入力された文字列がエンコードされた加工パターンが生成される。加工パターンの生成は、加工条件設定部3Cで行う他、加工データ生成部で行ってもよい。この例では演算部80が行っている。また詳細設定欄204cは、タブを切り替えて「印字データ」タブ204e、「サイズ・位置」タブ204f、「印字条件」タブ204g等、印字条件の詳細を指定する。   An example of the processing condition setting unit 3C will be described with reference to FIGS. 14 and 15 show an example of a user interface screen of the laser processing data setting program. An edit display field 202 for displaying an image of a processing pattern to be printed on the work is shown on the left side of the screen, and a specific example is shown on the right side. A printing pattern input field 204 for specifying various data as processing conditions is provided. In the print pattern input field 204, a “basic setting” tab 204h, a “shape setting” tab 204i, and a “detailed setting” tab 204j can be switched as tabs for selecting setting items. In the example of FIG. 14, a “basic setting” tab 204h is selected, and a processing type designation field 204a, a character data designation field 204d, a character input field 204b, and a detailed setting field 204c are provided. The processing type designation field 204a designates whether the operation as a printing pattern including a character string, a symbol, a logo, a pattern, an image such as a figure, or a processing machine is performed as a processing pattern type. In the example of FIG. 14, a character string, a logo / diagram, and a processing machine operation are selected from the processing type designation field 204a by radio buttons. The character data designation field 204d designates the type of character data. Here, any one of a character, a barcode, a two-dimensional code, and an RSS / composite code (CC) is selected from a pull-down menu. Further, according to the type of the selected character data, a more detailed type is selected in the type designation field 204q. For example, if you select a character, select a font type. If you select a barcode, select CODE39, ITF, 2 of 5, NW7, JAN, Code 28, etc. RSS-14, RSS-14 CC-A, RSS Stacked, RSS Stacked CC-A, RSS Limited, RSS Limited CC- when selecting 2D code type such as Micro QR Code, DataMatrix, RSS / Composite Code Specifies an RSS code type such as A or an RSS composite code type. In the character input field 204b, character information to be printed is input. The inputted character is printed as it is as a character string when a character is selected in the character data designation field 204d. On the other hand, when a symbol is designated, a processing pattern in which a character string input according to the type of the selected symbol is encoded is generated. The machining pattern may be generated by the machining data setting unit in addition to the machining condition setting unit 3C. In this example, the calculation unit 80 performs. The detailed setting column 204c switches the tabs and designates details of printing conditions such as a “printing data” tab 204e, a “size / position” tab 204f, and a “printing conditions” tab 204g.

図14の例では文字データ指定欄204dでQRコードが指定されており、「印字データ」タブ204eでセルサイズ、印字線幅、誤り訂正率、バージョン等を数値で指定する。また必要に応じてモード自動、白黒反転、パスワード等を指定できる。   In the example of FIG. 14, the QR code is designated in the character data designation field 204d, and the cell size, print line width, error correction rate, version, etc. are designated numerically on the “print data” tab 204e. In addition, automatic mode, black and white reversal, password, etc. can be specified as necessary.

なお加工種類指定欄204aから加工機動作を選択すると、加工種別がプルダウンメニューから選択できるようになり、定点、直線、破線、左回り円・楕円、右回り円・楕円、トリガON中定点等が選択できる。加工機動作では、加工パターンとして文字入力欄に代わって線分座標指定欄278が設けられ、直線や円弧等の軌跡を座標で指定する。図16は、加工機動作の一例として、加工種別として破線を選択した場合の設定画面を示している。また図17は、右回り円・楕円を選択した場合の設定画面であり、図18はさらに3D編集に切り替えて3次元形状に表示した設定画面を示している。   When the processing machine operation is selected from the processing type designation field 204a, the processing type can be selected from the pull-down menu. You can choose. In the processing machine operation, a line segment coordinate designation field 278 is provided as a machining pattern instead of the character input field, and a locus such as a straight line or an arc is designated by coordinates. FIG. 16 shows a setting screen when a broken line is selected as the processing type as an example of the processing machine operation. FIG. 17 shows a setting screen when a clockwise circle / ellipse is selected, and FIG. 18 shows a setting screen displayed in a three-dimensional shape by further switching to 3D editing.

またレーザ加工装置は文字列に限らず、ロゴや図等のイメージデータの印字も可能である。図19及び図20に、このようなイメージデータの印字を行う設定画面の例を示す。図19に示すように、加工種類指定欄204aから「ロゴ・図」を選択すると、「印字内容」タブ217にファイル名入力欄が表示され、外部ファイルを参照することが可能となる。予めロゴや図をラスターデータやベクターデータで作成し、保存しておくことにより、これらの外部ファイルを指定して読み込み、編集表示欄202に表示できる。さらに図20に示すように、「印字条件」タブ218において印字パワーやスキャンスピード等を設定する。
(加工ブロック設定手段)
The laser processing apparatus is not limited to character strings, and can print image data such as logos and drawings. 19 and 20 show examples of setting screens for printing such image data. As shown in FIG. 19, when “logo / diagram” is selected from the processing type designation column 204a, a file name input column is displayed on the “print content” tab 217, and an external file can be referred to. By creating and saving a logo or a figure as raster data or vector data in advance, these external files can be designated and read and displayed in the edit display field 202. Further, as shown in FIG. 20, the print power, scan speed, etc. are set in the “print condition” tab 218.
(Processing block setting means)

以上のようにして、一つの印字ブロックに関する印字パターン情報を設定する。また、印字ブロックを複数設定することもできる。すなわち、加工領域において複数の印字ブロックを設定し、異なる印字条件で印字加工を行うことができる。印字ブロックは、一のワーク又は加工(印字)対象面に対して複数設定する他、加工領域内に存在する複数のワークに対して各々設定することもできる。   As described above, the print pattern information relating to one print block is set. A plurality of print blocks can be set. That is, a plurality of printing blocks can be set in the processing area, and printing can be performed under different printing conditions. In addition to setting a plurality of printing blocks for one work or a processing (printing) target surface, it is also possible to set each of a plurality of printing blocks for a plurality of works existing in the processing area.

加工ブロックの設定は、加工ブロック設定手段で行う。図14の例では、加工ブロック設定手段の一形態として、印字パターン入力欄204の上欄にブロック番号選択欄が設けられる。ブロック番号選択欄にはブロック番号を表示する番号表示欄と、番号指定手段として、「>」ボタン、「>>」ボタン、「<」ボタン、「<<」ボタンが設けられる。「>」ボタンを押下すると、ブロック番号が1インクリメントされて、新たな印字ブロックの設定が可能となる。また、設定済みの印字ブロックの設定を変更する際も、同様に「>」ボタンを操作してブロック番号を選択し、該当する印字ブロックの設定を呼び出すことができる。また「>>」ボタンを押下すると最終のブロック番号にジャンプする。さらに「<」ボタンを押下するとブロック番号が1つ戻り、「<<」ボタンを押下すると先頭のブロック番号にジャンプする。さらに、ブロック番号選択欄の数値表示欄に直接数値を入力してブロック番号を指定することもできる。このようにして、ブロック番号選択欄で印字ブロックを選択し、各印字ブロックについて印字パターン情報を指定する。この例では、ブロック番号を0〜255まで設定可能としている。   The machining block is set by machining block setting means. In the example of FIG. 14, a block number selection field is provided above the print pattern input field 204 as one form of the processing block setting unit. The block number selection field is provided with a number display field for displaying a block number, and a “>” button, a “>>” button, a “<” button, and a “<<” button as number designation means. When the “>” button is pressed, the block number is incremented by 1, and a new print block can be set. Similarly, when changing the setting of a set printing block, the user can select the block number by operating the “>” button and call the setting of the corresponding printing block. If the “>>” button is pressed, the program jumps to the last block number. If the “<” button is further pressed, the block number is returned by one, and if the “<<” button is pressed, the program jumps to the first block number. Furthermore, a block number can be designated by directly inputting a numerical value in a numerical value display field of the block number selection field. In this way, a print block is selected in the block number selection field, and print pattern information is designated for each print block. In this example, the block number can be set from 0 to 255.

図15に、3つの印字ブロックを設定した例を示している。ブロック番号000として、図14で設定したQRコードが表示されており、ブロック番号001としてバーコード、ブロック番号002として文字列が各々表示される。図15の例では文字データ指定欄204dでバーコードが指定されており、「印字データ」タブ204eでバーコードの高さ、ナロー幅、印字線幅、細太比等を数値で指定する。また必要に応じてチェックデジットの有無、白黒反転等を指定できる。   FIG. 15 shows an example in which three print blocks are set. The QR code set in FIG. 14 is displayed as the block number 000, the bar code is displayed as the block number 001, and the character string is displayed as the block number 002. In the example of FIG. 15, a barcode is designated in the character data designation field 204d, and the barcode height, narrow width, print line width, thin / thickness ratio, etc. are designated numerically on the “print data” tab 204e. In addition, the presence / absence of check digit, black / white inversion, etc. can be designated as necessary.

また印字ブロックの配置について、配置位置の調整(中心軸に対するセンタリング、右寄せ、左寄せ等)、複数の印字ブロックが重複した場合の重ね順や、位置合わせ等のレイアウトを設定することもできる。例えば、図21では、各印字ブロックを画面左右方向の中央の位置に移動させた例を示している。同様に、上下方向の中央に位置合わせを行うこともできる。このようにして、複数の印字ブロックの配置を自動的に調整できる。   In addition, regarding the arrangement of the print blocks, adjustment of the arrangement position (centering with respect to the central axis, right alignment, left alignment, etc.), the stacking order when a plurality of print blocks overlap, and the layout such as alignment can be set. For example, FIG. 21 shows an example in which each print block is moved to the center position in the horizontal direction of the screen. Similarly, alignment can be performed at the center in the vertical direction. In this way, the arrangement of the plurality of print blocks can be automatically adjusted.

さらに各印字ブロックの配置を座標等で指定することもできる。図21の例では、ブロック番号002の文字列について、位置調整手段3Kを構成する「サイズ・位置」タブ204fからブロック座標のX座標、Y座標を数値で指定する。またこの画面から、文字サイズとして文字高さ、文字幅、文字間隔等を指定できる。さらにブロック形状として、横書き、縦書きの別や、3次元印字の際の円柱内周、外周の別等を指定する。
(印字ブロックの設定一覧表)
Furthermore, the arrangement of each print block can be specified by coordinates or the like. In the example of FIG. 21, for the character string of block number 002, the X and Y coordinates of the block coordinates are designated by numerical values from the “size / position” tab 204f constituting the position adjusting means 3K. From this screen, the character height, character width, character spacing, etc. can be specified as the character size. Further, as the block shape, horizontal writing, vertical writing, cylinder inner circumference, outer circumference, etc. at the time of three-dimensional printing are designated.
(Print block setting list)

このようにして設定された印字ブロックは図22に示すように設定項目を一覧表示させることもできる。図15の例では、メニューの「編集」から「ブロック一覧」を選択することで、図22のブロック一覧画面が別ウィンドウで表示される。この一覧画面から、設定済みの印字ブロックを削除したり、複写して新たな印字ブロックを追加することができる。また所望の印字ブロックを選択して、設定項目を調整するように構成してもよい。
(3D形状の一括変更)
The print block set in this way can display a list of setting items as shown in FIG. In the example of FIG. 15, by selecting “Block List” from the “Edit” menu, the block list screen of FIG. 22 is displayed in a separate window. From this list screen, set print blocks can be deleted, or new print blocks can be added by copying. Alternatively, a desired print block may be selected and the setting items may be adjusted.
(Batch change of 3D shape)

さらに、複数の印字ブロックの形状を一括して変更する一括変更機能を備えることもできる。一例として図23に示すような2つの円錐と球からなる3つの印字ブロックに対して、これらをすべて円柱状に変更したい場合を考える。図23の設定画面左端のツールバー最下段に設けられた「3D形状の一括変更」ボタン274を押下すると、図24の3D形状一括変更画面275が表示される。3D形状一括変更画面275には、現在設定されている印字ブロックの一覧が、各々の座標位置や図形種別、文字列等を示して表示される。この画面から、変更したい印字ブロックをチェックボックスで選択し、一括変更形状指定欄276で所望の形状を指定する。図24の例では、一括変更形状指定欄276にプルダウンメニューとして、平面、円柱、球、円錐、3D加工機、ZMAP等が用意されている。併せて、変更後のブロック形状について指定したい場合は、「ブロック形状を一括変更する」欄277のチェックボックスをONして、変更後の詳細を入力する。図24の例では、変更後の形状として一括変更形状指定欄276で「円柱」を指定し、さらに変更後のブロック形状につき、直径と配置面を入力する。設定終了後に「OK」を押すと、図25に示すように印字ブロックが一括して同一径の円柱状に変換される。このように、複数の印字ブロックの形状を一括して変換可能とすることで変更作業を容易にし、各々の印字ブロック毎に設定を変更する手間を省ける。特に多数の印字ブロックの形状を同一の形状に変換したい場合には有効であり、これによって大幅な省力化が図られる。
(印字グループ)
Furthermore, it is possible to provide a batch change function for changing the shapes of a plurality of print blocks at once. As an example, let us consider a case where it is desired to change all of these three printing blocks composed of two cones and a sphere as shown in FIG. 23 into a cylindrical shape. When a “3D shape batch change” button 274 provided at the bottom of the toolbar at the left end of the setting screen in FIG. 23 is pressed, a 3D shape batch change screen 275 in FIG. 24 is displayed. On the 3D shape batch change screen 275, a list of currently set print blocks is displayed, showing each coordinate position, figure type, character string, and the like. From this screen, a print block to be changed is selected by a check box, and a desired shape is designated in a batch change shape designation column 276. In the example of FIG. 24, a plane, a cylinder, a sphere, a cone, a 3D processing machine, a ZMAP, and the like are prepared as pull-down menus in the batch change shape designation field 276. At the same time, when it is desired to specify the changed block shape, the check box in the “Change block shape all at once” column 277 is turned on, and the changed details are input. In the example of FIG. 24, “Cylinder” is designated in the collective change shape designation field 276 as the changed shape, and the diameter and the arrangement surface are input for the changed block shape. When “OK” is pressed after the setting is completed, the print blocks are collectively converted into a cylindrical shape having the same diameter as shown in FIG. In this way, the change work can be facilitated by converting the shapes of a plurality of print blocks at once, and the labor of changing the setting for each print block can be saved. This is particularly effective when it is desired to convert the shape of a large number of printing blocks into the same shape, and this saves a great amount of labor.
(Print group)

また、複数の印字ブロックを纏めた印字グループを設定し、印字グループ単位でレーザ光の出力値や走査速度等の印字条件の設定を行うこともできる。この様子を図26〜図34に基づいて説明する。この内図26は、複数の印字ブロックをブロック設定手段3Fで設定し、編集表示欄202で2次元状に表示させた状態、図27はこれを3次元状の表示に切り替えた状態を、それぞれ示している。上記の例では、図14等に示すように一の印字ブロックには1行分のデータのみ印字可能としている。このため、複数行の印字を行いたい場合は、複数の印字ブロックを設定して、これらの印字ブロックを並べて配置することにより対応する。図26及び図27の例では、円筒状のワークに対して、上段に文字列「abcde」の円柱状印字ブロックB1(ブロック番号000)を設定し、その下段に文字列「ABCDE」の円柱状印字ブロックB2(ブロック番号001)を設定し、これらを上下に重ねて配置している。これらの印字ブロックB1、B2に対しては、各々印字条件が設定される。このため従来は、印字ブロック毎にユーザが個別に印字条件を設定していた。しかしながら、この場合は印字ブロック1と2は同一のワーク上への印字であるため、レーザ光の出力や走査速度等、印字条件としては共通する項目が多い。これらについて従来は同一の印字条件を個別に設定しなければならないため、作業が繁雑であった。特に印字ブロック数が多くなると、それだけ設定に時間がかかる。このような問題に対応するため、複数の印字ブロックを纏めて印字グループとし、印字グループ単位での印字条件設定を可能としている。具体的には、グループ設定手段3Jで印字グループ設定を行う。
(グループ設定手段3J)
It is also possible to set a print group in which a plurality of print blocks are collected, and to set print conditions such as an output value of laser light and a scanning speed for each print group. This will be described with reference to FIGS. 26 shows a state in which a plurality of print blocks are set by the block setting means 3F and displayed in a two-dimensional form in the edit display column 202, and FIG. 27 shows a state in which this is switched to a three-dimensional display. Show. In the above example, only one line of data can be printed in one printing block as shown in FIG. For this reason, when it is desired to print a plurality of lines, it is possible to set a plurality of print blocks and arrange these print blocks side by side. In the example of FIGS. 26 and 27, for a cylindrical workpiece, a columnar print block B1 (block number 000) of the character string “abcde” is set in the upper stage, and the columnar shape of the character string “ABCDE” is set in the lower stage A printing block B2 (block number 001) is set, and these are stacked one above the other. Printing conditions are set for these printing blocks B1 and B2. For this reason, conventionally, the user has individually set printing conditions for each printing block. However, in this case, since the printing blocks 1 and 2 are printing on the same workpiece, there are many common items as printing conditions such as laser light output and scanning speed. Conventionally, the same printing conditions have to be individually set for these, and the work is complicated. In particular, as the number of print blocks increases, the setting takes time. In order to deal with such a problem, a plurality of print blocks are collectively set as a print group, and print condition setting can be performed in units of print groups. Specifically, print group setting is performed by the group setting means 3J.
(Group setting means 3J)

グループ設定手段3Jとして図28に示す例では、印字パターン入力欄204にグループ設定欄250を設けている。より具体的には、グループ設定欄250の「グループ設定を行う」欄251のチェックボックスをONにして、グループ化したい印字ブロックを選択すると共に、グループ番号指定欄252でグループ番号を指定する。印字ブロックの選択には、例えば図29に示すように、編集表示欄202からマウス等のポインティングデバイスで選択したい印字ブロックを含ませるように範囲指定する、あるいは、CTRLキーを押しながらマウスで左クリックする等の手段が適宜利用できる。このようにしてグループ化したい印字ブロックを選択した後、グループ設定欄250の「グループ化」ボタン253を押下することでグループ化が設定される。また、図30に示すように範囲指定やマウスクリック等でグループ化したい印字ブロックを複数指定した後、マウスの右クリックメニュー256から「グループ化」メニュー257を選択し、「グループ化」を選択する。またグループ番号は、新たなグループを設定する度に000から1ずつインクリメントされて自動的に付与される。この例では254個までグループを設定できる。このようにしてグループ化を行うと、印字条件等はグループ単位で一括して行えるようになる。図28の例では、編集表示欄202を2次元表示させた状態で、印字ブロックB1とB2を指定し、印字パターン入力欄204のグループ設定欄250で印字グループG1(グループ番号000)として設定する。これにより、編集表示欄202において印字グループG1の範囲を示すように、2段の文字列を囲む枠BWが表示される。図31に、枠の表示が印字ブロックの枠BWから印字グループの枠GWに変化する様子を示す。このように、印字ブロック単位で表示されていた枠が、印字グループを示す枠GWに変化する。これにより文字列「abcde」と「ABCDE」の全体で、1つの印字ブロックのように扱うことが可能で、レーザ光の出力値や走査速度、印字ブロックのサイズやオフセット位置の調整等を一括して設定できる。   In the example shown in FIG. 28 as the group setting means 3J, a group setting field 250 is provided in the print pattern input field 204. More specifically, the check box of the “group setting” column 251 of the group setting column 250 is turned ON to select a print block to be grouped, and the group number is specified in the group number specifying column 252. To select a print block, for example, as shown in FIG. 29, a range is specified from the edit display column 202 to include a print block to be selected with a pointing device such as a mouse, or left click with the mouse while holding down the CTRL key. Means such as this can be used as appropriate. After selecting the print blocks to be grouped in this way, grouping is set by pressing the “group” button 253 in the group setting field 250. Also, as shown in FIG. 30, after specifying a plurality of print blocks to be grouped by range specification or mouse click, the “group” menu 257 is selected from the right-click menu 256 of the mouse, and “group” is selected. . The group number is incremented by 1 from 000 each time a new group is set and is automatically given. In this example, up to 254 groups can be set. When grouping is performed in this way, printing conditions and the like can be collectively performed in units of groups. In the example of FIG. 28, the print blocks B1 and B2 are designated with the edit display field 202 displayed two-dimensionally, and set as the print group G1 (group number 000) in the group setting field 250 of the print pattern input field 204. . Thus, a frame BW surrounding the two-stage character string is displayed so as to indicate the range of the print group G1 in the edit display field 202. FIG. 31 shows how the frame display changes from the print block frame BW to the print group frame GW. In this way, the frame displayed in units of print blocks changes to a frame GW indicating a print group. As a result, the entire character strings “abcde” and “ABCDE” can be handled like a single printing block, and the output value of laser light, scanning speed, adjustment of the printing block size and offset position, etc. can be collectively processed. Can be set.

また枠の表示方法は、印字ブロックと印字グループとを同様に表示する他、これらを異ならせて表示してもよい。例えば印字ブロックを示す枠BWを細線で、印字グループGWを示す枠を太線で、各々表示することにより、印字ブロックと印字グループとを区別できる。また、線のパターンを実線、破線等としたり、線の表示色を緑、青、赤に変更すること等によっても、これらを区別できる。   In addition to displaying the print block and the print group in the same manner, the frame may be displayed differently. For example, the print block and the print group can be distinguished by displaying the frame BW indicating the print block with a thin line and the frame showing the print group GW with a thick line. These can also be distinguished by changing the line pattern to a solid line, a broken line or the like, or changing the display color of the line to green, blue or red.

このようなグループ設定の作業は、図28に示すように編集表示欄202を2次元表示とした状態で行うことが好ましい。平面図による表示では印字ブロックをシンプルに表示でき、選択が容易だからである。ただ、図32に示すように編集表示欄202を3次元表示(詳細は後述)とした状態で行えるように設定することも可能である。2次元、3次元いずれの状態からもグループを設定できるようにすることで、使い勝手を向上できる。   Such group setting work is preferably performed in a state in which the edit display field 202 is in a two-dimensional display as shown in FIG. This is because the printing block can be simply displayed in the display by the plan view, and the selection is easy. However, as shown in FIG. 32, the edit display field 202 can be set so that it can be displayed in a three-dimensional display (details will be described later). Usability can be improved by enabling the group to be set from both two-dimensional and three-dimensional states.

またグループ化を解除するには、図28のグループ設定欄250から「グループ解除」ボタン254を押下する、あるいは図29のグループ化メニュー257から「グループ解除」を選択する。これによって一旦グループ化した印字ブロックを再度分解できるので、グループ化した一部について個別の印字条件を設定したい場合等に有益である。   In order to cancel the grouping, the “group cancellation” button 254 is pressed from the group setting field 250 in FIG. 28, or “group cancellation” is selected from the grouping menu 257 in FIG. As a result, the print blocks once grouped can be disassembled again, which is useful when it is desired to set individual print conditions for a part of the group.

なお、印字グループは、隣接する印字ブロック同士をグループ化するのみならず、離れた位置にある印字ブロックをグループ化することもできる。例えば、図33に示すように文字列「abcde」と「ABCDE」を2列に並べたものを3組、缶状のワークの側面に印字する場合において、文字列「abcde」の印字ブロックB3、B4、B5の3個を纏めて印字ブロックG2、文字列「ABCDE」の印字ブロックB6、B7、B8の3個を纏めて印字ブロックG3に設定する。これにより、文字列「abcde」に対する印字の濃さと、文字列「ABCDE」の印字の濃さを、各々独立して設定でき、同じ文字列については同じ濃さで、異なる文字列については異なる濃さで印字できる。このように、グループ化は単に隣接する文字列やロゴ等のイメージを纏める他、印字条件の設定のし易さ等に応じて任意に設定することができる。   Note that the print group not only groups adjacent print blocks, but also groups print blocks at distant positions. For example, as shown in FIG. 33, when three sets of character strings “abcde” and “ABCDE” arranged in two columns are printed on the side surface of a can-shaped workpiece, a print block B3 of the character string “abcde”, The three blocks B4 and B5 are collectively set as the print block G2, and the three print blocks B6, B7, and B8 of the character string “ABCDE” are collectively set as the print block G3. Thus, the print density for the character string “abcde” and the print density for the character string “ABCDE” can be set independently. The same character string has the same darkness and the different character strings have different darkness. Now you can print. As described above, the grouping can be arbitrarily set according to the ease of setting the printing conditions or the like, in addition to collecting images such as adjacent character strings and logos.

