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JP5226823B2 - Laser processing condition setting device, laser processing condition setting method, laser processing condition setting program, computer-readable recording medium, recorded device, and laser processing system - Google Patents

Laser processing condition setting device, laser processing condition setting method, laser processing condition setting program, computer-readable recording medium, recorded device, and laser processing system Download PDF

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JP5226823B2 JP2011086090A JP2011086090A JP5226823B2 JP 5226823 B2 JP5226823 B2 JP 5226823B2 JP 2011086090 A JP2011086090 A JP 2011086090A JP 2011086090 A JP2011086090 A JP 2011086090A JP 5226823 B2 JP5226823 B2 JP 5226823B2
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Description

本発明は、レーザマーキング装置など、レーザ光を加工対象物に照射して印字などの加工を行うレーザ加工装置であって、特に加工対象物の加工面が平面でなく3次元状に変化するものであっても加工可能な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、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器並びにレーザ加工装置に関する。 The present invention is a laser processing apparatus that performs processing such as printing by irradiating a processing object with laser light, such as a laser marking apparatus, and in particular, the processing surface of the processing object changes in a three-dimensional manner instead of a flat surface. However, the present invention relates to a laser processing condition setting device, a laser processing condition setting method, a laser processing condition setting program, a computer-readable recording medium, a recorded device, and a laser processing device.

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、部品や製品などの加工対象物(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などの加工を行う。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変光し、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 light L and changes the light in a desired direction, and the laser light L output from the light collecting 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 fixing and rotating the galvanometer mirrors on respective rotation axes. 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 a condensing lens, and an f (theta) lens is used.

レーザ加工装置を使用する際には、加工の際の加工条件としてレーザ光の走査速度、レーザ出力(レーザパワー)等の加工パラメータを最適値に設定してやる必要がある。またQスイッチングによりレーザ光をパルス発振させる場合はQスイッチ周波数も加工条件として設定する必要がある。Qスイッチングとは、光共振器の損失を増加させた状態でポンピングを行い、エネルギーを励起準位に蓄積して適当なときに損失を減少させ、レーザ作用を行わせることをいう。最適な加工条件は加工対象物の材質や印字するマークの種類や大きさ等により異なるため、ユーザはこれらの値を調整しながら最適な加工条件に設定する作業は非常に困難である。 When using the laser processing apparatus, it is necessary to set processing parameters such as the scanning speed of the laser beam and the laser output (laser power) to the optimum values as the processing conditions at the time of processing. Further, when the laser beam is pulse-oscillated by Q switching, the Q switch frequency needs to be set as a processing condition. Q-switching means that pumping is performed in a state where the loss of the optical resonator is increased, energy is stored in the excitation level, the loss is reduced at an appropriate time, and laser action is performed. Since the optimal processing conditions vary depending on the material of the processing object, the type and size of the marks to be printed, etc., it is very difficult for the user to set the optimal processing conditions while adjusting these values.

本出願人は、最適な印字条件に容易に設定可能なレーザマーキング装置を先に開発した(特許文献1参照)。この技術は、レーザ光の走査速度およびレーザ出力を自動的に変化させた加工条件を複数設定し、各加工条件で実際に印字加工を行い、図3に示すような異なる印字の濃度を有する複数の印字見本201が形成された印字リスト200を作成する。これにより、ユーザは印字リスト200の中の印字見本201の番号を指定するだけで、この印字見本の印字に対応した走査速度VS、レーザ出力PLおよびQスイッチ周波数fsを加工条件として設定できる。この方法は、2次元平面内で走査可能なレーザ加工装置に対しては好適に利用できる。 The present applicant has previously developed a laser marking device that can be easily set to optimum printing conditions (see Patent Document 1). In this technique, a plurality of processing conditions in which the scanning speed of laser light and the laser output are automatically changed are set, printing is actually performed under each processing condition, and a plurality of prints having different print densities as shown in FIG. A print list 200 on which the print sample 201 is formed is created. Thus, the user can set the scanning speed VS, the laser output PL, and the Q switch frequency fs corresponding to the printing of the printing sample as processing conditions only by designating the number of the printing sample 201 in the printing list 200. This method can be preferably used for a laser processing apparatus capable of scanning in a two-dimensional plane.

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軸方向に焦点距離を調整可能な、すなわち3次元状に加工が可能なレーザ加工装置も開発が進められている。このような3次元状加工可能なレーザ加工装置においては、加工条件としてレーザ光の走査速度やレーザ出力の他、高さ情報や傾き調整といった加工パラメータの設定も必要となる。このため、上述した設定方法では3次元印字には十分に対応することができない。特に3次元印字においては、レーザ光の焦点距離を調整可能とすることで加工対象物の加工面が傾斜していても適切な加工が可能であるが、傾斜を状態をレーザ加工装置側で正しく把握できていないと、焦点距離を調整して最適な加工を行うことができない。従来、このような傾斜を把握する方法がなかったため、ユーザは目視や実測により傾斜を測定して加工条件の設定、試行、再設定という調整作業を繰り返すしなかった。特に3次元加工では決定すべき加工パラメータが2次元加工よりも多くなる分、この調整作業は一層困難となる。
特開平11−28586号公報
On the other hand, not only a laser processing apparatus that performs processing in such a two-dimensional plane, but also a laser processing apparatus that can adjust the focal length in the height direction, that is, the Z-axis direction, that is, can perform three-dimensional processing. Development is underway. In such a laser processing apparatus capable of three-dimensional processing, it is necessary to set processing parameters such as height information and tilt adjustment in addition to laser beam scanning speed and laser output as processing conditions. For this reason, the setting method described above cannot sufficiently cope with three-dimensional printing. In particular, in 3D printing, it is possible to adjust the focal length of the laser beam so that proper processing is possible even if the processing surface of the workpiece is tilted. Unless it is grasped, it is impossible to adjust the focal length to perform optimum processing. Conventionally, since there was no method for grasping such an inclination, the user did not repeat adjustment operations such as setting, trial, and resetting of machining conditions by measuring the inclination visually or by actual measurement. In particular, since the machining parameters to be determined in the three-dimensional machining are larger than those in the two-dimensional machining, this adjustment operation becomes more difficult.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-28586

本発明は、このような問題点を解決するために成されたものである。本発明の主な目的は、3次元加工が可能なレーザ加工装置において、最適な加工条件に容易に設定可能な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、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器並びにレーザ加工装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems. The main object of the present invention is a laser processing condition setting device, a laser processing condition setting method, a laser processing condition setting program, and a computer reading that can be easily set to optimum processing conditions in a laser processing apparatus capable of three-dimensional processing. It is an object of the present invention to provide a possible recording medium, recorded apparatus, and laser processing apparatus.

上記の目的を達成するために、本発明の第1のレーザ加工条件設定装置は、加工対象物の3次元状の加工面に対して、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ光走査系で所定の加工パターンにレーザ光を走査させて加工可能なレーザ加工装置について、レーザ光の出力及び/又は走査速度を含む加工条件を設定するためのレーザ加工条件設定装置であって、レーザ光の出力及び/又は走査速度に加えて、少なくともレーザ光の焦点距離を加工パラメータとして含む加工条件の内、少なくともレーザ光の焦点距離を所定の範囲で指定可能な加工条件設定手段と、加工条件設定手段により範囲で指定された加工パラメータを、指定された範囲内で変化させた複数の加工条件の組を生成する複数加工条件生成手段と、複数加工条件生成手段で生成された複数の加工条件に基づいて、各加工条件でレーザ光を加工対象物に照射して所定のパターンに加工させると共に、加工条件毎に異なる位置に加工することで、焦点距離を加工位置に応じて変化させたテスト加工パターンを生成するテスト加工パターン生成手段と、テスト加工パターン生成手段で生成されたテスト加工パターンから、所望の加工位置を選択することで、該加工位置において採用された加工条件を抽出し、これを加工条件として再設定可能な加工条件選択手段とを備える。これにより、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ加工装置において、焦点距離を変化させて加工したテスト加工パターンの各位置を対比しながら、所望の加工が得られている位置を選択することで、所望の加工条件に容易に再設定できる。 In order to achieve the above object, a first laser processing condition setting device of the present invention is a laser beam scanning system capable of adjusting the focal length of a laser beam with respect to a three-dimensional processing surface of a workpiece. A laser processing condition setting device for setting processing conditions including laser beam output and / or scanning speed for a laser processing apparatus capable of processing by scanning a laser beam in a predetermined processing pattern, wherein laser beam output In addition to the processing speed including at least the focal length of the laser beam as a processing parameter in addition to the scanning speed, a processing condition setting unit capable of designating at least the focal length of the laser beam within a predetermined range, and a processing condition setting unit Generated by the multiple machining condition generator and the multiple machining condition generator that generates a set of multiple machining conditions that are changed within the specified range. Based on a plurality of processing conditions, the processing target is irradiated with laser light under each processing condition and processed into a predetermined pattern, and the focal length is set according to the processing position by processing at different positions for each processing condition. By selecting a desired machining position from the test machining pattern generating means for generating the changed test machining pattern and the test machining pattern generated by the test machining pattern generating means, the machining conditions adopted at the machining position are selected. And a machining condition selection means that can reset this as a machining condition. Thus, in the laser processing apparatus that can adjust the focal length of the laser beam, by selecting the position where the desired processing is obtained while comparing each position of the test processing pattern processed by changing the focal length , Can be easily reset to the desired processing conditions.

また、本発明の第2のレーザ加工条件設定装置は、加工条件選択手段で、少なくともレーザ光の焦点距離の範囲を再設定し、新たな加工条件として加工条件設定手段に設定すると共に、複数加工条件生成手段で複数の加工条件をさらに生成し、これに基づいてテスト加工パターン生成手段がテスト加工パターンを生成するよう構成している。これにより、テスト加工パターンに基づいてさらにレーザ光の焦点距離の範囲を適切な条件に再設定し、より正確な範囲でテスト加工パターンを再度生成して焦点距離を確認できる。 In the second laser processing condition setting apparatus of the present invention, the processing condition selection unit resets at least the focal length range of the laser beam, sets the processing condition setting unit as a new processing condition, and performs a plurality of processings. A plurality of machining conditions are further generated by the condition generating means, and based on this, the test machining pattern generating means is configured to generate a test machining pattern. Thereby, the range of the focal length of the laser beam can be reset to an appropriate condition based on the test processing pattern, and the test processing pattern can be generated again in a more accurate range to confirm the focal length.

さらに、本発明の第3のレーザ加工条件設定装置は、さらに、加工条件選択手段で選択された加工位置に該当する加工条件が確定されると、所定の出力先に出力可能な加工条件出力手段を備える。これにより、テスト加工パターンに基づいて特定されたレーザ光の焦点位置等を出力して利用することができる。 Further, the third laser processing condition setting device of the present invention further includes a processing condition output means capable of outputting to a predetermined output destination when a processing condition corresponding to the processing position selected by the processing condition selection means is determined. Is provided. Thereby, the focal position of the laser beam specified based on the test processing pattern can be output and used.

さらにまた、本発明の第4のレーザ加工条件設定装置は、テスト加工パターン生成手段は、複数加工条件生成手段で生成された複数の加工条件の組に従い、レーザ光の焦点距離を連続的に変化させてテスト加工パターンを生成するよう構成している。これにより、焦点距離を連続的に変化させることで、テスト加工パターン中に確実に焦点位置を補足してより正確な焦点距離の把握が可能となる。 Furthermore, according to the fourth laser processing condition setting device of the present invention, the test processing pattern generation means continuously changes the focal length of the laser light according to a plurality of processing condition sets generated by the plurality of processing condition generation means. To generate a test machining pattern. Thus, by continuously changing the focal length, it is possible to reliably capture the focal position in the test processing pattern and grasp the focal length more accurately.

さらにまた、本発明の第5のレーザ加工条件設定装置は、テスト加工パターン生成手段で生成されるテスト加工パターンが直線状であり、かつ該直線状に沿って一定の間隔で区切り線を設け、さらに区切り線を区別するために各区切り線に異なる文字列を付している。これにより、焦点距離を変化させながら直線状に加工することにより、確実に焦点位置を判別できると共に、必要に応じて任意の焦点位置での加工条件を選択することもできる。なお本明細書において文字列とは、漢字やひらがな、カタカナ、英文字等の文字に加えて、数字、記号、絵文字、マークやその他の図形等も含む意味で使用する。 Furthermore, in the fifth laser processing condition setting device of the present invention, the test processing pattern generated by the test processing pattern generation means is linear, and a dividing line is provided at a constant interval along the linear shape, Further, different character strings are attached to the respective dividing lines in order to distinguish the dividing lines. Thus, by processing in a straight line while changing the focal length, the focal position can be reliably determined, and the processing conditions at an arbitrary focal position can be selected as necessary. Note that in this specification, a character string is used in a sense including not only characters such as kanji, hiragana, katakana, and english characters but also numbers, symbols, pictograms, marks, and other figures.

さらにまた、本発明の第6のレーザ加工条件設定装置は、テスト加工パターン生成手段は、複数加工条件生成手段で生成された複数の加工条件の組に従い、レーザ光の焦点距離を離散的に変化させてテスト加工パターンを生成するよう構成している。これにより、離散的な焦点距離で加工されたテスト加工パターンに基づいて、加工条件の再設定のための範囲の指定が可能となる。 Furthermore, according to the sixth laser processing condition setting device of the present invention, the test processing pattern generation means discretely changes the focal length of the laser light in accordance with a plurality of processing condition sets generated by the plurality of processing condition generation means. To generate a test machining pattern. Accordingly, it is possible to specify a range for resetting the processing conditions based on the test processing pattern processed at a discrete focal length.

さらにまた、本発明の第7のレーザ加工条件設定装置は、テスト加工パターン生成手段で生成される所定のパターンが、加工条件毎に異なる文字列であり、テスト加工パターンが、複数の文字列をマトリックス状に配置したものである。これにより、マトリックス状に配置された文字列の内、所望の加工結果が得られている文字列を選択することで、容易に加工条件を選択できる。 Furthermore, in the seventh laser processing condition setting device of the present invention, the predetermined pattern generated by the test processing pattern generation means is a character string that differs for each processing condition, and the test processing pattern includes a plurality of character strings. They are arranged in a matrix. Thereby, a process condition can be easily selected by selecting the character string from which the desired process result is obtained among the character strings arrange | positioned at matrix form.

さらにまた、本発明の第8のレーザ加工条件設定装置は、加工条件設定手段が、加工パラメータを上限値、下限値及び変化幅で指定可能に構成している。これにより、複数加工条件生成手段は指定された上限値、下限値及び変化幅から複数の加工条件を自動生成できる。 Furthermore, the eighth laser processing condition setting device of the present invention is configured such that the processing condition setting means can specify processing parameters by an upper limit value, a lower limit value, and a change width. Thereby, the plurality of machining condition generating means can automatically generate a plurality of machining conditions from the designated upper limit value, lower limit value and change width.

さらにまた、本発明の第9のレーザ加工条件設定装置は、加工条件設定手段が、レーザ光の焦点距離に加えて、レーザ光の出力及び/又は走査速度の少なくともいずれかについても、所定の範囲で指定可能であり、複数加工条件生成手段が、複数の加工条件としてレーザ光の焦点距離、レーザ光の出力及び/又は走査速度を指定された範囲内で所定の幅毎に変化させて生成している。これにより、加工条件としてレーザ光の出力及び/又は走査速度、焦点距離の各加工パラメータの最適値を、加工結果に基づいて選択できる。 Furthermore, in the ninth laser processing condition setting device of the present invention, the processing condition setting means has a predetermined range for at least one of the laser beam output and / or the scanning speed in addition to the focal length of the laser beam. The multiple processing condition generation means generates the multiple processing conditions by changing the focal length of the laser beam, the output of the laser beam and / or the scanning speed for each predetermined width within the specified range. ing. Thereby, the optimum values of the processing parameters such as the laser beam output and / or the scanning speed and the focal length can be selected based on the processing result.

さらにまた、本発明の第10のレーザ加工条件設定装置は、テスト加工パターンが、加工対象物の加工面上において同一直線上にない3以上の離散ブロックであり、レーザ加工条件設定装置はさらに、各離散ブロックの高さに基づいて、加工面の傾斜角及び傾斜方向を演算する傾斜演算手段を備えており、加工条件出力手段が、傾斜演算手段で演算された加工面の傾斜角及び傾斜方向を出力可能に構成している。これにより、各離散ブロックでの高さを求めることで、加工対象物の加工面の傾斜を演算でき、加工面の傾斜状態を知ることができる。 Furthermore, in the tenth laser processing condition setting device of the present invention, the test processing pattern is three or more discrete blocks that are not collinear on the processing surface of the processing object, and the laser processing condition setting device further includes: Inclination calculating means for calculating the inclination angle and inclination direction of the machining surface based on the height of each discrete block is provided, and the machining condition output means calculates the inclination angle and inclination direction of the machining surface calculated by the inclination calculation means. Can be output. Thereby, by obtaining the height of each discrete block, the inclination of the machining surface of the workpiece can be calculated, and the inclination state of the machining surface can be known.

さらにまた、本発明の第11のレーザ加工条件設定装置は、各離散ブロックが、複数の文字列をマトリックス状に配置して構成されている。これにより、各離散ブロックでの高さを求めることが容易となる。 Furthermore, in the eleventh laser processing condition setting device of the present invention, each discrete block is configured by arranging a plurality of character strings in a matrix. This makes it easy to obtain the height at each discrete block.

