JP3494960B2 - Scanning laser processing apparatus and laser processing method capable of processing simulation - Google Patents

Scanning laser processing apparatus and laser processing method capable of processing simulation

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JP3494960B2
JP3494960B2 JP2000217395A JP2000217395A JP3494960B2 JP 3494960 B2 JP3494960 B2 JP 3494960B2 JP 2000217395 A JP2000217395 A JP 2000217395A JP 2000217395 A JP2000217395 A JP 2000217395A JP 3494960 B2 JP3494960 B2 JP 3494960B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザビームを照射
することにより、加工対象物に対して様々な加工・印字
等を行うレーザ加工装置に関わるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus that irradiates a laser beam to perform various kinds of processing and printing on an object to be processed.

【0002】[0002]

【従来の技術】スキャン方式でレーザ照射位置を制御し
ながらレーザビームを照射することによって、樹脂やガ
ラスなど様々な素材の加工対象物に対して、印字や孔あ
けなどの加工行うレーザ加工装置が従来より知られてい
る。この主の装置は通常、レーザ光の光路内に設置した
X軸ガルバノミラー及びY軸ガルバノミラーを用いて、
加工平面上のX軸方向、Y軸方向の2方向に対してレー
ザ照射位置をスキャン式に変えることにより、加工対象
の所望の位置に加工を行う。
2. Description of the Related Art A laser processing apparatus for performing processing such as printing or punching on objects to be processed of various materials such as resin and glass by irradiating a laser beam while controlling a laser irradiation position by a scanning method. Known from the past. This main device usually uses an X-axis galvanometer mirror and a Y-axis galvanometer mirror installed in the optical path of the laser beam,
By changing the laser irradiation position to a scan type in two directions of the X axis direction and the Y axis direction on the processing plane, processing is performed at a desired position of the processing target.

【0003】このようなレーザ加工装置により実際に加
工を行う際には、レーザの照射位置に対する加工対象物
の位置決め、言い換えると加工装置のレーザビームスキ
ャンの座標系に対する加工対象物の位置合わせおよび加
工サイズの決定を行う必要がある。
When actually performing processing by such a laser processing apparatus, positioning of the processing object with respect to the irradiation position of the laser, in other words, alignment and processing of the processing object with respect to the coordinate system of the laser beam scan of the processing apparatus. You need to make a size decision.

【0004】このため従来においては、実際に加工対象
に対する試験加工を繰り返し行い、その結果に基づいて
本加工を行っていた。
For this reason, in the past, the test processing was actually repeated on the object to be processed, and the main processing was carried out based on the result.

【0005】これに対して、加工機能を持たない可視レ
ーザビームを実際に加工を行うレーザビームと同軸に出
射されるガイド光として用いることにより、レーザ照射
位置と加工対象物との位置合わせを加工に先立って行う
という技術も知られている。
On the other hand, by using a visible laser beam having no processing function as guide light emitted coaxially with the laser beam for actual processing, the laser irradiation position is aligned with the object to be processed. It is also known that the technology is performed prior to.

【0006】たとえば特開平10−58167号はレー
ザマーキング(印字)装置においてレーザビームとは別
に可視波長領域の光を出すHe−Neレーザをガイド光
として用い、マーキングが行われる領域の枠を示すマー
キング領域図の描画を高速で連続的に繰り返すことを開
示している。これにより人間の持つ視覚的な残像効果に
よって加工対象物の表面上にマーキング領域の定在的な
投射像が形成されるので、それを見ながらレーザビーム
と加工対象物との間の位置合わせを行うことができる
旨、教示している。
For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-58167 uses a He-Ne laser which emits light in the visible wavelength region as a guide light separately from a laser beam in a laser marking (printing) device, and indicates a frame of a region to be marked. It is disclosed that the drawing of the area diagram is continuously repeated at high speed. This creates a standing projected image of the marking area on the surface of the object to be processed due to the visual afterimage effect that humans have. It teaches that it can be done.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上に説明したように、
レーザ加工において加工対象物の位置決め、加工サイズ
の決定を実際の加工を行わずに行う方法として、加工を
行うレーザ光とは別に加工性を有さない可視光をガイド
光として用いる方法がある。特に不可視波長レーザを使
用する際は、ガイド光は有用である。この場合当然実際
の加工を行う加工用レーザとガイド光用レーザとは同軸
に設定される。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention As described above,
In laser processing, as a method of positioning an object to be processed and determining a processing size without performing actual processing, there is a method of using visible light having no processability as guide light in addition to laser light for processing. The guide light is particularly useful when using an invisible wavelength laser. In this case, the processing laser for actual processing and the guide light laser are of course set coaxially.