以上は、作業領域に配置された一のワークに対して、複数の印字ブロックを設定する例について説明したが、一の作業領域内に複数のワークが配置されている場合に、各ワーク毎に個別の印字を設定する場合等においても、グループ化を適宜設定できる。図34は、作業領域内に3つのワークW1〜3が配置されている場合に、各ワークに対して異なる印字を行うと共に、ワークW1について文字列「abcde」と「ABCDE」を2列に並べたものをグループ化した例を示している。またこの例において、ワークW2とワークW3に、同じ印字条件を設定することもできる。このように、複数のワークと複数の印字ブロックの、任意の組み合わせに対してグループを設定できるので、印字目的や用途に応じた適切な設定を簡単に行うことができ、ユーザの設定作業の負担を軽減できる。
(ワークのプロファイル情報)
The above describes an example of setting a plurality of print blocks for one work arranged in the work area. However, when a plurality of works are arranged in one work area, each work is The grouping can be set as appropriate even when individual printing is set. In FIG. 34, when three workpieces W1 to W3 are arranged in the work area, different printing is performed for each workpiece, and character strings “abcde” and “ABCDE” are arranged in two columns for the workpiece W1. The example which grouped the thing is shown. In this example, the same printing conditions can be set for the workpiece W2 and the workpiece W3. In this way, groups can be set for any combination of multiple workpieces and multiple printing blocks, making it easy to make appropriate settings according to the printing purpose and application, and the burden of user setting work. Can be reduced.
(Work profile information)

次に図14に戻り、ワークのプロファイル情報を設定する手順について説明する。図14の例では、平面状のワークに印字する例を示している。このレーザ加工データ設定プログラムでは、加工対象面が平面状に限られず、3次元形状の加工対象面の設定も可能である。ワークの加工対象面の3次元形状に関するプロファイル情報は、図13Aの加工面プロファイル入力手段3Aから設定される。プロファイル情報を指定する方法としては、以下のような方法が考えられる。
(1)3次元形状を入力可能なプログラム上から、ワークを作画して指定する方式
Next, returning to FIG. 14, a procedure for setting workpiece profile information will be described. The example of FIG. 14 shows an example of printing on a planar workpiece. In this laser processing data setting program, the processing target surface is not limited to a planar shape, and a three-dimensional processing target surface can be set. Profile information relating to the three-dimensional shape of the workpiece surface to be machined is set from the machining surface profile input means 3A in FIG. 13A. The following method can be considered as a method for specifying the profile information.
(1) A method of drawing and specifying a workpiece from a program that can input a three-dimensional shape

プログラム上からワークの形状を作図して指定するものである。例えば既存の3次元CADや3次元モデリングツール、ドローソフトのように、平面や直線等の描画ツールを用意し、3次元形状をユーザに直接作画させる。この方法は、3次元形状の作図に慣れたユーザであれば容易に利用できる反面、このような作図に不得手なユーザには敷居が高いという問題がある。
(2)ワークの形状を特定するためのパラメータを、対話形式でユーザに入力させる方式
The shape of the workpiece is drawn and specified from the program. For example, drawing tools such as planes and straight lines such as existing three-dimensional CAD, three-dimensional modeling tools, and drawing software are prepared, and a user directly draws a three-dimensional shape. This method can be easily used by a user accustomed to drawing a three-dimensional shape, but has a problem that a threshold is high for a user who is not good at such drawing.
(2) Method for allowing the user to input parameters for specifying the shape of the workpiece in an interactive format

ウィザード方式のように、必要な情報を対話形式でユーザに指定させることで形状を特定する方法である。この方法は、3次元作図に関する知識が不要であるため、利用しやすいという利点がある。例えば、ワークの形状を基本図形として指定し、該形状を特定するパラメータを指定する。具体的には、ワークの形状を予め選択肢として提示し、選択された形状に応じて、これを特定する入力パラメータの設定項目をさらに提示して入力させる。例えば、加工対象面が斜面状であれば、基準点の座標位置や法線ベクトルの方向等を指定する。また円柱状であれば、基準点の座標位置、円柱半径、円柱中心軸の方向等を指定する。あるいは球状であれば、中心点の座標位置、球半径等を指定する。
(3)基本図形を選択する方式
Like the wizard method, it is a method for specifying a shape by allowing a user to specify necessary information interactively. This method has the advantage that it is easy to use because knowledge about three-dimensional drawing is not required. For example, the shape of the workpiece is designated as a basic figure, and parameters for specifying the shape are designated. Specifically, the shape of the workpiece is presented as an option in advance, and an input parameter setting item for specifying the shape is further presented and input according to the selected shape. For example, if the surface to be processed is an inclined surface, the coordinate position of the reference point, the direction of the normal vector, and the like are designated. In the case of a cylinder, the coordinate position of the reference point, the cylinder radius, the direction of the cylinder center axis, and the like are designated. Or if it is spherical, the coordinate position of the central point, the radius of the sphere, etc. are designated.
(3) Method to select basic figure

また、対話形式に限られず、基本図形を選択して基本図形に関するパラメータを指定する方式としてもよい。すなわち、予め用意された円柱状、円錐状、球状等の基本図形をユーザに選択させ、選択された基本図形を特定するパラメータを提示して、ユーザに数値を入力させることで、容易に2次元形状から3次元形状に変換できる。基本図形でワークを擬似的に表現することにより、指定が容易かつ正確に行える利点がある。
(4)ワークの形状に予め作成された3Dデータのデータファイルを入力して変換する方式
Further, the method is not limited to the interactive format, and a method may be used in which a basic graphic is selected and parameters relating to the basic graphic are designated. In other words, two-dimensional data can be easily obtained by letting the user select a basic figure such as a cylinder, cone, or sphere prepared in advance, presenting parameters for specifying the selected basic figure, and allowing the user to input a numerical value. The shape can be converted into a three-dimensional shape. By pseudo-representing a workpiece with a basic figure, there is an advantage that designation can be performed easily and accurately.
(4) A method of inputting and converting a 3D data file created in advance into the shape of the workpiece

予め3次元CAD等の別プログラムで作成されたワークのデータファイルを変換して利用するものである。この方法では、既に作成されたデータを利用できるので、ワークの形状指定作業を大幅に省力化できる。読み込み可能なデータファイル形式は、DXF、IGES、STEP、STL、GKS等、各種の汎用的なフォーマットが利用できる。またDWG等、特定のアプリケーションの専用フォーマットを直接入力して変換することもできる。
(5)2次元情報に高さ情報を直接指定する
A work data file created in advance by another program such as three-dimensional CAD is converted and used. In this method, since already created data can be used, work shape designation work can be greatly saved. Various general-purpose formats such as DXF, IGES, STEP, STL, and GKS can be used as the readable data file format. It is also possible to directly input a special format of a specific application such as DWG for conversion.
(5) Specify height information directly in 2D information

平面状の印字内容を示す印字パターンに、高さや高さ方向の傾きを数値で指定する。一例として、図35の文字列「ABCDEFGHIJKLM」からなる印字ブロックB9を図36に示すように傾斜面に印字する例を示す。傾斜面への印字は、図35に示すように編集表示欄202で印字対象面を2次元表示させた状態で、印字パターン入力欄204から形状選択欄206で平面を指定すると共に、「レイアウト」タブ216で印字ブロックB9のX軸、Y軸オフセット量を設定する。さらに図36に示すように「ブロック形状・配置」タブ211に設けられた回転角設定欄211Bで、回転角を指定することにより設定できる。回転角は、X軸方向、Y軸方向、X軸方向にそれぞれ数値やスライダで指定でき、図36の例では、X回転30°を指定している。この方法では、単純な段差状や傾斜面等を簡単に表現できる利点が得られる。半面、複雑な形状の指定には不向きである。
(6)ワークの形状を実際にイメージセンサ等の画像認識装置で読み込んで取得する方式
The height and the inclination in the height direction are specified numerically in the print pattern indicating the flat print content. As an example, an example is shown in which a print block B9 made up of the character string “ABCDEFGHIJKLM” in FIG. 35 is printed on an inclined surface as shown in FIG. As shown in FIG. 35, the printing on the inclined surface is performed by designating the plane in the shape selection column 206 from the print pattern input column 204 and displaying the layout target surface in a two-dimensional display in the edit display column 202 and “layout”. In the tab 216, the X-axis and Y-axis offset amounts of the print block B9 are set. Furthermore, as shown in FIG. 36, it can be set by designating the rotation angle in the rotation angle setting field 211B provided in the “block shape / arrangement” tab 211. The rotation angle can be specified by a numerical value or a slider in each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the X-axis direction. In the example of FIG. 36, X rotation of 30 ° is specified. This method has an advantage that a simple stepped shape, an inclined surface, and the like can be easily expressed. On the other hand, it is not suitable for specifying complex shapes.
(6) Method of actually acquiring the shape of the workpiece by reading it with an image recognition device such as an image sensor

ワークをイメージセンサ等で読み込んで画像認識等の方法で自動的にデータを取得する。   The workpiece is read by an image sensor or the like, and data is automatically acquired by a method such as image recognition.

以上の内、ここでは(3)と(4)の方法を採用している。具体的には、予め用意された基本図形から選択する手段と、3次元形状を記録したファイルを入力する手段が利用できる。この様子を、図37〜図39に基づいて説明する。図14の画面から、印字パターン入力欄204の設定項目を選択するタブを「基本設定」タブ204hから「形状設定」タブ204iに切り替えると図37に示す画面となり、プロファイル情報の入力方法を選択するプロファイル入力選択手段として、プロファイル指定欄205が表示される。図37のプロファイル指定欄205では、基本図形、ZMAP、加工機動作のいずれかをラジオボタンで選択する。
(基本図形指定手段3a)
Of these, the methods (3) and (4) are adopted here. Specifically, means for selecting from basic figures prepared in advance and means for inputting a file in which a three-dimensional shape is recorded can be used. This state will be described with reference to FIGS. When the tab for selecting the setting item of the print pattern input field 204 is switched from the “basic setting” tab 204h to the “shape setting” tab 204i on the screen of FIG. 14, the screen shown in FIG. 37 is displayed, and a method for inputting profile information is selected. A profile designation field 205 is displayed as profile input selection means. In the profile designation field 205 of FIG. 37, one of a basic figure, ZMAP, and processing machine operation is selected with a radio button.
(Basic figure designation means 3a)

基本図形から選択する方法では、予め用意された基本図形の形状を選択する。基本図形としては、平面、円柱、球、円錐等がある。図37の例では基本図形指定手段3aの一形態としてプロファイル指定欄205で基本図形が、その下欄に設けられた形状選択欄206で「平面」が、それぞれ選択されている。ここで、図38に示すように円柱を選択すると、編集表示欄202の2次元表示が平面状から円柱状に切り替えられる。すなわち、円柱状のワークに印字されるQRコードのXY座標平面図が表示されるため、QRコードの右側に向かうほど横幅が狭くなるよう変形して表示される。
(3D表示)
In the method of selecting from the basic figure, the shape of the basic figure prepared in advance is selected. Basic figures include planes, cylinders, spheres, cones, and the like. In the example of FIG. 37, as one form of the basic figure specifying means 3a, a basic figure is selected in the profile designation column 205, and “plane” is selected in the shape selection column 206 provided in the lower column. Here, when a cylinder is selected as shown in FIG. 38, the two-dimensional display in the edit display field 202 is switched from a planar shape to a cylindrical shape. That is, since the XY coordinate plane view of the QR code printed on the cylindrical workpiece is displayed, the QR code is deformed and displayed so as to become narrower toward the right side of the QR code.
(3D display)

また、加工対象面を立体的に表示することもできる。この例では、加工イメージ表示部として編集表示欄202の表示形式を、2次元状の表示と3次元状の表示とを切り替え可能としている。図38の画面に設けられた表示切替ボタン(3D)207を押下すると、図39に示すように編集表示欄202が3次元表示に切り替えられ、加工対象面の3次元形状が立体的に確認できる。なお図39の画面から表示切替ボタン(2D)207を押下すると、図38の画面に切り替えられる。このように、表示切替ボタン207を押下する毎に、2D表示と3D表示が切り替えられ、またこれに応じて表示切替ボタン207の表示も、他方の表示形態を示す2Dと3Dとに切り替えられる。また図39の3D表示画面においても、図38の2D表示画面と同様に、加工パターンの領域は、枠Kで囲まれて表示される。   In addition, the processing target surface can be displayed three-dimensionally. In this example, the display format of the edit display field 202 can be switched between a two-dimensional display and a three-dimensional display as a processed image display unit. When the display switch button (3D) 207 provided on the screen of FIG. 38 is pressed, the edit display field 202 is switched to 3D display as shown in FIG. . When the display switching button (2D) 207 is pressed from the screen of FIG. 39, the screen is switched to the screen of FIG. Thus, every time the display switching button 207 is pressed, the 2D display and the 3D display are switched, and the display of the display switching button 207 is switched to 2D and 3D indicating the other display form accordingly. Also in the 3D display screen of FIG. 39, the region of the processing pattern is displayed surrounded by a frame K, similarly to the 2D display screen of FIG.

また図39の例では、2D表示と3D表示の表示切替ボタン207は、フローティングツールバーに設けられている。フローティングツールバーは任意の位置に移動可能である。またフローティングツールバーの表示/非表示を切り替えたり、通常のツールバーに組み込むよう構成してもよい。
(3D表示画面の視点の変更)
In the example of FIG. 39, the display switching button 207 for 2D display and 3D display is provided on the floating toolbar. The floating toolbar can be moved to any position. Further, the display / non-display of the floating toolbar may be switched, or the floating toolbar may be incorporated into a normal toolbar.
(Change of viewpoint of 3D display screen)

3D表示画面においては、任意の視点に変更することが可能である。図38に示すQRコードを円柱状のワークに印字する印字面を様々な視点から3D表示画面に表示させた例を、図40〜図47に示す。図38の2D表示画面から、フローティングツールバーの表示切替ボタン(3D)207を押下すると、図39の3D表示画面に切り替えられる。この3D表示画面からスクロールバー209を操作することで、図40〜図47に示すように3次元表示画面の視点を自由に変更できる。図40は、作業領域を斜め上方から見た斜視図であり、図41は、図40の状態から作業領域を回転させて、ワークを裏側から表示した例を示している。視点の変更には、スクロールバーを用いる他、マウスで3D表示画面上の任意の点をドラッグすること等によってワークを回転させるように構成してもよい。   On the 3D display screen, it is possible to change to an arbitrary viewpoint. FIGS. 40 to 47 show examples in which the printing surface for printing the QR code shown in FIG. 38 on a cylindrical workpiece is displayed on the 3D display screen from various viewpoints. When the display switching button (3D) 207 of the floating toolbar is pressed from the 2D display screen of FIG. 38, the screen is switched to the 3D display screen of FIG. By operating the scroll bar 209 from the 3D display screen, the viewpoint of the 3D display screen can be freely changed as shown in FIGS. 40 is a perspective view of the work area as viewed obliquely from above, and FIG. 41 shows an example in which the work area is rotated from the state of FIG. 40 and the work is displayed from the back side. In order to change the viewpoint, in addition to using a scroll bar, the work may be rotated by dragging an arbitrary point on the 3D display screen with a mouse.

また、フローティングツールバーに設けられた「スクロールバーの移動/回転切替」を押下すると、スクロールバーの用途がワークの回転から、画面の移動に切り替えられる。図40の画面から水平方向のスクロールバーを操作すると、図42や図43に示すように、3次元表示の表示角度を維持したまま、視野を左右に平行移動できる。また垂直方向のスクロールバーを操作すると、図44に示すように上下方向に視野を移動できる。このように、スクロールバーを画面の移動と回転に切り替えて使用することで、3D表示の操作に不慣れなユーザでも比較的簡単に視野を変更できる。   Further, when the “scroll bar movement / rotation switching” provided in the floating toolbar is pressed, the use of the scroll bar is switched from the rotation of the workpiece to the movement of the screen. When the horizontal scroll bar is operated from the screen of FIG. 40, the visual field can be translated left and right while maintaining the display angle of the three-dimensional display as shown in FIGS. When the vertical scroll bar is operated, the field of view can be moved in the vertical direction as shown in FIG. Thus, by using the scroll bar by switching between screen movement and rotation, even a user unfamiliar with 3D display operation can change the field of view relatively easily.

さらに、3D表示画面を規定の視点からの表示に切り替えることもできる。図40の例では、フローティングツールバーに、「表示位置」変更欄207Bが設けられ、ここで視点をXY平面等、規定の表示に変更できる。例えば図45はXY平面で印字面を表示した例を示しており、図38に示す2D表示画面と対応する平面図が表示される。また図46はYZ平面、図47はZX平面における表示例を、それぞれ示している。また、各画面からもスクロールバーを操作する等して表示の視点を変更することもできる。このように、3次元表示においても、規定の方向から見た表示画面に速やかに切り替えることができ、表示の変更、復帰や確認の際等に有益である。
(3次元ビューワ260)
Further, the 3D display screen can be switched to display from a specified viewpoint. In the example of FIG. 40, a “display position” change field 207B is provided in the floating toolbar, and the viewpoint can be changed to a specified display such as an XY plane. For example, FIG. 45 shows an example in which the print surface is displayed on the XY plane, and a plan view corresponding to the 2D display screen shown in FIG. 38 is displayed. 46 shows a display example on the YZ plane, and FIG. 47 shows a display example on the ZX plane. In addition, the viewpoint of display can be changed from each screen by operating a scroll bar or the like. As described above, even in the three-dimensional display, it is possible to quickly switch to a display screen viewed from a specified direction, which is useful for display change, restoration, confirmation, and the like.
(3D viewer 260)

上記の例では、編集表示欄202を2次元表示と3次元表示のいずれかに切り替えている。ただ、同じワークの2次元表示と3次元表示を並べて表示させたい場合もある。このような要求に応えるため、別ウィンドウで開く3次元ビューワ260を用意している。図48に、3次元ビューワ260を表示させた例を示している。上記図38の例では、3次元ビューワ260を開くための3次元別画面呼出手段として、2画面表示ボタン207Cをフローティングツールバーに設けている。図38のように編集表示欄202で2次元表示させている状態で、2画面表示ボタン207Cを押下すると、図48に示すように3次元ビューワ260が別ウィンドウで表示される。3次元ビューワ260はドラッグして任意の位置に配置可能である。またウィンドウサイズも変更できる。さらに、3次元ビューワ260で表示されるワークWの姿勢や角度の変更、回転等の操作を可能としてもよい。これらの3次元表示においては、グリッドやスケールを表示させており、視点の把握を容易にしている。これらグリッドやスケール表示をON/OFFすることもできる。   In the above example, the edit display field 202 is switched to either 2D display or 3D display. However, there are cases where it is desired to display two-dimensional display and three-dimensional display of the same workpiece side by side. In order to meet such a demand, a three-dimensional viewer 260 that opens in a separate window is prepared. FIG. 48 shows an example in which a three-dimensional viewer 260 is displayed. In the example of FIG. 38 described above, a two-screen display button 207C is provided on the floating toolbar as a three-dimensional screen calling means for opening the three-dimensional viewer 260. When the two-screen display button 207C is pressed in a state where two-dimensional display is performed in the edit display field 202 as shown in FIG. 38, a three-dimensional viewer 260 is displayed in a separate window as shown in FIG. The three-dimensional viewer 260 can be dragged and placed at an arbitrary position. You can also change the window size. Furthermore, operations such as changing the posture and angle of the work W displayed on the three-dimensional viewer 260, and rotating the work W may be possible. In these three-dimensional displays, grids and scales are displayed to make it easy to grasp the viewpoint. These grids and scale display can be turned ON / OFF.

なお、図39に示すように編集表示欄202で3次元表示させている状態では、さらに3次元表示画面を開く必要がないので、3次元ビューワ260を呼び出すフローティングツールバーの2画面表示ボタン207Cはグレーアウトされ、選択できないようになっており、誤操作を防止している。ただ、2次元表示を別画面で表示させたい場合に、別途2次元ビューワ欄を表示可能とすることもできる。なおこれらの表示は一例であり、各欄のレイアウトや大きさ、位置関係等は任意に変更可能であることは言うまでもない。例えば設定欄を含めた各欄を別ウィンドウで表示させてもよい。このように表示部82に、加工対象面の3次元形状イメージを表示させる加工イメージ表示部83として、編集表示欄202や3次元ビューワ260等が利用できる。
(3次元形状データ入力手段3b)
Note that, as shown in FIG. 39, in the state where the three-dimensional display is performed in the edit display field 202, there is no need to open the three-dimensional display screen, so the two-screen display button 207C of the floating toolbar for calling the three-dimensional viewer 260 is grayed out. Therefore, it cannot be selected, and erroneous operation is prevented. However, when it is desired to display the two-dimensional display on a separate screen, a separate two-dimensional viewer field can be displayed. Note that these displays are merely examples, and it goes without saying that the layout, size, positional relationship, and the like of each column can be arbitrarily changed. For example, each field including the setting field may be displayed in a separate window. As described above, the edit display field 202, the three-dimensional viewer 260, and the like can be used as the processing image display unit 83 that displays the three-dimensional shape image of the processing target surface on the display unit 82.
(3D shape data input means 3b)

一方、予め3次元CAD等でワークの形状を規定する3次元形状データを作成しておき、このデータファイルをして入力する例を、図49〜図54に示す。この方法では、外部から入力された3次元形状データに、2次元の印字パターン情報を貼り付ける。まず、図49の画面から文字入力欄204bに文字列「ABCDEFGHIJKLM」を入力し、さらに図50の画面で3次元形状データ入力手段3bであるプロファイル指定欄205からZMAPを選択すると、形状選択欄に代わってZMAPファイル名入力欄292が表示される。ここでZMAPファイルとは、3次元形状データファイルの一であり、XY座標毎に高さ方向のZ座標情報を一有するファイル形式である。ZMAPファイル名入力欄292の右側に設けられた「参照」ボタン293を押下すると、図51に示すファイル選択画面294が表示され、ここから印字対象のワーク形状を規定したZMAPファイルを選択する。なお、ZMAPファイルは、予め作成されているものとする。これにより、図52に示すようにZMAPファイル名入力欄292にZMAP(この例ではdolphin.M3D)が指定される。この状態で、編集表示欄202には文字列「ABCDEFGHIJKLM」をZMAPファイルで規定される3次元形状データに貼り付けた状態が表示されている。   On the other hand, an example in which three-dimensional shape data that prescribes the shape of a work is created in advance using a three-dimensional CAD or the like and is input as a data file is shown in FIGS. In this method, two-dimensional print pattern information is pasted on three-dimensional shape data input from the outside. First, the character string “ABCDEFGHIJKLM” is input to the character input field 204b from the screen of FIG. 49, and when ZMAP is selected from the profile specification field 205 which is the three-dimensional shape data input means 3b on the screen of FIG. 50, the shape selection field is displayed. Instead, a ZMAP file name input field 292 is displayed. Here, the ZMAP file is one of three-dimensional shape data files, and has a file format having one Z coordinate information in the height direction for each XY coordinate. When a “reference” button 293 provided on the right side of the ZMAP file name input field 292 is pressed, a file selection screen 294 shown in FIG. 51 is displayed, from which a ZMAP file that defines a work shape to be printed is selected. It is assumed that the ZMAP file has been created in advance. Thereby, as shown in FIG. 52, ZMAP (dolphin.M3D in this example) is designated in the ZMAP file name input field 292. In this state, the edit display column 202 displays a state where the character string “ABCDEFGHIJKLM” is pasted on the three-dimensional shape data defined by the ZMAP file.

また、この状態からフローティングツールバーの左端に設けられた表示切替ボタン(3D)207を押下すると、図53に示すように編集表示欄202が2次元表示から3次元表示に切り替えられ、加工対象面の3次元形状が立体的に確認できる。この図に示すように、ZMAPファイルに含まれる3次元形状データ上の指定された位置に文字列「ABCDEFGHIJKLM」が貼り付けられた状態が3次元的に表示される。これにより、加工イメージ表示部においてワークの印字面での印字状態を2次元的及び3次元的に確認できる。   Further, when the display switching button (3D) 207 provided at the left end of the floating toolbar is pressed from this state, the edit display field 202 is switched from the two-dimensional display to the three-dimensional display as shown in FIG. The three-dimensional shape can be confirmed three-dimensionally. As shown in this figure, the state where the character string “ABCDEFGHIJKLM” is pasted at a specified position on the three-dimensional shape data included in the ZMAP file is displayed three-dimensionally. Thereby, the printing state on the printing surface of the workpiece can be confirmed two-dimensionally and three-dimensionally in the machining image display unit.

さらに、ZMAPを指定した段階でフローティングツールバーの右端に設けられた「ZMAP表示」欄207Dのチェックボックスが選択可能に切り替わる(図52参照)。図53の状態から、「ZMAP表示」欄207DのチェックボックスをONにすると、図54に示すように編集表示欄202の3次元表示された印字対象面に、ZMAPファイルで規定される3次元形状データが重ねて表示される。これにより、印字対象面のみならず、ワークの全体形状を含めて3次元的に表示できるので、ユーザは印字の全体像を視覚的に確認できる。   Furthermore, at the stage where ZMAP is specified, the check box in the “ZMAP display” column 207D provided at the right end of the floating toolbar is switched to be selectable (see FIG. 52). When the check box in the “ZMAP display” field 207D is turned on in the state of FIG. 53, the three-dimensional shape defined by the ZMAP file is displayed on the three-dimensionally displayed print target surface in the edit display field 202 as shown in FIG. The data is displayed overlaid. As a result, not only the print target surface but also the entire shape of the work can be displayed in a three-dimensional manner, so that the user can visually confirm the entire print image.

なお、印字パターンである文字列を、ワークの形状を規定するZMAPに貼り付ける際は、図53及び図54に示すように、印字パターンを3次元の印字対象面に正射影し、一方向(この例では上面)から印字対象面を見た場合に印字パターンが正しく再現するように構成している。すなわち、図49の編集表示欄202で文字列「ABCDEFGHIJKLM」を2次元表示している状態から、3次元形状に変換(図53、図54)しても、その平面図は図52に示すように変化しない。ここでは、印字パターンが有する平面情報(XY座標)をそのまま使用し、印字パターンのXY座標と対応するZMAPのXY座標位置における高さ情報(Z座標)を、印字パターンの3次元情報として付加している。この手法では高さ情報のみZMAPを参照し、平面情報はそのまま使用するため、2次元の印字パターンを3次元に変換する際のデータ処理が容易であり、軽負荷で高速化が図れる利点が得られる。特にワークの形状が複雑である際には、この手法が処理能力や速度の面で有利となる。また、印字結果を一方向から視認する用途においては、正確な形状が再現できる利点も得られる。例えば、バーコード等のシンボルを曲面に印字した場合でも、読み取り方向を正確に設定することで、バーコードの端部でナロー幅が変化して読み取りエラーが生じる恐れを解消できる。またOCRにおいても同様に文字の歪みを低減して、読み取り率の高い高精度な印字が実現できる。   When a character string, which is a print pattern, is pasted on ZMAP that defines the shape of a workpiece, as shown in FIGS. 53 and 54, the print pattern is orthogonally projected onto a three-dimensional print target surface, and the unidirectional ( In this example, the print pattern is correctly reproduced when the print target surface is viewed from the upper surface. That is, even if the character string “ABCDEFGHIJKLM” is displayed in the edit display field 202 in FIG. 49 from the two-dimensional display to the three-dimensional shape (FIGS. 53 and 54), the plan view is as shown in FIG. Does not change. Here, the plane information (XY coordinates) of the print pattern is used as it is, and the height information (Z coordinate) at the XY coordinate position of ZMAP corresponding to the XY coordinates of the print pattern is added as the three-dimensional information of the print pattern. ing. In this method, only the height information is referred to the ZMAP, and the plane information is used as it is, so that data processing when converting a two-dimensional print pattern to three dimensions is easy, and an advantage that the speed can be increased with a light load can be obtained. It is done. Especially when the shape of the workpiece is complicated, this method is advantageous in terms of processing capacity and speed. Further, in applications where the printing result is viewed from one direction, there is an advantage that an accurate shape can be reproduced. For example, even when a symbol such as a barcode is printed on a curved surface, by setting the reading direction accurately, it is possible to eliminate the possibility of a reading error due to a change in the narrow width at the end of the barcode. Similarly, in OCR, character distortion can be reduced, and high-precision printing with a high reading rate can be realized.