さらにまた、本発明の第12のレーザ加工条件設定装置は、加工条件選択手段による加工位置の選択が、テスト加工パターンの文字列で行われる。これにより、ユーザが所望の加工結果の得られている文字列を選択することで、対応する加工条件を抽出することができるので、ユーザは加工パラメータの意味を把握せずとも実際の加工結果から所望の加工条件を容易に選択できる。 Furthermore, in the twelfth laser processing condition setting device of the present invention, the processing position is selected by the processing condition selecting means using a character string of the test processing pattern. As a result, the user can select the character string from which the desired processing result is obtained, and the corresponding processing conditions can be extracted. Therefore, the user can obtain the actual processing result without understanding the meaning of the processing parameter. Desired processing conditions can be easily selected.

さらにまた、本発明の第13のレーザ加工条件設定装置は、加工条件選択手段による加工位置の選択が、加工パラメータの数値を指定して行われる。これにより、ユーザは加工パラメータを直接数値で指定して加工条件を指定でき、上級ユーザに好適に利用できる。 Furthermore, in the thirteenth laser processing condition setting device of the present invention, the processing position is selected by the processing condition selecting means by specifying the numerical value of the processing parameter. Thus, the user can directly specify the processing parameters by numerical values and specify the processing conditions, which can be suitably used by advanced users.

さらにまた、本発明の第14のレーザ加工条件設定装置はさらに、レーザ光の光学特性に起因して生じる焦点位置のずれを、焦点位置の座標を補正することで解消するための座標補正手段を備える。これにより、レーザ光の光学特性を考慮して高さの変化が一定になるように座標を補正し、加工位置によらず正確な加工が可能となる。 Furthermore, the fourteenth laser processing condition setting device of the present invention further includes coordinate correction means for eliminating the focal position shift caused by the optical characteristics of the laser beam by correcting the coordinates of the focal position. Prepare. Accordingly, the coordinates are corrected so that the change in height is constant in consideration of the optical characteristics of the laser light, and accurate machining is possible regardless of the machining position.

さらにまた、本発明の第15のレーザ加工条件設定方法は、加工対象物の3次元状の加工面に対して、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ光走査系で所定の加工パターンにレーザ光を走査させて加工可能なレーザ加工装置について、レーザ光の出力及び/又は走査速度を含む加工条件を設定するためのレーザ加工条件設定方法であって、レーザ光の出力及び/又は走査速度に加えて、少なくともレーザ光の焦点距離を加工パラメータとして含む加工条件の内、少なくともレーザ光の焦点距離を所定の範囲で指定する工程と、範囲で指定された加工パラメータを、指定された範囲内で変化させた複数の加工条件の組を生成する工程と、複数の加工条件に基づいて、各加工条件でレーザ光を加工対象物に照射して所定のパターンに加工させると共に、加工条件毎に異なる位置に加工することで、焦点距離を加工位置に応じて変化させたテスト加工パターンを生成する工程と、テスト加工パターンから、所望の加工位置を選択することで、該加工位置において採用された加工条件を抽出し、これを加工条件として再設定する工程とを含む。これにより、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ加工装置において、焦点距離を変化させて加工したテスト加工パターンの各位置を対比しながら、所望の加工が得られている位置を選択することで、所望の加工条件に容易に再設定できる。 Furthermore, in the fifteenth laser processing condition setting method of the present invention, a laser is scanned into a predetermined processing pattern with a laser beam scanning system capable of adjusting the focal length of the laser beam with respect to the three-dimensional processing surface of the processing object. A laser processing condition setting method for setting processing conditions including laser beam output and / or scanning speed for a laser processing apparatus capable of processing by scanning light, wherein the laser beam output and / or scanning speed is set. In addition, among the processing conditions including at least the focal length of the laser beam as a processing parameter, the step of specifying at least the focal length of the laser beam within a predetermined range, and the processing parameter specified by the range within the specified range Based on the step of generating a set of a plurality of changed processing conditions and the plurality of processing conditions, the processing object is irradiated with laser light under each processing condition and processed into a predetermined pattern. In both cases, by processing to different positions for each processing condition, a step of generating a test processing pattern in which the focal length is changed according to the processing position, and selecting a desired processing position from the test processing pattern, A step of extracting processing conditions adopted at the processing position and resetting the processing conditions as processing conditions. Thus, in the laser processing apparatus that can adjust the focal length of the laser beam, by selecting the position where the desired processing is obtained while comparing each position of the test processing pattern processed by changing the focal length , Can be easily reset to the desired processing conditions.

さらにまた、本発明の第16のレーザ加工条件設定方法は、加工対象物の3次元状の加工面に対して、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ光走査系で所定の加工パターンにレーザ光を走査させて加工可能なレーザ加工装置について、レーザ光の出力及び/又は走査速度を含む加工条件を設定するためのレーザ加工条件設定プログラムであって、レーザ光の出力及び/又は走査速度に加えて、少なくともレーザ光の焦点距離を加工パラメータとして含む加工条件の内、少なくともレーザ光の焦点距離を所定の範囲で指定する機能と、範囲で指定された加工パラメータを、指定された範囲内で変化させた複数の加工条件の組を生成する機能と、複数の加工条件に基づいて、各加工条件でレーザ光を加工対象物に照射して所定のパターンに加工させると共に、加工条件毎に異なる位置に加工することで、焦点距離を加工位置に応じて変化させたテスト加工パターンを生成する機能と、テスト加工パターンから、所望の加工位置を選択することで、該加工位置において採用された加工条件を抽出し、これを加工条件として再設定する機能とをコンピュータに実現させる。これにより、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ加工装置において、焦点距離を変化させて加工したテスト加工パターンの各位置を対比しながら、所望の加工が得られている位置を選択することで、所望の加工条件に容易に再設定できる。 Furthermore, in the sixteenth laser processing condition setting method of the present invention, a laser is scanned into a predetermined processing pattern with a laser beam scanning system capable of adjusting the focal length of the laser beam with respect to the three-dimensional processing surface of the processing object. A laser processing condition setting program for setting processing conditions including a laser beam output and / or a scanning speed for a laser processing apparatus capable of processing by scanning light, wherein the laser beam output and / or scanning speed is set. In addition, among the processing conditions that include at least the focal length of the laser beam as a processing parameter, at least the function of specifying the focal length of the laser beam within a predetermined range and the processing parameter specified by the range within the specified range Based on the function to generate a set of multiple machining conditions that have been changed and the multiple machining conditions, the workpiece is irradiated with laser light under each machining condition and processed into a predetermined pattern. By selecting a desired machining position from the test machining pattern, a function for generating a test machining pattern in which the focal length is changed according to the machining position by machining to a different position for each machining condition, The computer realizes a function of extracting the machining conditions adopted at the machining position and resetting the machining conditions as the machining conditions. Thus, in the laser processing apparatus that can adjust the focal length of the laser beam, by selecting the position where the desired processing is obtained while comparing each position of the test processing pattern processed by changing the focal length , Can be easily reset to the desired processing conditions.

また本発明の本発明の第17の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、ブルーレイディスク、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。
The 17th computer-readable recording medium or the recorded device of the present invention stores the program. Recording media include 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 disc, HD
This includes a magnetic disk such as a DVD, an optical disk, a magneto-optical disk, a semiconductor memory, 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.

さらにまた、本発明の第18のレーザ加工装置は、加工対象物の3次元状の加工面に対して、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ光走査系で所定の加工パターンにレーザ光を走査させて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レーザ発振手段と、レーザ発振手段でレーザ光をXYZ平面内で走査可能なレーザ光走査系と、レーザ光走査系を走査させて所望の加工パターンで加工するために加工条件として、レーザ光の出力、走査速度、レーザ光の焦点距離を加工パラメータを設定可能であり、かつ少なくともレーザ光の焦点距離を所定の範囲で指定可能な加工条件設定手段と、加工条件設定手段により範囲で指定された加工パラメータを、指定された範囲内で変化させた複数の加工条件の組を生成する複数加工条件生成手段と、複数加工条件生成手段で生成された複数の加工条件に基づいて、各加工条件でレーザ光を加工対象物に照射して所定のパターンに加工させると共に、加工条件毎に異なる位置に加工することで、焦点距離を加工位置に応じて変化させたテスト加工パターンを生成するテスト加工パターン生成手段と、テスト加工パターン生成手段で生成されたテスト加工パターンから、所望の加工位置を選択することで、該加工位置において採用された加工条件を抽出し、これを加工条件として再設定可能な加工条件選択手段とを備える。これにより、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ加工装置において、焦点距離を変化させて加工したテスト加工パターンの各位置を対比しながら、所望の加工が得られている位置を選択することで、所望の加工条件に容易に再設定できる。 Furthermore, the eighteenth laser processing apparatus of the present invention applies a laser beam to a predetermined processing pattern with a laser beam scanning system capable of adjusting the focal length of the laser beam with respect to the three-dimensional processing surface of the processing object. A laser processing apparatus capable of processing by scanning, laser oscillation means for generating laser light, laser light scanning system capable of scanning laser light in the XYZ plane by the laser oscillation means, and scanning the laser light scanning system In order to process with a desired processing pattern, processing parameters can be set as laser beam output, scanning speed, and laser beam focal length as processing conditions, and at least the focal length of laser beam can be specified within a predetermined range Multiple machining condition generation means for generating a set of a plurality of machining conditions by changing the machining parameters specified in the range by the machining condition setting means and the machining condition setting means within the specified range Based on the means and the plurality of processing conditions generated by the plurality of processing condition generation means, the processing object is irradiated with laser light under each processing condition to be processed into a predetermined pattern and processed at different positions for each processing condition. By selecting the desired machining position from the test machining pattern generating means for generating the test machining pattern in which the focal length is changed according to the machining position and the test machining pattern generated by the test machining pattern generating means. And a machining condition selection means capable of extracting the machining conditions adopted at the machining position and resetting the machining conditions as the machining conditions. Thus, in the laser processing apparatus that can adjust the focal length of the laser beam, by selecting the position where the desired processing is obtained while comparing each position of the test processing pattern processed by changing the focal length , Can be easily reset to the desired processing conditions.

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. 印字リストの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a printing list. 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. 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. 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. 作業領域中の位置に応じて加工状態が異なることを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining that a processing state changes according to the position in a work area. ワークの表面形状に応じてレーザ光の焦点位置を調整する様子を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a mode that the focus position of a laser beam is adjusted according to the surface shape of a workpiece | work. 作業領域内の加工位置に応じて焦点位置が変化する様子を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a mode that a focus position changes according to the process position in a work area. 従来のレーザ加工装置のマーキングヘッドを設置する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which installs the marking head of the conventional laser processing apparatus. ワークの角度に合わせてマーキングヘッドを傾斜させて設置する例を説明刷る説明図である。It is explanatory drawing which prints explaining the example which inclines and sets a marking head according to the angle of a workpiece | work. 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. レーザ加工条件設定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a laser processing condition setting apparatus. 3次元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を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a three-dimensional machining data setting program. 焦点位置合わせモードにおいて高さ方向の調整を行う手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which performs adjustment of a height direction in focus position alignment mode. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. 直線状のテスト加工パターンを示す図である。It is a figure which shows a linear test process pattern. 作業領域の中心からの距離と基準位置からの高さの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from the center of a work area, and the height from a reference position. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. 区切り線及び文字列を付したテスト加工パターンを示す図である。It is a figure which shows the test processing pattern which attached the dividing line and the character string. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. 最終的に得られたテスト加工パターンを示す図である。It is a figure which shows the test process pattern finally obtained. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. 傾き補正モードにおいて傾きを検出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 detects inclination in inclination correction mode. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. ワーク上でガイド光を走査して離間ブロックNo1〜No3を描画させた例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which made the separation blocks No1-No3 draw by scanning guide light on a workpiece | work. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. 離間ブロックNo1〜No3を加工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 processed separation block No1-No3. 作業領域の中心からの距離と基準位置からの高さの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from the center of a work area, and the height from a reference position. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. ワークの加工面の傾斜方向と傾斜角を説明する図である。It is a figure explaining the inclination direction and inclination angle of the processed surface of a workpiece | work. ワークの加工面と各セルの印字高さの関係を説明する垂直断面図である。It is a vertical sectional view explaining the relation between the processing surface of a work and the printing height of each cell. 複合テスト印字モードにおいて傾きを検出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 detects inclination in composite test printing mode. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. 複合テスト印字モードにおいてガイド光を走査させてテスト加工パターンを描画させた例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which made the test process pattern draw by scanning guide light in the composite test printing mode. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. 作業領域の中心からの距離と基準位置からの高さの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from the center of a work area, and the height from a reference position. 3つの加工パラメータを縦・横・高さの3軸で立体的に表現した例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which represented three process parameters three-dimensionally by 3 axes | shafts of length, width, and height. 高さ毎に描画した斜視図状の2次元平面を上下に並べて3つの加工パラメータの加工条件の変化を2次元状に表現した例を示すイメージである。It is an image which shows the example which expressed the change of the processing conditions of three processing parameters in two dimensions by arranging the two-dimensional plane of the perspective view drawn for every height up and down. レーザ光のスピード毎に描画した斜視図状の2次元平面を上下に並べて3つの加工パラメータの加工条件の変化を2次元状に表現した例を示すイメージである。It is an image which shows the example which expressed the change of the processing conditions of three processing parameters in two dimensions by arranging the two-dimensional plane of the perspective view drawn for every speed of laser light up and down. レーザ光のパワー毎に描画した斜視図状の2次元平面を上下に並べて3つの加工パラメータの加工条件の変化を2次元状に表現した例を示すイメージである。It is an image which shows the example which expressed the change of the processing conditions of three processing parameters in two dimensions by arranging the two-dimensional plane of the perspective view drawn for every power of laser light up and down. 高さ毎に加工した2次元平面を縦方向に並べた例を示すイメージである。It is an image which shows the example which arranged the two-dimensional plane processed for every height in the vertical direction. 高さ毎に加工した2次元平面を横方向に並べた例を示すイメージである。It is an image which shows the example which arranged the two-dimensional plane processed for every height in the horizontal direction. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program. レーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the user interface screen of a laser processing condition setting program.

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、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器並びにレーザ加工装置を例示するものであって、本発明は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、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器並びにレーザ加工装置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。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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment shown below is a laser processing condition setting device, a laser processing condition setting method, a laser processing condition setting program, a computer-readable recording medium, and a recorded device for embodying the technical idea of the present invention. In addition, the present invention includes a laser processing condition setting device, a laser processing condition setting method, a laser processing condition setting program, a computer-readable recording medium, a recorded device, and a laser processing device. Not specific to anything. 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's 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. 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, serial connection such as USB, parallel connection, or electrically connected via a network such as 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T . 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、表面処理などのレーザ加工や、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、ディスプレイなど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。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、印字とは文字や記号、図形などのマーキングの他、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印字文字列や印字パターンとは、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も含める意味で使用する。 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 for general 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 an optical disc such as DVD or Blu-ray (registered trademark) , a light source for communication, a printing device, a light source for illumination, a light source for a display device such as a display, It can be suitably used in medical devices and the like. In this specification, printing will be described as a representative example of processing. However, printing is used in the concept including various types of processing described above in addition to marking of characters, symbols, figures, and the like. Further, in this specification, a print character string and a print pattern are used to include hiragana, katakana, kanji, alphabets and numbers, symbols, pictograms, icons, logos, graphics such as barcodes and two-dimensional codes, and the like.

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。 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.

(入力部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を別途設けることもできる(図1に図示せず)。表示部はLCDやブラウン管等のモニタであり、タッチパネル方式として入力部と表示部を兼用することもできる。これによって、コンピュータなど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。
(Input unit 3)
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 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 (not shown in FIG. 1). The display unit is a monitor such as an LCD or a cathode ray tube, and the input unit and the display unit can also be used as a touch panel system. Accordingly, the necessary setting of the laser processing apparatus can be performed at the input unit without externally connecting a computer or the like.

(レーザ制御部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など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。
(Laser controller 1)
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. The memory unit 5 can be incorporated in the laser control unit 1, or a semiconductor memory card such as a PC card or SD card that can be inserted and removed, or a memory card such as a card-type hard disk. 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。 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.

(レーザ励起部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、熱伝導性の良い真鍮などの金属で構成され、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。
(Laser excitation unit 6)
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 brass 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.

(レーザ出力部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。
(Laser output unit 2)
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.

(レーザ媒質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。
(Laser medium 8)
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 central wavelength of the absorption spectrum of Nd: YVO4. 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.

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 (KTiPO4), organic nonlinear optical materials and other inorganic nonlinear optical materials such as KN (KNbO3), KAP (KAsPO4), BBO, LBO, and bulk polarization inversion elements (LiNbO3 (Periodically). Polled Lithium Niobate (PPLN), LiTaO3, etc.) 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。 Furthermore, the laser oscillation unit is not limited to a solid-state laser, and a gas laser using a gas such as CO2, helium-neon, argon, or nitrogen as a medium can be used. For example, when a carbon dioxide laser is used, the laser oscillation unit is filled with carbon dioxide (CO2) inside the laser oscillation unit and has an electrode built therein. Based on the print signal given from the laser control unit, the laser oscillation unit The carbon dioxide gas is excited to cause laser oscillation.

(走査系)
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。
(Scanning system)
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. In the figure, the fθ lens, which is a condensing lens, is not shown.

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。 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, receives a control signal for controlling the scanner from the scanner control unit, 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.