【0008】他方レーザ加工装置において、多くの場
合、レーザ光のスポットを小さく絞るために光学系内に
レンズが配置されている。ところがガイド光は当然可視
波長域のレーザを用いるため、赤外波長の光であること
が多い加工用レーザに比してレンズにおける屈折が大き
い。そのため加工用レーザビームとガイド光ビームを同
軸に設定していても、レンズを透過するとガイド光ビー
ムの照射位置は加工用レーザの照射位置からずれてしま
う。この結果、ガイド光ビームの照射により加工位置を
決定した場合、実際の加工位置はそこからずれてしまう
という問題がある。
On the other hand, in the laser processing apparatus, in many cases, a lens is arranged in the optical system in order to narrow down the spot of the laser light. However, since the guide light naturally uses the laser in the visible wavelength range, the refraction in the lens is larger than that of the processing laser which is often the infrared wavelength. Therefore, even if the processing laser beam and the guide light beam are set to be coaxial, the irradiation position of the guide light beam is displaced from the irradiation position of the processing laser when passing through the lens. As a result, when the processing position is determined by irradiation of the guide light beam, there is a problem that the actual processing position deviates from the actual processing position.

【0009】またガイド光を用いて加工対象物の位置決
めを行うに際して、上記特開平10−58167ではマ
ーキング領域の枠のみをガイド光で表示していたが、こ
れでは大まかな位置が確認できるのみであり、実際にど
のような加工が行われるかを前もって確認することはで
きなかった。
Further, when the object to be machined is positioned by using the guide light, only the frame of the marking area is displayed by the guide light in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 10-58167, but this can only confirm the rough position. However, it was not possible to confirm in advance what kind of processing would actually be performed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の態様のレーザ加工装置は、スキャン
方式で被加工物に対してレーザを用いた加工を行うレー
ザ加工装置であって、実際の加工を行う加工用レーザビ
ームを出射するレーザ発振器と、加工の視覚的確認に用
いる可視波長域のガイド光ビームであって加工用レーザ
ビームとほぼ同軸に設定されたガイド光レーザビーム出
射するガイド光光源と、加工平面近傍に置かれた被加工
物に対する前記加工用レーザビームおよび前記ガイド光
ビームの照射位置をスキャン式に移動させるスキャン光
学系と、前記加工用レーザビームと前記ガイド光ビーム
との間の位置ずれの補正を行う補正手段と、を有するこ
とを特徴とする。
In order to solve the above problems, the laser processing apparatus according to the first aspect of the present invention is a laser processing apparatus for performing processing using a laser on a workpiece by a scanning method. There is a laser oscillator that emits a laser beam for processing that actually performs processing, and a guide light laser that is used as a guide light beam in the visible wavelength range for visual confirmation of processing and that is set almost coaxially with the processing laser beam. A guide light source for emitting a beam, a scanning optical system for moving the irradiation position of the processing laser beam and the guide light beam with respect to a workpiece placed near the processing plane in a scan manner, the processing laser beam, and the And a correction unit that corrects the positional deviation from the guide light beam.

【0011】前記補正手段は、一例として加工平面上の
複数の特定のスキャン位置に関する加工用レーザビーム
とガイド光ビームの照射位置の位置ずれに関するデータ
を有し、該データを用いて前記補正を行うように構成す
る。
As an example, the correction means has data regarding the positional deviation between the irradiation positions of the processing laser beam and the guide light beam regarding a plurality of specific scan positions on the processing plane, and the correction is performed using the data. To configure.