一方、上述した基本図形を用いた3次元レーザ加工データへの変換方法では、基本図形を平面状に展開した展開図に印字パターンを貼り付ける方式としている。すなわち、編集表示欄202における印字パターンの2次元表示は、図37、図38のように変化する。この場合は、視認方向が一方向に決まっていない場合等に好適であり、例えば製品の製造年月日やシリアル番号等の文字列を印字する際に、ユーザが判読しやすい印字を行える。   On the other hand, in the conversion method to the three-dimensional laser processing data using the basic figure described above, a printing pattern is pasted on a developed view in which the basic figure is developed in a planar shape. That is, the two-dimensional display of the print pattern in the edit display field 202 changes as shown in FIGS. In this case, it is suitable when the viewing direction is not determined in one direction, and for example, when a character string such as a product manufacturing date or a serial number is printed, it is possible to perform easy-to-read printing.

以上のように、基本図形指定手段3aによる基本図形の指定と、3次元形状データ入力手段3bによるZMAPファイルの指定とを、プロファイル指定欄205で切り替えることができ、プロファイル指定欄205は基本図形指定手段3aと3次元形状データ入力手段3bの切替手段として機能する。
(ZMAPデータの作成)
As described above, the designation of the basic figure by the basic figure designation means 3a and the designation of the ZMAP file by the three-dimensional shape data input means 3b can be switched in the profile designation column 205. It functions as a switching means between the means 3a and the three-dimensional shape data input means 3b.
(Create ZMAP data)

次に、予め作成した汎用的な3次元形状データファイルからZMAPデータを作成する手順を説明する。3次元形状データファイルを作成する手段としては、3D−CADプログラムや3D−CGプログラム等が利用できる。これらの3次元形状データ作成プログラムで作成され、保存されるデータ形式としては、DXF、IGES、STEP、STL、GKS等の汎用的なフォーマットや、DWG、DWF、CDR、AI等、特定のアプリケーションの専用フォーマット等がある。本実施の形態では、STL(Stereo Lithography)ファイル形式を利用している。STLはすべての面を3角形の平面で構築したデータであり、扱いやすいという利点がある。よって、3D−CADプログラム等により、ワークの形状を規定するSTLデータを予め作成しておく。なおレーザ加工データ設定プログラムに、STL等の3次元形状データ作成機能を持たせてもよい。   Next, a procedure for creating ZMAP data from a general-purpose three-dimensional shape data file created in advance will be described. As a means for creating a three-dimensional shape data file, a 3D-CAD program, a 3D-CG program, or the like can be used. Data formats created and saved by these 3D shape data creation programs include general-purpose formats such as DXF, IGES, STEP, STL, and GKS, and specific applications such as DWG, DWF, CDR, and AI. There are special formats. In the present embodiment, an STL (Stereo Lithography) file format is used. STL is data in which all surfaces are constructed with a triangular plane, and has the advantage of being easy to handle. Therefore, STL data that defines the shape of the workpiece is created in advance by a 3D-CAD program or the like. The laser processing data setting program may have a three-dimensional shape data creation function such as STL.

このようにして作成されたSTLデータを、レーザ加工データ設定プログラムに読み込む。プログラムの編集メニューから「ZMAP作成」を選択すると、図55に示すZMAP作成画面300が表示される。ZMAP作成画面300は、左欄に3次元形状データを3次元的に示すためのビューワ画面301、右欄にビューワ画面301に表示される3次元形状データの姿勢を調整する調整欄302を設けている。この画面から、ファイルメニューの「STLファイルを開く」を選択すると、STLファイルの選択ダイヤログボックスが開くので、作成済みのSTLファイルの保存先を指定して、所望のワークの形状を規定するSTLファイルを選択する。図56に、STLファイルを開いた状態のZMAP作成画面300を示す。この状態では、右欄上に設けられた「STL表示」ボタン303が押下された状態となり、ビューワ画面301にSTLファイルが表示されていることを示している。STLファイルを開いた状態でのビューワ画面301における3次元形状データの初期位置は、この例では3次元形状データの頂点が原点に位置するように設定されている。なお、初期位置を任意に設定可能としてもよい。   The STL data created in this way is read into a laser processing data setting program. When “Create ZMAP” is selected from the edit menu of the program, a ZMAP creation screen 300 shown in FIG. 55 is displayed. The ZMAP creation screen 300 is provided with a viewer screen 301 for displaying three-dimensional shape data three-dimensionally in the left column, and an adjustment column 302 for adjusting the posture of the three-dimensional shape data displayed on the viewer screen 301 in the right column. Yes. When “Open STL file” is selected from the file menu on this screen, an STL file selection dialog box is opened. An STL that specifies the shape of a desired workpiece by designating the storage location of the created STL file. Select a file. FIG. 56 shows a ZMAP creation screen 300 in a state where the STL file is opened. In this state, the “STL display” button 303 provided on the right column is pressed, indicating that the STL file is displayed on the viewer screen 301. In this example, the initial position of the three-dimensional shape data on the viewer screen 301 with the STL file opened is set such that the vertex of the three-dimensional shape data is located at the origin. Note that the initial position may be arbitrarily set.

次に、STLファイルを操作し、ZMAPに変形したい姿勢を決定する。ここでは図56の右欄に設けられた調整欄302で、STLファイルで規定される3次元形状データの座標や回転角を調整する。例えば座標調整欄304でX座標方向に−60mm移動させると、図57に示すようにビューワ画面301で表示される3次元形状データが平行移動される。同様にZ座標方向に調整して、図58の状態から図59(Z座標10mm)、図60(Z座標−10mm)に示すように3次元形状データを高さ方向に垂直移動させることも、図61に示すようにY座標方向(Y座標50mm)を調整することもできる。これら座標位置の指定は、座標調整欄304の数値入力欄から数値を直接入力する他、右側に設けられた矢印ボタン305を押下することでも操作できる。矢印ボタン305は、十字状に配置されたボタン305aでXY座標を調整し、その下でZ座標調整欄304の右側に設けられた上下矢印ボタン305bでZ座標を調整する。これによってユーザは視覚的に3次元形状データを移動できる。   Next, the STL file is manipulated to determine the posture to be transformed into ZMAP. Here, the coordinates and rotation angle of the three-dimensional shape data defined in the STL file are adjusted in the adjustment field 302 provided in the right field of FIG. For example, when the coordinate adjustment field 304 is moved by −60 mm in the X coordinate direction, the three-dimensional shape data displayed on the viewer screen 301 is translated as shown in FIG. Similarly, the three-dimensional shape data can be vertically moved in the height direction as shown in FIG. 59 (Z coordinate 10 mm) and FIG. 60 (Z coordinate −10 mm) by adjusting in the Z coordinate direction. As shown in FIG. 61, the Y coordinate direction (Y coordinate 50 mm) can also be adjusted. The designation of these coordinate positions can be performed by directly inputting a numerical value from the numerical value input field of the coordinate adjustment field 304 or by pressing an arrow button 305 provided on the right side. The arrow button 305 adjusts the XY coordinates with the button 305 a arranged in a cross shape, and adjusts the Z coordinate with the up and down arrow buttons 305 b provided on the right side of the Z coordinate adjustment field 304 below. As a result, the user can visually move the three-dimensional shape data.

さらに、回転角調整欄306から回転角度を指定することで、ビューワ画面301で表示される3次元形状データを回転できる。回転角調整欄306には、X回転、Y回転、Z回転欄が各々設けられ、数値若しくはスライダにより回転角度を指定する。図62はX回転、図63はY回転、図64はZ回転の例を、それぞれ示している。   Furthermore, the three-dimensional shape data displayed on the viewer screen 301 can be rotated by specifying the rotation angle from the rotation angle adjustment field 306. The rotation angle adjustment field 306 includes an X rotation field, a Y rotation field, and a Z rotation field, and designates the rotation angle with a numerical value or a slider. FIG. 62 shows an example of X rotation, FIG. 63 shows an example of Y rotation, and FIG. 64 shows an example of Z rotation.

さらに加えて、ビューワ画面301に印字可能領域を示すこともできる。調整欄302に設けられた印字領域表示欄307でX方向、Y方向、Z方向のチェックボックスをONにすることにより、印字可能領域のそれぞれの方向における境界面KMを表示できる。図65にX方向、図66にY方向、図67にZ方向における境界面KMを表示する例を、それぞれ示す。またこれらの境界面KMは、複数を同時に表示することも可能である。これによって、印字可能な領域内に3次元形状データが適切に配置されているかどうかを、ユーザは視認しながら調整できる。   In addition, a printable area can be displayed on the viewer screen 301. By turning on the check boxes in the X direction, Y direction, and Z direction in the print area display field 307 provided in the adjustment field 302, the boundary surface KM in each direction of the printable area can be displayed. FIG. 65 shows an example of displaying the boundary surface KM in the X direction, FIG. 66 in the Y direction, and FIG. 67 in the Z direction. A plurality of these boundary surfaces KM can be displayed simultaneously. Thereby, the user can adjust while visually recognizing whether or not the three-dimensional shape data is appropriately arranged in the printable area.

またZMAP作成画面300においても、画面の回転やスクロールによる視点変更が可能で、スクロールバーにより操作する。「回転/スクロール」ボタン308を押下することで、スクロールバーの機能を3次元形状データの回転と画面スクロールに切り替えて利用できる。   In the ZMAP creation screen 300, the viewpoint can be changed by rotating or scrolling the screen, and the ZMAP creation screen 300 is operated by a scroll bar. By pressing the “rotate / scroll” button 308, the function of the scroll bar can be switched between the rotation of the three-dimensional shape data and the screen scroll.

なお、ZMAP作成画面300に、STLファイルの簡易的な変形機能を持たせてもよい。例えばSTLファイルの拡大/縮小率の変更、トリミング、等を持たせることもできる。   Note that the ZMAP creation screen 300 may have a simple deformation function of the STL file. For example, it is possible to change the enlargement / reduction ratio of the STL file, trimming, or the like.

このようにして、3次元形状データの姿勢を決定すると、ZMAPに変換する。図58の画面から、ZMAP作成画面300の右欄に設けられた「ZMAP表示」ボタン310を押すと、「ZMAPに変換します。よろしいですか?」等の確認ダイヤログボックスが表示され、「OK」を押下するとSTLファイルからZMAPファイルへの変換が実行され、図68のようにZMAPデータが生成される。ZMAPファイルでは、高さ情報を一点のみ持つため、ビューワ画面301で表示される3次元形状データのXY座標面以下のデータがカットされ、上半面のみの形状となる。レーザ加工装置ではワークの裏側にレーザ光を照射できないので、ワークの片面のみ、すなわち上半面のみのデータとすれば足りる。   When the posture of the three-dimensional shape data is determined in this way, it is converted into ZMAP. 58, when a “ZMAP display” button 310 provided in the right column of the ZMAP creation screen 300 is pressed, a confirmation dialog box such as “Convert to ZMAP? Are you sure?” Is displayed. When “OK” is pressed, conversion from the STL file to the ZMAP file is executed, and ZMAP data is generated as shown in FIG. Since the ZMAP file has only one point of height information, the data below the XY coordinate plane of the three-dimensional shape data displayed on the viewer screen 301 is cut, and only the upper half surface is formed. Since the laser processing apparatus cannot irradiate the back side of the workpiece with laser light, it is sufficient to use data for only one side of the workpiece, that is, only the upper half.

なお、ワークの裏面に印字したい場合は、図62に示すように、3次元形状データを回転させて裏面が上側となる姿勢に調整し、この状態でZMAPに変換する。図62の例では図57の状態からX回転角を180°させた状態で、ZMAPに変換し、図69に示すZMAPデータを得ている。このように、ワークを回転させることでワークの裏面の印字も可能となる。   If it is desired to print on the back side of the work, as shown in FIG. 62, the three-dimensional shape data is rotated to adjust the posture so that the back side is on the upper side, and in this state is converted to ZMAP. In the example of FIG. 62, conversion to ZMAP is performed with the X rotation angle 180 degrees from the state of FIG. 57, and the ZMAP data shown in FIG. 69 is obtained. In this way, the back side of the workpiece can be printed by rotating the workpiece.

ZMAP表示中は、「ZMAP表示」ボタン310が押下された状態となり、ビューワ画面301での表示がZMAP表示に切り替えられていることを示す。このように、ファイル変換を実行するボタンに、ビューワ画面301で表示される表示内容を示す機能を兼用させている。また、ZMAP表示中に「STL表示」ボタン301を押下すると、ZMAPの表示が変換前のSTLに戻る。これにより、変換前のSTLファイルに戻ることができ、操作のやり直しや再設定、再保存も可能となる。   During the ZMAP display, the “ZMAP display” button 310 is pressed, indicating that the display on the viewer screen 301 is switched to the ZMAP display. As described above, the button for executing the file conversion also has the function of displaying the display contents displayed on the viewer screen 301. If the “STL display” button 301 is pressed during ZMAP display, the ZMAP display returns to the STL before conversion. As a result, it is possible to return to the STL file before conversion, and it is possible to redo, re-set, and re-save the operation.

変換されたZMAPで規定される3次元形状データが正しくワークの加工面を表現していることをビューワ画面301で確認した後、このZMAPファイルを保存する。具体的にはファイルメニューの「ZMAPとして保存」を選択し、所望の保存場所に名前を付けて保存する。   After confirming on the viewer screen 301 that the three-dimensional shape data defined by the converted ZMAP correctly represents the machining surface of the workpiece, this ZMAP file is saved. Specifically, “Save as ZMAP” is selected from the file menu, and a desired storage location is named and saved.

このようにして作成されたZMAPデータをワークの印字面を示す3次元形状データとして指定することで、印字パターンを3次元形状に変換することができる。次に、指定されたZMAPデータに基づいて印字パターンを3次元形状に変換する手順を説明する。
(印字パターンを3次元形状に変換する手順)
By specifying the ZMAP data created in this way as three-dimensional shape data indicating the print surface of the workpiece, the print pattern can be converted into a three-dimensional shape. Next, a procedure for converting a print pattern into a three-dimensional shape based on designated ZMAP data will be described.
(Procedure for converting the print pattern into a three-dimensional shape)

図49に示すように、文字入力欄204bに文字列「ABCDEFGHIJKLM」を入力し、さらに図52の画面でプロファイル指定欄205からZMAP(dolphin.M3D)を選択し、ZMAPファイル名入力欄292から上記で作成されたZMAPファイルを指定する。この結果、印字パターンである文字列「ABCDEFGHIJKLM」が3次元形状に変換され、図52にはXY平面における印字パターンが表示される。この状態で表示切替ボタン(3D)207を押下すると、図53に示すように編集表示欄202が2次元表示から3次元表示に切り替えられ、印字対象面の3次元形状が立体的に確認できる。これらの図に示すように、観察方向(上面)から見た印字パターンが図52と等しくなるように、文字列が印字対象面に写像されるよう変形される。   As shown in FIG. 49, the character string “ABCDEFGHIJKLM” is entered into the character entry field 204b, and ZMAP (dolphin.M3D) is selected from the profile designation field 205 on the screen of FIG. Specify the ZMAP file created in. As a result, the character string “ABCDEFGHIJKLM”, which is a print pattern, is converted into a three-dimensional shape, and the print pattern on the XY plane is displayed in FIG. When the display switching button (3D) 207 is pressed in this state, the edit display field 202 is switched from the two-dimensional display to the three-dimensional display as shown in FIG. 53, and the three-dimensional shape of the print target surface can be confirmed three-dimensionally. As shown in these drawings, the character string is deformed so as to be mapped onto the print target surface so that the print pattern seen from the observation direction (upper surface) is equal to that in FIG.

さらに、「ZMAP表示」欄207DのチェックボックスをONにすると、図54に示すように編集表示欄202に印字対象面の3次元形状に加えて、ZMAPファイルで規定されるワークの3次元形状が重ねて表示される。同様に、3次元形状データとして図69のZMAPファイルを選択した場合、図70に示すように印字パターンが3次元形状に変形される。このように、ユーザは印字対象面のみ、あるいはワークの全体形状の3次元表示を切り替えて設定作業を行える。ユーザはこの状態から、印字パターンを3次元形状データのどの位置に貼り付けるかを調整する。
(作業領域の設定時の3次元表示)
Further, when the check box in the “ZMAP display” field 207D is turned on, the three-dimensional shape of the work specified by the ZMAP file is displayed in the edit display field 202 as shown in FIG. Overlaid. Similarly, when the ZMAP file of FIG. 69 is selected as the three-dimensional shape data, the print pattern is transformed into a three-dimensional shape as shown in FIG. In this way, the user can perform the setting operation by switching only the printing target surface or the three-dimensional display of the entire shape of the workpiece. From this state, the user adjusts the position where the print pattern is pasted in the three-dimensional shape data.
(3D display when setting the work area)

作業領域(印字エリア)を3次元形状のワークに設定し、ワーク形状を含めた印字エリアを3次元的に表示する場合、ここでは以下のようにして印字エリアがワークに対して適切な印字可能な位置にあることを目視できるよう構成している。   When the work area (printing area) is set to a three-dimensional workpiece and the printing area including the workpiece shape is displayed three-dimensionally, the printing area can be printed appropriately on the workpiece as follows. It is configured so that it can be visually observed that it is in a proper position.

まずワークについては、レーザマーカのマーキングヘッドの出射位置からレーザ光を出射した場合、レーザ光と印字対象面とのなす角度が所定の角度範囲(適切に印字が可能と判断できる所定の角度範囲)にある場合と、印字は可能であるものの、印字品質の低下のおそれがある場合(上記所定角度以下または未満の場合)とで、印字対象面に対する色分けを行う。具体的には、適切に印字が可能と判断できる角度範囲には着色を行わず、印字は可能であるものの、印字品質の低下のおそれがある角度範囲には赤色に着色している。これにより、設定された印字エリアが適切な範囲のみに設定されているか、または印字エリアのどの部分が赤色(印字品質低下のおそれがある角度範囲)になっているかを、3次元表示画面から目視により判断できる。   First, for the workpiece, when the laser beam is emitted from the emission position of the marking head of the laser marker, the angle formed by the laser beam and the print target surface is within a predetermined angle range (a predetermined angle range in which it can be determined that printing can be appropriately performed). In some cases, printing is possible, but there is a possibility that the print quality may be deteriorated (when the angle is equal to or less than the predetermined angle), and color classification is performed on the print target surface. Specifically, the angle range in which it can be determined that printing can be appropriately performed is not colored, and printing is possible, but the angle range in which print quality may be degraded is colored red. As a result, it is possible to visually check from the three-dimensional display screen whether the set print area is set to an appropriate range or which part of the print area is red (angle range where print quality may be degraded). Can be determined.

また、マーキングヘッドのレーザ出射位置からワークに設定されている印字エリアを見て、ワークの加工面(印字エリア設定領域)が裏側に位置する場合、印字不可能と判断し、ワークに設定された印字エリア(印字内容)を3次元表示画面上で非表示としている。これにより、ユーザはワークに対して自らが設定した印字エリアがどのような状態(位置関係等)にあるかを速やかに把握でき、その印字エリアの位置修正等も容易に行うことができる。   Also, when looking at the print area set on the workpiece from the laser emission position of the marking head, if the work surface of the workpiece (print area setting area) is located on the back side, it is determined that printing is impossible and the workpiece is set. The print area (print contents) is not displayed on the 3D display screen. As a result, the user can quickly grasp the state (positional relationship, etc.) of the print area set by the user with respect to the workpiece, and can easily correct the position of the print area.

また、3次元表示画面で表示させる手段に限られず、何らかの方法で「最適な印字状態を提供できる角度範囲」、印字品質低下角度範囲を示す「印字不良領域」、「印字不可能領域」等を目視できる手法が適宜採用できる。例えば、「最適な印字状態を提供できる角度範囲」、「印字不良領域」、「印字不可能領域」等に該当することをテキストでユーザインターフェース画面上に表示したり、音声や警告音、ダイヤログボックス等を利用することもできる。またいずれかの項目のみを表示させることも可能で、例えば印字品質を問わず印字ができれば良いユーザに対しては、「印字不可能領域」に対する情報のみを提供すれば足りる。   Also, it is not limited to means for displaying on a three-dimensional display screen, but “an angle range that can provide an optimal printing state” by any method, “a printing defect area” that indicates a printing quality deterioration angle range, “an unprintable area”, etc. A visually observable method can be adopted as appropriate. For example, text on the user interface screen indicating that it corresponds to “angle range that can provide the optimal print state”, “printing failure area”, “printing impossible area”, etc., voice, warning sound, dialog Boxes can also be used. It is also possible to display only one of the items. For example, for a user who only needs to be able to print regardless of print quality, it is sufficient to provide only information on the “non-printable area”.

このように、ワークの形状や印字エリアによってレーザ光が届かない影になる部分が生じる等、3次元印字においてはワークの形状やワークとマーキングヘッドとの位置関係等により、印字が不可能あるいは不十分となる領域が生じ得る。したがって、予めこれらの要因に基づいて印字可能な領域を演算しておき、印字不可能領域にレーザ加工データが設定されると、ユーザに警告を発する等して、再設定を促すように構成できる。このような演算は、演算部80で行うことができる。演算部80を作業領域においてレーザ光を照射できず加工できない、あるいは加工が不良となる加工不良領域を検出する加工不良領域検出手段80B、加工不良領域における加工条件を加工可能となるように調整する加工条件調整手段80C、加工不良領域検出手段80Bで検出された加工不良領域に対して、加工可能な領域と異なる態様にて表示するためのハイライト処理を行うハイライト処理手段80I、加工条件設定部3Cで加工パターンを設定する際、加工不良領域を含む領域に何らかの加工が行われるよう設定されていることを検出して、警告を発するための設定警告手段80J等の機能を実現させることができる。   In this way, in the 3D printing, printing may be impossible or impossible depending on the shape of the workpiece and the positional relationship between the workpiece and the marking head. A sufficient area may arise. Therefore, a printable area can be calculated based on these factors in advance, and when laser processing data is set in the non-printable area, a warning can be issued to the user to prompt the user to reset it. . Such a calculation can be performed by the calculation unit 80. The processing section 80 adjusts the processing conditions in the processing failure area so that the processing conditions in the processing failure area can be processed, the processing failure area detecting means 80B for detecting the processing failure area where the processing area cannot be irradiated with the laser beam and cannot be processed. Highlight processing means 80I for performing highlight processing for displaying the processing defect area detected by the processing condition adjustment means 80C and the processing defect area detection means 80B in a mode different from the processable area, and processing condition setting When setting the machining pattern in the section 3C, it is possible to detect that the machining is set to be performed in an area including the machining failure area, and to realize functions such as the setting warning means 80J for issuing a warning. it can.

さらに、上述した例では「最適な印字状態を提供できる角度範囲」と「印字品質低下角度範囲」とを区別する角度は、装置側でデフォルトの初期値を使用する構成の他、その角度をユーザが入力再設定できるようにユーザインターフェース上に入力項目を設定してもよい。具体的には、レーザ光がワークの加工面に対して照射される角度によって加工に制限が生じ、レーザ光と印字面の法線の方向のなす角θが90°に近付く程、加工が困難となり加工精度が低下する。θの上限(加工限界角度)は臨界角度と呼ばれ、通常60゜が指定される。この数値を、固定式とする他、ユーザが調整可能とすることもできる。
(印字不可能領域)
Furthermore, in the above-described example, the angle for distinguishing between “the angle range in which the optimum print state can be provided” and “the print quality degradation angle range” is used, in addition to the configuration in which the default value is used on the device side, An input item may be set on the user interface so that the user can reset the input. Specifically, machining is limited depending on the angle at which the laser beam is applied to the workpiece surface, and machining becomes more difficult as the angle θ between the laser beam and the normal of the printing surface approaches 90 °. As a result, the machining accuracy decreases. The upper limit of θ (the processing limit angle) is called a critical angle, and is normally 60 °. This numerical value can be fixed and can be adjusted by the user.
(Non-printable area)

また、編集表示欄202において、加工対象面の内で、角度や影等の原因により印字ができない領域を加工不良領域検出手段80Bで演算し、ハイライト処理手段80Iでハイライト処理して表示させることもできる。図39の例では、円柱の側面付近で印字することは可能であるが印字角度が浅く印字が不良となる印字不良領域を、ハイライト処理手段80Iで赤色で示している。またレーザ照射点から見て裏側に位置するためレーザ光を物理的に照射できず印字が不可能となる領域、すなわちXY平面を真上からワークを見た場合、ワークの加工対象面が裏側に位置するエリアを印字不可能領域としている。これら印字不良領域や印字不可能領域は、加工不良領域検出手段80Bで演算される。設定された加工パターンが印字不可能領域にかかり、印字が不可能である場合に、設定警告手段80Jが編集表示欄202において加工パターンを非表示として、ユーザに再設定を促すこともできる。例えば、設定した印字対象面の裏側に印字パターンが回り込んだ場合には加工パターンを非表示とし、印字は可能であるが最適な印字が可能な角度範囲外(印字不良領域)となった場合は赤色表示する。このように、単に印字可能、不可能の2種類で区分けするのでなく、最適な印字ができない範囲として、印字不良領域、印字不可能領域といった複数の区分で段階的に印字品質の低下を表示させることで、ユーザに対して詳細な情報を提示でき、より適切なレイアウトや配置を検討できる。   In the edit display field 202, an area that cannot be printed due to an angle, a shadow, or the like in the processing target surface is calculated by the processing defect area detecting unit 80B, and is highlighted and displayed by the highlight processing unit 80I. You can also. In the example of FIG. 39, a printing failure area where printing can be performed near the side surface of the cylinder but the printing angle is shallow and printing is poor is shown in red by the highlight processing means 80I. In addition, since it is located on the back side when viewed from the laser irradiation point, it is impossible to physically irradiate the laser beam and printing is impossible, that is, when the work is viewed from directly above the XY plane, The area to be positioned is set as a non-printable area. These defective print areas and non-printable areas are calculated by the defective process area detection means 80B. When the set machining pattern is applied to the unprintable area and printing is impossible, the setting warning means 80J can hide the machining pattern in the edit display field 202 and prompt the user to reset. For example, if the print pattern wraps around the set print target surface, the processing pattern is hidden and printing is possible, but it is out of the angular range (print defective area) where optimum printing is possible Is displayed in red. In this way, instead of simply classifying the printable and impossible types, the print quality degradation is displayed step by step in a plurality of categories such as a print failure area and a non-printable area as a range where optimum printing is not possible. Thus, detailed information can be presented to the user, and more appropriate layout and arrangement can be studied.