(ディスタンスポインタ)
さらにレーザ光走査系は、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、後述するようにガイド光Gで描画されるガイドパターンGPの中心にポインタ光Pを照射するよう調整することで、レーザ光Lの焦点位置が指示される。
(Distance pointer)
Further, the laser beam scanning system includes a guide light source 60 as a distance pointer and a half mirror 62 as one form of the guide light optical system, and a pointer light source 64 for irradiating the pointer light P as a pointer light adjustment system. The pointer scanner mirror 14d as a third mirror formed on the back surface of the Y-axis scanner 14b and the pointer light P reflected from the pointer light source 64 reflected by the pointer scanner mirror 14d are further reflected to the focal position. And a fixed mirror 66 for irradiating the light. The distance pointer is adjusted to irradiate the pointer light P to the center of the guide pattern GP drawn with the guide light G, as will be described later, thereby instructing the focal position of the laser light L.

(Z軸スキャナ14cの動作)
近年、2次元平面内で走査可能なレーザ加工装置のみならず、高さ方向に焦点距離を調整可能な、すなわち3次元状に加工が可能なレーザ加工装置も開発されている。しかしながら従来の3次元に印字可能なレーザマーカは、あくまでも2次元の平面印字の高さレベルを段階的に変更できるにすぎなかった。すなわち、曲面や傾斜面に印字できるレーザマーカは存在しなかった。一方で、缶のような曲面にも高品質に印字加工できるレーザマーカが要求されていた。そこで、本発明者らはX軸スキャナ、Y軸スキャナに加えて、焦点可変光学系としてZ軸スキャナを設けることで焦点位置を調整可能とし、これによってワークの表面形状に沿って3次元状に加工可能なレーザ加工装置を実現した。
(Operation of Z-axis scanner 14c)
In recent years, not only a laser processing apparatus capable of scanning in a two-dimensional plane but also a laser processing apparatus capable of adjusting the focal length in the height direction, that is, capable of processing in a three-dimensional shape has been developed. However, the conventional laser marker capable of three-dimensional printing can only change the height level of two-dimensional planar printing stepwise. That is, there is no laser marker that can print on a curved surface or an inclined surface. On the other hand, there has been a demand for a laser marker capable of printing a curved surface such as a can with high quality. Accordingly, the present inventors can adjust the focal position by providing a Z-axis scanner as a variable-focus optical system in addition to the X-axis scanner and the Y-axis scanner, thereby making it three-dimensional along the surface shape of the workpiece. A laser processing machine capable of processing was realized.

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。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8〜図10に基づいて説明する。図8、図9はレーザ光走査系の側面図であり、図8はレーザ光Lの焦点距離を長くする場合、図9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10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8〜図10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などで摺動可能としている。図10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。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. 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. 8 and 9 are side views of the laser beam scanning system. FIG. 8 shows a case where the focal length of the laser beam L is increased, and FIG. 9 shows a case where the focal length is reduced. FIG. 10 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. 8 to 10, 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. 10 omits the illustration of the exit lens 18 and shows the drive mechanism of the entrance lens 16. 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8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9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. 8, 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. 9, when the distance between the incident lens 16 and the outgoing lens 18 is increased, the focal position approaches and the focal length decreases.

(焦点補正機能)
このようにして、ワーキングディスタンスを調整してレーザ光Lを走査することが可能で、3次元状に走査可能なレーザ加工装置が実現され、曲面状や段差状のワークW表面にも焦点距離を合わせた状態で高精度に印字加工できる。この様子を図11に基づいて説明すると、従来のレーザ加工装置では、図11において実線で示すようにレーザ光Lの焦点位置が固定されているため、印字加工可能な作業領域WSの中心位置で焦点を合わせるようにワークWを設置しても、レーザ光Lを走査させると中心から離れるほど焦点とワークWとのずれが大きくなり(図11右に示すレーザ光L’)、印字品質が安定しないという問題があった。具体的には図12(a)に示すように、作業領域WS(印字可能エリア)中の印字位置に応じて印字の幅が異なってしまう。すなわち、作業領域WSの中心近傍では、焦点位置がほぼワーキングディスタンスとほぼ等しいため印字幅の狭い高品質な印字加工が可能である反面、作業領域WSの周辺近傍になるほど印字幅が太くなって印字品質が低下してしまう。
(Focus correction function)
In this way, the laser beam L can be scanned by adjusting the working distance, and a laser processing apparatus capable of three-dimensional scanning is realized, and the focal length is also applied to the curved or stepped workpiece W surface. Can be printed with high accuracy in the combined state. This situation will be described with reference to FIG. 11. In the conventional laser processing apparatus, the focal position of the laser beam L is fixed as shown by the solid line in FIG. Even if the workpiece W is set so as to be in focus, when the laser beam L is scanned, the deviation between the focal point and the workpiece W increases as the distance from the center increases (laser beam L ′ shown on the right in FIG. 11), and the printing quality is stable. There was a problem of not doing. Specifically, as shown in FIG. 12A, the width of printing differs depending on the printing position in the work area WS (printable area). That is, near the center of the work area WS, the focus position is almost the same as the working distance, so high-quality printing with a narrow print width is possible. On the other hand, the print width becomes thicker near the periphery of the work area WS. Quality will deteriorate.

これに対して、本実施の形態に係るレーザ加工装置では、上述の通りZ軸スキャナ14cで焦点位置を調整可能な焦点補正機能を備えているため、図11の左側において破線Lで示すように印字可能エリアのどの位置においてもレーザ光Lの焦点位置を調整でき、最小スポットでの印字加工が可能となる結果、図12(b)に示すように印字位置によらず印字の線幅変化を抑制した高品質な印字加工を可能としている。 On the other hand, the laser processing apparatus according to the present embodiment has a focus correction function capable of adjusting the focus position with the Z-axis scanner 14c as described above, and therefore, as indicated by a broken line L on the left side of FIG. The focal position of the laser beam L can be adjusted at any position in the printable area, and as a result of enabling the printing process with the minimum spot, as shown in FIG. High-quality printing with reduced quality is possible.

このように、印字可能エリアのどの位置でも最小スポットで印字でき、パレット印字や大型銘板の捺印などの作業において、印字品質を高品質に安定して得ることができる。また加工用途で使用する場合も、加工状態を均一に維持することができる。この結果、ワークWの形状によらず、均一な加工を行うことができ、例えば図13(a)に示すように段差のあるワークWや、図13(b)に示すようにワークW表面が曲面状であっても、また図13(c)に示すように傾斜していても、均一で高品質な加工を行うことができる。このように焦点補正機能によってワークWの多様な形状に対して最適な印字が可能となり、さらに奥行きのあるゲートカットのような加工においても精度よく、綺麗な仕上げを行える。 In this way, printing can be performed with a minimum spot at any position in the printable area, and printing quality can be stably obtained with high quality in operations such as pallet printing and large nameplate marking. In addition, even when used in processing applications, the processing state can be maintained uniformly. As a result, uniform processing can be performed regardless of the shape of the workpiece W. For example, the workpiece W having a step as shown in FIG. 13A or the surface of the workpiece W as shown in FIG. Even if the shape is curved or inclined as shown in FIG. 13C, uniform and high-quality processing can be performed. As described above, the focus correction function enables optimum printing for various shapes of the workpiece W, and also enables a fine finish with high accuracy even in processing such as a deep gate cut.

さらに本実施の形態によれば、レーザマーカのレーザ出力部を構成するマーキングヘッド150から照射されるレーザ光Lの作業領域WSを広く取りつつ、領域内での精密な加工が可能となる。図14(a)に示すように、従来のレーザ加工装置では作業領域WS内の加工位置に応じて焦点位置の変化が大きいため、作業領域WSを大きくする程この変化も大きくなり、レーザ光L’の焦点位置が加工位置から離れてしまうため、作業領域WSの広域化にも不適であった。これに対して本実施の形態に係るレーザ加工装置では、図14(b)に示すように作業領域WSを広くしても、各位置に応じて焦点位置を調整可能であるため、作業領域WSを従来よりも広く取りつつ、スポット径を安定させて加工品質も確保できるという優れた特長を備える。 Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to perform precise processing in the region while taking a wide working region WS of the laser light L irradiated from the marking head 150 constituting the laser output unit of the laser marker. As shown in FIG. 14A, in the conventional laser processing apparatus, since the change in the focal position is large according to the processing position in the work area WS, the change increases as the work area WS is increased. Since the focal position of 'is away from the processing position, it is not suitable for widening the work area WS. On the other hand, in the laser processing apparatus according to the present embodiment, the work position WS can be adjusted according to each position even if the work area WS is widened as shown in FIG. It has the excellent feature that the spot diameter is stabilized and the processing quality can be secured while taking a wider area than the conventional one.

(設置支援機能)
さらに本実施の形態に係るレーザ加工装置によれば、設置時や段取り替えの際の位置決め作業をも簡略化できる。図15(a)に、従来のレーザ加工装置のマーキングヘッド150を設置する例、図15(b)に本実施の形態に係るレーザ加工装置のマーキングヘッド150を設置する例を、それぞれ示す。従来のレーザ加工装置のマーキングヘッド150は、レーザ光L’の焦点位置が固定されているため、ワークとマーキングヘッド150との間のワーキングディスタンスと焦点位置とが合致するよう、図15(a)に示すようにマーキングヘッド150自体の設置高さを調整する調整機構160が必要となり、また調整作業に非常に手間がかかっていた。例えばマーキングヘッドが微妙に傾いている場合、加工精度を高めるためにネジ調整などで水平に補正し、必ず焦点位置と一致するように調整しなければならない。このために、各マーキングヘッド150毎に設置高さを微調整するための上下機構が必要となり、しかも調整作業を要し、設置機構が複雑になる上、極めて煩雑な作業を強いられていた。
(Installation support function)
Furthermore, according to the laser processing apparatus according to the present embodiment, it is possible to simplify the positioning work at the time of installation or changeover. FIG. 15A shows an example in which the marking head 150 of the conventional laser processing apparatus is installed, and FIG. 15B shows an example in which the marking head 150 of the laser processing apparatus according to the present embodiment is installed. Since the focus position of the laser beam L ′ is fixed to the marking head 150 of the conventional laser processing apparatus, the working distance between the workpiece and the marking head 150 matches the focus position as shown in FIG. As shown in FIG. 2, an adjustment mechanism 160 for adjusting the installation height of the marking head 150 itself is necessary, and the adjustment work is very troublesome. For example, when the marking head is slightly tilted, it must be corrected horizontally by screw adjustment or the like in order to increase the processing accuracy, and must be adjusted so as to coincide with the focal position. For this reason, an up-and-down mechanism for finely adjusting the installation height is required for each marking head 150, and adjustment work is required, the installation mechanism is complicated, and extremely complicated work is required.

これに対して、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置によれば、図15(b)に示すようにレーザ光Lの焦点位置を調整可能であるため、レーザ加工装置を設置する設置台170は、基準となるワーキングディスタンスに設定するだけで足りる。したがってマーキングヘッド150の上下機構を用意する必要も、そのような調整作業も不要とできる。このため、3次元印字可能なレーザ加工装置は、2次元の印字に利用する場合であっても、位置あわせが容易で、多少焦点距離がずれていたり、マーキングヘッドが傾いていても調整することができる。 On the other hand, according to the laser processing apparatus according to the embodiment of the present invention, the focal position of the laser beam L can be adjusted as shown in FIG. It is only necessary to set 170 as a standard working distance. Therefore, it is not necessary to prepare a vertical mechanism for the marking head 150 and such adjustment work is required. For this reason, a laser processing apparatus capable of three-dimensional printing is easy to align even when used for two-dimensional printing, and can be adjusted even if the focal length is slightly shifted or the marking head is tilted. Can do.

また実際の設置状態は、テスト印字モードを実行することによって、最適な印字状態のパターンを選択するのみで、焦点位置の設定も最適に調整できる。テスト印字モードとは、レーザの走査速度やレーザ出力を変化させた複数の異なる条件を設定して、ワークに対して試験的に印字加工を行って印字見本を作成する。一の印字見本には、条件の異なるテスト加工パターンが複数印字されているので、ユーザは様々な条件で印字された文字等から鮮明さや濃度、太さ、深さなどに基づいて、所望の条件を選択することができる。これによって、ユーザが望む最適の印字結果を得るための条件を容易に見出すことができる。テスト印字モードの詳細については、後述する。なお本明細書において印字の濃度とは、印字の深さ、太さ、発色の程度等の概念も含む意味で使用する。 In the actual installation state, the focus position setting can be optimally adjusted only by selecting an optimum print state pattern by executing the test print mode. In the test print mode, a plurality of different conditions in which the laser scanning speed and the laser output are changed are set, and a print sample is created by performing test printing on the workpiece. Since one test sample has a plurality of test processing patterns printed under different conditions, the user can select desired conditions based on the sharpness, density, thickness, depth, etc. from characters printed under various conditions. Can be selected. This makes it easy to find conditions for obtaining the optimum print result desired by the user. Details of the test print mode will be described later. In the present specification, the printing density is used in a sense including concepts such as the printing depth, thickness, color development degree, and the like.

さらに、図16(a)に示すように、従来はワークの角度に合わせてマーキングヘッド150自体も調整機構160B等で傾斜させて設置する必要があったが、本実施の形態に係るレーザ加工装置においては、表面が傾斜しているなど、角度を有するワークであっても図16(b)に示すように、マーキングヘッド150を水平に維持したまま正確に加工できるという特徴も有する。このように、非常に柔軟に各種アプリケーションに対応でき、しかも設置作業も容易であり印字加工精度も高いという極めて優れた特長を発揮できる。 Furthermore, as shown in FIG. 16 (a), conventionally, the marking head 150 itself has to be installed with an adjustment mechanism 160B or the like according to the angle of the workpiece, but the laser processing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 16, even a workpiece having an angle, such as an inclined surface, can be accurately processed while maintaining the marking head 150 horizontal as shown in FIG. 16B. In this way, it is possible to respond to various applications very flexibly, and it is possible to exhibit extremely excellent features such as easy installation and high printing accuracy.

(レーザマーカのシステム構成)
次に図17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に対してテスト加工パターンを3次元の3次元加工データとして設定したり、レーザマーカの加工条件を設定するためのレーザ加工条件設定装置300とを備える。レーザ加工条件設定装置300は、図17の例においてはコンピュータにレーザ加工条件設定プログラムをインストールして、レーザ加工条件設定機能を実現させている。レーザ加工条件設定装置は、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。またレーザ加工条件設定装置は、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条件設定装置とコントローラの機能を統合してもよい。また一方、この例ではレーザ加工条件設定装置に、平面状の印字データを3次元状に印字するための3次元加工データを設定する3次元加工データ設定装置の機能を統合しているが、3次元加工データ設定装置を個別に設けることもできることはいうまでもない。
(System configuration of laser marker)
Next, FIG. 17 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 condition setting device 300 for setting a test processing pattern as three-dimensional three-dimensional processing data and setting processing conditions for a laser marker is provided. In the example of FIG. 17, the laser processing condition setting apparatus 300 installs a laser processing condition setting program in a computer to realize a laser processing condition setting function. The laser processing condition 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 condition setting device can also function as a control device that controls the operation of the laser processing device. For example, the functions of the laser processing condition setting device and the controller may be integrated into one computer. On the other hand, in this example, the function of the three-dimensional machining data setting device for setting three-dimensional machining data for printing planar print data in three dimensions is integrated into the laser machining condition setting device. It goes without saying that the dimension processing data setting device can be provided individually.

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。 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.

(3次元加工データの設定)
図18は、レーザ加工条件設定装置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条件設定装置300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加工条件の設定や傾斜角の演算等を行う演算部80と、設定内容や演算結果等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。入力部3は、加工条件の加工パラメータを設定する加工条件設定手段3Dと、テスト加工パターンから所望の加工位置を選択して該当する加工条件に再設定する加工条件選択手段3Eの機能を実現する。加工パラメータには、レーザ光の出力、走査速度の他、レーザ光の焦点位置すなわちワークからレーザ光出射面までの距離(高さ)等が挙げられる。加工条件設定手段3Dは、テスト印字モードにおいては、高さを範囲で設定することにより、高さをこの範囲で変化させたテスト印字を行う。記憶部5Aは、図1のメモリ部5に相当し、入力部3で設定された加工パラメータ等の情報を記憶する部材であり、固定記憶装置などの記憶媒体や半導体メモリなどが利用できる。
(Setting of 3D machining data)
FIG. 18 shows a block diagram as an example of a laser processing condition setting device. A laser processing condition setting device 300 shown in this figure includes an input unit 3 for inputting various settings, and a calculation unit 80 for setting processing conditions and calculating an inclination angle based on information input from the input unit 3. And a display unit 82 for displaying setting contents, calculation results, and the like, and a storage unit 5A for storing various setting data. The input unit 3 realizes the functions of a machining condition setting unit 3D that sets machining parameters for machining conditions, and a machining condition selection unit 3E that selects a desired machining position from a test machining pattern and resets the machining conditions. . The processing parameters include the laser beam output, the scanning speed, the focal position of the laser beam, that is, the distance (height) from the workpiece to the laser beam emission surface, and the like. In the test printing mode, the processing condition setting unit 3D performs test printing in which the height is changed within this range by setting the height within the range. The storage unit 5A corresponds to the memory unit 5 in FIG. 1 and is a member that stores information such as processing parameters set by the input unit 3, and a storage medium such as a fixed storage device or a semiconductor memory can be used.