【0012】具体的には、前記複数の特定のスキャン位
置を加工平面上に設定した直交座標系の格子点とし、補
正手段は該格子点についてはそれら点についてのデータ
を用い、格子点以外の点については格子点についてのデ
ータを用いてリニアな補間を行って得られるデータを用
いて前記補正を行うように構成すると好適である。
Specifically, the plurality of specific scan positions are set as grid points of an orthogonal coordinate system set on the processing plane, and the correction means uses data on the grid points for the grid points, except for the grid points. Regarding the points, it is preferable that the correction is performed using data obtained by performing linear interpolation using the data on the grid points.

【0013】更に好適には、前記補正手段は更に、加工
面上に設定した直交座標系において定義された補正式を
用いて、加工用レーザビームの照射位置の歪み補正を行
うように構成する。具体的には、前記補正式は加工用レ
ーザビームを照射すべき位置の座標値をx,y、補正され
た座標値をX,Y、装置に固有の定数をA,B,a,bとして、 X = x + Ay2x + By Y = Y - ax2y + bx で与えられる。
More preferably, the correction means is further configured to correct the distortion of the irradiation position of the processing laser beam using a correction formula defined in a rectangular coordinate system set on the processing surface. Specifically, the correction formula is x, y the coordinate value of the position to be irradiated with the processing laser beam, X, Y the corrected coordinate value, A, B, a, b constants specific to the device. , X = x + Ay 2 x + By Y = Y-ax 2 y + bx.

【0014】本発明はまた、別の態様において、レーザ
加工において加工前に加工のシミュレーションを与える
方法を提供する。即ち本発明のレーザ加工方法は、スキ
ャン方式で加工用レーザビームの照射点を動かしなが
ら、加工平面近傍に置かれた被加工物に対して、設定さ
れたデータに従ってレーザによる加工を行うレーザ加工
方法であって、加工用レーザビームによる前記被加工物
に対する加工に先立って、可視波長域の波長を有するガ
イド光ビームを、前記加工時に加工用レーザビームが従
うべき加工軌跡上を、高速で繰り返しスキャンすること
で視覚的残像効果を利用して加工のシミュレーションを
行う。
The present invention also provides, in another aspect, a method for providing a simulation of machining before machining in laser machining. That is, the laser processing method of the present invention is a laser processing method for performing laser processing on a workpiece placed in the vicinity of a processing plane with a laser according to set data while moving an irradiation point of a processing laser beam by a scanning method. Prior to processing the workpiece with the processing laser beam, a guide light beam having a wavelength in the visible wavelength range is repeatedly scanned at high speed on a processing locus to be followed by the processing laser beam during the processing. By doing so, processing simulation is performed using the visual afterimage effect.

【0015】この加工方法において、前記シミュレーシ
ョンの結果に基づいて、前記設定されたデータを変更す
ることもできる。
In this processing method, the set data can be changed based on the result of the simulation.