図71、図72の例では、加工パターンの一部が印字不可能領域にかかっているため、設定警告手段80Jが加工パターンであるバーコードを編集表示欄202で非表示としている。そこで、加工パターンが印字可能領域に位置するよう、位置調整手段3K等により印字位置を調整する。例えば、図71の「形状設定」タブ204i内の画面内配置設定欄208で印字の開始角度を調整し、デフォルト値の−90°から−120°に変更することで、図72に示すように加工パターンのバーコードが表示される。このように、印字の開始位置や範囲、あるいはバーコードのナロー幅、印字線(バー)幅等の設定を調整し、正しく印字できるように設定する。なお、このような調整を手動によらず、加工条件調整手段80Cで自動で行わせることもできる。また、編集表示欄202における加工パターンの表示/非表示のON/OFFやその閾値は、任意に設定できる。   In the example of FIGS. 71 and 72, since a part of the processing pattern is in the non-printable area, the setting warning means 80J hides the barcode as the processing pattern in the edit display column 202. Therefore, the printing position is adjusted by the position adjusting means 3K or the like so that the processed pattern is positioned in the printable area. For example, by adjusting the print start angle in the in-screen layout setting field 208 in the “shape setting” tab 204i in FIG. 71 and changing the default value from −90 ° to −120 °, as shown in FIG. The processing pattern barcode is displayed. In this way, settings such as the print start position and range, the narrow width of the barcode, and the print line (bar) width are adjusted so that printing can be performed correctly. Such adjustment can be automatically performed by the machining condition adjusting means 80C without manual operation. Moreover, ON / OFF of the display / non-display of the processing pattern in the edit display field 202 and its threshold value can be set arbitrarily.

ハイライト処理手段80Iによる印字不可能領域の表示機能のON/OFFは、図73の「レーザパラメータの設定」画面から行う。この画面において、印字不可能領域表示機能設定欄の「表示する」のチェックボックスをOFFすることにより、印字不可能領域の表示機能をOFFできる。また図73の「レーザパラメータの設定」画面では他にもレーザパラメータの設定も行う。具体的には焦点位置やZ方向の有効範囲、有効角度(臨界角度)等を確認、調整できる。   ON / OFF of the display function of the non-printable area by the highlight processing means 80I is performed from the “Laser Parameter Setting” screen of FIG. On this screen, the display function of the non-printable area can be turned off by turning off the “display” check box in the non-printable area display function setting field. In addition, other laser parameters are set on the “Laser Parameter Setting” screen of FIG. Specifically, the focal position, the effective range in the Z direction, the effective angle (critical angle), and the like can be confirmed and adjusted.

さらに、加工不良領域検出手段80Bによって加工不良領域や加工不可能領域が演算されると、加工可能領域の大きさや位置も特定できる。このため、設定警告手段80Jが印字領域の座標範囲や印字可能な最大サイズ等の情報を、表示部82に表示することもできる。具体的な設定例を数値等で表示することによって、ユーザが再設定を行う際の指標として利用でき、操作し易い環境が提供される。
(設定警告手段80J)
Further, when the processing defect area or the non-processable area is calculated by the processing defect area detection unit 80B, the size and position of the processable area can be specified. Therefore, the setting warning unit 80J can display information such as the coordinate range of the print area and the maximum printable size on the display unit 82. By displaying specific setting examples with numerical values or the like, an environment that can be used as an index when the user performs resetting and is easy to operate is provided.
(Setting warning means 80J)

設定警告手段80Jは、加工不良領域検出手段80Bで演算された加工不可能領域に加工パターンが一部でも配置されている場合、表示部82において加工パターンを非表示とする。従来、3次元加工可能なレーザ加工装置で印字加工を行う際に、設定が不適切で正しく印字が行われないことを確認するには、実際に印字を行って確認するか、あるいは印字条件の設定完了後に設定データをレーザマーカのコントローラ部のメモリに転送し、データを展開した後にコントローラ部で印字の可否を確認するしかなかった。印字条件の設定は、ワークの印字対象面の形状(例えば円柱、円錐、球等)を指定し、そこに印字する内容(例えば文字列)を指定する。ワークの形状の半径等その印字領域を決めるパラメータによって、そこに印字できる印字の大きさ(印字可能領域)が決まるため、これよりも小さな印字内容を設定する必要がある。しかしながら、従来は印字条件の設定作業中にはユーザは印字が可能かどうかを知ることができず、精々印字対象を選択し印字内容を設定した後、印字条件を一旦コントローラ部に転送して展開した後でなければ、エラーチェックを行うことができなかった。このような設定作業、データ転送、展開動作にはある程度の時間がかかるため、使い勝手が悪い。   The setting warning unit 80J hides the processing pattern on the display unit 82 when a part of the processing pattern is arranged in the non-processable region calculated by the processing defect region detection unit 80B. Conventionally, when performing printing with a laser processing device that can process three-dimensionally, in order to confirm that the settings are inappropriate and printing is not performed correctly, check by actually performing printing, or check the printing conditions. After the setting is completed, the setting data is transferred to the memory of the controller unit of the laser marker, and after the data is expanded, the controller unit confirms whether printing is possible. In setting the printing conditions, the shape (for example, a cylinder, a cone, a sphere, etc.) of the surface to be printed of the work is specified, and the contents to be printed (for example, a character string) are specified. Since the print size (printable area) that can be printed there is determined by parameters that determine the print area, such as the radius of the workpiece shape, it is necessary to set a smaller print content. However, in the past, the user could not know whether printing is possible during the setting of printing conditions, and after selecting the printing target and setting the printing contents, the printing conditions were once transferred to the controller unit for development. After that, error checking could not be done. Since such setting work, data transfer, and expansion operations take some time, it is inconvenient.

これに対して本実施の形態では、印字条件の編集作業中に印字の可否や良否をユーザに告知する機能を設定警告手段80Jにより実現している。具体的な告知方法としては、印字対象を選択した時点で印字可能サイズを表示する方法、印字内容のサイズをユーザが設定した段階で表示する方法、印字対象と印字内容を合成して表示する方法、等が利用できる。   On the other hand, in the present embodiment, the setting warning means 80J realizes a function for notifying the user of whether printing is possible or not during editing of printing conditions. Specific notification methods include a method of displaying the printable size when a print target is selected, a method of displaying the size of the print content at a stage set by the user, and a method of combining and displaying the print target and the print content. , Etc. are available.

図74は、印字対象を選択したときに印字可能サイズを表示する例を示している。図74の例では、ワークを円柱状に設定しており、円柱状の側面近傍でレーザ光に対して入射角が浅くなり印字が不良となる領域(加工不良領域)を加工不良領域検出手段80Bで演算し、ハイライト処理手段80Iで赤色に表示している。同時に、印字が可能な領域を設定警告手段80Jで枠状に表示している。枠状の部分が、円柱状ワークの印字可能サイズを示しており、ユーザは枠状の範囲内にて印字を行うことができる。枠状は、色や太さ、線種等を変化させて表示することにより、印字可能領域の視認性を高め、容易に区別できる。   FIG. 74 shows an example in which a printable size is displayed when a print target is selected. In the example of FIG. 74, the workpiece is set in a cylindrical shape, and an area where the incident angle becomes shallower with respect to the laser beam near the cylindrical side surface and the printing is defective (processing defective area) 80B. And is displayed in red by the highlight processing means 80I. At the same time, the printable area is displayed in a frame shape by the setting warning means 80J. The frame-shaped portion indicates the printable size of the cylindrical workpiece, and the user can perform printing within the frame-shaped range. The frame shape is displayed by changing the color, thickness, line type, etc., so that the visibility of the printable area is improved and can be easily distinguished.

図75は、印字内容のサイズをユーザが設定した段階で表示する例を示している。図75の例では、ユーザが印字内容のサイズを指定した際に、指定された印字内容の大きさが枠状に表示される。これにより、現在指定した印字内容のサイズを表示部82上に反映させて直ちに確認できるので、ユーザは印字が適切に行えるかどうかを速やかに確認でき、必要に応じて再設定も行える。図75の例では、赤色で示される印字不良領域と枠状が干渉していないことが判り、正しく印字できることが確認できる。   FIG. 75 shows an example in which the size of the print content is displayed at the stage set by the user. In the example of FIG. 75, when the user specifies the size of the print content, the size of the specified print content is displayed in a frame shape. As a result, the currently specified print content size is reflected on the display unit 82 and can be immediately checked, so that the user can quickly check whether printing can be performed properly and can be reset as necessary. In the example of FIG. 75, it can be seen that the print defect area shown in red and the frame shape do not interfere with each other, and it can be confirmed that printing can be performed correctly.

図76及び図77は、図75に加えて印字内容を印字対象と合成して表示する例を示している。この場合は、図75の印字内容サイズを示す枠状に、実際の印字内容(この例では文字列「ABC」)が表示されるので、さらに視認性が高まり、ユーザは感覚的に実際の印字状態を確認できる。図75の例では、枠状内に配置された文字列ABCが赤色で示される印字不良領域と干渉していないことが確認できる。一方図77は、枠状が印字不良領域と干渉していることが確認できるので、ユーザは印字可能領域に文字列を配置するよう再設定を行うことができる。   76 and 77 show an example in which the print content is combined with the print target and displayed in addition to FIG. In this case, the actual print content (in this example, the character string “ABC”) is displayed in a frame shape indicating the print content size in FIG. You can check the status. In the example of FIG. 75, it can be confirmed that the character string ABC arranged in the frame shape does not interfere with the print defect area shown in red. On the other hand, in FIG. 77, since it can be confirmed that the frame shape interferes with the print defect area, the user can reset the character string to be arranged in the printable area.

また、このような干渉が生じた場合に、明示的にメッセージを表示することもできる。図78の例では、設定警告手段80Jが「適切な印字条件が設定されていません」との警告メッセージを表示部82上に表示させ、ユーザに再設定を促す。また警告に止まらず、再設定の具体的な設定例を数値等で表示し、再設定のガイダンスを提示することもできる。図79の例では、「○×○の印字範囲で設定してください。」のガイダンスメッセージを表示する例を示している。あるいは「印字位置を○○〜○○の範囲に移動させてください」、「文字サイズを○○以下に設定してください」等のメッセージに変更、あるいはこれらを組み合わせて表示させてもよい。これによりユーザが再設定を行う際の指標を提示し、操作し易い環境が提供される。またガイダンスや警告は文字情報のみならず、警告音や音声ガイダンス等を併用することもできる。このように設定警告手段80Jによって、現在の設定では所望の印字が行えないことを警告し、また適切な設定例を案内することができる。
(加工不良領域検出手段80B)
In addition, when such interference occurs, a message can be explicitly displayed. In the example of FIG. 78, the setting warning unit 80J displays a warning message “Appropriate printing conditions are not set” on the display unit 82 to prompt the user to reset. Further, without being limited to a warning, a specific setting example of resetting may be displayed with a numerical value or the like, and guidance for resetting may be presented. The example of FIG. 79 shows an example in which a guidance message “Please set in the print range of XX” is displayed. Alternatively, the message may be changed to a message such as “Move the print position to the range of XX to XX”, “Please set the character size to XX or less”, or a combination thereof. This presents an index for the user to perform resetting and provides an easy-to-operate environment. Guidance and warning can be used in combination with not only text information but also warning sound and voice guidance. In this way, the setting warning means 80J can warn that a desired printing cannot be performed with the current setting, and can guide an appropriate setting example.
(Machining defect area detection means 80B)

ここで、図13Aのブロック図に示す加工不良領域検出手段80Bの詳細について説明する。ワークの形状や搬送速度、レーザ光LBを走査するスキャナの走査速度といった様々な理由から、印字が不良となる領域が存在することがある。このような場合に、従来は加工不良領域を知る手段がなかったため、誤って加工不良領域に加工パターンを設定してしまうと、印字不良や印字ミスが発生する。このため、目視検査等で印字不良を検査し、回収する手間がかかる上、印字不良のワークは再利用が困難なため廃棄しなければならず、無駄が生じていた。そこで、本実施の形態では、設定の段階で加工不良領域に印字する設定が成されたことを検出してユーザに検知する。あるいは、実際に印字を行う際に、印字不良が発生したことを検出し、ユーザに告知する。これを実現するために、3次元レーザ加工データ設定装置に加工不良領域検出手段80Bを設けた。なおここでいう加工不良とは、加工不良領域に加えて、加工不可能領域の検出も可能な構成を含める意味で使用している。
(加工不良領域検出方法)
Here, the details of the defective processing area detection means 80B shown in the block diagram of FIG. 13A will be described. For various reasons, such as the shape of the workpiece, the conveyance speed, and the scanning speed of the scanner that scans the laser beam LB, there may be a region where printing is defective. In such a case, conventionally, since there is no means for knowing the processing failure area, if a processing pattern is erroneously set in the processing failure area, a printing failure or a printing error occurs. For this reason, it takes time and effort to inspect and collect printing defects by visual inspection or the like, and it is difficult to reuse a work with defective printing, which has been wasted. Therefore, in the present embodiment, it is detected by the user by detecting that the setting for printing in the defective processing area has been made at the setting stage. Alternatively, when printing is actually performed, it is detected that a printing defect has occurred, and the user is notified. In order to realize this, a processing defect area detecting means 80B is provided in the three-dimensional laser processing data setting device. Here, the term “working failure” is used to include a configuration that can detect a non-workable region in addition to a working failure region.
(Processing defect detection method)

加工不良領域検出手段80Bが加工不良領域を検出する方法を図80に基づいて説明する。図80のような略直方体状のワークWに対して、上方からレーザ光LBを走査して印字する場合を考える。なおこの例では、レーザ光LBはZ軸(高さ)方向を固定し、印字面からスキャナミラー面までの高さをKとしている。またX軸、Y軸にそれぞれ第1のミラー、第2のミラーで走査可能とし、第1のミラー、第2のミラーはY軸方向において距離Lだけ離間され、そのX軸方向にθ1傾斜されている。この場合、これら2枚のスキャナミラーを介して、任意の座標A(X,Y,Z)にビームを集光させたとき、次式数1が成立する。   A method in which the processing defect area detecting unit 80B detects the processing defect area will be described with reference to FIG. Consider a case in which a laser beam LB is scanned from above and printed on a substantially rectangular parallelepiped workpiece W as shown in FIG. In this example, the laser beam LB is fixed in the Z-axis (height) direction, and the height from the printing surface to the scanner mirror surface is K. The X and Y axes can be scanned by the first mirror and the second mirror, respectively, and the first mirror and the second mirror are separated by a distance L in the Y axis direction and inclined by θ1 in the X axis direction. ing. In this case, when the beam is condensed at an arbitrary coordinate A (X, Y, Z) via these two scanner mirrors, the following equation (1) is established.

ここで、レーザ光LBのベクトルは次式数2で表現できる。   Here, the vector of the laser beam LB can be expressed by the following equation (2).

したがってレーザ光LBは、次式数3で表現できる。   Therefore, the laser beam LB can be expressed by the following equation (3).

数3に数1を代入すると、次式数4が得られる。   Substituting Equation 1 into Equation 3 yields Equation 4 below.

任意の座標点A(X,Y,Z)にレーザ光LBが照射できるかどうか、すなわち影になって加工不良領域となるかどうかは、上記数4の直線が印字対象のワークと交点を持つかどうかで決まる。したがって加工不良領域検出手段80Bは、上式を演算することで、加工不良領域を検出できる。また上記の例では、説明を簡略化するためワークを静止させているが、ワークをライン上で搬送する場合等、ワークが移動している場合にも、ワークの移動量を加味して各時間における加工不良領域を演算することができる。   Whether or not the arbitrary coordinate point A (X, Y, Z) can be irradiated with the laser beam LB, that is, whether or not it becomes a shadow and becomes a defective working area, the above-described line 4 has an intersection with the work to be printed. It depends on whether or not. Therefore, the processing defect area detection unit 80B can detect the processing defect area by calculating the above equation. In the above example, the workpiece is stationary for the sake of simplicity of explanation. However, when the workpiece is moving, such as when the workpiece is transported on the line, the amount of movement of the workpiece is taken into account at each time. It is possible to calculate a processing defect area at.

またスキャナの走査速度の違いによる加工不良については、主にX軸・Y軸スキャナに比べてZ軸スキャナが走査速度が遅いために、傾斜面への加工において問題となる。この場合は、ワークの形状あるいは加工面における加工パターンの形状から傾斜角度を検出し、X・Y軸とZ軸との傾斜が所定以上である場合に、印字不良と判断する。なお、このようなスキャナの走査速度に起因する印字不良については、印字パラメータを調整することで解消できることがある。すなわち、X・Y軸スキャナの走査速度にZ軸スキャナが追従できないことが原因であるため、X・Y軸スキャナの走査速度を低下させることで、Z軸スキャナがX・Y軸スキャナの走査に追従することができ、正しい加工を行うことが可能となる。よって、該加工不良領域における加工の間、X・Y軸スキャナの走査速度を低下させる加工条件を調整することで、加工不良領域を解消できる。この加工条件の調整、再設定を行う手段として、加工不良領域における加工条件を加工可能となるように調整する加工条件調整手段80Cを、必要に応じて演算部80に備えることもできる。
(加工条件調整手段80C)
Further, the processing failure due to the difference in the scanning speed of the scanner is a problem in processing on the inclined surface because the scanning speed of the Z-axis scanner is mainly slower than that of the X-axis / Y-axis scanner. In this case, the inclination angle is detected from the shape of the workpiece or the shape of the machining pattern on the machining surface, and if the inclination between the X / Y axis and the Z axis is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the printing is defective. Note that such a printing defect due to the scanning speed of the scanner may be eliminated by adjusting the printing parameters. That is, the reason is that the Z-axis scanner cannot follow the scanning speed of the X / Y-axis scanner. Therefore, the Z-axis scanner can scan the X / Y-axis scanner by reducing the scanning speed of the X / Y-axis scanner. It is possible to follow, and correct machining can be performed. Therefore, by adjusting the processing conditions for reducing the scanning speed of the X / Y-axis scanner during processing in the processing defect area, the processing defect area can be eliminated. As a means for adjusting and resetting the processing conditions, a processing condition adjusting means 80C for adjusting the processing conditions in the processing failure area so as to be processed can be provided in the calculation unit 80 as necessary.
(Processing condition adjusting means 80C)

加工条件調整手段80Cは、傾斜した加工面の傾斜角度、X・Y軸成分、Z軸成分の比率、Z軸スキャナの走査速度、ワークの搬送速度等から、加工可能な条件を演算する。演算された加工条件の調整案は、表示部82に表示させることができる。これによってユーザは指示された調整案を参考にして加工条件を再設定する。あるいは、加工条件調整手段80Cで自動的に加工条件を再設定することもできる。この場合は、一括して加工条件を自動で再設定できるので、ユーザの負担を軽減でき、加工不良領域によらず正確な加工を実現できる。同様に、X軸・Y軸スキャナの走査速度のばらつきが問題となって加工に支障が生じ得る場合も、走査速度の速いスキャナを遅いスキャナの走査速度の合わせるよう調整することで、加工不良を解消できる。
(ハイライト処理)
The machining condition adjusting unit 80C calculates conditions that can be machined from the tilt angle of the tilted machining surface, the ratio of the X / Y-axis component, the Z-axis component, the scanning speed of the Z-axis scanner, the workpiece conveyance speed, and the like. The calculated machining condition adjustment proposal can be displayed on the display unit 82. As a result, the user resets the machining conditions with reference to the instructed adjustment plan. Alternatively, the machining conditions can be automatically reset by the machining condition adjusting means 80C. In this case, since the processing conditions can be automatically reset collectively, the burden on the user can be reduced, and accurate processing can be realized regardless of the processing failure area. Similarly, even when the scanning speed variation of the X-axis / Y-axis scanners becomes a problem and the processing may be hindered, the processing defects can be reduced by adjusting the scanning speed of the high scanning speed to match the scanning speed of the slow scanning speed. Can be resolved.
(Highlight processing)

以上のようにして加工不良領域検出手段80Bが加工不良領域を検出すると、表示部82にワークを表示する際に、ハイライト処理手段80Iによって加工不良領域と加工が可能な加工可能領域とを区別して表示することで、ユーザに加工不良領域を視覚的に把握させることができる。このような加工不良領域や加工可能領域を他と区別して表示するためのハイライト処理としては、カラーで着色する他、グレースケールやグラデーション、影、ハッチング等のパターンを施す、強調、点滅、グレーアウト等、他と区別可能な表示形態が適宜利用できる。また図71の例では、加工不良領域を赤色に着色しているが、これと逆に加工可能領域の方に着色するハイライト処理を採用することもできる。これによってユーザは着色された領域内で加工パターンを設定するよう促される。
(レーザ出射方向の表示)
When the processing failure area detection unit 80B detects the processing failure region as described above, when the workpiece is displayed on the display unit 82, the highlight processing unit 80I distinguishes the processing failure region from the processable region. By displaying separately, it is possible to make the user visually grasp the processing defect area. Highlight processing for displaying such defective processing areas and processable areas in distinction from others is not only coloring with colors, but also patterns such as grayscale, gradation, shadows, and hatching, emphasis, blinking, and grayout. A display form distinguishable from others can be used as appropriate. In addition, in the example of FIG. 71, the processing defect area is colored in red, but on the contrary, a highlight process for coloring the processable area can be adopted. This prompts the user to set a processing pattern within the colored area.
(Display of laser emission direction)

さらに、3D表示画面において、レーザ出射方向の表示を表示することもできる。図40の例において、編集表示欄202においてレーザマーカのマーキングヘッドをアイコン状のイメージMKで表示し、かつマーキングヘッドから出射されるレーザ光LKの軌跡を直線状に表示している。これによって印字の方向を示すことができるので、上述した印字不可能領域との関係が把握し易くなる。またマーキングヘッドのイメージMKは表示と非表示を切り替えることもできる。図81に、各種設定を行う設定画面として、マーキングヘッドイメージMKの表示/非表示の設定画面210の一例を示す。このように、「レーザマーカを表示する」欄のチェックボックスをON/OFFすることによって、表示/非表示を容易に切り替えることができる。このようにマーキングヘッドイメージMKは、加工対象面の3次元イメージを加工イメージ表示部83に表示させる際に、マーキングヘッドとの位置を3次元的に表示するヘッドイメージ表示手段84として機能する。
(座標軸の表示)
Furthermore, the display of the laser emission direction can also be displayed on the 3D display screen. In the example of FIG. 40, the marking head of the laser marker is displayed as an icon-like image MK in the edit display field 202, and the locus of the laser light LK emitted from the marking head is displayed in a straight line. As a result, the direction of printing can be indicated, so that the relationship with the non-printable area can be easily understood. The marking head image MK can be switched between display and non-display. FIG. 81 shows an example of a setting screen 210 for displaying / hiding the marking head image MK as a setting screen for performing various settings. In this way, display / non-display can be easily switched by turning ON / OFF the check box in the “display laser marker” column. As described above, the marking head image MK functions as the head image display means 84 that three-dimensionally displays the position with the marking head when displaying the three-dimensional image of the processing target surface on the processing image display unit 83.
(Display of coordinate axes)

また、作業領域の座標軸を表示することで、座標位置の確認を容易にできる。図40等の例では、作業領域のXYZ座標軸を表示している。これらの座標軸は異なる色で表示することによって、表示を回転させてもXYZ座標軸を容易に区別できる。なお図40等の例において、Z軸はマーキングヘッドのレーザ光の軌跡と一致するよう、マーキングヘッドをXY座標の原点上に位置させている。これにより、座標空間におけるマーキングヘッドの位置関係をユーザに判り易くイメージさせることができる。   Further, by displaying the coordinate axis of the work area, it is possible to easily confirm the coordinate position. In the example of FIG. 40 and the like, the XYZ coordinate axes of the work area are displayed. By displaying these coordinate axes in different colors, the XYZ coordinate axes can be easily distinguished even when the display is rotated. In the example of FIG. 40 and the like, the marking head is positioned on the origin of the XY coordinates so that the Z axis coincides with the locus of the laser beam of the marking head. As a result, the positional relationship of the marking head in the coordinate space can be imaged easily by the user.

また、座標軸の表示のON/OFFを切り替えることもできる。図81の設定画面から、「軸を表示する」欄のチェックボックスをON/OFFすることによって、座標軸の表示/非表示を容易に切り替えることができる。この例では、XYZ座標軸の表示/非表示は一括で設定されるが、X軸、Y軸、Z軸につき、個別に表示のON/OFFを切り替えるよう構成してもよい。さらに、このようなXYZ座標軸以外に、任意の基準線を表示させることもできる。例えば、円柱状ワークの側面に対して印字を行う際、基準位置を明確にするために長手方向に沿って側面に基準線を表示させることもできる。基準線は、任意の位置に1又は複数設定でき、ベクトルの方向や座標等を指定する。
(マーキングヘッドのアイコン)
Moreover, ON / OFF of the display of a coordinate axis can also be switched. The setting / non-display of the coordinate axes can be easily switched by turning ON / OFF the check box in the “display axis” column from the setting screen of FIG. In this example, the display / non-display of the XYZ coordinate axes is set in a lump, but the display may be individually switched on / off for the X axis, the Y axis, and the Z axis. In addition to the XYZ coordinate axes, an arbitrary reference line can be displayed. For example, when printing is performed on the side surface of a cylindrical workpiece, a reference line can be displayed on the side surface along the longitudinal direction in order to clarify the reference position. One or a plurality of reference lines can be set at an arbitrary position, and a vector direction, coordinates, and the like are designated.
(Marking head icon)

図のマーキングヘッドは、マーキングヘッドの形状を模したアイコン状に表示している。形状や色は、実物のマーキングヘッドに従っている。ただ、マーキングヘッドの裏面側の色については、表面側と異なる色で表示させることが好ましい。上述した図41では、マーキングヘッドイメージMKの裏面を白色としており、図40等に示すマーキングヘッドイメージMKの上面の灰色と異なる色に着色している。これにより、3D表示画面の視点を変更し、印字面を回転させて裏側からの表示になっても、裏側を観察していることをユーザは容易に把握できるようになる。図41の例では白色としたが、異なる色としてもよいことはいうまでもない。さらに、各表示色を任意にユーザが指定、変更するよう構成してもよい。図82に、3D表示画面の配色を変更する画面例を示す。また配色のみならず、実線、破線等、線のパターンや塗り潰しのハッチングパターンといった表示のパターンを変更することもできる。図83に2D表示画面における表示の変更画面、図84に2D表示画面における配色の変更画面の例を、それぞれ示す。これらの画面から、ユーザは所望の色やパターン、表示/非表示等を設定できる。   The marking head in the figure is displayed in an icon shape imitating the shape of the marking head. The shape and color follow the actual marking head. However, the color on the back side of the marking head is preferably displayed in a color different from that on the front side. In FIG. 41 described above, the back surface of the marking head image MK is white, and is colored in a color different from the gray color on the top surface of the marking head image MK shown in FIG. Accordingly, even if the viewpoint of the 3D display screen is changed and the print surface is rotated to display from the back side, the user can easily grasp that the back side is observed. In the example of FIG. 41, the color is white, but it is needless to say that the color may be different. Further, each display color may be arbitrarily designated and changed by the user. FIG. 82 shows a screen example for changing the color scheme of the 3D display screen. In addition to the color scheme, a display pattern such as a solid line, a broken line, etc., such as a line pattern or a solid hatching pattern, can be changed. FIG. 83 shows an example of a display change screen on the 2D display screen, and FIG. 84 shows an example of a color arrangement change screen on the 2D display screen. From these screens, the user can set a desired color, pattern, display / non-display, and the like.