また演算部80は、加工条件設定手段3Dにより範囲で指定された加工パラメータから、指定された範囲及び幅で変化させた複数の加工条件の組を生成する複数加工条件生成手段80D、最終的に設定された加工条件を所定の出力先に出力する加工条件出力手段80E、さらに離散ブロックの高さに基づいて、加工面の傾斜角及び傾斜方向を演算する傾斜演算手段80Fの機能を実現する。さらに演算部80は、生成された複数の加工条件毎にレーザ光を加工対象物に照射してテスト加工パターンを生成するよう制御するテスト加工パターン生成手段80Gとしても機能する。さらにまた演算部80は、テスト印字前にレーザ光の光学特性に起因する座標のずれを補正する座標補正手段80Hの機能も備えている。この演算部80は、LSIやICなどで構成される。表示部82は、専用のディスプレイを設ける他、コンピュータのモニタを利用してもよい。 The calculation unit 80 also includes a plurality of processing condition generation means 80D that generates a set of a plurality of processing conditions changed by the specified range and width from the processing parameters specified by the range by the processing condition setting means 3D. The machining condition output means 80E for outputting the set machining conditions to a predetermined output destination, and the function of the inclination calculation means 80F for calculating the inclination angle and the inclination direction of the machining surface based on the height of the discrete block are realized. Further, the calculation unit 80 also functions as a test processing pattern generation unit 80G that controls to generate a test processing pattern by irradiating the processing target with laser light for each of a plurality of generated processing conditions. Furthermore, the calculation unit 80 also has a function of a coordinate correction unit 80H that corrects a coordinate shift caused by the optical characteristics of the laser light before test printing. The calculation unit 80 is configured by an LSI, an IC, or the like. In addition to providing a dedicated display, the display unit 82 may use a computer monitor.

図18の例では、レーザ加工条件設定装置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17に示すように汎用のコンピュータにレーザ加工条件設定プログラムをインストールして、レーザ加工条件設定装置として機能させることもできる。また図18の例では、レーザ加工条件設定装置とレーザ加工装置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条件設定機能を付加することもできる。 In the example of FIG. 18, the laser processing condition setting device is configured by dedicated hardware, but these members can also be executed by software. In particular, as shown in FIG. 17, a laser processing condition setting program can be installed in a general-purpose computer so as to function as a laser processing condition setting device. In the example of FIG. 18, the laser processing condition setting device and the laser processing device are separate devices, but they can also be integrated. For example, a laser processing condition setting function can be added to the laser processing apparatus.

(3次元加工データの設定手順)
ここで、ワークの印字面に印字されるテスト加工パターンから、3次元加工データを生成して、レーザ加工装置に設定するための3次元加工データ設定プログラム200のユーザインターフェース画面を図19に示す。この例では、画面左に3次元印字データの編集状態を表示する編集表示欄202が設けられ、また画面右は後述する印字文字列などのテスト加工パターン入力欄204である。編集表示欄202は編集状態のプレビューを表示する。図19の例ではワークWの2次元図(ここでは横置き姿勢の円柱の平面図)が表示されており、ユーザはマウス操作や座標指定によりワークの表示倍率や姿勢、配置等を任意に変更できる。編集表示欄202は、表示されるサイズに応じて画面をスクロール表示できる。さらに編集表示欄202の右下には、3次元加工データを立体的に示す3次元ビューワ欄206が表示される。図19の例では3次元ビューワ欄206にはワークWである円柱の斜視図が示される。3次元ビューワ欄206で表示されるワークWは、好ましくは姿勢や角度の変更、回転、倍率変更等の操作を可能とする。例えば3次元ビューワ欄206上からワークWを直接ドラッグして回転、移動させる。
(3D machining data setting procedure)
Here, FIG. 19 shows a user interface screen of the three-dimensional machining data setting program 200 for generating three-dimensional machining data from the test machining pattern printed on the print surface of the workpiece and setting the data in the laser machining apparatus. In this example, an edit display column 202 for displaying the edit state of the three-dimensional print data is provided on the left side of the screen, and a test processing pattern input column 204 for a print character string or the like to be described later is provided on the right side of the screen. The edit display column 202 displays a preview of the edit state. In the example of FIG. 19, a two-dimensional view of the workpiece W (here, a plan view of a horizontally oriented cylinder) is displayed, and the user arbitrarily changes the display magnification, posture, arrangement, etc. of the workpiece by operating the mouse or specifying coordinates. it can. The edit display field 202 can scroll the screen according to the displayed size. Further, a three-dimensional viewer column 206 that three-dimensionally shows the three-dimensional processed data is displayed at the lower right of the edit display column 202. In the example of FIG. 19, the three-dimensional viewer column 206 shows a perspective view of a cylinder that is the workpiece W. The workpiece W displayed in the three-dimensional viewer column 206 preferably enables operations such as changing the posture and angle, rotating, and changing the magnification. For example, the work W is directly dragged from the three-dimensional viewer column 206 to rotate and move.

なお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。入力部など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。 In the example of the user interface screen of the program, it goes without saying that the arrangement, shape, display method, size, color scheme, pattern, etc. of each input field and each 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 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.

(テスト印字モード)
次に、図18のブロック図に示す演算部80がテスト加工パターン生成手段80Gとしてテスト印字モードを実行する手順について詳述する。テスト印字機能には、大きく分けて以下の3つのモードがある。
(Test print mode)
Next, the procedure in which the arithmetic unit 80 shown in the block diagram of FIG. 18 executes the test print mode as the test processing pattern generation unit 80G will be described in detail. The test print function is roughly divided into the following three modes.

(1)焦点位置合わせモード
焦点位置合わせモードは、連続線を描くことで、ワークの印字面の高さを把握するモードである。このモードは、機器設定の際に、マーキングヘッドとワークとの設置位置の補正や、ワークの印字面に異なる材質が含まれている場合など、印字条件をブロック毎に変更する必要がある場合の各ブロック毎の設定、高さ方向のZ軸座標の調整などに利用される。
(1) Focus position alignment mode The focus position alignment mode is a mode for grasping the height of the print surface of the work by drawing a continuous line. This mode is used when the printing conditions need to be changed on a block-by-block basis, such as when correcting the installation position of the marking head and workpiece, or when the printing surface of the workpiece contains different materials. This is used for setting each block, adjusting the Z-axis coordinate in the height direction, and the like.

(2)傾き補正モード
傾き補正モードは、同一直線上にない3点以上の離間ブロック(ポイント)にテスト印字を行うことで、傾斜演算手段80Fが印字面やレーザマーカの傾きを検出するモードである。このモードは、レーザマーカを設置する際の設置位置補正や、加工面上での加工対象領域が複数ある場合の各ブロックの設定、印字面の傾斜角度の設定などに利用される。
(2) Inclination correction mode The inclination correction mode is a mode in which the inclination calculating means 80F detects the inclination of the printing surface or the laser marker by performing test printing on three or more separated blocks (points) that are not on the same straight line. . This mode is used for installation position correction when installing a laser marker, setting of each block when there are a plurality of regions to be processed on the processing surface, setting of the inclination angle of the printing surface, and the like.

(3)加工条件抽出モード
加工条件抽出モードは、2次元マトリックス状にテスト印字を行うことでブロック毎のレーザ光の走査速度、レーザ出力を設定するモードである。この動作モードは2次元印字などで従来利用されていた、レーザ光の加工条件を設定するため等に利用される。
(4)マーキング条件の抽出及び焦点位置合わせモード
マーキング条件の抽出及び焦点位置合わせモードは、上記のレーザ光走査速度、出力を変更した2次元マトリックスの印字に加えて、高さの加工パラメータも変更してテスト印字を行うモードである。このモードは、ブロック設定の際のレーザ光の走査速度、出力、高さの加工パラメータを一括して設定する。
(3) Processing condition extraction mode The processing condition extraction mode is a mode for setting the scanning speed and laser output of the laser beam for each block by performing test printing in a two-dimensional matrix. This operation mode is used for setting processing conditions for laser light, which has been conventionally used for two-dimensional printing or the like.
(4) Marking condition extraction and focus alignment mode The marking condition extraction and focus alignment mode changes the processing parameters of height in addition to the above two-dimensional matrix printing in which the laser beam scanning speed and output are changed. In this mode, test printing is performed. In this mode, processing parameters such as the scanning speed, output, and height of the laser beam at the time of block setting are collectively set.

以下、各モードについて詳述する。 Hereinafter, each mode will be described in detail.

(焦点位置合わせモード)
まず焦点位置合わせモードで指定連続線Sのテスト印字を行い、高さ方向(z座標)の調整を行う手順について、図20のフローチャート及び図21〜図29に示すレーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面に基づいて説明する。この方法では、連続的に高さを変化させつつ直線を印字し、その印字結果に基づいて焦点位置すなわち高さ情報を得る。
(Focus alignment mode)
First, the procedure for performing test printing of the designated continuous line S in the focus alignment mode and adjusting the height direction (z coordinate) will be described with reference to the flowchart of FIG. 20 and the user interface of the laser processing condition setting program shown in FIGS. This will be described based on the screen. In this method, a straight line is printed while continuously changing the height, and focus position, that is, height information is obtained based on the printing result.

まずステップS11で印字条件を設定する。ここではレーザ光を走査させるスキャナの走査速度、レーザ光源の出力、印字する座標、高さ範囲を指定する。設定は、図21に示す加工条件設定手段3Dの一形態である加工パラメータ設定画面301から行う。図21の例では、加工パラメータ設定欄310で「高さ(連続線)」を選択し、レーザパワー(レーザ出力)設定欄312、スキャンスピード(走査速度)設定欄314などを数値で入力する。さらに、所定長さの線分である指定連続線Sを印字するための始点及び終点のX・Y座標を始点・終点設定欄316、及び高さ範囲を高さ範囲指定欄318から、それぞれ入力する。ここでは、加工条件としてレーザパワー及びスキャンスピードは一定とし、高さ範囲のみを変更させて複数の加工条件を複数加工条件生成手段80Dが自動生成する。高さ範囲は、最大値と最小値を指定している。 First, in step S11, printing conditions are set. Here, the scanning speed of the scanner that scans the laser beam, the output of the laser light source, the coordinates to be printed, and the height range are designated. The setting is performed from a processing parameter setting screen 301 which is one form of the processing condition setting unit 3D shown in FIG. In the example of FIG. 21, “height (continuous line)” is selected in the processing parameter setting field 310, and the laser power (laser output) setting field 312 and the scan speed (scanning speed) setting field 314 are entered numerically. Further, the X and Y coordinates of the start point and end point for printing the designated continuous line S, which is a line segment of a predetermined length, are input from the start point / end point setting column 316 and the height range from the height range specifying column 318, respectively. To do. Here, the laser power and the scanning speed are constant as the processing conditions, and the plurality of processing conditions generating means 80D automatically generates a plurality of processing conditions by changing only the height range. The height range specifies the maximum and minimum values.

この状態で、印字レーザをOFFさせてガイド用光源60のみを点灯し、ガイド光光学系でガイド光を走査させる。ガイド光を高速で走査させ、その残像効果によってテスト加工パターンが作業領域に描画される。この結果、図22に示すように作業領域WSに指定連続線Sが描画される。これによってユーザは印字位置を目視でき、確認できる。この図では直線のみを表示しているが、必要に応じて連続線に加えて、後述する実際のテスト加工パターンと同様の区切り線や文字を付加して描画してもよい。ただ、ガイド光を走査する段階では印字位置が確認できれば足りる。このため、高さ方向(Z座標)の印字位置が詳細に設定されていなくともよい。また、実際に印字を行わないので、ワークをセットする必要もない。ただ、ワークを配置した状態で位置決めを行うこともできることは言うまでもない。 In this state, the printing laser is turned off to turn on only the guide light source 60, and the guide light is scanned by the guide light optical system. Guide light is scanned at a high speed, and a test processing pattern is drawn in the work area by the afterimage effect. As a result, the designated continuous line S is drawn in the work area WS as shown in FIG. As a result, the user can visually check and confirm the print position. In this figure, only a straight line is displayed. However, if necessary, in addition to a continuous line, a delimiter line and characters similar to an actual test processing pattern described later may be added and drawn. However, it is sufficient if the printing position can be confirmed at the stage of scanning the guide light. For this reason, the print position in the height direction (Z coordinate) may not be set in detail. Also, since printing is not actually performed, there is no need to set a work. However, it goes without saying that positioning can be performed in a state in which the workpiece is arranged.

次に、ステップS12として、ワークをセットしてテスト印字を行う。ワークは、上記ステップS11で示されたレーザ照射位置を参照して位置決めされる。ここでは、平板状のワークを水平面内に設置する例を考える。 In step S12, a work is set and test printing is performed. The workpiece is positioned with reference to the laser irradiation position shown in step S11. Here, an example in which a flat workpiece is installed in a horizontal plane is considered.

(座標補正)
テスト印字を行う前段階で、レーザ光の光学特性を考慮した座標補正を演算部80の座標補正手段80Hが行う。本来、高さの変化率が一定のデータを入力した場合に光学特性により出力される座標は、図23に示すように作業領域WSの中心からの距離と基準位置からの高さの関係を示すグラフにおいて、図23において破線L1で示すように直線状となるべきである。しかしながら、レーザ光の焦点距離が固定された状態では、図11において実線のLで示すように作業領域WSの中心に焦点位置を合わせると、中心から離れるほど、円弧状にワークの作業面から焦点位置が遠ざかり、実線のL’で示すように作業領域の周辺部分ではレーザ光の焦点が合わない状態となる。この結果、図23に太線L2で示すように、作業領域WSの中心からの距離が大きくなるほど基準位置からの高さは直線上からずれる。この状態では高品質な印字結果を得ることができないので、焦点距離を補正し、図11において破線のLで示すように作業領域WSの周辺部分では焦点距離を長く設定する。この様子を図23で示すと、細線L3で示すように、出力の高さの変化が一定となるよう光学特性を補正した入力データを指定する。このように入力データを、軌跡が意図的に逆方向に折曲されるよう設定することで、破線L1で示すような直線状に補正されて意図通りの印字結果を得ることができる。このように、レーザ光の光学特性により印字場所によって高さの情報が異なるので、光学特性を考慮して高さの変化が一定になるように座標を発生させる。
(Coordinate correction)
Before the test printing, the coordinate correction means 80H of the calculation unit 80 performs coordinate correction in consideration of the optical characteristics of the laser beam. Originally, when data with a constant rate of change in height is input, the coordinates output by the optical characteristics indicate the relationship between the distance from the center of the work area WS and the height from the reference position, as shown in FIG. In the graph, it should be linear as shown by the dashed line L1 in FIG. However, in a state in which the focal length of the laser beam is fixed, when the focal position is aligned with the center of the work area WS as indicated by the solid line L in FIG. The position moves away, and the laser beam is out of focus at the peripheral portion of the work area as indicated by the solid line L ′. As a result, as indicated by the thick line L2 in FIG. 23, the height from the reference position is shifted from the straight line as the distance from the center of the work area WS increases. In this state, since a high-quality printing result cannot be obtained, the focal length is corrected, and the focal length is set longer in the peripheral portion of the work area WS as indicated by the broken line L in FIG. When this state is shown in FIG. 23, as indicated by a thin line L3, input data whose optical characteristics are corrected is designated so that the change in output height is constant. Thus, by setting the input data so that the locus is intentionally bent in the opposite direction, the input data is corrected to a straight line as indicated by the broken line L1, and the intended print result can be obtained. As described above, since the height information varies depending on the printing place depending on the optical characteristics of the laser beam, the coordinates are generated so that the change in height is constant in consideration of the optical characteristics.

なお、このような座標補正はテスト印字の前に行うが、印字条件の設定前、あるいは設定後のいずれのタイミングで行ってもよい。あるいはレーザマーカの初期設定の段階で行うこともできる。 Although such coordinate correction is performed before test printing, it may be performed at any timing before or after setting the printing conditions. Alternatively, it can be performed at the stage of initial setting of the laser marker.

(テスト印字)
このように入力データを補正した状態で印字を実行するため、走査光をガイド光からレーザ光に切り替える。ここでは図24に示すように、レーザ選択欄320でガイドレーザ(ガイド用光源60)から印字レーザにラジオボタンを変更する。これによって、図21の加工パラメータ設定画面301で設定された加工条件に従い、レーザ光を照射してテスト印字が行われる。加工条件は、図21で指定された範囲に従って、複数加工条件生成手段80Dが複数の加工条件の組を自動的に生成する。これら生成された複数の加工条件に従って、レーザ加工が行われる。すなわち、レーザ加工される位置毎に異なった加工条件でレーザ加工が行われることになる。またここでは、レーザ加工により指定連続線Sを直線状に印字すると共に、図25に示すように指定連続線S上の位置を示す位置情報として、所定の間隔で区切り線Kと区切り線Kに沿えて英文字Eとを印字している。
(Test printing)
In order to execute printing with the input data corrected in this way, the scanning light is switched from the guide light to the laser light. Here, as shown in FIG. 24, the radio button is changed from the guide laser (guide light source 60) to the print laser in the laser selection column 320. Thus, test printing is performed by irradiating laser light in accordance with the processing conditions set on the processing parameter setting screen 301 of FIG. As for the machining conditions, the plurality of machining condition generation means 80D automatically generates a plurality of sets of machining conditions according to the range specified in FIG. Laser processing is performed according to the plurality of generated processing conditions. That is, laser processing is performed under different processing conditions for each laser processing position. Further, here, the designated continuous line S is printed in a straight line by laser processing, and as the position information indicating the position on the designated continuous line S as shown in FIG. 25, the separation lines K and K are separated at predetermined intervals. Along with this, the letter E is printed.