【0016】上記本発明の加工シミュレーションは次の
ような装置により実施することが可能である。即ち、ス
キャン方式で被加工物に対してレーザを用いた加工を行
うレーザ加工装置であって、実際の加工を行う加工用レ
ーザビームを出射するレーザ発振器と、加工の視覚的確
認に用いる可視波長域のガイド光ビームであって前記加
工用レーザビームとほぼ同軸になるよう設定されたガイ
ド光ビームを出射するガイド光光源と、加工平面近傍に
置かれた被加工物に対する前記加工用レーザビームおよ
び前記ガイド光ビームの照射位置を両ビームの照射位置
がほぼ同一となるようスキャン式に移動させるスキャン
光学系と、前記第1レーザ発振器、前記第2レーザ発振
器および前記スキャン光学系を駆動制御する制御手段
と、を有し、前記制御手段は加工用レーザビームによる
前記被加工物に対する加工に先立って、ガイド光ビーム
のみを、前記加工時に加工用レーザビームが従うべき加
工軌跡上を、高速で繰り返しスキャンするよう制御を行
うことを特徴とするスキャン方式レーザ加工装置、であ
る。
The machining simulation of the present invention can be carried out by the following device. That is, a laser processing apparatus that performs processing using a laser on a workpiece by a scanning method, a laser oscillator that emits a processing laser beam that performs actual processing, and a visible wavelength used for visual confirmation of processing. Light source for emitting a guide light beam that is a guide light beam in a region and is set to be substantially coaxial with the processing laser beam, the processing laser beam for the workpiece placed near the processing plane, and A scan optical system that scan-moves the irradiation position of the guide light beam so that the irradiation positions of both beams are substantially the same, and control for driving and controlling the first laser oscillator, the second laser oscillator, and the scan optical system. Means for controlling the guide light beam before the processing of the workpiece by the processing laser beam. The processing laser beam machining path on to follow during processing, it is scan method laser processing apparatus, which is characterized in that the control to scan repeatedly at high speed.

【0017】この装置において、前記加工用レーザビー
ムと前記ガイド光ビームとの間の位置ずれの補正を行う
補正手段を設けると更に好適である。またこの補正手段
は上記本発明第1の態様における補正手段と同様な構成
をとることができる。
In this device, it is more preferable to provide a correction means for correcting the positional deviation between the processing laser beam and the guide light beam. Further, this correction means can have the same configuration as the correction means in the first aspect of the present invention.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の一
実施形態としてのスキャン方式レーザ印字装置を説明す
る。このレーザ印字装置はレーザを用いてガラスや樹脂
など様々な材質の加工対象物(印字対象)の表面に、文
字、数字等のキャラクターや種々の図形・図案などの平
面的な印字を行うものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A scan type laser printer as an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This laser printer uses a laser to perform planar printing of characters such as letters and numbers and various figures and designs on the surface of objects (printing objects) made of various materials such as glass and resin. is there.

【0019】図2は本発明の一実施例としてのスキャン
方式レーザ印字装置のレーザヘッド10を示す概略図で
ある。レーザヘッド10は、加工用(即ち印字用)のレ
ーザを出力するCO2レーザ発振器11、ガイド光光源
として可視領域のレーザを出力する半導体レーザ発振器
12、それぞれのレーザ発振器から出力されたレーザビ
ームを互いに同軸になすためのビームコンバイナ14、
レーザビームを2次元的にスキャンするためのXYガル
バノスキャナボックス16,レーザビームを収束させて
スポット項とするfθレンズ18、を有している。
FIG. 2 is a schematic view showing a laser head 10 of a scan type laser printer as an embodiment of the present invention. The laser head 10 includes a CO 2 laser oscillator 11 that outputs a laser for processing (that is, printing), a semiconductor laser oscillator 12 that outputs a laser in the visible region as a guide light source, and a laser beam output from each laser oscillator. Beam combiner 14 for making coaxial with each other,
It has an XY galvanometer scanner box 16 for two-dimensionally scanning a laser beam, and an fθ lens 18 for converging the laser beam into a spot term.

【0020】それぞれのレーザ発振器を出力したレーザ
はビームコンバイナ14に入射する。ビームコンバイナ
14はCO2レーザ発振器11からの加工用レーザビー
ムを透過し、半導体レーザ発振器12からのガイド光レ
ーザビームを反射する。これにより、ビームコンバイナ
を出力するそれぞれのレーザビームは互いに同軸とな
る。
The lasers output from the respective laser oscillators enter the beam combiner 14. The beam combiner 14 transmits the processing laser beam from the CO 2 laser oscillator 11 and reflects the guide light laser beam from the semiconductor laser oscillator 12. As a result, the laser beams output from the beam combiner are coaxial with each other.