このように、加工対象面と共にレーザマーカのマーキングヘッドのイメージも併せて3次元的に表示することで、両者の位置関係をユーザは視覚的に把握できる。このため設定内容のイメージを容易に確認でき、設定ミスを低減できる。この例では、加工面の移動や視点変更に応じてマーキングヘッドのイメージも対応して表示を更新される。なお、図41等の例では、2D表示においては拡大/縮小等表示倍率を変更できるが、3D表示においては倍率を固定としている。3D表示に操作に不慣れなユーザを考慮して、変更可能な項目を制限したものである。ただ、3D表示においてもワークのイメージの拡大/縮小を可能とし、またこれに応じてマーキングヘッドのイメージも拡大/縮小するよう構成できることはいうまでもない。なお、ワークの拡大/縮小と無関係に、マーキングヘッドのイメージの大きさを固定してもよい。マーキングヘッドの表示は位置関係の確認が一の目的であるため、マーキングヘッドの大きさを固定することで縮小表示の際にマーキングヘッドの位置を見失わないようにできる。   Thus, the image of the marking head of the laser marker is displayed together with the processing target surface in a three-dimensional manner, so that the user can visually grasp the positional relationship between the two. For this reason, an image of setting contents can be easily confirmed, and setting errors can be reduced. In this example, the display of the marking head image is also updated in accordance with the movement of the processing surface and the change of the viewpoint. In the example of FIG. 41 and the like, the display magnification such as enlargement / reduction can be changed in 2D display, but the magnification is fixed in 3D display. The items that can be changed are limited in consideration of a user who is unfamiliar with the operation for 3D display. However, it is needless to say that the image of the workpiece can be enlarged / reduced even in 3D display, and the marking head image can be enlarged / reduced accordingly. Note that the size of the marking head image may be fixed regardless of the enlargement / reduction of the workpiece. Since the display of the marking head is intended to confirm the positional relationship, the size of the marking head can be fixed so that the position of the marking head is not lost during the reduced display.

また、上記の例ではワークが静止した状態での印字を説明しているため、3D表示においては作業領域を中心に表示している。ただ、後述するように移動するワークに対しても印字可能なレーザマーカを利用することもでき、このような移動印字の際には、静止印字の作業領域よりも広い範囲に3D表示することもできる。すなわち、移動印字の場合には印字可能なエリアが実質的に広くとれるため、広い印字可能なエリアの全体を3D表示することで、印字設定の確認を容易にできる。特に、長尺のワークが長手方向に搬送される際等は、ワークの全体を一画面で表示させることで全体の把握が容易となる。また、必要に応じて画面をスクロールさせて全体を表示させることも可能であることはいうまでもない。
(印字ブロックの配置)
Further, since the above example describes the printing in a state where the workpiece is stationary, in the 3D display, the work area is mainly displayed. However, as will be described later, it is also possible to use a printable laser marker for a moving workpiece, and in such moving printing, it is possible to display 3D in a wider range than the work area for stationary printing. . That is, in the case of moving printing, since the printable area can be substantially widened, the print setting can be easily confirmed by displaying the entire wide printable area in 3D. In particular, when a long workpiece is conveyed in the longitudinal direction, the entire workpiece can be easily grasped by displaying the entire workpiece on a single screen. Needless to say, the entire screen can be displayed by scrolling the screen as necessary.
(Layout of printing blocks)

さらにまた、レーザ加工データ設定プログラムは、加工対象面の配置を調整する機能も有する。図85の例では、位置調整手段3Kを構成する「形状設定」タブ204iを選択した状態で詳細設定欄204cの「ブロック形状・配置」タブ211を選択すると、印字ブロックの基準位置の座標や回転角、ブロック形状の詳細が指定できる。これによって、加工対象面の配置を任意に変更できる。またブロック形状の詳細は、図85のように円柱の加工対象面が指定されている場合は、「ブロック形状」欄212で円柱の半径と、印字面が円柱の内面か外面の別を指定できる。
(レーザ加工データの設定手順)
Furthermore, the laser processing data setting program has a function of adjusting the arrangement of the processing target surface. In the example of FIG. 85, when the “block shape / arrangement” tab 211 in the detailed setting column 204c is selected while the “shape setting” tab 204i constituting the position adjusting means 3K is selected, the coordinates and rotation of the reference position of the print block are selected. Details of corners and block shapes can be specified. Thereby, arrangement | positioning of a process target surface can be changed arbitrarily. As for the details of the block shape, when a cylindrical processing target surface is specified as shown in FIG. 85, the “block shape” column 212 can specify the radius of the cylinder and whether the print surface is the inner surface or the outer surface of the cylinder. .
(Laser processing data setting procedure)

以上のレーザ加工データ設定プログラムを用いて、加工条件設定部3Cから印字条件を設定して加工データ生成部80Kが加工パターンを生成する手順を、図86のフローチャートに基づいて説明する。まず図86のステップS21において、加工パターンを設定する。ここでは、加工条件設定部3Cから文字列を入力し、さらにエンコードするシンボルの種別を指定する。図14の例では、加工種類指定欄204aで文字列を選択し、文字入力欄204bから文字列として「012345」を入力すると共に、文字データ指定欄204dの「文字データの種類」欄から、シンボルの種別として「バーコード」、さらにバーコードの詳細種別として「CODE39」を指定している。このようにして指定された情報に基づき、演算部80は加工パターンを生成する。ここでは文字列でなくバーコードが選択されているので、バーコードが生成され、バーコードのイメージが編集表示欄202に表示される。   A procedure for setting the printing condition from the processing condition setting unit 3C and generating the processing pattern by the processing data generation unit 80K using the above laser processing data setting program will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S21 in FIG. 86, a processing pattern is set. Here, a character string is input from the processing condition setting unit 3C, and the type of symbol to be encoded is specified. In the example of FIG. 14, a character string is selected in the processing type designation field 204a, and “012345” is entered as a character string from the character input field 204b. “Barcode” is specified as the type of “CODE”, and “CODE39” is specified as the detailed type of the barcode. Based on the information specified in this way, the calculation unit 80 generates a machining pattern. Here, since a barcode is selected instead of a character string, a barcode is generated and an image of the barcode is displayed in the edit display column 202.

なお、この例では加工条件設定部3Cから入力された文字情報に基づいて、演算部80が自動的に加工パターンとしてシンボルを生成しているが、直接シンボルを入力することも可能である。例えば、既に作成されたシンボルの画像データを加工条件設定部で選択して入力したり、他のプログラムで作成したシンボルを加工条件設定部から貼り付ける等の手段が採用できる。   In this example, the arithmetic unit 80 automatically generates a symbol as a processing pattern based on the character information input from the processing condition setting unit 3C. However, it is also possible to input a symbol directly. For example, it is possible to adopt means such as selecting and inputting image data of already created symbols in the processing condition setting unit, or pasting symbols created by other programs from the processing condition setting unit.

またステップS22で、加工条件設定部3Cからプロファイル情報を入力する。図14の例では、印字パターン入力欄204のタブを「基本設定」タブ204hから「形状設定」タブ204iに切り替えて、図37のプロファイル指定欄205から基本図形として円柱を選択する。これにより、図38に示すように編集表示欄202の表示が平面状から円柱状に切り替えられる。また、編集表示欄202の表示形式を3D表示に切り替えると、図39に示すように加工対象面の3次元形状が立体的に確認できる。なお形状の指定は文字列すなわち印字ブロック毎に設定可能であるが、複数文字列に一括して形状を指定してもよい。   In step S22, profile information is input from the machining condition setting unit 3C. In the example of FIG. 14, the tab of the print pattern input field 204 is switched from the “basic setting” tab 204h to the “shape setting” tab 204i, and a cylinder is selected as the basic figure from the profile designation field 205 of FIG. Thereby, as shown in FIG. 38, the display of the edit display column 202 is switched from a planar shape to a cylindrical shape. Further, when the display format of the edit display column 202 is switched to 3D display, the three-dimensional shape of the processing target surface can be confirmed three-dimensionally as shown in FIG. The shape can be specified for each character string, that is, for each print block, but the shape may be specified for a plurality of character strings.

このように、ステップS21で印字パターン情報を指定し、この加工パターンの平面図を編集表示欄202で表示させた後、ステップS22でプロファイル情報を指定して3次元の加工パターンに変換して編集表示欄202で確認することで、加工パターンの変化を視覚的に確認できる。なお、上記ステップS21とステップS22は、順序を入れ替えてもよい。すなわち、先に加工対象面の形状を指定した後、印字パターン情報を指定することもできる。   In this manner, the print pattern information is designated in step S21, and the plan view of this machining pattern is displayed in the edit display column 202. Then, in step S22, the profile information is designated and converted into a three-dimensional machining pattern for editing. By confirming in the display column 202, a change in the machining pattern can be visually confirmed. The order of step S21 and step S22 may be interchanged. That is, the print pattern information can be specified after the shape of the surface to be processed is specified first.

以上のようにして、加工データとして3次元空間座標データが得られた後、必要に応じて調整作業が行われる。例えばレイアウトの調整や高さ方向(z方向)への微調整が挙げられる。微調整には、プログラムのユーザインターフェース上に設けられたスライダの調整やマウスのホイール回転等の手段が利用できる。   As described above, after the three-dimensional spatial coordinate data is obtained as the processing data, adjustment work is performed as necessary. For example, adjustment of the layout and fine adjustment in the height direction (z direction) can be mentioned. For fine adjustment, means such as slider adjustment and mouse wheel rotation provided on the user interface of the program can be used.

以上の手順で最終的なレーザ加工データが生成され設定作業が終了した後、得られたレーザ加工データをレーザ加工データ設定プログラムから、図12に示すレーザ加工装置のコントローラ1Aに転送する。転送の実行には、レーザ加工データ設定プログラムの画面左下に設けられた「転送・読出し」ボタン215を押下する。これによりコントローラ1A内のメモリに設定データが転送され、展開されて設定内容が切り替えられ、新たな印字条件が反映される。   After the final laser processing data is generated by the above procedure and the setting operation is completed, the obtained laser processing data is transferred from the laser processing data setting program to the controller 1A of the laser processing apparatus shown in FIG. To execute the transfer, a “transfer / read” button 215 provided at the lower left of the screen of the laser processing data setting program is pressed. As a result, the setting data is transferred to the memory in the controller 1A, expanded and changed, and the new printing conditions are reflected.

レーザ加工装置では、レーザ加工データに基づいて印字加工を行う。また実際の加工開始に先立って、テスト印字を行わせてもよい。これにより、所望の印字パターンの印字が得られるかどうかを事前に確認することができる。またテスト印字結果に基づいて、さらにレーザ加工データを再設定することもできる。   The laser processing apparatus performs printing processing based on the laser processing data. Further, test printing may be performed prior to the start of actual processing. Thereby, it can be confirmed in advance whether or not printing of a desired printing pattern can be obtained. Further, the laser processing data can be reset based on the test print result.

以上の例では、一のワークに一の印字パターンを指定する例を説明したが、同様の手順を繰り返すことにより一のワークに複数の印字パターンを指定することもできる。また、レーザ加工データ設定プログラムの一画面にワークを一のみを表示する構成に限られず、一画面に複数のワークを表示させて、それぞれのワークに印字パターンを指定することもできる。
(移動印字の設定方法)
In the above example, an example in which one print pattern is designated for one work has been described. However, a plurality of print patterns can be designated for one work by repeating the same procedure. Further, the present invention is not limited to the configuration in which only one workpiece is displayed on one screen of the laser processing data setting program, and a plurality of workpieces can be displayed on one screen and a print pattern can be designated for each workpiece.
(Setting method for moving printing)

またレーザ加工装置で、静止したワークへの可能のみならず、移動するワークに対しても加工データ生成部80Kで適切な条件を演算して印字を行うよう構成できる。一例として平面状のワークが移動する印字の設定方法について、図87に基づいて説明する。2次元的な移動印字では、移動するワークに対して、2次元的な印字対象面に印字する。このような印字の場合は、(1)印字する印字内容を決定し、(2)平面移動の加工条件を設定した上で、(3)印字を開始し、(4)さらに印字内容のXY座標に、ワークの移動量に応じた座標を加算する。図87(a)の例では、印字内容として文字列「ABC」を指定している。また平面移動の加工条件としては、移動方向、移動条件、印字範囲等がある。以下、平面移動加工条件について順次説明する。
(移動方向)
Further, the laser processing apparatus can be configured to perform printing not only for a stationary work but also for a moving work by calculating an appropriate condition in the machining data generation unit 80K. As an example, a printing setting method for moving a planar workpiece will be described with reference to FIG. In the two-dimensional moving printing, a moving workpiece is printed on a two-dimensional printing target surface. In the case of such printing, (1) the printing content to be printed is determined, (2) the plane moving processing conditions are set, (3) printing is started, and (4) the XY coordinates of the printing content are further set. In addition, coordinates corresponding to the amount of movement of the workpiece are added. In the example of FIG. 87A, the character string “ABC” is designated as the print content. Further, the processing conditions for plane movement include a moving direction, a moving condition, a printing range, and the like. Hereinafter, the plane moving processing conditions will be sequentially described.
(Direction of movement)

平面移動加工条件の一である移動方向として、ワークの移動方向を指定する。この例では、印字対象のワークが左から右へ移動するため、この移動方向を移動加工条件設定部から指定する。図88に移動加工条件設定部の一例として、加工ライン条件設定画面240を示す。この図において、「移動/印字方向」タブ241を選択し、ワークのXY移動方向及び/又はZ移動方向を設定する。この例では、レーザ加工装置のマーキングヘッドを平面図及び側面図で示し、これに対してワークのラインの向き及び移動方向を指定する。このような視覚的な表示例から選択させることによって、ユーザは相互の位置関係を容易に把握でき、設定を容易にすると共に設定ミスを低減できる。図87の例では、マーキングヘッドの長手方向に対して印字の向きが図87(a)に対して直交する場合、ワークの移動方向に応じて上又は下方向を選択する。選択後、印字内容である「ABC」が上下方向に並んで表示される。
(移動条件)
The moving direction of the workpiece is designated as the moving direction which is one of the plane moving machining conditions. In this example, since the workpiece to be printed moves from left to right, this moving direction is designated from the moving machining condition setting unit. FIG. 88 shows a machining line condition setting screen 240 as an example of the moving machining condition setting unit. In this figure, the “movement / printing direction” tab 241 is selected to set the XY movement direction and / or the Z movement direction of the workpiece. In this example, the marking head of the laser processing apparatus is shown in a plan view and a side view, and the direction of the workpiece line and the moving direction are designated for the marking head. By selecting from such visual display examples, the user can easily grasp the mutual positional relationship, and can easily set and reduce setting errors. In the example of FIG. 87, when the printing direction is orthogonal to FIG. 87A with respect to the longitudinal direction of the marking head, the upper or lower direction is selected according to the moving direction of the workpiece. After selection, “ABC”, which is the print content, is displayed side by side in the vertical direction.
(Movement conditions)

移動条件は、所定の速度での移動(フィードバック無しのオープン制御)か、エンコーダによるフィードバック制御かを指定するものである。ここではワークが等速移動かエンコーダ制御かを選択する。
(印字範囲)
The movement condition designates movement at a predetermined speed (open control without feedback) or feedback control by an encoder. Here, it is selected whether the workpiece is moved at a constant speed or controlled by an encoder.
(Print range)

印字できる範囲は、X方向とY方向に対応させて設けられたスキャナの可動範囲によって定められるものであり、その最大の印字可能範囲は、図14や図39に示す編集表示欄202で表示される部分が、これに対応するよう設定されている。ユーザは、その編集表示欄202内に、印字対象文字等を設定することで、自動的に印字範囲を設定できる。   The printable range is determined by the movable range of the scanner provided corresponding to the X direction and the Y direction, and the maximum printable range is displayed in the edit display column 202 shown in FIGS. This part is set to correspond to this. The user can automatically set a print range by setting a print target character or the like in the edit display field 202.

これらの平面移動加工条件を指定すると、印字開始後のXY座標位置及び各座標位置におけるレーザ光のON/OFFを演算できる。XY座標は、印字内容の文字に応じたXY座標に、ワークの移動方向の座標に対してワーク移動量分を加算して計算できる。図87の例では、ワークがX方向に移動するため、X座標についてのみワークの移動速度を加算し、Y座標については維持する。   When these plane movement processing conditions are designated, the XY coordinate position after the start of printing and the ON / OFF of the laser beam at each coordinate position can be calculated. The XY coordinates can be calculated by adding the workpiece movement amount to the coordinates in the movement direction of the workpiece to the XY coordinates corresponding to the characters of the print contents. In the example of FIG. 87, since the workpiece moves in the X direction, the movement speed of the workpiece is added only for the X coordinate, and the Y coordinate is maintained.

また、平面が移動する例に限られず、回転体等、3次元的な移動印字を行うことも可能である。この場合も上記平面移動印字と同様、(1)印字する印字内容を決定し、(2)回転移動の加工条件を設定した上で、(3)印字を開始し、(4)さらに印字内容のXY座標に、ワークの移動量に応じた座標を加算する。
(デフォーカス量の設定)
Further, the present invention is not limited to the example in which the plane moves, and three-dimensional moving printing such as a rotating body can also be performed. In this case, as in the above-described plane movement printing, (1) the printing contents to be printed are determined, (2) the processing conditions for rotational movement are set, (3) printing is started, and (4) the printing contents are further determined. A coordinate corresponding to the movement amount of the work is added to the XY coordinate.
(Defocus amount setting)

以上の加工データ生成部80Kは、加工条件設定部3Cで設定された加工条件に基づいて、3次元状の加工対象面と一致する基本設定条件となるように加工データを生成している。ただ、意図的に加工対象面と一致しないようにデフォーカス量を設定することも可能である。   The above machining data generation unit 80K generates machining data based on the machining conditions set by the machining condition setting unit 3C so that the basic setting conditions coincide with the three-dimensional machining target surface. However, it is also possible to set the defocus amount so that it does not coincide with the processing target surface.

意図的に特定のデフォーカス量を印字面に対して設定するには、印字面に対してフォーカスが合う基本設定条件に対して、デフォーカス量を指定する。図89に、このような設定を行う加工パラメータ設定画面の一例を示す。図89において、加工パラメータ設定欄204nにデフォーカス値を指定するデフォーカス設定欄204oが設けられており、ユーザが所望の値を入力する。デフォーカス値として、例えばプラスの値を入力すれば、焦点位置が印字面よりも設定された値分、レーザ加工装置に対して離れた位置に設定される。逆にマイナスの値として入力すれば、印字面よりさらに設定された値だけ焦点位置がレーザ加工装置に対して近い位置に設定される。   In order to intentionally set a specific defocus amount for the print surface, the defocus amount is designated with respect to a basic setting condition in which the print surface is focused. FIG. 89 shows an example of a machining parameter setting screen for performing such setting. In FIG. 89, a defocus setting field 204o for specifying a defocus value is provided in the processing parameter setting field 204n, and the user inputs a desired value. For example, if a positive value is input as the defocus value, the focal position is set at a position away from the laser processing apparatus by a value set from the printing surface. Conversely, if a negative value is input, the focal position is set closer to the laser processing apparatus by a value set further than the printing surface.

また、加工条件を設定する際の設定項目として、レーザ光のデフォーカス量としてのスポット径、ワークの材質等の加工パラメータを設定することもできる。この際、指定された一の加工パラメータの変更に追従させて他の加工条件を自動的に変更することにより、ユーザは特定の設定項目のみを変化させた条件出しが容易に行える。図89に示すレーザ加工データ設定プログラムの画面においては、画面右側の「詳細設定」タブ204jの下段において、ワーキングディスタンス、デフォーカス量、スポット径、加工対象ワークの設定欄が設けられている。ワーキングディスタンスは、レーザ加工装置によって決まるため、通常は自動で設定される。デフォーカス量は、レーザ光の焦点位置(ワーキングディスタンス)からのオフセット量を指定する。またスポット径は焦点位置のスポット径を基準として比率で指定される。さらに、加工対象ワークは、加工対象のワークの材質や加工目的を、選択肢204kから選択することで、選択されたワークの加工に適したレーザ光のパワー密度に調整される。この例では、鉄への黒色印字、ステンレスへの黒色印字、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂といったワークの材質、及び樹脂溶着、表面粗しといった加工目的が列挙されており、ユーザは所望の加工目的に応じてラジオボタンを選択する。   Further, as setting items when setting the machining conditions, machining parameters such as a spot diameter as a defocus amount of the laser beam, a workpiece material, and the like can be set. At this time, by automatically changing other machining conditions in accordance with the change of one designated machining parameter, the user can easily create a condition by changing only a specific set item. In the screen of the laser processing data setting program shown in FIG. 89, a setting column for a working distance, a defocus amount, a spot diameter, and a workpiece to be processed is provided in the lower part of the “detail setting” tab 204j on the right side of the screen. Since the working distance is determined by the laser processing apparatus, it is usually set automatically. The defocus amount designates an offset amount from the focal position (working distance) of the laser beam. The spot diameter is specified as a ratio based on the spot diameter at the focal position. Furthermore, the workpiece to be machined is adjusted to the power density of the laser beam suitable for machining the selected workpiece by selecting the material and machining purpose of the workpiece to be machined from the options 204k. In this example, black printing on iron, black printing on stainless steel, ABS resin, polycarbonate resin, phenolic resin work materials, and processing purposes such as resin welding and surface roughening are listed. Select the radio button according to the purpose.

これらの設定項目は、相互に関連している。すなわち、デフォーカス量を調整することにより、レーザ光のパワー密度を調整できるが、同時にスポット径も変化する。またワークの材質や加工目的を選択すると、目的に合致したレーザ光のパワー密度が選択されるため、デフォーカス量やスポット径が変化することになる。このため、スポット径を一定に維持しつつレーザ光のパワー密度を調整したい場合には、従来はデフォーカス量を設定するのみならず、スポット径が変化しないような加工パラメータの組み合わせを探すべく、レーザ光の出力値や走査速度といった他の設定項目を調整する必要があった。この作業は、実際にワークにレーザ光を走査して加工した結果を見ながら各項目値を調整するという試行錯誤を繰り返して、最適な加工パラメータの組み合わせを見つけ出すものであるため、極めて煩雑で手間がかかる。   These setting items are related to each other. That is, by adjusting the defocus amount, the power density of the laser beam can be adjusted, but the spot diameter also changes at the same time. When the material of the workpiece and the processing purpose are selected, the power density of the laser beam that matches the purpose is selected, so the defocus amount and the spot diameter change. For this reason, when it is desired to adjust the power density of the laser beam while maintaining the spot diameter constant, conventionally, not only the defocus amount is set, but in order to find a combination of processing parameters that does not change the spot diameter, It was necessary to adjust other setting items such as the output value of the laser beam and the scanning speed. This work involves repeated trial and error of adjusting each item value while observing the result of actually scanning the workpiece with laser light and finding the optimum combination of machining parameters, which is extremely complicated and laborious. It takes.

そこで、予め一の加工パラメータに対応して変更すべき他の加工パラメータ値の組み合わせを参照テーブル5aに登録しておき、一の加工パラメータを調整する際には、参照テーブル5aを参照して該当する他の加工パラメータの組み合わせを抽出し、この値を自動設定することによって、必要な設定項目のみを変化させることを可能としている。具体的には、図89の画面からデフォーカス量やスポット径、加工対象ワークのいずれか一を設定すると、他の設定項目には対応する値が自動的に入力される。また、この状態からデフォーカス量を変更しても、スポット径や加工対象ワークが一定に維持されるよう、他の加工パラメータ(例えばレーザ出力や走査速度)等が自動的に調整される。これにより、ユーザは所望の項目のみを速やかに変更できるので、所望の加工結果に極めて容易に調整することができる。
(デフォーカス量の連続変化)
Therefore, a combination of other machining parameter values that should be changed corresponding to one machining parameter is registered in the reference table 5a in advance, and when adjusting one machining parameter, the reference table 5a is referred to, By extracting a combination of other processing parameters to be performed and automatically setting this value, it is possible to change only necessary setting items. Specifically, when any one of the defocus amount, the spot diameter, and the workpiece to be processed is set from the screen of FIG. 89, corresponding values are automatically input to the other setting items. Even if the defocus amount is changed from this state, other processing parameters (for example, laser output and scanning speed) are automatically adjusted so that the spot diameter and the workpiece to be processed are maintained constant. Thereby, since the user can change only a desired item rapidly, it can adjust to a desired process result very easily.
(Continuous change in defocus amount)

さらに、加工パラメータをレーザ加工中に連続的に変化させることもできる。これによって、図90に示すような加工パターンに加工することができる。図90(a)は、ワーク表面の彫り込み加工において傾斜面を形成した例を示す断面図であり、図90(b)はワーク表面に筆書き調のロゴを印字加工した平面図である。このような加工を行うには、レーザ光のデフォーカス量やスポット径を連続的に変化させるように設定することで実現できる。この際も、上記と同様にデフォーカス量やスポット径の連続変化に追従させるように、加工データ生成部80Kが他の加工パラメータも連続的に調整し、指定された設定項目のみが連続変化するように自動調整される。この結果、加工位置や大きさといった、変更を要しない設定項目は従前の値を維持するような加工が行われ、ユーザが望む設定項目のみを変化させるような加工条件を容易に設定できる。   Furthermore, the processing parameters can be continuously changed during laser processing. Thereby, it is possible to process into a processing pattern as shown in FIG. FIG. 90A is a cross-sectional view showing an example in which an inclined surface is formed in the engraving process of the work surface, and FIG. 90B is a plan view in which a handwritten logo is printed on the work surface. Such processing can be realized by setting the defocus amount and spot diameter of the laser beam to be continuously changed. At this time, similarly to the above, the machining data generation unit 80K also continuously adjusts other machining parameters so as to follow the continuous change of the defocus amount and the spot diameter, and only the designated setting items continuously change. To be automatically adjusted. As a result, the setting items that do not need to be changed, such as the processing position and size, are processed so that the previous values are maintained, and processing conditions that change only the setting items desired by the user can be easily set.