印字を行うと、上述した図11の通り、印字領域の中心部分では焦点位置が合うため濃く印字され、中心から遠ざかるほど焦点位置がずれて印字が不鮮明となる。この結果、図25に示すように中心部分では濃く、周辺に向かうほど薄く印字されるようになる。 When printing is performed, as shown in FIG. 11 described above, the focus position is aligned at the center portion of the print area, so that the print is darker. The further away from the center, the focus position shifts and the print becomes unclear. As a result, as shown in FIG. 25, printing is dark at the central portion and becomes lighter toward the periphery.

次にステップS13で、所望の印字結果が得られているかどうかを判定し、未だの場合はステップS14に進んで印字条件の再設定を行う。具体的には、濃く印字されている部分が1点で指定できるようになるまで、範囲を絞り込む。図25の例では区切り線Kの英文字Eである「D」、「E」で濃度が一定なので、「D」−「E」間で再度印字を行う。具体的には、図26に示すレーザ加工条件設定プログラムにおいて、印字する高さの範囲を指定する。印字高さの範囲を指定する高さ範囲指定欄318は、最小値・最大値の指定を直接数値で入力する数値欄318Aの他、文字列での指定が可能な文字列選択欄318Bを備えている。文字列選択欄318Bは、印字結果から所望の加工条件を選択するための加工条件選択手段3Eとして機能する。すなわち、区切り線Kの英文字Eを文字列選択欄318Bから選択すると、この英文字Eに対応する高さデータが数値欄318Aに自動的に入力される。図26の例では、高さ範囲指定欄318の文字列選択欄318Bに図25に従い最小値として英文字Eの内「D」、最大値として「E」を指定する。すると、図21では高さの最小値が数値欄318Aで−5mm、最大値が5mmに指定されていたものが、「D」に対応する高さとして−0.5mm、「E」に対応する高さとして0.2mmが自動的に数値として設定される。この結果、「D」を最小、「E」を最大とする、より狭い高さ範囲での印字が、所定の間隔で再度行われる。このように、加工パラメータの数値を意識することなく、実際の印字結果から所望の英文字を指定することで、該当する加工パラメータ値に自動的に設定される。なお、英文字は数字などを含む文字列とすることも可能であることはいうまでもない。 Next, in step S13, it is determined whether or not a desired printing result has been obtained. If not, the process proceeds to step S14 to reset the printing conditions. Specifically, the range is narrowed down until a darkly printed portion can be specified with one point. In the example of FIG. 25, since the density is constant between “D” and “E” which are the English characters E of the separator K, printing is performed again between “D” and “E”. Specifically, in the laser processing condition setting program shown in FIG. A height range designation field 318 for designating a print height range includes a character string selection field 318B that can be designated by a character string, in addition to a numeric value field 318A for directly inputting a minimum value and a maximum value by numerical values. ing. The character string selection field 318B functions as processing condition selection means 3E for selecting a desired processing condition from the print result. That is, when the English character E of the separator K is selected from the character string selection field 318B, the height data corresponding to this English character E is automatically input to the numerical value field 318A. In the example of FIG. 26, “D” of English letters E as the minimum value and “E” as the maximum value are specified in the character string selection column 318B of the height range specification column 318 according to FIG. Then, in FIG. 21, the minimum height value specified in the numerical value column 318A as −5 mm and the maximum value as 5 mm corresponds to −0.5 mm and “E” as the height corresponding to “D”. A height of 0.2 mm is automatically set as a numerical value. As a result, printing in a narrower height range where “D” is minimum and “E” is maximum is performed again at a predetermined interval. In this way, the desired processing parameter value is automatically set by designating a desired English character from the actual printing result without being aware of the numerical value of the processing parameter. Needless to say, the English character can be a character string including numbers.

このように再設定された状態でステップS12に戻ってテスト印字を再度行った結果、ステップS13の判定で必要な最終印字結果が得られない場合は、さらにステップS14で印字条件を再設定して印字を行うという作業を繰り返し、所望の印字結果が得られるようになるまでこの工程を実行する。そして所望の印字結果が得られると、ステップS13からステップS15に進み、高さ情報を出力する。 As a result of returning to step S12 in this reset state and performing test printing again, if the final print result required in step S13 cannot be obtained, the printing conditions are reset in step S14. The process of printing is repeated, and this process is executed until a desired printing result is obtained. When a desired print result is obtained, the process proceeds from step S13 to step S15, and height information is output.

最終的に得られたテスト加工パターンが図27のようであったとすると、濃く印字されている部分が区切り線Kの英文字E「E」のポイントに特定されたので、この印字に該当する高さを最終結果として出力する。ここでは、図28に示すように高さ範囲指定欄318のパターン選択欄324で「E」を指定し、確定ボタン326を押して確定する。すると加工パラメータ設定画面が図29に示すように加工パラメータ出力画面302に変化し、「E」に相当する高さとして「0.1mm」が出力表示欄328に表示される。なお、この場合に必ずしも最も濃く印字されている部分を指定する必要は無く、例えばユーザが意図的にデフォーカスさせた弱い印字を望む場合は、所望の濃度が得られた英文字Eを選択すればよい。 If the finally obtained test processing pattern is as shown in FIG. 27, the darkly printed portion is specified as the point of the English character E “E” of the separator K, and therefore the high level corresponding to this printing is shown. Is output as the final result. Here, as shown in FIG. 28, “E” is designated in the pattern selection field 324 of the height range designation field 318, and the confirmation button 326 is pushed to confirm. Then, the machining parameter setting screen changes to a machining parameter output screen 302 as shown in FIG. 29, and “0.1 mm” is displayed in the output display field 328 as the height corresponding to “E”. In this case, it is not always necessary to specify the darkest printed portion. For example, when the user desires weak printing intentionally defocused, the English character E having a desired density is selected. That's fine.

このようにして高さ情報が最終決定されると、必要に応じてステップS15で位置の高さ情報を加工条件出力手段80Eが出力する。例えば図29に示すように、最終決定された高さ情報を設定するリンク先をリンク先設定欄330で指定すると、加工条件出力手段80Eは指定されたリンク先に情報を送出する。この例において、「機器設定の高さ」はレーザマーカの高さである。また「ブロック条件の高さ」は印字面の平面に一致させる場合に使用する。さらに、ブロック条件の高さ設定では、複数のブロックについて登録が可能である。さらにまた、出力のリンク先は複数指定することもできる。逆にリンク先無しとすることもでき、例えば高さ情報を表示部に表示させて確認する用途などに利用できる。 When the height information is finally determined in this way, the machining condition output means 80E outputs the position height information as necessary in step S15. For example, as shown in FIG. 29, when the link destination for setting the finally determined height information is designated in the link destination setting column 330, the processing condition output means 80E sends the information to the designated link destination. In this example, the “device setting height” is the height of the laser marker. The “block condition height” is used to match the plane of the print surface. Further, in the block condition height setting, a plurality of blocks can be registered. Furthermore, a plurality of output link destinations can be designated. On the other hand, there can be no link destination, and for example, the height information can be displayed on the display unit for confirmation.

(傾き補正モード)
次に、レーザマーカや加工面の傾きを補正する傾き補正モードとして、同一直線上にない3点の離間ブロックをテスト印字する様子を図30のフローチャート及び図31〜図40のレーザ加工条件設定プログラムのユーザインターフェース画面に基づいて説明する。傾き補正モードは、上記のように高さを連続的に変化させた直線を印字するのでなく、レーザ光の走査速度とレーザ出力を一定に維持したまま高さを段階的に変化させ、文字や数字・記号の組み合わせ等をマトリックス状に印字し、これによって印字面の高さ及び傾斜角度、傾斜方向を傾斜演算手段80Fが決定するものである。
(Tilt correction mode)
Next, as an inclination correction mode for correcting the inclination of the laser marker and the machining surface, the test printing of three separated blocks that are not on the same straight line is shown in the flowchart of FIG. 30 and the laser machining condition setting program of FIGS. A description will be given based on the user interface screen. In the tilt correction mode, instead of printing a straight line with the height continuously changed as described above, the height is changed stepwise while maintaining the scanning speed and laser output of the laser beam constant, and characters and The combination of numbers / symbols is printed in a matrix, and the inclination calculating means 80F determines the height, inclination angle, and inclination direction of the printing surface.

まずステップS21で、3つの離間ブロックNo1〜No3に対して印字条件を設定する。これらの離間ブロックは、同一直線にない位置に設定される。図32に、ワーク上でガイド光を走査して離間ブロックNo1〜No3を描画させた例を示す。この図に示すように、高さや傾きの検出精度を向上させるため、各離間ブロックは印字面の隅部などできるだけ離間させた位置に配置することが好ましい。図32の例では、離間ブロックNo1は印字面の左側中心付近、離間ブロックNo2は右上隅部、離間ブロックNo3は右下隅部に、各々配置されている。各離間ブロックは複数のセルCから構成される。セルCは、高さの条件を設定するために複数設けられる。高さの条件としては、高さの最大値及び最小値、高さの中心値と間隔等で指定できる。セルCの数は、高さ条件の設定数となるため、各離間ブロックにおいて適切に高さ条件が決定できる数に設定され、この例では9個としている。すなわち、各離間ブロックで9段階に高さを変化させている。 First, in step S21, printing conditions are set for the three separated blocks No1 to No3. These separated blocks are set at positions that are not on the same straight line. FIG. 32 shows an example in which the separation blocks No1 to No3 are drawn by scanning the work with guide light. As shown in this figure, in order to improve the detection accuracy of height and inclination, it is preferable to arrange each separation block at a position as separated as possible such as a corner of the printing surface. In the example of FIG. 32, the separation block No1 is arranged near the left center of the printing surface, the separation block No2 is arranged in the upper right corner, and the separation block No3 is arranged in the lower right corner. Each separation block includes a plurality of cells C. A plurality of cells C are provided in order to set the height condition. The height condition can be specified by the maximum and minimum values of the height, the center value and the interval of the height, and the like. Since the number of cells C is the set number of the height condition, the number is set to a number that can appropriately determine the height condition in each separated block, and is 9 in this example. That is, the height is changed in nine steps in each separation block.

各離間ブロックにおける印字条件の設定は、図31の加工パラメータ設定画面303から行う。この例では、加工パラメータ設定欄310で傾き補正モードである「高さ(3点)」が選択される。この画面から、加工条件としてレーザ光を走査するスキャナの走査速度、レーザ光源の出力、印字座標、高さ範囲を設定する。図31の画面は、離間ブロックを選択するための離間ブロック選択欄332が設けられており、ここから設定する離間ブロックを選択する。この例では、1つ目の離間ブロック(No1)を選択している。各離間ブロックについて、同様の手順で加工条件を設定する。なお、この例では同一直線上にない3点を指定することで平面の傾きを検出しているが、4点以上を設定して傾き検出の精度を高めることも可能であることはいうまでもない。 The printing conditions for each separation block are set from the processing parameter setting screen 303 in FIG. In this example, “height (three points)” that is an inclination correction mode is selected in the machining parameter setting field 310. From this screen, the scanning speed of the scanner that scans the laser beam, the output of the laser light source, the print coordinates, and the height range are set as processing conditions. In the screen of FIG. 31, a separation block selection field 332 for selecting a separation block is provided, and a separation block to be set is selected from here. In this example, the first separated block (No. 1) is selected. The processing conditions are set in the same procedure for each separation block. In this example, the plane inclination is detected by designating three points that are not on the same straight line, but it goes without saying that it is possible to increase the accuracy of inclination detection by setting four or more points. Absent.

図31の例では、レーザパワーとしてレーザパワー設定欄312で最大出力の50%、スキャンスピードとしてスキャンスピード設定欄314で1000mm/sを指定している。この値はすべてのセル、離間ブロックにおいて一定値とする。また始点・終点設定欄316で始点及び終点のX座標、Y座標を指定する。ここでは始点及び終点の座標は、各離間ブロックを構成するマトリックスの対角線上の座標(例えば左上と右下の隅部)である。さらに高さ情報は、この離間ブロックにおいて変化させる範囲を高さ範囲指定欄318から指定する。離間ブロックNo1では、最小値−5mm〜5mmまでの範囲で、9段階(9セル)に高さを変化させる。このような範囲の指定は、最大値、最小値を指定する他、中心値や間隔を指定するなど、所望の項目に直接数値を入力する。例えば最大値、最小値の高さを入力すると、印字個数(セル数)で除算して間隔が自動的に演算される。あるいは、中心値の高さと最大値/最小値のいずれかを指定すると、この差を印字個数の半分で除算して間隔を求める。さらに間隔で指定する他、変化後/変化前等の変化率で指定することもできる。 In the example of FIG. 31, 50% of the maximum output is specified as the laser power in the laser power setting column 312 and 1000 mm / s is specified as the scanning speed in the scanning speed setting column 314. This value is constant for all cells and spaced blocks. Also, the X and Y coordinates of the start point and end point are designated in the start point / end point setting field 316. Here, the coordinates of the start point and the end point are coordinates on the diagonal lines of the matrix constituting each separation block (for example, upper left and lower right corners). Further, the height information designates a range to be changed in the separated block from the height range designation column 318. In the separation block No1, the height is changed in nine steps (9 cells) in the range from the minimum value −5 mm to 5 mm. For specifying such a range, a numerical value is directly input to a desired item, such as specifying a maximum value and a minimum value, and specifying a center value and an interval. For example, when the heights of the maximum value and the minimum value are input, the interval is automatically calculated by dividing by the number of prints (number of cells). Alternatively, when either the height of the center value and the maximum value / minimum value are designated, the difference is divided by half of the number of prints to obtain the interval. Furthermore, in addition to specifying by an interval, it can also be specified by a change rate such as after / before change.

次にステップS22で、テスト印字を行う。テスト印字の実行に先立ち、必要に応じてガイド光を走査して印字位置を確認する。図31の画面で、レーザ選択欄320からガイドレーザ(ガイド用光源60)を選択し、印字開始ボタン322を押下すると、図32に示すような走査が開始され、各離間ブロックのセルが印字面上で描画される。この工程では、未だ実際の印字をしないため、レーザの詳細な焦点位置(高さデータ)が合ってなくてもよく、印字位置がどの部分になるかをワーク上で確認できれば足りる。ガイド光が描画するパターンは、図32のように四角形状とする他、文字や数字のパターンを描画することもできる。 Next, in step S22, test printing is performed. Prior to execution of test printing, the printing position is confirmed by scanning guide light as necessary. When the guide laser (guide light source 60) is selected from the laser selection column 320 on the screen of FIG. 31 and the print start button 322 is pressed, scanning as shown in FIG. 32 is started, and the cells of each separated block are printed on the print surface. Rendered above. In this step, since actual printing is not yet performed, the detailed focal position (height data) of the laser does not have to be matched, and it is sufficient if the portion of the printing position can be confirmed on the workpiece. The pattern drawn by the guide light may be a rectangular shape as shown in FIG. 32, or a character or number pattern may be drawn.

次にワークをセットしてテスト印字を行う。図33の画面で、レーザ選択欄320からガイドレーザから印字レーザ(加工用レーザ)に切り替えて印字開始ボタン322を押下すると、図34に示すような印字が行われる。 Next, set the work and perform test printing. In the screen of FIG. 33, when the laser selection column 320 is switched from the guide laser to the printing laser (processing laser) and the printing start button 322 is pressed, printing as shown in FIG. 34 is performed.

(座標補正)
傾き補正モードにおける印字は、同一セル内では高さが均一になるように行う。ただ、上述の通り、レーザ光の光学特性により印字位置によって高さの情報が異なるので、レーザ光の光学特性を考慮し、高さの変化を一定にし、同セル内では高さが均一になるように座標補正手段80Hが座標を補正する。すなわち、図35に示すように、高さの変化が一定のデータを入力した場合に、光学特性により出力される座標が太線で示すように上向きに湾曲した曲線を示すため、細線で示すような座標に変換する。この細線は、出力の高さの変化が同一セル内で一定となるように、光学特性を考慮して補正したデータを示す。このような補正データを使用する結果、レーザ光の光学特性によっても図35において破線で示すような一定の座標が得られ、位置によらずに正しい高さの情報が得られる。
(Coordinate correction)
Printing in the tilt correction mode is performed so that the height is uniform within the same cell. However, as described above, the height information varies depending on the printing position depending on the optical characteristics of the laser light, so that the change in the height is made constant in consideration of the optical characteristics of the laser light, and the height becomes uniform in the same cell. Thus, the coordinate correction means 80H corrects the coordinates. That is, as shown in FIG. 35, when data with a constant change in height is input, the coordinates output by the optical characteristics indicate a curved curve that is curved upward as indicated by a thick line. Convert to coordinates. This thin line shows data corrected in consideration of optical characteristics so that the change in output height is constant within the same cell. As a result of using such correction data, a certain coordinate as shown by a broken line in FIG. 35 can be obtained also by the optical characteristics of the laser beam, and correct height information can be obtained regardless of the position.

このような座標補正を行った後印字を行い、その結果図34のような印字結果が得られたとする。図34の例では、離間ブロックNo1として横にA、B、C、縦に1、2、3の文字及び数字を付した9個の文字列を行列状に配置している。すなわち、行列の要素は1行目でA1、B1、C1、2行目でA2、B2、C2、3行目でA3、B3、C3となる。同様に離間ブロックNo2では、横にD、E、F、縦に1、2、3を付した行列状、離間ブロックNo3では、横にG、H、I、縦に1、2、3を付した行列状に印字される。 It is assumed that printing is performed after such coordinate correction, and as a result, a printing result as shown in FIG. 34 is obtained. In the example of FIG. 34, nine character strings with letters A, B, and C, 1, 2, and 3 in the vertical direction and numbers are arranged in a matrix as the separation block No1. That is, the matrix elements are A1, B1, C1 in the first row, A2, B2, C2 in the first row, A3, B3, C3 in the third row. Similarly, in the separation block No 2, D, E, F in the horizontal direction, a matrix shape with 1, 2, 3 in the vertical direction, and in the separation block No 3, G, H, I in the horizontal direction, 1, 2, 3 in the vertical direction. Is printed in a matrix.