【0021】ビームコンバイナを出射したレーザビーム
はXYガルバノスキャナボックス16に入射する。XY
ガルバノスキャナボックス16は、周知のX軸ガルバノ
ミラー23、Y軸ガルバノミラー24(図1参照)およ
び、それらを動かすためのX軸スキャナ21、Y軸スキ
ャナ22(図1)を有する。制御器40(図1)の制御
の下に、X軸、Y軸スキャナ21,22を用いてX軸、
Y軸ガルバノミラー23,24をそれぞれの軸周りに回
動することにより、印字面のX軸、Y軸方向にレーザ照
射位置を移動させる。これにより印字面の任意位置に自
在にレーザビームをスキャンすることができる。
The laser beam emitted from the beam combiner enters the XY galvano scanner box 16. XY
The galvano scanner box 16 has a known X-axis galvano mirror 23, a Y-axis galvano mirror 24 (see FIG. 1), and an X-axis scanner 21 and a Y-axis scanner 22 (FIG. 1) for moving them. Under the control of the controller 40 (FIG. 1), the X-axis and Y-axis scanners 21 and 22 are used to
By rotating the Y-axis galvanometer mirrors 23 and 24 around their respective axes, the laser irradiation position is moved in the X-axis and Y-axis directions of the printing surface. As a result, the laser beam can be freely scanned at any position on the printing surface.

【0022】XYガルバノスキャナボックス16を出射
したレーザビームはfθレンズに入射する。fθレンズ
18に入射したレーザ光はfθレンズによって収束せら
れ、スポット光となって印字面19に置かれた被印字物
に照射される。続いてレーザ印字装置のブロック図であ
る図1を参照して装置の制御系を含む全体構成を説明す
る。
The laser beam emitted from the XY galvano scanner box 16 enters the fθ lens. The laser light incident on the fθ lens 18 is converged by the fθ lens and becomes a spot light, which is applied to the printing object placed on the printing surface 19. Next, with reference to FIG. 1 which is a block diagram of the laser printing apparatus, the overall configuration including the control system of the apparatus will be described.

【0023】レーザ印字装置1は主に入力装置20、出
力装置30、制御器40および上に説明したレーザヘッ
ド10から構成される。
The laser printer 1 mainly comprises an input device 20, an output device 30, a controller 40 and the laser head 10 described above.

【0024】入力装置20は外部から様々なデータや装
置へのコマンドをレーザ印字装置に入力するための装置
であり、オペレータが入力するためのタッチパネルある
いはキーボードなどのキー入力装置を有している。この
入力装置20はレーザ印字装置とは別にパソコンで構成
してもよい。入力装置により外部から入力されるデータ
はレーザ印字装置によって印字すべき英数字などの文字
列や種々の図形・図案などの印字データおよび印字速
度、レーザ出力、印字の大きさ、印字開始位置などの諸
設定に関する情報などである。
The input device 20 is a device for inputting various data and commands to the device to the laser printer from the outside, and has a key input device such as a touch panel or a keyboard for an operator to input. The input device 20 may be a personal computer separately from the laser printer. The data input from the outside by the input device is the print data such as character strings such as alphanumeric characters to be printed by the laser printing device and various figures and patterns, the printing speed, the laser output, the printing size, the printing start position, etc. Information about various settings.

【0025】レーザ印字装置1は更に、出力装置30を
備えており、諸出力装置30を介して、外部機器に様々
な情報や信号を出力できる。例えばレーザ印字装置1に
不具合が生じたときに出力装置を通じて外部のパトライ
トやブザーなどを起動する信号を出力して警告を発する
ように構成することもできる。またレーザ印字装置1が
生産ラインの一部に組み込まれている場合には、ライン
内の他の機器にレーザ印字装置の状態を知らせる情報を
送ることができる。具体的には上に述べたような装置の
不具合や、レーザ印字装置による個々の被印字物への印
字の開始、終了のタイミングなどを他の機器に伝達する
こともできる。
The laser printer 1 further includes an output device 30, and various information and signals can be output to an external device via the output devices 30. For example, when a problem occurs in the laser printer 1, it may be configured to output a signal for activating an external patrol light, a buzzer or the like through an output device to issue a warning. When the laser printer 1 is incorporated in a part of the production line, it is possible to send information notifying the state of the laser printer to other devices in the line. Specifically, the malfunction of the apparatus as described above and the start and end timings of printing on the individual print objects by the laser printing apparatus can be transmitted to other devices.