図91に、このようなレーザ加工の連続変化を設定する設定画面の一例を示す。図91の例では、「連続変化を行う」欄のチェックボックスをONにすると、連続変化の設定画面に切り替えられる。ここでは、連続変化を行う範囲を座標位置で指定する。また、変化させたい設定項目のチェックボックスをONにすると、範囲の入力欄が表示され、数値を指定可能となる。図91の例では、デフォーカス量のチェックボックスを選択しており、開始位置のデフォーカス量と終了位置のデフォーカス量を指定する。指定されたデフォーカス量は、指定された範囲内において、均等に連続変化するように自動設定される。また、開始値または終了値のみを指定し、変化の増分・減分や変化率を指定することもできる。また、デフォーカス量を設定すると、スポット径の欄も対応する数値が参照テーブル5aから参照されて、入力欄に自動的に入力される。このように、いずれかの設定項目が指定されると、他の設定項目にも自動的に対応値が入力されるので、ユーザは各設定項目の加工パラメータ同士の相関関係を意識することなく、必要な項目のみを設定するだけで所望の加工条件に変更することが可能となる。   FIG. 91 shows an example of a setting screen for setting such a continuous change in laser processing. In the example of FIG. 91, when the check box in the “perform continuous change” column is turned ON, the screen is switched to the continuous change setting screen. Here, the range where the continuous change is performed is designated by the coordinate position. When the check box of a setting item to be changed is turned ON, a range input field is displayed, and a numerical value can be designated. In the example of FIG. 91, the defocus amount check box is selected, and the defocus amount at the start position and the defocus amount at the end position are designated. The designated defocus amount is automatically set so as to continuously change evenly within the designated range. It is also possible to specify only the start value or the end value, and specify the increment / decrement of change and the rate of change. When the defocus amount is set, the numerical value corresponding to the spot diameter column is also referred to from the reference table 5a and automatically input to the input column. In this way, when any setting item is specified, the corresponding value is automatically input to the other setting items, so the user is not aware of the correlation between the processing parameters of each setting item. It is possible to change to desired processing conditions by setting only necessary items.

なお、図91の例では、文字データ指定欄204dで「RSS&CC(RSS・コンポジットコード)」が選択され、編集表示欄202及び3次元ビューワ260にコンポジットコードが表示されている。「RSS&CC」では、RSSコード、またはRSSコードの上方にマイクロPDFコードを付加したコンポジットコードが設定できる。この例では種別指定欄204qでコンポジットコードとして「RSS-14 CC-A」が選択されている。また、文字入力欄204bにおいて付加情報の入力に必要な区切り文字やその他制御コード、特殊文字コード、外字等の入力を容易にするため、これらの入力用ボタンを備えた第2のフローティングツールバー296を設けることもできる。これにより、ユーザは特殊なコードの入力作業を容易に行うことができる。   In the example of FIG. 91, “RSS & CC (RSS / composite code)” is selected in the character data designation field 204d, and the composite code is displayed in the edit display field 202 and the three-dimensional viewer 260. In “RSS & CC”, an RSS code or a composite code in which a micro PDF code is added above the RSS code can be set. In this example, “RSS-14 CC-A” is selected as the composite code in the type designation field 204q. In order to facilitate the input of delimiters, other control codes, special character codes, external characters, etc. necessary for inputting additional information in the character input field 204b, a second floating toolbar 296 having these input buttons is provided. It can also be provided. As a result, the user can easily perform a special code input operation.

以上のようにして、加工対象のワークの材質、加工パターン、仕上げ状態、加工時間等の設定項目について、レーザ光のビーム径を自由に変化させることにより、簡単に短時間で変更できる。
(設定の保存・読み込み)
As described above, the setting items such as the material of the workpiece to be machined, the machining pattern, the finishing state, and the machining time can be easily changed in a short time by freely changing the beam diameter of the laser beam.
(Save / Load settings)

さらに、一旦設定された加工条件の加工パラメータを設定データとして保存し、必要時に呼び出すこともできる。例えば、ファイルメニューから「名前をつけて保存」を選択し、任意の名称をつけて設定情報を保存しておくことで、将来同じワークに同じ加工を行う際に、保存された設定データを呼び出すことで、段取り替えに要する時間や手間を大幅に簡略化できる。また、よく使われる設定については、予め登録しておくことにより、これを利用すれば初心者でも容易に加工条件の設定を行える。また登録・保存されたデータの設定条件をベースにして調整を行うことによって、設定の手間を大幅に省力化できる。このように、設定情報の再利用を可能とすることでも、設定作業の省力化に大きく貢献できる。   Furthermore, the processing parameters of the processing conditions once set can be saved as setting data and recalled when necessary. For example, by selecting “Save As” from the File menu and saving the setting information with an arbitrary name, the saved setting data can be recalled when performing the same processing on the same workpiece in the future. As a result, the time and labor required for the setup change can be greatly simplified. Moreover, by registering frequently used settings in advance, even if a beginner can use them, machining conditions can be easily set. Also, by making adjustments based on the setting conditions of registered / stored data, the labor of setting can be greatly saved. As described above, enabling the reuse of the setting information can greatly contribute to labor saving of the setting work.

以上のように、レーザ加工データ設定プログラムを用いたレーザ加工データ設定方法の基本的な流れは、先ず2次元設定用ユーザインターフェースを用いて、2次元状の印字パターン情報として、印字文字列やレイアウトなどを設定し、次いで3次元設定用ユーザインターフェースで、印字パターンを3次元形状に変換するための3次元情報やレイアウトを設定するという手順になる。この手順を具体的に説明すると、先ず2次元設定用ユーザインターフェースでの設定は、印字対象の文字列、バーコード、2次元コード、あるいはユーザ規定の図形等を規定する情報と、それらの大きさ、文字毎の傾き、線幅など平面的なレイアウトに関するデータを入力する。データ入力に関しては、直接数値入力することや、加工イメージ表示部で2次元状に表示させたイメージ上から直接編集することも可能である。例えばサイズ調整やレイアウト等をマウス操作により調整できる。これらの設定は、2次元表示にて行うことができる。   As described above, the basic flow of the laser processing data setting method using the laser processing data setting program is as follows. First, using a two-dimensional setting user interface, as a two-dimensional print pattern information, a print character string and a layout are arranged. And then setting 3D information and layout for converting the print pattern into a 3D shape on the 3D setting user interface. This procedure will be described in detail. First, the setting in the two-dimensional setting user interface is performed by specifying the character string to be printed, the barcode, the two-dimensional code, or information specifying the user-defined figure and the size thereof. Input data related to a planar layout such as the inclination and line width for each character. Regarding data input, it is possible to directly input numerical values or to edit directly from an image displayed in a two-dimensional form on the processed image display unit. For example, size adjustment and layout can be adjusted by operating the mouse. These settings can be made in a two-dimensional display.

次に、上記で設定した印字パターンについて、3次元設定用ユーザインターフェースを用いて、3次元的形状及びレイアウトに関する情報を付加する。3次元的形状の指定を、上述した図37及び図38の例に基づいて説明すると、図38の「形状設定」タブ204iで文字列の形状に「円柱」を指定した段階で、文字列が円筒面に張り付くように変形され、図38に示すように編集表示欄202で示す正面すなわち印字対象面の真上から見た印字イメージの形状が変形される。   Next, information regarding the three-dimensional shape and layout is added to the print pattern set above using the three-dimensional setting user interface. The specification of the three-dimensional shape will be described based on the example of FIGS. 37 and 38 described above. When the character string is designated as “cylindrical” on the “shape setting” tab 204i in FIG. As shown in FIG. 38, the print image is deformed so as to stick to the cylindrical surface, and the shape of the print image viewed from the front, that is, directly above the print target surface, is changed.

ここで正面図と立体図の変換は、以下のように行える。例えば円柱のように平面図に展開可能な立体図形の場合、2次元で設定した印字パターンの文字列は展開図に配置されていると考えることができる。展開図から立体を作成する場合、設定した文字列が立体表面のどの位置に配置されるかは、演算により容易に計算できる。また、この3次元形状の正面図を作成するには、文字列が配置された円筒を、印字対象面の無限遠正面から見た場合の表示図を作成し、この状態から印字する文字列以外の情報を取り去る。すなわち3次元形状のワークに関する情報を排除することで、印字する文字列の正面図が作成できる。また、このような展開図を貼り付ける方法に限られず、立体図形の表面に2次元で設定した文字列を任意の方向から射影する方法や、立体表面に近似的にマッピングを行う方法も適宜利用できる。   Here, the conversion between the front view and the three-dimensional view can be performed as follows. For example, in the case of a three-dimensional figure that can be developed in a plan view such as a cylinder, it can be considered that a character string of a print pattern set in two dimensions is arranged in the development view. When creating a solid from the developed view, the position where the set character string is arranged on the surface of the solid can be easily calculated by calculation. Also, to create a front view of this three-dimensional shape, create a display diagram when the cylinder where the character string is placed is viewed from the infinity front of the surface to be printed, and from this state other than the character string to be printed Remove information. That is, a front view of a character string to be printed can be created by excluding information related to a three-dimensional workpiece. In addition, the method of pasting such a development view is not limited, and a method of projecting a character string set two-dimensionally on the surface of a three-dimensional figure from an arbitrary direction and a method of approximating mapping on a three-dimensional surface are also used as appropriate. it can.

さらに3次元形状を設定した印字パターンのレイアウトを、3次元設定用ユーザインターフェースから調整する。レイアウトの調整は、3次元表示画面で直感的に印字パターンの立体的な位置関係を確認しながら、2次元表示画面で正面図を表示させて、微妙な位置調整を行える。例えば、基本図形の基準となる座標位置の指定や、図形の傾き、図形の基準点から文字がどの位置に配置されているか等の情報を設定する。この設定に関しても、数値で直接入力する他、加工イメージ表示部で2次元的又は/及び3次元的に作業領域内に配置されたワークのイメージ上で直接編集することも可能である。これらの設定において設定可能な項目としては、例えば図92の一覧表に示す事項が挙げられる。
(加工条件)
Further, the layout of the print pattern in which the three-dimensional shape is set is adjusted from the three-dimensional setting user interface. The layout can be adjusted finely by displaying the front view on the two-dimensional display screen while intuitively confirming the three-dimensional positional relationship of the print pattern on the three-dimensional display screen. For example, information such as designation of a coordinate position serving as a reference of a basic figure, inclination of the figure, and a position where a character is arranged from the reference point of the figure is set. With regard to this setting, it is possible to directly edit numerical values on the workpiece image arranged in the work area two-dimensionally and / or three-dimensionally in the machining image display unit. Items that can be set in these settings include, for example, items shown in the list of FIG.
(Processing conditions)

加工条件には、加工の内容を示す加工パターン情報と、加工パターンを加工対象面の形状に応じて3次元状に変形する3次元形状情報が含まれる。加工パターンは、文字列やバーコード、2次元コード等のシンボル、あるいはロゴ等のイメージデータである。またパレット印字等の一括加工モードにおいては、製造年月日やシリアル番号等の変数を加工パターンに含めてもよい。変数は、加工日時等、加工時に指定する所定値の他、シリアル番号等のように加工位置や加工順序等に応じてインクリメントする値等が利用される。このような情報をワークに付加することで、トレーサビリティに対応した3次元印字が実現できる。
(Z軸スキャナの追従機能 実施例1)
The processing conditions include processing pattern information indicating the content of processing and three-dimensional shape information for deforming the processing pattern into a three-dimensional shape according to the shape of the processing target surface. The processing pattern is a character string, a bar code, a symbol such as a two-dimensional code, or image data such as a logo. In a batch processing mode such as pallet printing, variables such as a manufacturing date and a serial number may be included in the processing pattern. As the variable, in addition to a predetermined value specified at the time of processing, such as a processing date, a value that is incremented according to a processing position, a processing order, or the like such as a serial number is used. By adding such information to the workpiece, three-dimensional printing corresponding to traceability can be realized.
(Tracking function of Z-axis scanner Example 1)

レーザ光走査系でレーザ光を3次元的に走査してワークに印字する場合、XY座標にZ座標を関連付けることで、X軸、Y軸スキャナの移動に合わせてZ軸スキャナが追従するよう移動させることができる。この様子を実施例1として、図93に基づいて説明する。図93(a)に示す三角錐状のワークに対して印字を行う場合、図93(b)に示すようにXY座標に応じたZ座標を関連付けておくと簡易的に3次元のレーザ加工データが作成できる。これにより、X軸、Y軸スキャナの指示するXY座標と対応して、Z座標がZ軸スキャナにより自動的に決定されて、所望の3次元印字が行える。この場合、X軸、Y軸スキャナの移動に追従して、常にZ軸スキャナも移動する。   When a laser beam is scanned three-dimensionally with a laser beam scanning system and printed on a workpiece, the Z-axis scanner can follow the movement of the X-axis and Y-axis scanners by associating the Z-coordinate with the XY coordinates. Can be made. This will be described as Example 1 with reference to FIG. When printing is performed on a triangular pyramid-shaped workpiece shown in FIG. 93 (a), three-dimensional laser processing data can be simply obtained by associating Z coordinates corresponding to XY coordinates as shown in FIG. 93 (b). Can be created. Thus, the Z coordinate is automatically determined by the Z axis scanner in correspondence with the XY coordinates designated by the X axis and Y axis scanners, and desired three-dimensional printing can be performed. In this case, the Z-axis scanner always moves following the movement of the X-axis and Y-axis scanners.

一方、Z軸スキャナは一般にX、Y軸スキャナに比べて、機構上、構造上の相違によって応答特性が一般に劣る傾向にある。すなわち、Z軸スキャナは動作指示が与えられてから実際に動作を完了するまでに要する応答時間が、X、Y軸スキャナのそれよりも長く、応答特性が悪い。このため、常時Z軸スキャナをXY軸スキャナの移動に追従させると、Z軸スキャナの移動速度が完了するまでの待ち時間が発生するか、X・Y軸スキャナの応答速度を落とすことになり、いずれにしても印字に要する時間が長くなってしまう。そこで本実施の形態では、このようなZ軸スキャナの追従機能を常時ONさせるのでなく、追従が不要な場合は追従機能をOFFし、必要時のみONさせる制御を行うことができる。   On the other hand, Z-axis scanners generally tend to have inferior response characteristics due to mechanical and structural differences compared to X- and Y-axis scanners. That is, the response time required for the Z-axis scanner to be actually completed after the operation instruction is given is longer than that of the X- and Y-axis scanners, and the response characteristics are poor. For this reason, if the Z-axis scanner always follows the movement of the XY-axis scanner, a waiting time until the movement speed of the Z-axis scanner is completed occurs, or the response speed of the X / Y-axis scanner decreases. In any case, the time required for printing becomes long. Therefore, in the present embodiment, it is possible to perform such control that the tracking function of such a Z-axis scanner is not always turned on, but the tracking function is turned off when the tracking is unnecessary and is turned on only when necessary.

具体的には、図93の例では、図94に示すようにマーキングON時の軌跡を関連付けに従った追従移動とし、一方マーキングOFF時の軌跡は、Z座標を変化させず一定値に保つようにする。これによりマーキングOFFの間、例えば印字を中断してXY軸スキャナを移動させる間にZ軸スキャナの動作を中断できるので、XY軸スキャナの本来の応答速度で移動でき、全体としてのマーキング処理時間を短縮できる。例えば、Z座標の決定を、マーキングのON/OFFで区別し、マーキングONの場合はXY座標に関連付けたZ座標を出力し、OFFの場合はXY座標に関連しない所定のZ座標を出力する。所定のZ座標は、前段でのマーキング終了時のZ座標を維持する他、規定の座標位置(例えば装置起動時のデフォルトのZ座標、最下位置、最上位置など)としてもよい。あるいは、次段のマーキング開始位置まで移動させてもよい。この方法だと、次段のマーキング開始をスムーズに行うことができる。   Specifically, in the example of FIG. 93, as shown in FIG. 94, the trajectory at the time of marking ON is set to follow movement according to the association, while the trajectory at the time of marking OFF is kept at a constant value without changing the Z coordinate. To. As a result, the Z-axis scanner operation can be interrupted while marking is OFF, for example, while printing is interrupted and the XY-axis scanner is moved, so that the original response speed of the XY-axis scanner can be moved, and the overall marking processing time can be reduced. Can be shortened. For example, the determination of the Z coordinate is distinguished by marking ON / OFF. When the marking is ON, the Z coordinate associated with the XY coordinate is output, and when the marking is OFF, the predetermined Z coordinate not related to the XY coordinate is output. The predetermined Z coordinate may be a predetermined coordinate position (for example, a default Z coordinate, a lowest position, a highest position, etc. when the apparatus is activated) in addition to maintaining the Z coordinate at the end of marking in the previous stage. Alternatively, it may be moved to the next marking start position. With this method, the next stage of marking can be started smoothly.

より具体的なZ軸スキャナの制御方法として、現在の座標(Xa、Ya、Za)から目標座標(Xb、Yb、Zb)に移動する場合を、図95のフローチャート及び図96及び図97に基づいて説明する。先ず図95のステップS’1で、レーザ光の出射ONかOFFかを判定する。レーザ光の出射ONの場合、ステップS’2に進み、XY座標に関連付けされたZ座標を有する3次元の軌跡を通る。具体的には図96に示すように、XY軸スキャナは(Xa、Ya)から(Xb、Yb)に向けて移動する。また、Z軸スキャナは、XY座標に関連付けされたZ座標でZaからZbに移動する。   As a more specific control method of the Z-axis scanner, the case of moving from the current coordinates (Xa, Ya, Za) to the target coordinates (Xb, Yb, Zb) is based on the flowchart of FIG. 95 and FIGS. 96 and 97. I will explain. First, in step S'1 in FIG. 95, it is determined whether laser light emission is ON or OFF. If the laser light emission is ON, the process proceeds to step S'2 and passes through a three-dimensional trajectory having a Z coordinate associated with the XY coordinate. Specifically, as shown in FIG. 96, the XY axis scanner moves from (Xa, Ya) to (Xb, Yb). The Z-axis scanner moves from Za to Zb with the Z coordinate associated with the XY coordinate.

一方、ステップS’1で、レーザ光の出射OFFの場合、ステップS’3に進み、移動時間が短くなる軌跡を通る。具体的には図97に示すように、XY軸スキャナは(Xa、Ya)から(Xb、Yb)に向けて移動する。この際、Z軸スキャナは追従機能を中断し、Zaから目標座標Zbにむけて最短の経路で移動する。これにより図96に比べZ軸スキャナの無駄な動きが排除され、その分XY軸スキャナのみを高速で移動できる。このように、X,Y座標に関連したZ座標を出力する際、レーザ光の出射ON/OFFの情報に基づいてZ座標を変化させることで、全体としてスキャナの応答特性を改善し、印字時間を短縮できる。
(実施例2)
On the other hand, if the laser beam emission is OFF in step S′1, the process proceeds to step S′3 and passes through a trajectory in which the movement time is shortened. Specifically, as shown in FIG. 97, the XY axis scanner moves from (Xa, Ya) to (Xb, Yb). At this time, the Z-axis scanner interrupts the tracking function and moves along the shortest path from Za to the target coordinate Zb. As a result, unnecessary movement of the Z-axis scanner is eliminated as compared with FIG. 96, and only the XY-axis scanner can be moved at a higher speed. Thus, when outputting the Z coordinate related to the X and Y coordinates, the response characteristic of the scanner is improved as a whole by changing the Z coordinate based on the information of the laser beam emission ON / OFF, and the printing time is improved. Can be shortened.
(Example 2)

以上は、レーザ光の出射ON終了位置と、次回のレーザ光出射ON開始位置のZ座標が同じ場合のXYZ軸スキャナの移動方法について説明した。ただ、出射ON終了位置と次回出射ON開始位置のZ座標が異なることもあり得る。実施例2では、このような場合の各スキャナの移動方法の一例を図98に基づいて説明する。図98(a)は参考のため従来の移動パターン(ワーク表面に沿って移動)を示し、図98(b)は実施例2に係る移動パターンを示している。いずれも、三角錐状のワーク上で前回の出射ON終了位置Aから次回の出射ON開始位置Bまでのスキャナの移動経路を矢印で示しており、出射ON終了位置Aをワークの左側面中間、出射ON開始位置Bを右側面の下端としている。   In the above, the movement method of the XYZ-axis scanner when the Z coordinate of the laser beam emission ON end position and the next laser beam emission ON start position are the same has been described. However, the Z coordinate of the extraction ON end position and the next extraction ON start position may be different. In the second embodiment, an example of a method for moving each scanner in such a case will be described with reference to FIG. FIG. 98A shows a conventional movement pattern (movement along the workpiece surface) for reference, and FIG. 98B shows a movement pattern according to the second embodiment. In both cases, the movement path of the scanner from the previous extraction ON end position A to the next extraction ON start position B is indicated by an arrow on the triangular pyramid-shaped workpiece, The emission ON start position B is the lower end of the right side surface.

実施例2では、図98(b)に示すように、レーザ光の出射ON終了位置AにおけるZ座標を維持し、出射ON終了位置Aを含むXY平面上において、X座標ならびにY座標の位置を、次回のレーザ光の出射ON開始位置Bを含むワークの右側面まで移動させる。次に、ワークの右側面に沿って、X及びZ座標を移動させて出射ON開始位置Bまで移動させる。この例では、図98(a)に示す従来の経路に比べて移動距離を短くできる。特に、X軸・Y軸スキャナに比べ応答特性に劣る傾向にあるZ軸スキャナの移動量を少なくでき、効率的なスキャナの移動が図られ、タクトタイム縮小が実現できる。   In Example 2, as shown in FIG. 98 (b), the Z coordinate at the laser beam emission ON end position A is maintained, and the X coordinate and Y coordinate positions on the XY plane including the emission ON end position A are set. Then, the workpiece is moved to the right side surface of the workpiece including the next laser beam emission ON start position B. Next, along the right side surface of the workpiece, the X and Z coordinates are moved to the extraction ON start position B. In this example, the movement distance can be shortened compared to the conventional route shown in FIG. In particular, the amount of movement of the Z-axis scanner, which tends to be inferior in response characteristics compared to the X-axis / Y-axis scanner, can be reduced, the scanner can be moved efficiently, and the tact time can be reduced.

以上の例では、印字位置の移動のためX軸、Y軸スキャナを駆動させた後、X軸、Z軸スキャナを駆動させている。これに限られず、出射ON終了位置Aから出射ON開始位置Bまでのスキャナの移動経路は、種々のパターンが利用できる。例えば、まずレーザ光の出射ON終了位置AにおけるZ座標を維持し、XY平面上において、XまたはY座標の一方のみを移動させた後、更にワークの表面上においてX,YならびにZ座標を移動させて出射ON開始位置Bに到達させても良い。図99に示す例では、まず出射ON終了位置AにおけるZ座標及びY座標を維持し、XY平面上においてX軸スキャナのみを移動させた後、ワークの右側面上においてX、Y及びZ軸スキャナを駆動して出射ON開始位置Bに移動させている。この方法では、駆動すべきスキャナをX軸スキャナ→X・Y・Z軸スキャナに切り替える二段階の移動となる。また図100に示す例では、Y軸スキャナ→X軸スキャナ→X・Z軸スキャナに切り替える三段階の移動を採用している。あるいは、ワークの右側面上を通る経路に限られず、図101や図102に示すように、ワークの左側面上等、任意の面を通る経路が利用できる。図101の例では、X・Z軸スキャナ→X・Y軸スキャナ、図102の例ではX・Y・Z軸スキャナ→X軸スキャナの順に切り替えて、2段階で出射ON終了位置Aから出射ON開始位置Bまで移動させている。
(実施例3)
In the above example, the X-axis and Y-axis scanners are driven after the X-axis and Y-axis scanners are driven to move the print position. However, the present invention is not limited to this, and various patterns can be used for the movement path of the scanner from the emission ON end position A to the emission ON start position B. For example, first, the Z coordinate at the laser beam emission ON end position A is maintained, and only one of the X or Y coordinates is moved on the XY plane, and then the X, Y, and Z coordinates are further moved on the surface of the workpiece. It may be made to reach the emission ON start position B. In the example shown in FIG. 99, first, the Z coordinate and the Y coordinate at the extraction ON end position A are maintained, and only the X axis scanner is moved on the XY plane, and then the X, Y, and Z axis scanners on the right side surface of the workpiece. Is moved to the emission ON start position B. In this method, the scanner to be driven is a two-stage movement for switching from the X-axis scanner to the X, Y, and Z-axis scanner. Further, in the example shown in FIG. 100, a three-stage movement that switches from Y-axis scanner → X-axis scanner → X / Z-axis scanner is adopted. Or it is not restricted to the path | route which passes along on the right side surface of a workpiece | work, As shown in FIG.101 and FIG.102, the path | route which passes along arbitrary surfaces, such as on the left side surface of a workpiece | work, can be utilized. In the example of FIG. 101, the X / Z-axis scanner → X / Y-axis scanner is switched in the order of the X / Y / Z-axis scanner → X-axis scanner in the example of FIG. It is moved to the start position B.
(Example 3)

一方、移動経路を複数の段階に分けることなく、一回で移動させてもよい。図103に実施例3に係るXYZ軸スキャナの移動方法を示す。この例では、レーザ光の出射ON終了位置AにおけるX,Y,Z座標位置と、次回のレーザ光の出射ON開始位置BにおけるX,Y,Z座標位置に基づいて、この2つの座標を直線的に結ぶ移動経路を作成し、これに基づいて、移動を実施するものである。この方法であれば、X・Y・Z軸スキャナの一度の動作で移動が完了でき、最短距離で最小の移動回数にて印字位置を移動させることができる。
(実施例4)
On the other hand, the movement route may be moved at one time without being divided into a plurality of stages. FIG. 103 shows a moving method of the XYZ axis scanner according to the third embodiment. In this example, based on the X, Y, and Z coordinate positions at the laser beam emission ON end position A and the X, Y, and Z coordinate positions at the next laser beam emission ON start position B, these two coordinates are linear. The movement route to be connected is created, and the movement is performed based on this. With this method, the movement can be completed by one operation of the X, Y, and Z axis scanners, and the printing position can be moved with the minimum number of movements in the shortest distance.
Example 4

さらに、ワークの表面に沿うように印字位置を移動させる例に限られず、ワークと無関係に移動経路を決定することもできる。実施例4に係る図104の例では、レーザ光の出射ON終了位置Aから次回のレーザ光の出射ON開始位置Bに移動する際、出射ON終了位置AからXY平面において、次回のレーザ光の出射ON開始位置BにおけるX,Y座標位置まで移動し、その後Z座標のみを、次回のレーザ光の出射ON開始位置Bの位置に移動させるものである。すなわち、図104(b)の側面図に示すように、ワークの右側面上に沿って移動させるのでなく、出射ON終了位置Aを含むXY平面上で出射ON開始位置BのZ座標まで移動させ、その後Z軸スキャナのみを駆動するという、X・Y軸スキャナ→Z軸スキャナの二段階移動としている。この方法であれば、応答特性の劣るZ軸スキャナをX・Y軸スキャナと個別に駆動させているため、Z軸スキャナの追従機能に拘わらずX・Y軸スキャナを独立して駆動でき、高速な移動が実現され、またZ軸スキャナによる距離距離も最小限に抑えることができる。さらに図105の例では、図104とは逆に、先にZ軸スキャナのみを駆動して出射ON終了位置Aから出射ON開始位置BのZ座標位置まで印字位置を移動させた後、X・Y軸スキャナを駆動して出射ON開始位置BのXY座標位置まで移動させている。図105(a)は印字位置の移動経路を示す斜視図、図105(b)は側面図をそれぞれ示している。このように移動順序を入れ替えても、同様の効果を得ることができる。   Furthermore, it is not limited to the example in which the printing position is moved along the surface of the workpiece, and the movement path can be determined regardless of the workpiece. In the example of FIG. 104 according to the fourth embodiment, when moving from the laser beam emission ON end position A to the next laser beam emission ON start position B, the next laser beam is emitted from the emission ON end position A to the XY plane. It moves to the X and Y coordinate positions at the emission ON start position B, and then only the Z coordinate is moved to the position of the next laser beam emission ON start position B. That is, as shown in the side view of FIG. 104 (b), it is not moved along the right side surface of the workpiece, but is moved to the Z coordinate of the emission ON start position B on the XY plane including the emission ON end position A. Thereafter, only the Z-axis scanner is driven, which is a two-stage movement of X / Y-axis scanner → Z-axis scanner. With this method, the Z-axis scanner with poor response characteristics is driven separately from the X / Y-axis scanner, so the X / Y-axis scanner can be driven independently regardless of the follow-up function of the Z-axis scanner. Movement can be realized, and the distance by the Z-axis scanner can be minimized. Further, in the example of FIG. 105, conversely to FIG. 104, only the Z-axis scanner is first driven to move the print position from the output ON end position A to the Z coordinate position of the output ON start position B. The Y-axis scanner is driven and moved to the XY coordinate position of the emission ON start position B. FIG. 105A is a perspective view showing the movement path of the printing position, and FIG. 105B is a side view. Even if the movement order is changed in this way, the same effect can be obtained.