次に、この印字結果に基づき、各離間ブロックの高さ情報が決定可能かどうかを判定する。決定できない場合は、ステップS24で印字条件の再設定を行い、ステップS22のテスト印字を繰り返す。一方、決定可能な場合はステップS25に進み、加工面の傾斜を演算する。この例では、図34のように、3つの離間ブロックNo1〜No3で印字を行っているため、各々の離間ブロック中で強く印字された位置を選択する。ここでは上記と同様に、最大値、最小値、間隔等を数値欄318Aから数値で直接入力しても良いし、印字結果を参照して文字列選択欄318Bから文字列を選択しても良い。印字結果を選択した場合は間隔等を自動的に演算して設定することもできる。図36は、離間ブロックNo1の加工パラメータ設定画面303の一例を示す。ここでは、図34の結果からA1のセルが最も濃い印字を示しているので、高さ範囲指定欄318の中心値欄318aの文字列選択欄318Bに「A1」を指定する。すると、「A1」に対応した高さデータが中心値欄318aの数値欄318Aに自動的に入力される。またこの数値を参照しながら、ユーザは必要に応じて間隔及び/又は最小値・最大値を数値で指定する。同様に図37は離間ブロックNo2の加工パラメータ設定画面303の一例を示している。ここでは、図34の印字結果を参照しながら、妥当な高さ範囲をユーザが数値で直接指定している。例えば、最も濃く印字されそうな高さを中心値(ここでは7mm)として数値欄318Aに入力すると共に、高さを段階的に変化させる間隔(ここでは0.5mm)を指定する。さらに図38は離間ブロックNo3の加工パラメータ設定画面303の一例を示しており、ここではセルの文字列から高さ範囲を指定している。すなわち、図34の印字結果から、最小値を「H3」、最大値を「I1」として高さ範囲指定欄318の文字列選択欄318Bから選択すると、これに対応する高さデータが数値欄318Aに自動的に入力される。このようにして各離間ブロックの加工パラメータ設定が終了すると、印字開始ボタン322を再び押下してテスト印字を行う。ユーザはさらに印字結果を参酌しながら、必要に応じて加工パラメータを再設定してテスト印字を繰り返す。この作業を繰り返すことによって、最終的に最も濃く印字されたパターンを各離間ブロック毎に指定して、各離間ブロックにおける高さを確定する。この様子を図39に基づいて説明すると、ある加工パラメータでのテスト印字結果では離間ブロックNo1において文字列B1が最も濃く印字された場合、パターン選択324で「B1」を選択して「確定」ボタンを押下し、離間ブロックNo1における焦点位置をB1に対応する位置として確定する。 Next, based on this printing result, it is determined whether or not the height information of each separation block can be determined. If it cannot be determined, the printing conditions are reset in step S24, and the test printing in step S22 is repeated. On the other hand, if it can be determined, the process proceeds to step S25, and the inclination of the processed surface is calculated. In this example, as shown in FIG. 34, since printing is performed with the three separation blocks No1 to No3, a strongly printed position is selected in each separation block. Here, as described above, the maximum value, the minimum value, the interval, etc. may be directly input as numerical values from the numerical value column 318A, or a character string may be selected from the character string selection column 318B with reference to the print result. . When the printing result is selected, the interval and the like can be automatically calculated and set. FIG. 36 shows an example of the processing parameter setting screen 303 for the separation block No1. Here, since the cell A1 indicates the darkest print from the result of FIG. 34, “A1” is designated in the character string selection column 318B of the center value column 318a of the height range designation column 318. Then, the height data corresponding to “A1” is automatically input to the numerical value column 318A of the center value column 318a. Further, referring to this numerical value, the user designates the interval and / or the minimum value / maximum value as a numerical value as necessary. Similarly, FIG. 37 shows an example of the processing parameter setting screen 303 for the separation block No2. Here, referring to the print result of FIG. 34, the user directly designates an appropriate height range with a numerical value. For example, the height at which darkest printing is likely to be performed is input to the numerical value column 318A as the center value (here, 7 mm), and an interval for changing the height stepwise (here, 0.5 mm) is designated. Further, FIG. 38 shows an example of the processing parameter setting screen 303 of the separation block No3, and here, the height range is designated from the character string of the cell. That is, if the minimum value is set to “H3” and the maximum value is set to “I1” from the character string selection column 318B of the height range specification column 318, the corresponding height data is displayed in the numerical value column 318A. Is automatically entered. When the processing parameter setting for each separation block is completed in this way, the print start button 322 is pressed again to perform test printing. The user further repeats the test printing while resetting the machining parameters as necessary while referring to the printing result. By repeating this operation, the darkest printed pattern is finally designated for each separation block, and the height in each separation block is determined. This situation will be described with reference to FIG. 39. When the character string B1 is printed most darkly in the separation block No1 in the test print result with a certain processing parameter, “B1” is selected by the pattern selection 324 and the “OK” button is selected. Is pressed, and the focal position in the separation block No1 is determined as the position corresponding to B1.

その後、ステップS25において、最終決定された高さ情報に基づき、演算部80の傾斜演算手段80Fで加工面の傾斜を演算して出力する。この例を、図40の加工パラメータ設定画面303に基づいて説明する。ここでは、各離間ブロックについて、離間ブロックNo1では上述の通り文字列B1のセル、離間ブロックNo2ではD2、離間ブロックNo3ではG3がそれぞれ選択されたとする。このように各離間ブロックのセルを確定することで各々の高さが算出される。よって、傾斜した平面上で同一直線上にない3点の高さが得られるので、この平面の傾きを演算部80の傾斜演算手段80Fで算出できる。図40の例では、演算結果として、傾斜の基準となる方向を示す傾斜方向を基準となる軸との角度α(この例では100°)で示すと共に、傾斜方向の水平位置からの傾斜角θ(この例では12°)を示している。また上記と同様に、この演算結果を反映させるリンク先をリンク先設定欄330にて指定する。この例では、「ブロックの平面条件」として、複数ブロックが存在する場合にブロック毎に平面の傾斜情報を登録可能である。ブロックの選択は、ブロック選択欄334から選択でき、この選択にはドロップダウンリスト等が利用できる。 Thereafter, in step S25, based on the finally determined height information, the inclination calculation means 80F of the calculation unit 80 calculates and outputs the inclination of the machining surface. This example will be described based on the processing parameter setting screen 303 in FIG. Here, for each separation block, it is assumed that the cell of the character string B1 is selected as described above in the separation block No1, D2 is selected in the separation block No2, and G3 is selected in the separation block No3. Thus, each height is calculated by determining the cell of each separation block. Therefore, three heights that are not on the same straight line on the inclined plane can be obtained, and the inclination of this plane can be calculated by the inclination calculating means 80F of the calculating unit 80. In the example of FIG. 40, as the calculation result, the inclination direction indicating the reference direction of inclination is indicated by an angle α (100 ° in this example) with the reference axis, and the inclination angle θ from the horizontal position in the inclination direction is shown. (12 ° in this example). Similarly to the above, the link destination that reflects the calculation result is designated in the link destination setting column 330. In this example, as the “block plane condition”, plane inclination information can be registered for each block when there are a plurality of blocks. A block can be selected from a block selection field 334, and a drop-down list or the like can be used for this selection.

図41に、傾斜方向と傾斜角について説明する。図41(a)は作業領域WSの平面図を示しており、一点鎖線で示す方向を軸として傾斜している。この軸を、平面図における水平位置からの回転角度αで表示する。一方、図41(b)は、(a)の軸(線B−B’)における断面図を示しており、この断面図における水平位置からの傾斜角θでもって傾斜を表している。 In FIG. 41, the inclination direction and the inclination angle will be described. FIG. 41A shows a plan view of the work area WS, which is inclined with the direction indicated by the alternate long and short dash line as an axis. This axis is represented by the rotation angle α from the horizontal position in the plan view. On the other hand, FIG. 41B is a cross-sectional view taken along the axis (line B-B ′) of FIG. 41A, and represents an inclination with an inclination angle θ from the horizontal position in this cross-sectional view.

なお、各離間ブロックにおいて最も濃く印字されるセルは、各セルで高さを変更する以上いずれか一のセルとなるはずであるが、印字面の傾斜と各セル間の高さの間隔によっては、複数のセルが同一の濃度で印字されることがある。この様子を、図42に基づいて説明する。例えば、図42(a)に示すように、ワークの印字面が水平である場合は、印字面の高さに最も近いセル(図42(a)の例ではB1)を指定すればよい。一方、図42(b)に示すように印字面が傾斜しており、かつこの傾斜面上に、高さ方向に離間するセルが位置する場合は、複数のセルが同一の濃度で印字されることになる。このような場合は、いずれのセルを指定してもよい。図42(b)の例では、A1、B1、C1のどのセルを選択しても傾斜演算手段80Fでの演算結果は同じとなる。 Note that the darkest printed cell in each separation block should be one cell as long as the height is changed in each cell, but depending on the inclination of the printing surface and the height interval between each cell A plurality of cells may be printed with the same density. This will be described with reference to FIG. For example, as shown in FIG. 42A, when the print surface of the work is horizontal, the cell closest to the height of the print surface (B1 in the example of FIG. 42A) may be specified. On the other hand, when the printing surface is inclined as shown in FIG. 42B and cells that are separated in the height direction are located on the inclined surface, a plurality of cells are printed with the same density. It will be. In such a case, any cell may be specified. In the example of FIG. 42 (b), the calculation result in the inclination calculating means 80F is the same regardless of which cell of A1, B1, and C1 is selected.

また、傾き補正モードの例では上述した連続線の印字と異なり、完全に焦点の合った印字結果が得られるかどうかは不明である。すなわち、連続線による印字では、連続的に高さを変化させる結果、必ず焦点位置を通るため、所定の範囲内にジャストフォーカス位置を含めることができ(区切り線K上には位置しないことがあるにしても)、その結果正確な高さを検出可能である。加えて、正確な高さを検出できることから、意図的にデフォーカス位置に設定することも可能である。一方、傾き補正モードの例では、所定の範囲内における離散的な高さでの印字となるため、離散的な高さがちょうど焦点位置を含むかどうかは保証されない。このため、複数回の再設定・テスト印字を繰り返すことで高さを絞り込む等して、離散的なセルの高さが焦点位置と一致するように調整する。また、正確な傾斜角などを検出するために、焦点位置のみを指定し、意図的にデフォーカス位置を指定することはしない。これによって、離散的なサンプリングによる測定でも、正確な高さ情報を求めることができる。 In addition, in the example of the inclination correction mode, it is unclear whether or not a completely focused printing result can be obtained unlike the continuous line printing described above. That is, in continuous line printing, the focus position is always passed as a result of continuously changing the height, so the just focus position can be included within a predetermined range (may not be located on the dividing line K). Anyway, as a result, an accurate height can be detected. In addition, since an accurate height can be detected, the defocus position can be set intentionally. On the other hand, in the example of the inclination correction mode, printing is performed at a discrete height within a predetermined range, so it is not guaranteed whether the discrete height just includes the focal position. For this reason, the height of the discrete cells is adjusted so as to coincide with the focal position by narrowing the height by repeating resetting and test printing a plurality of times. Also, in order to detect an accurate inclination angle, only the focal position is designated, and the defocus position is not intentionally designated. Thus, accurate height information can be obtained even by measurement by discrete sampling.

(加工条件抽出モード)
加工条件抽出モードは、レーザ光の加工条件を設定するため等に利用される。具体的には、レーザ光の走査速度及びレーザ出力を変化させた複数の加工条件で各々セルを印字する。例えば、図3に示すように、セルを2次元マトリックス状に印字し、各セルの加工条件は横方向にはレーザ出力が徐々に低下するように変化させ、縦方向には走査速度が徐々に高速になるように変化させる。この結果、左上から右下に進むに従い、印字結果が薄くなるように印字される。ユーザはこのマトリックスから所望の印字結果の得られているセルを選択して、対応するレーザ光の走査速度及びレーザ出力を設定する。この動作モードは2次元印字などで従来より利用されており、例えば特許文献1で説明される技術が利用できる。
(Processing condition extraction mode)
The processing condition extraction mode is used for setting processing conditions for laser light. Specifically, each cell is printed under a plurality of processing conditions in which the scanning speed of laser light and the laser output are changed. For example, as shown in FIG. 3, the cells are printed in a two-dimensional matrix, and the processing conditions of each cell are changed so that the laser output gradually decreases in the horizontal direction, and the scanning speed gradually increases in the vertical direction. Change it to be faster. As a result, printing is performed such that the print result becomes lighter as the print progresses from the upper left to the lower right. The user selects a cell from which a desired printing result is obtained from this matrix, and sets the scanning speed and laser output of the corresponding laser beam. This operation mode has been conventionally used for two-dimensional printing or the like. For example, the technique described in Patent Document 1 can be used.

(複合テスト印字モード)
最後に、マーキング条件の抽出及び焦点位置合わせモードを共に行う複合テスト印字モードについて、図43のフローチャート及び図44〜図56に基づいて説明する。このモードは、上記の加工条件抽出モードにおいてレーザ光走査速度及び出力を変更した2次元マトリックスの印字に加えて、高さの加工パラメータも変更してテスト印字を行うモードである。このモードは、ブロック設定の際のレーザ光の走査速度、出力、高さの加工パラメータを一括して設定する。以下、図43のフローチャートに従い順に説明する。
(Composite test printing mode)
Finally, a combined test print mode in which both the marking condition extraction and the focus alignment mode are performed will be described with reference to the flowchart of FIG. 43 and FIGS. 44 to 56. In this mode, in addition to the two-dimensional matrix printing in which the laser beam scanning speed and output are changed in the processing condition extraction mode, the height printing parameter is also changed to perform test printing. In this mode, processing parameters such as the scanning speed, output, and height of the laser beam at the time of block setting are collectively set. Hereinafter, description will be made in order according to the flowchart of FIG.

まず、ステップS31で印字条件を設定する。上記焦点位置合わせモード及び傾き補正モードの例では、レーザ光の出力及び走査速度は一定であったが、複合テスト印字モードにおいてはレーザ光の出力、走査速度も含めて所定の範囲で変化させる。図44に、複合テスト印字における加工パラメータ設定画面304の一例を示す。この図に示すように、加工パラメータ設定欄310にて「複合(パワー、スピード、高さ)」を選択すると、これに応じて図44に示すようにレーザ光の出力、走査速度の範囲指定も含めた印字条件の設定画面が表示される。レーザ光の出力の変化を設定するレーザパワー設定欄312B、及びレーザ光の走査速度の変化を設定するスキャンスピード設定欄314Bは、いずれも上記の高さ範囲指定欄等と同様、範囲で指定する。例えば最大値、最小値、間隔あるいは中心値などで変化幅を設定する。ここでは、レーザ出力(パワー)は最大値を100%とするパーセントで指定し、図44の例では最小値30%、最大値70%、間隔10%としている。またレーザ光の走査速度(スピード)は最小値1000mm/s、最大値4000mm/s、間隔500mm/sとしている。さらに高さ範囲指定欄318では、上記傾き補正モードと同様に最小値−20mm、最大値10mm、間隔5mmなどと指定している。 First, printing conditions are set in step S31. In the examples of the focus alignment mode and the tilt correction mode, the laser light output and the scanning speed are constant, but in the combined test printing mode, the laser light output and the scanning speed are changed within a predetermined range. FIG. 44 shows an example of the processing parameter setting screen 304 in the combined test printing. As shown in FIG. 44, when “composite (power, speed, height)” is selected in the processing parameter setting field 310, the laser beam output and the scanning speed range are specified accordingly, as shown in FIG. The screen for setting the printing conditions including it is displayed. The laser power setting field 312B for setting the change in the laser light output and the scan speed setting field 314B for setting the change in the scanning speed of the laser light are both specified by the range, similar to the height range specifying field etc. . For example, the change width is set by a maximum value, a minimum value, an interval, or a center value. Here, the laser output (power) is specified as a percentage with the maximum value being 100%, and in the example of FIG. 44, the minimum value is 30%, the maximum value is 70%, and the interval is 10%. The scanning speed (speed) of the laser beam is set to a minimum value of 1000 mm / s, a maximum value of 4000 mm / s, and an interval of 500 mm / s. Further, the height range designation field 318 designates a minimum value of −20 mm, a maximum value of 10 mm, an interval of 5 mm, etc., as in the tilt correction mode.

これらの範囲指定は、ここでは数値を直接入力しているが、後述するように英文字などでの指定も可能であり、さらに加工パラメータを変化させる回数も、適宜規定できる。この例では、パワーを5段階、スピードを7段階、高さを7段階にそれぞれ変化させ、計245の加工条件が生成される。さらに、印字の始点及び終点も同様にX座標、Y座標で指定する。また加工条件数に応じて印字の始点から終点までの領域内に入る大きさに、各セルの大きさを自動調整する機能や、一のワーク内に収まりきらない場合に印字ページを自動的に増やす方法、あるいは加工条件数を表示して使用者に確認させる等の手法も適宜利用できる。 In these ranges, numerical values are directly input here. However, as will be described later, it is also possible to specify in English characters, and the number of times of changing the machining parameters can be appropriately defined. In this example, the power is changed in five steps, the speed is changed in seven steps, and the height is changed in seven steps, and a total of 245 machining conditions are generated. Further, the printing start point and end point are similarly designated by the X and Y coordinates. A function that automatically adjusts the size of each cell to fit within the area from the start point to the end point of printing according to the number of processing conditions, or automatically prints a print page when it does not fit within a single workpiece. A method of increasing the number of processing conditions or causing the user to confirm the number of processing conditions can also be used as appropriate.