これらは、使用するスキャナの応答特性やワークの形状等に応じて、適切な移動経路を選択する。好ましくは、応答性能の劣るスキャナの使用を可能な限り控える経路を選択することで、高速な移動が実現できる。ただし、移動距離やワーク形状などにも依存する。また、複数の移動経路の中から最適な移動経路をレーザ加工条件設定装置やレーザ加工装置側で演算して自動的に選択させることもできる。   These select an appropriate movement path according to the response characteristics of the scanner to be used, the shape of the workpiece, and the like. Preferably, a high-speed movement can be realized by selecting a path that refrains from using a scanner with poor response performance as much as possible. However, it also depends on the moving distance and workpiece shape. It is also possible to automatically select an optimal movement path from a plurality of movement paths by calculating on the laser processing condition setting apparatus or the laser processing apparatus side.

また、Z軸スキャナの追従機能は、上述した図93のようなワークの3次元形状に応じたZ座標の関連付けに限らず、図8に示すような光学特性の補正においても利用できる。すなわち、fθレンズによる焦点位置の補正をZ軸スキャナで行う場合にも、Z座標の関連付けを行ってZ軸スキャナの追従機能を利用できる。この場合においても、レーザ光の出射OFF時には追従機能をOFFさせることで、余計な待ち時間を省略して応答特性を改善し、印字に要する時間を短縮できる。このように、レーザ光の出射ON/OFFに応じてZ軸の軌跡を変化させ、特に出射OFFの際に余計なZ方向の動きを排除して処理時間を短縮でき、効率的なスキャナの駆動が実現できる。   Further, the follow-up function of the Z-axis scanner is not limited to the association of the Z coordinates according to the three-dimensional shape of the workpiece as shown in FIG. 93 described above, but can also be used in the correction of optical characteristics as shown in FIG. That is, even when the focal position is corrected by the fθ lens using the Z-axis scanner, the tracking function of the Z-axis scanner can be used by associating the Z coordinates. Even in this case, when the laser beam emission is turned off, the follow-up function is turned off, so that an extra waiting time can be omitted, the response characteristics can be improved, and the time required for printing can be shortened. In this way, the Z-axis trajectory is changed according to the laser beam emission ON / OFF, and the processing time can be shortened by eliminating unnecessary movement in the Z direction especially when the emission is OFF. Can be realized.

本発明のレーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工方法、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラムは、例えばマーキング、穴あけ、トリミング、スクライビング、表面処理等、立体形状を有する立体の表面にレーザ照射を行う処理において、立体形状の設定に広く適用可能である。なお、3次元印字が可能なレーザマーカの例について説明したが、本発明は2次元印字が可能なレーザマーカに対しても好適に適用できる。   The laser processing apparatus, laser processing condition setting apparatus, laser processing method, laser processing condition setting method, and laser processing condition setting program of the present invention include a three-dimensional surface having a three-dimensional shape such as marking, drilling, trimming, scribing, and surface treatment. It is widely applicable to the setting of a three-dimensional shape in the process of performing laser irradiation. Although an example of a laser marker capable of three-dimensional printing has been described, the present invention can be suitably applied to a laser marker capable of two-dimensional printing.

本発明の一実施の形態に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the laser processing apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 走査部におけるX・Y軸スキャナの配置状態を示す透明斜視図である。It is a transparent perspective view which shows the arrangement | positioning state of the X * Y-axis scanner in a scanning part. X・Y・Z軸スキャナの配置状態を示す透明斜視図である。It is a transparent perspective view which shows the arrangement | positioning state of a X * Y * Z-axis scanner. 図1のレーザ励起部の内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the laser excitation part of FIG. レーザ加工装置のレーザ光走査系を含むマーキングヘッドの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the marking head containing the laser beam scanning system of a laser processing apparatus. 図5を背面方向から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at FIG. 5 from the back direction. 図5を側面から見た側面図である。It is the side view which looked at FIG. 5 from the side. レーザ加工装置のレーザ光の焦点位置が、作業位置において変化する状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the state from which the focus position of the laser beam of a laser processing apparatus changes in a work position. 焦点距離を長くする場合のレーザ光走査系を示す側面図である。It is a side view which shows the laser beam scanning system in the case of lengthening a focal distance. 焦点距離を短くする場合のレーザ光走査系を示す側面図である。It is a side view which shows the laser beam scanning system in the case of shortening a focal distance. Z軸スキャナを示す正面図及び断面図である。It is the front view and sectional drawing which show a Z-axis scanner. 3次元印字可能なレーザマーカのシステム構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the system configuration | structure of the laser marker which can be three-dimensionally printed. レーザ加工システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows a laser processing system. レーザ加工システムの他の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other example of a laser processing system. レーザ加工システムのさらに他の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the further another example of a laser processing system. レーザ加工データ設定プログラムのユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows an example of the user interface screen of a laser processing data setting program. 複数の印字ブロックを設定する加工ブロック設定手段の一例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows an example of the process block setting means which sets a some printing block. 加工機動作として、破線を選択した場合の設定画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the setting screen at the time of selecting a broken line as a processing machine operation | movement. 加工機動作として、右回り円・楕円を選択した場合の設定画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the setting screen at the time of selecting a clockwise circle and an ellipse as a processing machine operation | movement. 図17を3D編集画面に切り替えて3次元形状に表示した設定画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the setting screen which switched FIG. 17 to the 3D edit screen, and displayed it on the three-dimensional shape. イメージデータのファイル名を指定する選択画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the selection screen which designates the file name of image data. イメージデータの印字を行う設定画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the setting screen which prints image data. 印字ブロックのレイアウトを調整する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that the layout of a printing block is adjusted. 印字ブロックの設定一覧表を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the setting list of a printing block. 一括変更対象の複数の印字ブロックを示すイメージ図である。It is an image figure which shows the several printing block of batch change object. 図23の印字ブロックの3D形状一括変更画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the 3D shape batch change screen of the printing block of FIG. 図23の印字ブロックを円柱状に一括変更した状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which changed the printing block of FIG. 23 to the column shape collectively. 複数の印字ブロックを2次元状に表示させた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which displayed the several printing block in two dimensions. 図26の印字ブロックを3次元状に表示させた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which displayed the printing block of FIG. 26 in three dimensions. 印字ブロックを2次元状に表示する状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which displays a printing block in two dimensions. 図28の画面からマウスにより印字グループを設定する状態を示すイメージ図である。FIG. 29 is an image diagram illustrating a state in which a print group is set with a mouse from the screen of FIG. 28. 図28の画面から右クリックメニューにより印字グループを設定する状態を示すイメージ図である。FIG. 29 is an image diagram showing a state in which a print group is set from the screen of FIG. 28 by a right click menu. 図28の画面から印字グループを設定した状態を示すイメージ図である。FIG. 29 is an image diagram showing a state in which a print group is set from the screen of FIG. 28. 図28の印字ブロックを3次元状に表示する状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which displays the printing block of FIG. 28 in three dimensions. 離れた位置にある印字ブロックに対して印字グループを設定する例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which sets a printing group with respect to the printing block in a distant position. 複数のワークに対して印字グループを設定する例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which sets a printing group with respect to a some workpiece | work. 印字面として傾斜面を指定した例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which designated the inclined surface as a printing surface. 図35の印字パターンの印字面として傾斜面を指定した例を示すイメージ図である。FIG. 36 is an image diagram showing an example in which an inclined surface is designated as a print surface of the print pattern of FIG. 35. 図14で「3D設定」に切り替えた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state switched to "3D setting" in FIG. 図37で円柱を選択した状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which selected the cylinder in FIG. 図38から編集表示欄を3次元表示に切り替えた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which switched the edit display column to the three-dimensional display from FIG. 3D表示画面を斜め上方から表示させたイメージ図である。It is the image figure which displayed the 3D display screen from diagonally upward. 図40の3D表示画面を裏側から表示させたイメージ図である。It is the image figure which displayed the 3D display screen of FIG. 40 from the back side. 図40の3D表示画面を左に移動して表示させたイメージ図である。It is the image figure which moved and displayed the 3D display screen of FIG. 40 to the left. 図40の3D表示画面を右に移動して表示させたイメージ図である。It is the image figure which moved and displayed the 3D display screen of FIG. 40 to the right. 図40の3D表示画面を上に移動して表示させたイメージ図である。It is the image figure which moved and displayed the 3D display screen of FIG. 図40の3D表示画面をXY平面で表示させたイメージ図である。It is the image figure which displayed the 3D display screen of FIG. 40 on XY plane. 図40の3D表示画面をYZ平面で表示させたイメージ図である。It is the image figure which displayed the 3D display screen of FIG. 40 on the YZ plane. 図40の3D表示画面をZX平面で表示させたイメージ図である。It is the image figure which displayed the 3D display screen of FIG. 40 on the ZX plane. 3次元ビューワで加工対象面の3次元画像を表示させた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which displayed the three-dimensional image of the process target surface with the three-dimensional viewer. 2次元の印字パターン情報を入力する状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which inputs two-dimensional printing pattern information. プロファイル指定欄からZMAPを選択した状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which selected ZMAP from the profile designation | designated column. ZMAPファイル選択画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a ZMAP file selection screen. ZMAPファイル名入力欄にZMAPを指定した状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which designated ZMAP in the ZMAP file name input column. 図52から編集表示欄を3次元表示に切り替えて印字対象面の3次元形状を表示する状態を示すイメージ図である。FIG. 53 is an image diagram showing a state in which the three-dimensional shape of the print target surface is displayed by switching the edit display field from FIG. 52 to three-dimensional display. 図53で編集表示欄に3次元表示される印字対象面に、ZMAPファイルで規定される3次元形状データを重ねて表示する状態を示すイメージ図である。FIG. 54 is an image diagram showing a state in which three-dimensional shape data defined by a ZMAP file is superimposed and displayed on a print target surface that is three-dimensionally displayed in the edit display field in FIG. 53. ZMAP作成画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a ZMAP creation screen. 図55でSTLファイルを開いた状態を示すイメージ図である。FIG. 56 is an image diagram showing a state where the STL file is opened in FIG. 55. 図56でビューワ画面に表示される3次元形状データをX座標方向に移動させた状態を示すイメージ図である。FIG. 57 is an image diagram showing a state in which the three-dimensional shape data displayed on the viewer screen in FIG. 56 is moved in the X coordinate direction. 図57でビューワ画面に表示される3次元形状データの視点を変更した状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which changed the viewpoint of the three-dimensional shape data displayed on a viewer screen in FIG. 3次元形状データをZ座標方向(正)に移動させた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which moved three-dimensional shape data to the Z coordinate direction (positive). 3次元形状データをZ座標方向(負)に移動させた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which moved three-dimensional shape data to the Z coordinate direction (negative). 3次元形状データをY座標方向に移動させた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which moved the three-dimensional shape data to the Y coordinate direction. 3次元形状データをX座標方向に回転させた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which rotated three-dimensional shape data to the X coordinate direction. 3次元形状データをY座標方向に回転させた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which rotated three-dimensional shape data to the Y coordinate direction. 3次元形状データをZ座標方向に回転させた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which rotated three-dimensional shape data to the Z coordinate direction. ビューワ画面にX座標方向の印字可能領域を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the printable area | region of a X coordinate direction on a viewer screen. ビューワ画面にY座標方向の印字可能領域を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the printable area | region of the Y coordinate direction on a viewer screen. ビューワ画面にZ座標方向の印字可能領域を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the printable area | region of a Z coordinate direction on a viewer screen. 図58の姿勢でSTLデータをZMAPデータに変換した状態を示すイメージ図である。FIG. 59 is an image diagram showing a state in which STL data is converted to ZMAP data in the posture of FIG. 58. 図62の姿勢でSTLデータをZMAPデータに変換した状態を示すイメージ図である。FIG. 63 is an image diagram showing a state in which STL data is converted into ZMAP data in the posture of FIG. 62. 図69のZMAPデータで印字パターンを変形した状態を示すイメージ図である。FIG. 70 is an image diagram showing a state in which a print pattern is deformed with the ZMAP data of FIG. 69. 3D表示画面において印字不可能領域を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the area which cannot be printed in a 3D display screen. 図71で印字開始角度を調整した状態を示すイメージ図である。FIG. 72 is an image diagram showing a state in which the print start angle is adjusted in FIG. 71. 3D表示画面の表示設定画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the display setting screen of 3D display screen. 印字可能サイズを表示する例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which displays printable size. ユーザが指定した印字内容のサイズを表示する例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which displays the size of the printing content designated by the user. 印字内容とそのサイズを表示する例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which displays the printing content and its size. 図76において印字内容が印字不良領域にかかる例を示すイメージ図である。FIG. 76 is an image diagram showing an example in which the print content is in a defective print area in FIG. 76. 図77において警告メッセージを表示する例を示すイメージ図である。FIG. 78 is an image diagram showing an example of displaying a warning message in FIG. 77. 図77においてガイダンスメッセージを表示する例を示すイメージ図である。FIG. 78 is an image view showing an example of displaying a guidance message in FIG. 77. 加工不良領域検出手段が加工不良領域を検出する手法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the method in which a process defect area detection means detects a process defect area. 各種設定画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows various setting screens. 3D表示画面における配色を設定する設定画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the setting screen which sets the color scheme in a 3D display screen. 2D表示画面における表示を設定する設定画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the setting screen which sets the display in a 2D display screen. 2D表示画面における配色を設定する設定画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the setting screen which sets the color scheme in a 2D display screen. 加工対象面の配置を調整する設定画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the setting screen which adjusts arrangement | positioning of a process target surface. 印字条件を設定して加工パターンを生成する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which sets a printing condition and produces | generates a process pattern. 2次元的な移動印字に関する条件設定を説明する模式図であり、図87(a)は斜視図、図87(b)は平面図である。87A and 87B are schematic diagrams for explaining condition settings relating to two-dimensional moving printing. FIG. 87A is a perspective view and FIG. 87B is a plan view. 移動加工条件設定部で移動方向を設定する画面例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example of a screen which sets a moving direction in a moving process condition setting part. 加工パラメータの設定画面の一例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows an example of the setting screen of a process parameter. 図90(a)は、ワーク表面の彫り込み加工に傾斜面を形成した断面図であり、図90(b)はワーク表面に筆書き調のロゴを印字加工した平面図である。FIG. 90A is a cross-sectional view in which an inclined surface is formed in the engraving process of the workpiece surface, and FIG. 90B is a plan view in which a handwritten logo is printed on the workpiece surface. デフォーカス設定量の設定画面の一例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows an example of the setting screen of a defocus setting amount. レーザ加工データに設定可能な項目を示す一覧表である。It is a list which shows the item which can be set to laser processing data. 3次元状のワークに対してXY座標にZ座標を関連付ける様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that Z coordinate is linked | related with XY coordinate with respect to a three-dimensional workpiece | work. Z軸スキャナの追従機能によって軌跡が変化する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that a locus | trajectory changes with the tracking function of a Z-axis scanner. Z軸スキャナを移動させる軌跡を決定するフローチャートである。It is a flowchart which determines the locus | trajectory which moves a Z-axis scanner. レーザ光の出射ONの場合の移動経路を示す説明図である(実施例1)。(Example 1) which is an explanatory view showing a movement path in case laser beam emission is ON. レーザ光の出射OFFの場合の移動経路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the movement path | route in the case of laser beam emission OFF. 実施例2に係る移動経路を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a movement route according to the second embodiment. 実施例2に係る他の移動経路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other movement path | route which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る他の移動経路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other movement path | route which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る他の移動経路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other movement path | route which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る他の移動経路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other movement path | route which concerns on Example 2. FIG. 実施例3に係る移動経路を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a movement route according to a third embodiment. 実施例4に係る移動経路を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a movement route according to a fourth embodiment. 実施例4に係る他の移動経路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other movement path | route which concerns on Example 4. FIG.

100…レーザ加工装置
1…レーザ制御部;1A…コントローラ;2…レーザ出力部
3…入力部;3A…加工面プロファイル入力手段;3B…加工パターン入力手段
3C…加工条件設定部;3F…加工ブロック設定手段;3J…グループ設定手段
3K…位置調整手段
3a…基本図形指定手段;3b…3次元形状データ入力手段
4…制御部;5…メモリ部;5A…記憶部;5a…参照テーブル
6…レーザ励起部;7…電源;8…レーザ媒質;9…走査部
10…レーザ励起光源;11…レーザ励起光源集光部
12…レーザ励起部ケーシング;13…光ファイバケーブル
14…スキャナ;14a…X軸スキャナ;14b…Y軸スキャナ
14c…Z軸スキャナ;14d…ポインタ用スキャナミラー
15…集光部;16…入射レンズ;18…出射レンズ
50…レーザ発振部;51、51a、51b…ガルバノモータ
52…スキャナ駆動回路;53…ビームエキスパンダ
60…ガイド用光源;62…ハーフミラー;64…ポインタ用光源;66…固定ミラー
80…演算部;80B…加工不良領域検出手段;80C…加工条件調整手段
80I…ハイライト処理手段;80J…設定警告手段;80K…加工データ生成部
80L…初期位置設定手段
82…表示部;
83…加工イメージ表示部
84…ヘッドイメージ表示手段
150…マーキングヘッド
180…レーザ加工データ設定装置
180K…加工データ生成部
190…外部機器
202…編集表示欄
204…印字パターン入力欄;204a…加工種類指定欄;204b…文字入力欄
204c…詳細設定欄;204d…文字データ指定欄;204e…「印字データ」タブ
204f…「サイズ・位置」タブ;204g…「印字条件」タブ
204h…「基本設定」タブ;204i…「形状設定」タブ
204j…「詳細設定」タブ;204k…加工パラメータ設定欄
204l…加工パラメータ設定欄;204m…デフォーカス設定欄
204n…加工パラメータ設定欄;204o…デフォーカス設定欄
204q…種別指定欄
205…プロファイル指定欄
206…形状選択欄
207…表示切替ボタン;207B…「表示位置」変更欄
207C…2画面表示ボタン;207D…「ZMAP表示」欄
208…画面内配置設定欄
209…スクロールバー
210…マーキングヘッドイメージの表示/非表示設定画面
211…「ブロック形状・配置」タブ;211B…回転角設定欄
212…「ブロック形状」欄
215…「転送・読出し」ボタン
216…「レイアウト」タブ
217…「印字内容」タブ
218…「印字条件」タブ
240…加工ライン条件設定画面
241…「移動/印字方向」タブ
250…グループ設定欄
251…「グループ設定を行う」欄
252…グループ番号指定欄
253…「グループ化」ボタン
254…「グループ解除」ボタン
256…右クリックメニュー
257…「グループ化」メニュー
260…3次元ビューワ
270…編集モード表示欄
272…編集モード切替ボタン
274…「3D形状の一括変更」ボタン
275…3D形状一括変更画面
276…一括変更形状指定欄
277…「ブロック形状を一括変更する」欄
278…線分座標指定欄
292…ZMAPファイル名入力欄
293…「参照」ボタン
294…ファイル選択画面
296…第2のフローティングツールバー
300…ZMAP作成画面
301…ビューワ画面
302…調整欄
303…「STL表示」ボタン
304…座標調整欄
305…矢印ボタン;305a…十字状矢印ボタン;305b…上下矢印ボタン
306…回転角調整欄
307…印字領域表示欄
308…「回転/スクロール」ボタン
310…「ZMAP表示」ボタン
L、L’、LB、LK…レーザ光;G…ガイド光;P…ポインタ光
W、W1〜W3…ワーク;WS…作業領域
WM…加工対象面を示す平面;WM’…補正面
K、K1〜K3…枠;MK…マーキングヘッドイメージ
BW…印字ブロックの枠;GW…印字グループの枠
B1〜B9…印字ブロック;G1〜G3…印字グループ
KM…境界面;KS…傾斜面;LG…ロゴ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Laser processing apparatus 1 ... Laser control part; 1A ... Controller; 2 ... Laser output part 3 ... Input part; 3A ... Process surface profile input means; 3B ... Process pattern input means 3C ... Process condition setting part; Setting means; 3J ... Group setting means 3K ... Position adjustment means 3a ... Basic figure designation means; 3b ... Three-dimensional shape data input means 4 ... Control part; 5 ... Memory part; 5A ... Storage part; 5a ... Reference table 6 ... Laser Excitation unit: 7 ... Power source; 8 ... Laser medium; 9 ... Scanning unit 10 ... Laser excitation light source; 11 ... Laser excitation light source condensing unit 12 ... Laser excitation unit casing; 13 ... Optical fiber cable 14 ... Scanner; Scanner; 14b ... Y-axis scanner 14c ... Z-axis scanner; 14d ... Pointer scanner mirror 15 ... Condenser; 16 ... Incoming lens; 18 ... Outgoing lens DESCRIPTION OF SYMBOLS 0 ... Laser oscillation part; 51, 51a, 51b ... Galvano motor 52 ... Scanner drive circuit; 53 ... Beam expander 60 ... Guide light source; 62 ... Half mirror; 64 ... Light source for pointer; 80B ... Machining defect area detection means; 80C ... Machining condition adjustment means 80I ... Highlight processing means; 80J ... Setting warning means; 80K ... Machining data generation section 80L ... Initial position setting means 82 ... Display section;
83 ... Processing image display unit 84 ... Head image display means 150 ... Marking head 180 ... Laser processing data setting device 180K ... Processing data generation unit 190 ... External device 202 ... Editing display field 204 ... Print pattern input field; 204a ... Processing type designation Field; 204b ... Character input field 204c ... Detailed setting field; 204d ... Character data designation field; 204e ... "Print data" tab 204f ... "Size / position"tab; 204g ... "Print condition" tab 204h ... "Basic settings" tab 204i ... "Shape setting" tab 204j ... "Detailed setting"tab; 204k ... Machining parameter setting field 204l ... Machining parameter setting field; 204m ... Defocus setting field 204n ... Machining parameter setting field; 204o ... Defocus setting field 204q ... Type designation field 205 ... Profile designation field 206 ... Shape Selection field 207 ... Display switching button; 207B ... "Display position" change field 207C ... Dual screen display button; 207D ... "ZMAP display" field 208 ... In-screen layout setting field 209 ... Scroll bar 210 ... Display / non-display of marking head image Display setting screen 211 ... "Block shape / arrangement"tab; 211B ... Rotation angle setting field 212 ... "Block shape" field 215 ... "Transfer / read" button 216 ... "Layout" tab 217 ... "Print content" tab 218 ... ""Printingcondition" tab 240 ... Machining line condition setting screen 241 ... "Movement / printing direction" tab 250 ... Group setting field 251 ... "Group setting" field 252 ... Group number designation field 253 ... "Grouping" button 254 ... ""Ungroup" button 256 ... Right click menu 257 ... "Group" menu 260 ... Dimension viewer 270 ... edit mode display field 272 ... edit mode switching button 274 ... "3D shape batch change" button 275 ... 3D shape batch change screen 276 ... batch change shape designation field 277 ... "block shape batch change" field 278 ... Line segment coordinate designation field 292 ... ZMAP file name input field 293 ... "Browse" button 294 ... File selection screen 296 ... Second floating toolbar 300 ... ZMAP creation screen 301 ... Viewer screen 302 ... Adjustment field 303 ... "STL display" Button 304 ... Coordinate adjustment field 305 ... Arrow button; 305a ... Cross arrow button; 305b ... Up / down arrow button 306 ... Rotation angle adjustment field 307 ... Print area display field 308 ... "Rotation / scroll" button 310 ... "ZMAP display" button L, L ', LB, LK ... Laser light; G ... Guide light; P ... Po W, W1 to W3 ... Work; WS ... Work area WM ... Plane showing the surface to be processed; WM '... Correction surface K, K1-K3 ... Frame; MK ... Marking head image BW ... Print block frame; Printing group frames B1 to B9 ... printing block; G1 to G3 ... printing group KM ... boundary surface; KS ... inclined surface; LG ... logo

Claims (11)

作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、
レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、
前記レーザ発振部より出射されるレーザ光をXY座標から形成される作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、
入射レンズと出射レンズを備え、前記レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に前記入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、
前記Z軸スキャナを透過するレーザ光を、前記作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、
前記一方のスキャナで走査されるレーザ光を、前記作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、
を備えるレーザ光走査系と、
前記レーザ発振部および前記レーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、
所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
加工対象面の3次元形状に関して、XY座標位置とZ座標位置との対応関係を関連付けて記憶するための記憶部と、
を備え、
前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をONしている間は、前記一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動を追従させ、前記記憶部に記憶された対応関係に基づき、前記X軸及びY軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するようZ軸スキャナを移動させ、
一方前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をOFFしている間は、Z軸スキャナの追従を中断し、XY座標の対応関係に拘わらず所定のZ座標位置に移動させるよう構成してなることを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing apparatus capable of processing a processing target surface of a processing target disposed in a work area by irradiating a laser beam and processing it into a desired processing pattern,
A laser oscillation unit for generating laser light;
As a laser beam scanning system for scanning the laser beam emitted from the laser oscillation unit in the work area formed from the XY coordinates,
An entrance lens and an exit lens are provided, and the entrance lens and / or the exit lens are translated in a state where the optical axes of the entrance lens and the exit lens coincide with the optical axis of the laser light emitted from the laser oscillation unit. A Z-axis scanner capable of adjusting the focal length of the laser light by changing the relative distance between the incident lens and the outgoing lens along these optical axes,
An X-axis scanner having a motor for fixing and rotating a first mirror for rotating a laser beam transmitted through the Z-axis scanner in the X-axis direction of the work area, or a Y-axis One of the Y-axis scanners including a motor for rotating the second mirror fixed to the rotation shaft and rotating the second mirror;
The other scanner for scanning the laser beam scanned by the one scanner in the other axial direction of the X axis direction or the Y axis direction of the work area;
A laser beam scanning system comprising:
A laser control unit for controlling the laser oscillation unit and the laser beam scanning system;
A processing condition setting unit for setting a three-dimensional shape and a processing pattern of a processing target surface as a processing condition for processing into a desired processing pattern;
A storage unit for storing a correspondence relationship between the XY coordinate position and the Z coordinate position in relation to the three-dimensional shape of the processing target surface;
With
While the laser control unit turns on the emission of the laser beam , the movement of the one scanner and the other scanner in the XY direction by the rotation of the first mirror and the second mirror causes the Z-axis scanner to XY coordinates instructed by the X-axis and Y-axis scanners based on the correspondence relationship stored in the storage unit by following the movement in the Z direction by the parallel movement of the incident lens and / or the exit lens in the optical axis direction; Move the Z-axis scanner to indicate the corresponding Z coordinate,
On the other hand, the laser control unit is configured to interrupt the tracking of the Z-axis scanner while the laser beam emission is turned off and to move to a predetermined Z coordinate position regardless of the XY coordinate correspondence. A laser processing apparatus characterized by the above.
作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、
レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、
前記レーザ発振部より出射されるレーザ光をXY座標から形成される作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、
入射レンズと出射レンズを備え、前記レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に前記入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、
前記Z軸スキャナを透過するレーザ光を、前記作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、
前記一方のスキャナで走査されるレーザ光を、前記作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、
を備えるレーザ光走査系と、
前記レーザ発振部および前記レーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、
所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
作業領域の各XY座標位置におけるレーザ光の焦点位置が一定となるようZ座標を調整し、XY座標位置と調整後のZ座標位置との関連付けを記憶する記憶部と、
を備え、
前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をONしている間は、前記一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動を追従させ、前記記憶部に記憶された対応関係に基づき、前記X軸及びY軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するようZ軸スキャナを移動させ、
一方前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をOFFしている間は、Z軸スキャナの追従を中断し、XY座標の対応関係に拘わらず所定のZ座標位置に移動させるよう構成してなることを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing apparatus capable of processing a processing target surface of a processing target disposed in a work area by irradiating a laser beam and processing it into a desired processing pattern,
A laser oscillation unit for generating laser light;
As a laser beam scanning system for scanning the laser beam emitted from the laser oscillation unit in the work area formed from the XY coordinates,
An entrance lens and an exit lens are provided, and the entrance lens and / or the exit lens are translated in a state where the optical axes of the entrance lens and the exit lens coincide with the optical axis of the laser light emitted from the laser oscillation unit. A Z-axis scanner capable of adjusting the focal length of the laser light by changing the relative distance between the incident lens and the outgoing lens along these optical axes,
An X-axis scanner having a motor for fixing and rotating a first mirror for rotating a laser beam transmitted through the Z-axis scanner in the X-axis direction of the work area, or a Y-axis One of the Y-axis scanners including a motor for rotating the second mirror fixed to the rotation shaft and rotating the second mirror;
The other scanner for scanning the laser beam scanned by the one scanner in the other axial direction of the X axis direction or the Y axis direction of the work area;
A laser beam scanning system comprising:
A laser control unit for controlling the laser oscillation unit and the laser beam scanning system;
A processing condition setting unit for setting a three-dimensional shape and a processing pattern of a processing target surface as a processing condition for processing into a desired processing pattern;
A storage unit that adjusts the Z coordinate so that the focal position of the laser beam at each XY coordinate position of the work area is constant, and stores the association between the XY coordinate position and the adjusted Z coordinate position;
With
While the laser control unit turns on the emission of the laser beam , the movement of the one scanner and the other scanner in the XY direction by the rotation of the first mirror and the second mirror causes the Z-axis scanner to XY coordinates instructed by the X-axis and Y-axis scanners based on the correspondence relationship stored in the storage unit by following the movement in the Z direction by the parallel movement of the incident lens and / or the exit lens in the optical axis direction; Move the Z-axis scanner to indicate the corresponding Z coordinate,
On the other hand, the laser control unit is configured to interrupt the tracking of the Z-axis scanner while the laser beam emission is turned off and to move to a predetermined Z coordinate position regardless of the XY coordinate correspondence. A laser processing apparatus characterized by the above.
請求項2に記載のレーザ加工装置であって、
前記レーザ制御部が、レーザ光の走査位置が作業領域の端部に近付くに従い焦点位置が長くなるようにZ軸スキャナを調整して、作業領域内で焦点位置を略一定に維持するよう制御してなることを特徴とするレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to claim 2,
The laser control unit controls the Z-axis scanner so that the focal position becomes longer as the scanning position of the laser beam approaches the end of the work area, and controls the focus position to be kept substantially constant in the work area. A laser processing apparatus.
請求項1から3のいずれか一に記載のレーザ加工装置であって、
前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をOFFしている間に、前記Z軸スキャナを、次にレーザ光の出射を再開する加工開始位置のXY座標と対応するZ座標を前記記憶部から取得し、該Z座標に移動させることを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
While the laser control unit turns off the emission of the laser beam, the Z-axis scanner acquires the Z coordinate corresponding to the XY coordinate of the machining start position at which the laser beam emission is resumed next from the storage unit. And moving to the Z coordinate.
請求項1から3のいずれか一に記載のレーザ加工装置であって、
前記所定のZ座標位置が、レーザ加工装置起動時におけるデフォルトのZ座標位置、レーザ光の出射をOFFした時点でのZ座標を維持すること、次にレーザ光の出射をONする予定のZ座標のいずれかであることを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The predetermined Z coordinate position is the default Z coordinate position at the time of starting the laser processing apparatus, maintains the Z coordinate when the laser beam emission is turned off, and then the Z coordinate scheduled to turn on the laser beam emission A laser processing apparatus characterized by being any one of the above.
作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、
レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、
前記レーザ発振部より出射されるレーザ光をXY座標から形成される作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、
入射レンズと出射レンズを備え、前記レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に前記入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、
前記Z軸スキャナを透過するレーザ光を、前記作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、
前記一方のスキャナで走査されるレーザ光を、前記作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、
前記Y軸スキャナ又はX軸スキャナで走査されるレーザ光を作業領域に照射させるよう集光するための集光レンズと、
を備えるレーザ光走査系と、
前記レーザ発振部および前記レーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、
所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
加工対象面の3次元形状に関して、XY座標位置とZ座標位置との対応関係を関連付けて記憶するための記憶部と、
を備え、
レーザ光のスポット径を50μm以下とし、かつ前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をONしている間は、前記一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動を追従させ、前記記憶部に記憶された対応関係に基づき、前記X軸及びY軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するようZ軸スキャナを移動させ、
一方前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をOFFしている間は、Z軸スキャナの追従を中断し、XY座標の対応関係に拘わらず所定のZ座標位置に移動させるよう構成してなることを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing apparatus capable of processing a processing target surface of a processing target disposed in a work area by irradiating a laser beam and processing it into a desired processing pattern,
A laser oscillation unit for generating laser light;
As a laser beam scanning system for scanning the laser beam emitted from the laser oscillation unit in the work area formed from the XY coordinates,
An entrance lens and an exit lens are provided, and the entrance lens and / or the exit lens are translated in a state where the optical axes of the entrance lens and the exit lens coincide with the optical axis of the laser light emitted from the laser oscillation unit. A Z-axis scanner capable of adjusting the focal length of the laser light by changing the relative distance between the incident lens and the outgoing lens along these optical axes,
An X-axis scanner having a motor for fixing and rotating a first mirror for rotating a laser beam transmitted through the Z-axis scanner in the X-axis direction of the work area, or a Y-axis One of the Y-axis scanners including a motor for rotating the second mirror fixed to the rotation shaft and rotating the second mirror;
The other scanner for scanning the laser beam scanned by the one scanner in the other axial direction of the X axis direction or the Y axis direction of the work area;
A condensing lens for condensing so as to irradiate the work area with laser light scanned by the Y-axis scanner or the X-axis scanner;
A laser beam scanning system comprising:
A laser control unit for controlling the laser oscillation unit and the laser beam scanning system;
A processing condition setting unit for setting a three-dimensional shape and a processing pattern of a processing target surface as a processing condition for processing into a desired processing pattern;
A storage unit for storing a correspondence relationship between the XY coordinate position and the Z coordinate position in relation to the three-dimensional shape of the processing target surface;
With
While the spot diameter of the laser beam is 50 μm or less and the laser control unit is turning on the emission of the laser beam, the first mirror and the second mirror of the one scanner and the other scanner are rotated . The movement in the XY direction is followed by the movement in the Z direction due to the parallel movement of the incident lens and / or the outgoing lens of the Z-axis scanner in the optical axis direction, and based on the correspondence stored in the storage unit, Move the Z-axis scanner to indicate the Z-coordinate corresponding to the XY coordinates specified by the axis and Y-axis scanner,
On the other hand, the laser control unit is configured to interrupt the tracking of the Z-axis scanner while the laser beam emission is turned off and to move to a predetermined Z coordinate position regardless of the XY coordinate correspondence. A laser processing apparatus characterized by the above.
作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工可能なレーザ加工装置であって、
レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、
前記レーザ発振部より出射されるレーザ光をXY座標から形成される作業領域内において走査させるためのレーザ光走査系として、
入射レンズと出射レンズを備え、前記レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に前記入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、
前記Z軸スキャナを透過するレーザ光を、前記作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、
前記一方のスキャナで走査されるレーザ光を、前記作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、
を備えるレーザ光走査系と、
前記レーザ発振部および前記レーザ光走査系を制御するためのレーザ制御部と、
所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
前記加工条件設定部で設定された加工条件に従って、加工対象面のレーザ加工データを生成する加工データ生成部と、
前記加工データ生成部で生成されたレーザ加工データのイメージを2次元的及び/又は3次元的に表示可能な加工イメージ表示部と、
を備え、
前記加工条件設定部がさらに、
加工パターンを2次元情報として入力する加工パターン入力手段と、
加工対象面の3次元形状を示すプロファイル情報を入力するための加工面プロファイル入力手段と、
を備え、
前記レーザ制御部は、XY座標とZ座標を関連付けしており、
前記一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動に追従させてZ軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動も、前記X軸、Y軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するよう移動させる追従機能を備え、
前記レーザ制御部が、レーザ光の出射をONしている間は、Z軸スキャナの追従機能をONする一方、レーザ光の出射がOFFの間は、Z軸スキャナの追従機能をOFFするよう構成してなることを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing apparatus capable of processing a processing target surface of a processing target disposed in a work area by irradiating a laser beam and processing it into a desired processing pattern,
A laser oscillation unit for generating laser light;
As a laser beam scanning system for scanning the laser beam emitted from the laser oscillation unit in the work area formed from the XY coordinates,
An entrance lens and an exit lens are provided, and the entrance lens and / or the exit lens are translated in a state where the optical axes of the entrance lens and the exit lens coincide with the optical axis of the laser light emitted from the laser oscillation unit. A Z-axis scanner capable of adjusting the focal length of the laser light by changing the relative distance between the incident lens and the outgoing lens along these optical axes,
An X-axis scanner having a motor for fixing and rotating a first mirror for rotating a laser beam transmitted through the Z-axis scanner in the X-axis direction of the work area, or a Y-axis One of the Y-axis scanners including a motor for rotating the second mirror fixed to the rotation shaft and rotating the second mirror;
The other scanner for scanning the laser beam scanned by the one scanner in the other axial direction of the X axis direction or the Y axis direction of the work area;
A laser beam scanning system comprising:
A laser control unit for controlling the laser oscillation unit and the laser beam scanning system;
A processing condition setting unit for setting a three-dimensional shape and a processing pattern of a processing target surface as a processing condition for processing into a desired processing pattern;
In accordance with the processing conditions set in the processing condition setting unit, a processing data generation unit that generates laser processing data of the processing target surface,
A processing image display unit capable of two-dimensionally and / or three-dimensionally displaying an image of the laser processing data generated by the processing data generation unit;
With
The processing condition setting unit further includes:
Machining pattern input means for inputting a machining pattern as two-dimensional information;
Machining surface profile input means for inputting profile information indicating the three-dimensional shape of the machining target surface;
With
The laser control unit associates XY coordinates and Z coordinates,
By following the movement in the XY direction by the rotation of the first mirror and the second mirror of the one scanner and the other scanner, by the parallel movement of the incident lens and / or the outgoing lens of the Z-axis scanner in the optical axis direction. The movement in the Z direction is also provided with a follow-up function that moves to indicate the Z coordinate corresponding to the XY coordinate indicated by the X axis and Y axis scanner,
The laser control unit is configured to turn on the tracking function of the Z-axis scanner while the laser beam emission is on, and to turn off the tracking function of the Z-axis scanner while the laser beam emission is off. The laser processing apparatus characterized by these.
入射レンズと出射レンズを備え、レーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、
前記Z軸スキャナを透過するレーザ光を、XY座標から形成される作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、
前記一方のスキャナで走査されるレーザ光を、前記作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、
を備えるレーザ光走査系を備えたレーザ加工装置で、前記作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工する際、該所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定装置であって、
所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定するための加工条件設定部と、
作業領域の各XY座標位置におけるレーザ光の焦点位置が一定となるようZ座標を調整し、XY座標位置と調整後のZ座標位置との関連付けを記憶する記憶部と、
を備え、
レーザ光の出射をONしている間は、一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動を追従させ、前記記憶部に記憶された対応関係に基づき、前記X軸及びY軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するようZ軸スキャナを移動させ、
一方レーザ光の出射をOFFしている間は、Z軸スキャナの追従を中断し、XY座標の対応関係に拘わらず所定のZ座標位置に移動させるよう構成してなることを特徴とするレーザ加工データ設定装置。
An entrance lens and an exit lens are provided, and the entrance lens and / or the exit lens are moved in parallel with the optical axis of the laser light coincident with the optical axis of the laser beam, thereby moving the entrance lens and the exit lens between the entrance lens and the exit lens. A Z-axis scanner capable of adjusting the focal length of the laser light by changing the relative distance along these optical axes;
An X-axis comprising a motor for fixing and rotating the first mirror for rotating the laser beam transmitted through the Z-axis scanner in the X-axis direction of the work area formed from the XY coordinates. Either a scanner or a Y-axis scanner having a motor for rotating the second mirror fixed to the rotation axis for scanning in the Y-axis direction;
The other scanner for scanning the laser beam scanned by the one scanner in the other axial direction of the X axis direction or the Y axis direction of the work area;
When a laser beam is irradiated to a processing target surface of a processing target disposed in the work area and processed into a desired processing pattern, the laser processing apparatus including the laser beam scanning system includes A laser processing data setting device for setting processing data based on a desired processing pattern,
A processing condition setting unit for setting a three-dimensional shape and a processing pattern of a processing target surface as a processing condition for processing into a desired processing pattern;
A storage unit that adjusts the Z coordinate so that the focal position of the laser beam at each XY coordinate position of the work area is constant, and stores the association between the XY coordinate position and the adjusted Z coordinate position;
With
While the emission of the laser beam is ON, the incident lens and / or the emission lens of the Z-axis scanner are moved in the X and Y directions by the rotation of the first mirror and the second mirror of one scanner and the other scanner. The movement in the Z direction due to the parallel movement in the optical axis direction is followed, and based on the correspondence stored in the storage unit, the Z coordinate corresponding to the XY coordinates designated by the X-axis and Y-axis scanners is designated. Move the Z-axis scanner like
On the other hand, while the laser beam emission is turned off, the tracking of the Z-axis scanner is interrupted and moved to a predetermined Z-coordinate position regardless of the correspondence relationship of the XY coordinates. Data setting device.
レーザ光を走査するレーザ光走査系として、
入射レンズと出射レンズを備え、レーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナ、
前記Z軸スキャナを透過するレーザ光を、XY座標から形成される作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、
Y軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナを備えており、3次元形状に加工可能なレーザ加工装置を用いて、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を3次元的に走査して、所望の加工パターンに加工するレーザ加工方法であって、
予め、作業領域内のXY座標とZ座標とが関連付けられており、レーザ光走査位置のX座標を規定するX軸スキャナ、及びY座標を規定するY軸スキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動に追従させて、Z軸スキャナも、前記X軸、Y軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するよう、入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動させる追従機能を備え、
レーザ光が出射される間、Z軸スキャナの追従機能をONさせる工程と、
レーザ光が出射されない間、Z軸スキャナの追従機能を動作させず、所定の高さに維持する工程と、
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
As a laser beam scanning system for scanning a laser beam,
An incident lens and an output lens are provided, and the optical axis of the laser beam is aligned with the optical axes of the input lens and the output lens. Z-axis scanner that can adjust the focal length of laser light by changing the distance along these optical axes,
An X-axis comprising a motor for fixing and rotating the first mirror for rotating the laser beam transmitted through the Z-axis scanner in the X-axis direction of the work area formed from the XY coordinates. Scanner,
Using a laser processing apparatus that includes a Y-axis scanner that includes a motor for fixing and rotating a second mirror for scanning in the Y-axis direction and that can be processed into a three-dimensional shape, A laser processing method in which a processing target surface of a processing target disposed in a work area is scanned three-dimensionally with a laser beam and processed into a desired processing pattern,
An XY coordinate and a Z coordinate in the work area are associated in advance, and an X-axis scanner that defines the X coordinate of the laser beam scanning position, and a first mirror and a second mirror of the Y-axis scanner that define the Y coordinate. The Z-axis scanner follows the movement in the XY direction by the rotation of the mirror so that the light of the incident lens and / or the outgoing lens also indicates the Z-coordinate corresponding to the XY-coordinate specified by the X-axis and Y-axis scanner. It has a follow-up function that translates in the axial direction.
A step of turning on the tracking function of the Z-axis scanner while the laser beam is emitted;
Maintaining the predetermined height without operating the tracking function of the Z-axis scanner while the laser beam is not emitted;
A laser processing method comprising:
入射レンズと出射レンズを備え、レーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより該入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナと、
前記Z軸スキャナを透過するレーザ光を、XY座標から形成される作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、又はY軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナのいずか一方のスキャナと、
前記一方のスキャナで走査されるレーザ光を、前記作業領域のX軸方向又はY軸方向の他方の軸方向に走査させるための他方のスキャナと、
を備えるレーザ光走査系を備えたレーザ加工装置で、前記作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を照射して、所望の加工パターンに加工する際、該所望の加工パターンに基づいて加工データを設定するためのレーザ加工データ設定方法であって、
所望の加工パターンに加工する加工条件として、加工対象面の3次元形状と加工パターンとを設定する工程と、
加工対象面の3次元形状に関して、XY座標位置とZ座標位置との対応関係を関連付ける工程と、
レーザ光の出射をONしている間は、前記一方のスキャナ及び他方のスキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動を追従させ、記憶された対応関係に基づき、X軸及びY軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するようZ軸スキャナを移動させ、一方レーザ光の出射をOFFしている間は、Z軸スキャナの追従を中断し、XY座標の対応関係に拘わらず所定のZ座標位置に移動させる工程と、
を含むことを特徴とするレーザ加工データ設定方法。
An entrance lens and an exit lens are provided, and the entrance lens and / or the exit lens are moved in parallel with the optical axis of the laser light coincident with the optical axis of the laser beam, thereby moving the entrance lens and the exit lens between the entrance lens and the exit lens. A Z-axis scanner capable of adjusting the focal length of the laser light by changing the relative distance along these optical axes;
An X-axis comprising a motor for fixing and rotating the first mirror for rotating the laser beam transmitted through the Z-axis scanner in the X-axis direction of the work area formed from the XY coordinates. Either a scanner or a Y-axis scanner having a motor for rotating the second mirror fixed to the rotation axis for scanning in the Y-axis direction;
The other scanner for scanning the laser beam scanned by the one scanner in the other axial direction of the X axis direction or the Y axis direction of the work area;
When a laser beam is irradiated to a processing target surface of a processing target disposed in the work area and processed into a desired processing pattern, the laser processing apparatus including the laser beam scanning system includes A laser processing data setting method for setting processing data based on a desired processing pattern,
A step of setting a three-dimensional shape and a processing pattern of a processing target surface as processing conditions for processing into a desired processing pattern;
Associating the correspondence between the XY coordinate position and the Z coordinate position with respect to the three-dimensional shape of the processing target surface;
While the emission of the laser beam is ON, the incident lens and / or emission of the Z-axis scanner is moved in the X and Y directions by the rotation of the first mirror and the second mirror of the one scanner and the other scanner. The Z- axis scanner is configured to follow the movement in the Z direction due to the parallel movement of the lens in the optical axis direction and to indicate the Z coordinate corresponding to the XY coordinates indicated by the X axis and Y axis scanner based on the stored correspondence relationship. While the laser beam emission is turned off, the Z-axis scanner tracking is interrupted and moved to a predetermined Z-coordinate position regardless of the correspondence of the XY coordinates;
A laser processing data setting method comprising:
レーザ光を走査するレーザ光走査系として、
入射レンズと出射レンズを備え、レーザ光の光軸に入射レンズ及び出射レンズの光軸を一致させた状態で、入射レンズ及び/又は出射レンズを平行移動させることにより入射レンズと出射レンズ間の相対距離をこれらの光軸に沿って変化させて、レーザ光の焦点距離を調整可能なZ軸スキャナ、
前記Z軸スキャナを透過するレーザ光を、XY座標から形成される作業領域のX軸方向に走査させるための、第1のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるX軸スキャナ、
Y軸方向に走査させるための、第2のミラーを回転軸に固定し、回動するためのモータを備えるY軸スキャナを備えており、3次元形状に加工可能なレーザ加工装置を用いて、作業領域内に配置された加工対象物の加工対象面に対して、レーザ光を3次元的に走査して、所望の加工パターンに加工するレーザ加工データ設定プログラムであって、
予め、作業領域内のXY座標とZ座標とが関連付けられており、レーザ光走査位置のX座標を規定するX軸スキャナ、及びY座標を規定するY軸スキャナの第1のミラー及び第2のミラーの回転によるXY方向への移動に追従させて、Z軸スキャナの入射レンズ及び/又は出射レンズの光軸方向への平行移動によるZ方向への移動も、前記X軸、Y軸スキャナの指示するXY座標と対応するZ座標を指示するよう移動させる機能と、
レーザ光が出射される間、Z軸スキャナの追従機能をONさせ、一方レーザ光が出射されない間、Z軸スキャナの追従機能を動作させず、所定の高さに維持する機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とするレーザ加工データ設定プログラム。
As a laser beam scanning system for scanning a laser beam,
An incident lens and an output lens are provided, and the optical axis of the laser beam is aligned with the optical axes of the input lens and the output lens. Z-axis scanner that can adjust the focal length of laser light by changing the distance along these optical axes,
An X-axis comprising a motor for fixing and rotating the first mirror for rotating the laser beam transmitted through the Z-axis scanner in the X-axis direction of the work area formed from the XY coordinates. Scanner,
Using a laser processing apparatus that includes a Y-axis scanner that includes a motor for fixing and rotating a second mirror for scanning in the Y-axis direction and that can be processed into a three-dimensional shape, A laser processing data setting program that three-dimensionally scans a processing target surface of a processing target disposed in a work area and processes it into a desired processing pattern,
An XY coordinate and a Z coordinate in the work area are associated in advance, and an X-axis scanner that defines the X coordinate of the laser beam scanning position, and a first mirror and a second mirror of the Y-axis scanner that define the Y coordinate. Following the movement in the XY direction by the rotation of the mirror , the movement in the Z direction by the parallel movement of the incident lens and / or the outgoing lens of the Z axis scanner in the optical axis direction is also instructed by the X axis and Y axis scanner. A function of moving to indicate the XY coordinates and the corresponding Z coordinates;
While the laser beam is emitted, the tracking function of the Z-axis scanner is turned on, while the laser beam is not emitted, the tracking function of the Z-axis scanner is not operated and maintained at a predetermined height;
A laser processing data setting program characterized by causing a computer to realize the above.
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