このようにして印字条件の設定が終了すると、ステップS32でテスト印字を行う。実際の印字に先立ち、必要に応じてガイドレーザ光を走査させて印字位置を確認する。具体的にはワークをセットした状態で、図44の画面からレーザ選択欄320でガイドレーザを選択して印字開始ボタンを押下すると、ガイドレーザ光が実際にワーク上に走査されて、ガイドレーザ光の残像効果によって印字位置が確認される。図45に、ガイドレーザ光を走査させてワークの作業領域WS上にマトリックス状のテスト加工パターンMを描画させる例を示す。このように、テスト加工パターンMを表示させることで、実際の印字位置を確認でき、必要に応じてワークの位置決めや調整を行うことができる。なおガイドレーザで走査する場合は実際の印字は行われず、印字位置の確認ができれば足りるので、高さ(焦点位置)のデータが詳細に設定されていなくともよい。 When the setting of printing conditions is completed in this way, test printing is performed in step S32. Prior to actual printing, the printing position is confirmed by scanning guide laser light as necessary. Specifically, when a workpiece is set, when a guide laser is selected from the laser selection column 320 on the screen of FIG. 44 and the print start button is pressed, the guide laser beam is actually scanned on the workpiece, and the guide laser beam is scanned. The after-printing effect confirms the print position. FIG. 45 shows an example in which a matrix-like test machining pattern M is drawn on the work area WS of the workpiece by scanning the guide laser beam. Thus, by displaying the test machining pattern M, the actual print position can be confirmed, and the workpiece can be positioned and adjusted as necessary. When scanning with the guide laser, actual printing is not performed, and it is sufficient if the printing position can be confirmed. Therefore, the height (focus position) data need not be set in detail.

そしてワークをセットしてテスト印字を行う。具体的には図46に示す加工パラメータ設定画面304のレーザ選択欄320において、ラジオボタンで印字レーザを選択して印字開始ボタン322を押下する。これによりレーザ光の照射が開始され、加工パラメータ設定画面304で指定された加工条件に従って、レーザ出力や走査速度、焦点位置等の異なる加工条件毎にセルが、マトリックス状に印字されていく。この際も、上述のように演算部80の座標補正手段80Hで座標変換を行う。すなわち、図47に示すように、レーザ光の光学特性により、印字位置によって高さ(焦点位置)の情報が異なることを考慮し、同じ高さの条件でも場所毎にデータを変えて、すなわち位置座標を調整して、結果的に同じ高さでの印字になるように制御する。 The work is set and test printing is performed. Specifically, in the laser selection field 320 of the processing parameter setting screen 304 shown in FIG. 46, a print laser is selected with a radio button, and a print start button 322 is pressed. As a result, irradiation of laser light is started, and cells are printed in a matrix for each processing condition such as laser output, scanning speed, and focal position according to the processing conditions specified on the processing parameter setting screen 304. Also at this time, coordinate conversion is performed by the coordinate correction means 80H of the calculation unit 80 as described above. That is, as shown in FIG. 47, considering that the information on the height (focal position) varies depending on the printing position due to the optical characteristics of the laser beam, the data is changed for each location even under the same height condition, that is, the position The coordinates are adjusted, and control is performed so as to result in printing at the same height.

(テスト加工パターンMの変形例)
ここで、ガイドレーザあるいは印字レーザでセルを表示する複合テスト印字において、3つの印字条件をセル毎に各々変化させて複数のセルを配列したテスト加工パターンMを形成する例について検討する。上記図45の例では、印字条件を変化させて印字する複数のセルをマトリックス状に配置している。この場合、単に縦又は横方向に、セルを並べて印字する配置であれば、印字は容易である反面、すべての加工パラメータの変化をマトリックスの縦横に対応させることができない。
(Modification of test machining pattern M)
Here, an example of forming a test processing pattern M in which a plurality of cells are arranged by changing three printing conditions for each cell in composite test printing in which cells are displayed by a guide laser or a printing laser will be considered. In the example of FIG. 45, a plurality of cells to be printed by changing the printing conditions are arranged in a matrix. In this case, if the arrangement is such that the cells are arranged side by side in the vertical or horizontal direction, the printing is easy, but the change in all the processing parameters cannot be made to correspond to the vertical and horizontal directions of the matrix.

従来の加工条件抽出モードにおいては、例えば図3に示すようにレーザ出力と走査速度の2パラメータのみを変化させる場合は、縦横にそれぞれの加工パラメータの変化させたマトリックス状にセルを配置すれば、加工パラメータの変化と印字の濃度の変化との関係を把握しやすい。図3の例においては、マトリックスの縦軸に走査速度を、下に向かうほど高速に変化させ、横軸にレーザ出力を、右に向かうほど低く変化させている結果、行列の左上から右下に向かうに従い、印字の濃度が薄くなる。 In the conventional processing condition extraction mode, for example, as shown in FIG. 3, when only two parameters of the laser output and the scanning speed are changed, if cells are arranged in a matrix shape in which the processing parameters are changed vertically and horizontally, It is easy to grasp the relationship between changes in processing parameters and changes in print density. In the example of FIG. 3, the scanning speed is changed on the vertical axis of the matrix, and the laser output is changed on the horizontal axis so that the scanning power is changed downward. As it goes, the print density decreases.

一方、本実施の形態に係る複合テスト印字においては、3つの加工パラメータを変化させる必要があるため、図48に示すように本来的には縦・横・高さの3軸で立体的に表現することで、印字濃度の変化が隣接するセル間で比較でき、各パラメータの増減と印字の濃度の関係が視覚的に把握しやすい。図48は、直方体状にセルを配置し、縦方向にパワー(A〜Eの5段階)、横方向にスピード(a〜gの7段階)、高さ方向に高さ(1〜7の7段階)の加工パラメータをそれぞれとって加工条件を変化させて、各加工条件に対応する印字文字を表示している。 On the other hand, in the composite test printing according to the present embodiment, since it is necessary to change three processing parameters, the three-dimensional representation is essentially performed by three axes of vertical, horizontal, and height as shown in FIG. As a result, the change in print density can be compared between adjacent cells, and the relationship between the increase / decrease of each parameter and the print density can be easily grasped visually. In FIG. 48, cells are arranged in a rectangular parallelepiped shape, the power in the vertical direction (5 stages of A to E), the speed in the horizontal direction (7 stages of a to g), and the height in the height direction (7 of 1 to 7). The processing parameters are changed by taking each of the processing parameters of the stage), and the print characters corresponding to each processing condition are displayed.

しかしながら、実際に印字するワークは平面状であるため、セルを3次元状に配置することができない。そこで、2次元平面上に擬似的に3次元状のセル配置を表現することによって、ユーザが印字濃度の変化を視認しやすくしたセルの配置が利用できる。例えば図49は、直方体を水平面でスライスし、高さ毎に2次元平面を描画してこれを複数枚上下に並べることで、3次元の直方体を縦方向に分解してすべての要素を2次元状で表現することができる。しかも、各平面を擬似的に3次元状に配置しているため、縦・横のパラメータの変化のみならず、縦方向のパラメータの変化も、対応するセルの位置関係が視覚的に把握しやく、相対的な変化の対比が容易となる。同様に、このような分解は高さ方向に限られず、縦方向、横方向とすることでも実現できる。例えば図50は直方体を横方向に分解した平面で表現した例を示し、レーザ光のスピード(走査速度)毎に一平面にセルをマトリックス状に配置している。これによっても、ユーザはスピードの変化も含めた各パラメータの変化と印字の濃度との関係を視覚的に把握できる。さらに図51は、レーザ光のパワー毎に一平面を構成した例を示し、パワーの変化を平面毎に対比できる。これらの分解表示では、平面を構成する枠線や座標軸、その加工パラメータなども適宜印字させてもよく、これによってテスト印字の情報をユーザにさらに判り易くできる。例えば「パワー」、「スピード」、「高さ」などの軸や軸上の目盛り等を一緒に印字することもできる。 However, since the work to be actually printed is planar, the cells cannot be arranged three-dimensionally. In view of this, it is possible to use a cell arrangement that makes it easy for the user to visually recognize a change in print density by expressing a three-dimensional cell arrangement on a two-dimensional plane in a pseudo manner. For example, in Fig. 49, a rectangular parallelepiped is sliced along a horizontal plane, a two-dimensional plane is drawn for each height, and a plurality of them are arranged vertically. Can be expressed in the form. Moreover, since each plane is quasi-three-dimensionally arranged, not only changes in vertical and horizontal parameters but also changes in vertical parameters make it easy to visually grasp the positional relationship of the corresponding cells. , Relative change contrast becomes easier. Similarly, such disassembly is not limited to the height direction, but can be realized in the vertical direction and the horizontal direction. For example, FIG. 50 shows an example in which a rectangular parallelepiped is expressed by a plane decomposed in the horizontal direction, and cells are arranged in a matrix on one plane for each laser beam speed (scanning speed). This also allows the user to visually grasp the relationship between the change in each parameter including the change in speed and the print density. Further, FIG. 51 shows an example in which one plane is configured for each power of laser light, and the change in power can be compared for each plane. In these disassembled displays, the frame lines and coordinate axes constituting the plane, the processing parameters thereof, and the like may be printed as appropriate, thereby making it easier for the user to understand the test print information. For example, axes such as “power”, “speed”, and “height” and scales on the axes can be printed together.

また、このように斜視図的に配置するのみならず、図52に示すように一方向に分解した各平面をそのまま上下に並べてマトリックス状に配置してもよい。図52の例では、図49と同様にパワーとスピードを変化させた平面を基準とし、高さの異なる各平面を上下に並べることで、高さの変化を平面毎に表現している。この方法でも、縦方向の加工パラメータの変化の対比を比較的判り易くできる。しかも図52のテスト加工パターンMは、図49のように斜視図的な描画が不要であるため、レーザ加工装置でテスト加工パターンMを生成するための演算量が少なく、処理も容易である。加えて、長方形状にセルを配置したマトリックスであれば、限られたスペースにセルを効率よく充填できるので、斜視図での表現では必要となる印字されない部分をなくして、ワークの加工面を効率的に利用できるという利点もある。さらに各平面同士の区切りとして、実線や破線を付すこともでき、これによって平面毎の区分けを確実に行える。 In addition to the perspective arrangement as described above, the planes decomposed in one direction as shown in FIG. In the example of FIG. 52, the change in height is expressed for each plane by arranging the planes with different heights on the top and bottom with reference to the plane in which the power and speed are changed as in FIG. Even with this method, it is possible to relatively easily understand the contrast between changes in the machining parameters in the vertical direction. In addition, since the test machining pattern M of FIG. 52 does not require a perspective drawing as shown in FIG. 49, the amount of calculation for generating the test machining pattern M by the laser machining apparatus is small, and the processing is easy. In addition, if the cells are arranged in a rectangular shape, cells can be efficiently filled into a limited space, eliminating the parts that are not printed in the perspective view and improving the work surface of the workpiece. There is also an advantage that it can be used automatically. Furthermore, as a partition between the planes, a solid line or a broken line can be attached, so that each plane can be surely divided.

図52の例では、パワーとスピードを変化させた平面を縦方向に並べた例を示したが、図53に示すように横方向に並べてもよいことはいうまでもない。また、図50や図51の例のように、平面を構成する加工パラメータとしてパワー又はスピードに代わって高さを含ませて、これらの平面を縦横に並べても同様の効果が得られることは当然である。さらに、平面を縦横斜めに配列する他、このような平面を構成することなく、各加工パラメータを変化させて印字したセルをそのまま縦横に配列したマトリックス状とすることも可能である。 In the example of FIG. 52, the example in which the planes with varying power and speed are arranged in the vertical direction is shown, but it goes without saying that the planes may be arranged in the horizontal direction as shown in FIG. Further, as in the examples of FIGS. 50 and 51, it is natural that the same effect can be obtained by including height instead of power or speed as processing parameters constituting the plane and arranging these planes vertically and horizontally. It is. Further, in addition to arranging the planes vertically and horizontally, it is also possible to form a matrix in which cells printed by changing each processing parameter are arranged vertically and horizontally without forming such a plane.

さらに、図48に示すように、3パラメータの変化を立体的に表現した直方体の斜視図を直接印字してもよい。ただこの場合、直方体を構成する各面の表面に位置するセルは確実に印字されるものの、直方体の内部に位置するセルは他のセルと重複して斜視図では確認できないおそれがある。このため、すべてのセルが斜視図上から確認できるように、斜視図の大きさや、傾斜、回転、拡大・縮小等による観察視点の調整し、あるいはセルを構成する印字文字列の大きさ等を調整する。あるいは、セル同士が重複する部分については、印字を適宜省略することもできる。 Further, as shown in FIG. 48, a perspective view of a rectangular parallelepiped that three-dimensionally represents changes in three parameters may be directly printed. However, in this case, although the cells located on the surfaces of the surfaces constituting the rectangular parallelepiped are surely printed, the cells located inside the rectangular parallelepiped may overlap with other cells and cannot be confirmed in the perspective view. For this reason, the size of the perspective view, adjustment of the observation viewpoint by tilting, rotation, enlargement / reduction, etc., or the size of the print character string constituting the cell, etc. can be confirmed so that all cells can be confirmed from the perspective view. adjust. Alternatively, printing can be omitted as appropriate for a portion where cells overlap.

なお上記の図では、図44の例に従い、加工条件としてパワーを5段階、スピードを7段階、高さを7段階に変化させた場合を図示したが、各パラメータのサンプル数によって縦・横・高さ等の寸法や形状を変化させてもよいことは当然である。 In the above figure, according to the example of FIG. 44, the case where the power is changed to 5 steps, the speed is changed to 7 steps, and the height is changed to 7 steps as the processing conditions is shown. Of course, dimensions such as height and shape may be changed.

このように加工パラメータの変化とセルの配置とを関連付けることで、視覚的に隣接するセル同士の濃度を対比でき、どの印字が最も濃いかといった選択を相対的に行えるので、判断が容易となる。さらに次にステップS33で、所望の印字結果が得られているかどうかを判定する。得られていない場合はステップS34で印字条件の再設定を行い、ステップS32でテスト印字を行う。このように所望の印字結果が得られるまで、印字条件の再設定とテスト印字とを繰り返す。そして所望の印字結果が得られると、ステップS35に進み、出力を行う。印字条件の再設定においては、上記と同様に範囲を特定するために最大値、最小値、間隔に数値を直接入力しても良いし、印字結果から文字列を選択しても良い。例えば図54は、このような再設定を行う加工パラメータ設定画面304の一例を示しており、この例ではレーザ光のパワー、高さは印字結果から該当する文字列を選択しており、一方スピード(走査速度)は数値を直接入力している。 By associating the change in the processing parameter and the cell arrangement in this way, it is possible to compare the densities of visually adjacent cells and relatively select which print is the darkest, thereby facilitating the determination. . In step S33, it is determined whether a desired print result is obtained. If not obtained, the printing conditions are reset in step S34, and test printing is performed in step S32. Thus, resetting of printing conditions and test printing are repeated until a desired printing result is obtained. When a desired printing result is obtained, the process proceeds to step S35 and output is performed. In resetting the printing conditions, numerical values may be directly input for the maximum value, the minimum value, and the interval in order to specify the range as described above, or a character string may be selected from the printing result. For example, FIG. 54 shows an example of the processing parameter setting screen 304 for performing such resetting. In this example, the power and height of the laser beam are selected from the print result, while the speed is set. (Scanning speed) is entered directly as a numerical value.

この作業を繰り返すことで、最終的にユーザが所望の印字結果を得ることができれば、この加工条件を確定する。例えば図55では、レーザ光のパワー、スピード、高さを、最も濃く印字されたセルの文字列をそれぞれ入力することで、これらに対応する数値が各加工パラメータに設定される。この状態で確定ボタン326を押下すると、図56に示す画面となり、設定された高さ情報がリンク先設定欄330Bに表示される。この状態からユーザは、加工条件出力手段80Eで高さ情報を出力するリンク先を指定できる。この例においても、複数ブロックが存在する場合にブロック毎に高さ情報を「ブロック条件の高さ」として登録可能である。リンク先のブロックの選択は、ブロック選択欄334Bからドロップダウンリスト等で行われる。同様にレーザのパワー、スピードもパワー・スピード表示欄336に表示され、またこのパワー・スピード情報を加工条件出力手段80Eで出力する出力先を指定できる。さらにここでも、複数のブロックが存在する場合にブロック毎にパワー・スピード情報をブロック選択欄334Cから登録可能である。 If the user can finally obtain a desired printing result by repeating this operation, the processing conditions are determined. For example, in FIG. 55, the power, speed, and height of the laser beam are input as the character string of the cell printed with the darkest color, and the numerical values corresponding to these are set in each processing parameter. When the confirm button 326 is pressed in this state, the screen shown in FIG. 56 is displayed, and the set height information is displayed in the link destination setting field 330B. From this state, the user can designate a link destination for outputting height information by the machining condition output means 80E. Also in this example, when there are a plurality of blocks, the height information can be registered as “the height of the block condition” for each block. The link destination block is selected from the block selection field 334B using a drop-down list or the like. Similarly, the power and speed of the laser are also displayed in the power / speed display column 336, and the output destination for outputting the power / speed information by the machining condition output means 80E can be designated. Further, here, when there are a plurality of blocks, the power / speed information can be registered for each block from the block selection column 334C.

本発明の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、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器並びにレーザ加工装置は、例えばマーキング、穴あけ、トリミング、スクライビング、表面処理などのレーザ加工において、3次元形状のワークの加工設定に好適に利用できる。 Laser processing condition setting device, laser processing condition setting method, laser processing condition setting program, computer-readable recording medium and recorded device, and laser processing device of the present invention include, for example, marking, drilling, trimming, scribing, surface treatment, etc. This laser processing can be suitably used for processing setting of a three-dimensional workpiece.

100…レーザ加工装置
300…レーザ加工条件設定装置
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;3D…加工条件設定手段;3E…加工条件選択手段
4…制御部
5…メモリ部;5A…記憶部
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
54…光学部材
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
80D…複数加工条件生成手段;80E…加工条件出力手段;80F…傾斜演算手段
80G…テスト加工パターン生成手段;80H…座標補正手段
82…表示部
150…マーキングヘッド
160、160B…調整機構
170…設置台
190…外部機器
200…3次元形状設定プログラム
202…編集表示欄
204…テスト加工パターン入力欄
206…3次元ビューワ欄
301、303、304…加工パラメータ設定画面
302…加工パラメータ出力画面
310…加工パラメータ設定欄
312、312B…レーザパワー設定欄
314、314B…スキャンスピード設定欄
316…始点・終点設定欄
318…高さ範囲指定欄
318A…数値欄;318B…文字列選択欄;318a…中心値欄
320…レーザ選択欄
322…印字開始ボタン
324…パターン選択欄
326…確定ボタン
328…出力表示欄
330、330B…リンク先設定欄
332…離間ブロック選択欄
334、334B、334C…ブロック選択欄
336…パワー・スピード表示欄
400…印字リスト;401…印字見本
L、L’…レーザ光;L1…破線;L2…太線;L3…細線;W…ワーク
P…ポインタ光;G…ガイド光;WS…作業領域;S…指定連続線
E…英文字;K…区切り線;C…セル;M…テスト加工パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Laser processing apparatus 300 ... Laser processing condition setting apparatus 1 ... Laser control part; 1A ... Controller 2 ... Laser output part 3 ... Input part; 3D ... Processing condition setting means; 3E ... Processing condition selection means 4 ... Control part 5 ... Memory unit; 5A ... Storage unit 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 14a ... X-axis scanner; 14b ... Y-axis scanner; 14c ... Z-axis scanner 14d ... Pointer scanner mirror 15 ... Condensing unit 16 ... Incident lens 18 ... Outgoing lens 50 ... Laser oscillators 51, 51a, 51b ... Galvano motor 52 ... Scanner drive circuit 53 ... Beam expander 54 ... Optical member 60 ... Guide light source 62 ... Half mirror 64 ... Pointer light 66 ... Fixed mirror 80 ... Calculation unit 80D ... Multiple machining condition generation means; 80E ... Machining condition output means; 80F ... Inclination calculation means 80G ... Test machining pattern generation means; 80H ... Coordinate correction means 82 ... Display unit 150 ... Marking head 160 160B ... Adjusting mechanism 170 ... Installation table 190 ... External device 200 ... 3D shape setting program 202 ... Edit display column 204 ... Test machining pattern input column 206 ... 3D viewer columns 301, 303, 304 ... Processing parameter setting screen 302 ... Processing parameter output screen 310 ... Processing parameter setting column 312, 312B ... Laser power setting column 314, 314B ... Scan speed setting column 316 ... Start point / end point setting column 318 ... Height range specification column 318A ... Numerical value column; 318B ... Character string selection Column: 318a ... center value column 320 ... laser selection column 22 ... Print start button 324 ... Pattern selection field 326 ... Confirm button 328 ... Output display field 330, 330B ... Link destination setting field 332 ... Separation block selection field 334, 334B, 334C ... Block selection field 336 ... Power / Speed display field 400 ... Print list; 401 ... Print sample L, L '... Laser beam; L1 ... Dash line; L2 ... Bold line; L3 ... Thin line; W ... Work P ... Pointer beam; G ... Guide beam; WS ... Work area; Line E ... English letter; K ... Separator line; C ... Cell; M ... Test pattern

Claims (13)

加工対象物の3次元状の加工面に対して、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ光走査系で所定の加工パターンにレーザ光を走査させて加工可能なレーザ加工装置について、レーザ光の出力及び/又は走査速度を含む加工条件を設定するためのレーザ加工条件設定装置であって、
レーザ光の出力及び/又は走査速度に加えて、レーザ光の焦点距離を加工パラメータとして含む加工条件を所定の範囲で指定可能な加工条件設定手段と、
前記加工条件設定手段により範囲で指定された加工パラメータを、指定された範囲内で変化させた複数の加工条件の組を生成する複数加工条件生成手段と、
前記複数加工条件生成手段で生成された複数の加工条件の組に従い、レーザ光の出力及び/又は走査速度を変化させた複数の加工パターンを前記レーザ光走査系により二次元的な走査が可能な同一平面内における異なる位置に配置したテスト加工パターンを、焦点距離を異ならせて複数生成するテスト加工パターン生成手段と、
前記テスト加工パターン生成手段で生成されたテスト加工パターンから、所望の加工位置の選択を受け付けて、該選択された加工位置において採用されたレーザ光の出力及び/又は走査速度と、焦点距離を抽出し、これを加工条件として再設定可能な加工条件選択手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工条件設定装置。
A laser processing apparatus capable of processing a laser beam by scanning a predetermined processing pattern with a laser beam scanning system capable of adjusting the focal length of the laser beam with respect to a three-dimensional processing surface of a processing object. A laser processing condition setting device for setting processing conditions including output and / or scanning speed,
Processing condition setting means capable of designating a processing condition including a focal length of the laser light as a processing parameter in a predetermined range in addition to the output of the laser light and / or the scanning speed;
A plurality of processing condition generating means for generating a set of a plurality of processing conditions in which the processing parameters specified in the range by the processing condition setting means are changed within the specified range;
The laser beam scanning system can two-dimensionally scan a plurality of machining patterns in which the output and / or scanning speed of the laser beam is changed in accordance with a set of a plurality of machining conditions generated by the plurality of machining condition generation means. Test processing pattern generating means for generating a plurality of test processing patterns arranged at different positions in the same plane with different focal lengths;
Accepting selection of a desired machining position from the test machining pattern generated by the test machining pattern generation means, and extracting the laser beam output and / or scanning speed and focal length employed at the selected machining position And machining condition selection means that can be reset as machining conditions,
A laser processing condition setting device comprising:
請求項1に記載のレーザ加工条件設定装置であって、
前記加工条件選択手段で、少なくともレーザ光の焦点距離の範囲を再設定し、新たな加工条件として加工条件設定手段に設定すると共に、前記複数加工条件生成手段で複数の加工条件をさらに生成し、これに基づいて前記テスト加工パターン生成手段がテスト加工パターンを生成するよう構成してなることを特徴とするレーザ加工条件設定装置。
The laser processing condition setting device according to claim 1,
The processing condition selection unit resets at least the range of the focal length of the laser beam, sets the processing condition setting unit as a new processing condition, and further generates a plurality of processing conditions by the multiple processing condition generation unit, Based on this, the laser processing condition setting device is configured such that the test processing pattern generating means generates a test processing pattern.
請求項1又は2に記載のレーザ加工条件設定装置であって、さらに、
前記加工条件選択手段で選択された加工位置に該当する加工条件が確定されると、所定の出力先に出力可能な加工条件出力手段
を備えることを特徴とするレーザ加工条件設定装置。
The laser processing condition setting device according to claim 1, further comprising:
A laser processing condition setting device comprising processing condition output means capable of outputting to a predetermined output destination when a processing condition corresponding to a processing position selected by the processing condition selection means is determined.
請求項1から3のいずれか一に記載のレーザ加工条件設定装置であって、
前記テスト加工パターン生成手段で生成される所定のパターンが、加工条件毎に異なる文字列であり、
前記テスト加工パターンが、複数の文字列をマトリックス状に配置したものであることを特徴とするレーザ加工条件設定装置。
The laser processing condition setting device according to any one of claims 1 to 3,
The predetermined pattern generated by the test processing pattern generation means is a character string that differs for each processing condition,
The laser processing condition setting device, wherein the test processing pattern is a plurality of character strings arranged in a matrix.
請求項1から4のいずれか一に記載のレーザ加工条件設定装置であって、
前記加工条件設定手段が、加工パラメータを上限値、下限値及び変化幅で指定可能に構成してなることを特徴とするレーザ加工条件設定装置。
The laser processing condition setting device according to any one of claims 1 to 4,
The laser processing condition setting device, wherein the processing condition setting means is configured so that processing parameters can be specified by an upper limit value, a lower limit value, and a change width.
請求項1からのいずれか一に記載のレーザ加工条件設定装置であって、
前記複数加工条件生成手段が、複数の加工条件としてレーザ光の焦点距離、レーザ光の出力及び/又は走査速度を指定された範囲内で所定の幅毎に変化させて生成してなることを特徴とするレーザ加工条件設定装置。
The laser processing condition setting device according to any one of claims 1 to 5 ,
The plurality of processing condition generating means is generated by changing the focal length of the laser beam, the output of the laser beam and / or the scanning speed for each predetermined width within a specified range as a plurality of processing conditions. A laser processing condition setting device.
請求項1から6のいずれか一に記載のレーザ加工条件設定装置であって、
前記加工条件選択手段による加工位置の選択が、前記テスト加工パターンの文字列で行われることを特徴とするレーザ加工条件設定装置。
The laser processing condition setting device according to any one of claims 1 to 6,
The laser machining condition setting device, wherein the machining position is selected by the machining condition selection means using a character string of the test machining pattern.
請求項1から7のいずれか一に記載のレーザ加工条件設定装置であって、
前記加工条件選択手段による加工位置の選択が、加工パラメータの数値を指定して行われることを特徴とするレーザ加工条件設定装置。
The laser processing condition setting device according to any one of claims 1 to 7,
The laser processing condition setting device, wherein the processing position is selected by the processing condition selection means by specifying a numerical value of a processing parameter.
請求項1から8のいずれか一に記載のレーザ加工条件設定装置であって、さらに、
レーザ光の光学特性に起因して生じる焦点位置のずれを、焦点位置の座標を補正することで解消するための座標補正手段
を備えることを特徴とするレーザ加工条件設定装置。
The laser processing condition setting device according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
A laser processing condition setting device comprising coordinate correction means for eliminating a focal position shift caused by optical characteristics of laser light by correcting the coordinates of the focal position.
加工対象物の3次元状の加工面に対して、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ光走査系で所定の加工パターンにレーザ光を走査させて加工可能なレーザ加工装置について、レーザ光の出力及び/又は走査速度を含む加工条件を設定するためのレーザ加工条件設定方法であって、
レーザ光の出力及び/又は走査速度に加えて、レーザ光の焦点距離を加工パラメータとして含む加工条件を所定の範囲で指定する工程と、
範囲で指定された加工パラメータを、指定された範囲内で変化させた複数の加工条件の組を生成する工程と、
複数の加工条件に基づいて、レーザ光の出力及び/又は走査速度を変化させた複数の加工パターンを前記レーザ光走査系により二次元的な走査が可能な同一平面内における異なる位置に配置したテスト加工パターンを、焦点距離を異ならせて複数生成する工程と、
テスト加工パターンから、所望の加工位置の選択を受け付けて、該選択された加工位置において採用されたレーザ光の出力及び/又は走査速度と、焦点距離を抽出し、これを加工条件として再設定する工程と、
を含むことを特徴とするレーザ加工条件設定方法。
A laser processing apparatus capable of processing a laser beam by scanning a predetermined processing pattern with a laser beam scanning system capable of adjusting the focal length of the laser beam with respect to a three-dimensional processing surface of a processing object. A laser processing condition setting method for setting processing conditions including output and / or scanning speed,
In addition to the output of the laser beam and / or the scanning speed, a step of designating a processing condition including the focal length of the laser beam as a processing parameter within a predetermined range;
Generating a set of a plurality of machining conditions in which the machining parameters specified in the range are changed within the specified range;
A test in which a plurality of processing patterns whose laser beam output and / or scanning speed is changed based on a plurality of processing conditions are arranged at different positions in the same plane where two-dimensional scanning can be performed by the laser beam scanning system. A step of generating a plurality of processing patterns with different focal lengths;
A selection of a desired processing position is received from the test processing pattern, and the laser beam output and / or scanning speed and focal length employed at the selected processing position are extracted and reset as processing conditions. Process,
Including a laser processing condition setting method.
加工対象物の3次元状の加工面に対して、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ光走査系で所定の加工パターンにレーザ光を走査させて加工可能なレーザ加工装置について、レーザ光の出力及び/又は走査速度を含む加工条件を設定するためのレーザ加工条件設定プログラムであって、
レーザ光の出力及び/又は走査速度に加えて、レーザ光の焦点距離を加工パラメータとして含む加工条件を所定の範囲で指定する機能と、
範囲で指定された加工パラメータを、指定された範囲内で変化させた複数の加工条件の組を生成する機能と、
複数の加工条件に基づいて、レーザ光の出力及び/又は走査速度を変化させた複数の加工パターンを前記レーザ光走査系により二次元的な走査が可能な同一平面内における異なる位置に配置したテスト加工パターンを、焦点距離を異ならせて複数生成する機能と、
テスト加工パターンから、所望の加工位置の選択を受け付けて、該選択された加工位置において採用されたレーザ光の出力及び/又は走査速度と、焦点距離を抽出し、これを加工条件として再設定する工程と、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条件設定プログラム。
A laser processing apparatus capable of processing a laser beam by scanning a predetermined processing pattern with a laser beam scanning system capable of adjusting the focal length of the laser beam with respect to a three-dimensional processing surface of a processing object. A laser processing condition setting program for setting processing conditions including output and / or scanning speed,
In addition to the output of the laser beam and / or the scanning speed, a function for designating a processing condition including the focal length of the laser beam as a processing parameter within a predetermined range;
A function for generating a set of a plurality of machining conditions obtained by changing the machining parameters specified in the range within the specified range;
A test in which a plurality of processing patterns whose laser beam output and / or scanning speed is changed based on a plurality of processing conditions are arranged at different positions in the same plane where two-dimensional scanning can be performed by the laser beam scanning system. The ability to generate multiple machining patterns with different focal lengths;
A selection of a desired processing position is received from the test processing pattern, and the laser beam output and / or scanning speed and focal length employed at the selected processing position are extracted and reset as processing conditions. A laser processing condition setting program that causes a computer to realize the process.
請求項11に記載され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。 A computer-readable recording medium or a recorded device storing the program according to claim 11. 加工対象物の3次元状の加工面に対して、レーザ光の焦点距離を調整可能なレーザ光走査系で所定の加工パターンにレーザ光を走査させて加工可能なレーザ加工システムであって、
レーザ光を発生させるレーザ発振手段と、
前記レーザ発振手段でレーザ光をXYZ平面内で走査可能なレーザ光走査系と、
レーザ光の出力及び/又は走査速度に加えて、レーザ光の焦点距離を加工パラメータとして含む加工条件を所定の範囲で指定可能な加工条件設定手段と、
前記加工条件設定手段により範囲で指定された加工パラメータを、指定された範囲内で変化させた複数の加工条件の組を生成する複数加工条件生成手段と、
前記複数加工条件生成手段で生成された複数の加工条件の組に従い、レーザ光の出力及び/又は走査速度を変化させた複数の加工パターンを前記レーザ光走査系により二次元的な走査が可能な同一平面内における異なる位置に配置したテスト加工パターンを、焦点距離を異ならせて複数生成するテスト加工パターン生成手段と、
前記テスト加工パターン生成手段で生成されたテスト加工パターンから、所望の加工位置の選択を受け付けて、該選択された加工位置において採用されたレーザ光の出力及び/又は走査速度と、焦点距離を抽出し、これを加工条件として再設定可能な加工条件選択手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工システム。
A laser processing system capable of processing a laser beam by scanning a predetermined processing pattern with a laser beam scanning system capable of adjusting a focal length of the laser beam on a three-dimensional processing surface of a processing object,
Laser oscillation means for generating laser light;
A laser beam scanning system capable of scanning a laser beam in an XYZ plane by the laser oscillation means;
Processing condition setting means capable of designating a processing condition including a focal length of the laser light as a processing parameter in a predetermined range in addition to the output of the laser light and / or the scanning speed;
A plurality of processing condition generating means for generating a set of a plurality of processing conditions in which the processing parameters specified in the range by the processing condition setting means are changed within the specified range;
The laser beam scanning system can two-dimensionally scan a plurality of machining patterns in which the output and / or scanning speed of the laser beam is changed in accordance with a set of a plurality of machining conditions generated by the plurality of machining condition generation means. Test processing pattern generating means for generating a plurality of test processing patterns arranged at different positions in the same plane with different focal lengths;
Accepting selection of a desired machining position from the test machining pattern generated by the test machining pattern generation means, and extracting the laser beam output and / or scanning speed and focal length employed at the selected machining position And machining condition selection means that can be reset as machining conditions,
A laser processing system comprising:
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