【0026】制御器40は装置全体の制御を司る部分で
あり、入力装置20より入力された諸データに対して後
に詳しく述べるガイド光と加工光の位置ずれ補正など様
々な処理を行う演算処理部41、印字される文字やマー
ク、図形などの定型パターンデータを記憶し、また上記
位置ずれ補正に用いられるデータおよび補正演算処理結
果を記憶できる記憶部43、演算処理部41において演
算され記憶部43に記憶されたデータに基づいてレーザ
ヘッドのX軸スキャナ21、Y軸スキャナ22やレーザ
発振器の駆動制御を行い実際の印字プロセスの実行を制
御する制御処理部42を有する。演算処理部41及び制
御処理部42はCPUにより構成する。これは同一のC
PUにそれぞれの機能を持たせてもよいし、それぞれ別
個のCPUにより構成してもよい。また記憶部43はフ
ラッシュメモリ、ROM等の不揮発性メモリにより構成
する。
The controller 40 is a part that controls the entire apparatus, and performs various processing on various data input from the input device 20 such as correction of misalignment of guide light and processing light described later in detail. 41, a storage unit 43 that can store fixed pattern data such as characters, marks, and graphics to be printed, and can store the data used for the positional deviation correction and the correction calculation processing result, and the storage unit 43 that is calculated in the calculation processing unit 41. It has a control processing unit 42 for controlling the driving of the X-axis scanner 21, the Y-axis scanner 22 of the laser head and the laser oscillator based on the data stored in the table to control the execution of the actual printing process. The arithmetic processing unit 41 and the control processing unit 42 are composed of a CPU. This is the same C
The PU may have respective functions, or may be configured by separate CPUs. The storage unit 43 is composed of a non-volatile memory such as a flash memory or a ROM.

【0027】続いて本レーザ印字装置による印字動作の
概要を説明する。ここでは記憶部に予め記憶されている
フォントデータを用いて文字の印字を行う場合を例に取
って説明する。
Next, an outline of the printing operation of the laser printing apparatus will be described. Here, a case where characters are printed using font data stored in advance in the storage unit will be described as an example.

【0028】まず入力装置により印字したい文字データ
を入力する。この際、印字サイズや印字の大きさ、印字
位置などの印字パラメータも同時に入力される。
First, the character data to be printed is input by the input device. At this time, print parameters such as print size, print size, and print position are also input.

【0029】演算処理部41は入力されたデータに基づ
いて記憶部43から必要なフォントデータを読み出し、
該フォントデータ、印字サイズデータ、印字位置データ
などのデータに基づいて、実際の印字、即ちレーザビー
ムの照射が行われる印字位置を印字面上でのx、y座標
で表した印字データを演算する。
The arithmetic processing unit 41 reads out necessary font data from the storage unit 43 based on the input data,
Based on the data such as the font data, the print size data, the print position data, etc., the print data in which the actual print position, that is, the print position where the laser beam is irradiated, is represented by the x and y coordinates on the print surface is calculated. .

【0030】ところで、すでに説明したようにガイド光
としての半導体レーザ光と加工光としてのCO2レーザ
光とでは波長の違いによりfθレンズを通過すると位置
ずれが生ずる。本装置ではこれを補正するために半導体
レーザ光(印字シミュレーション用)とCO2レーザ光
(本印字用)のそれぞれについて別個の印字データを演
算する。この補正の詳細については後に詳しく述べる。
By the way, as described above, the semiconductor laser light as the guide light and the CO 2 laser light as the processing light have a positional deviation when passing through the fθ lens due to the difference in wavelength. In this apparatus, in order to correct this, separate print data is calculated for each of the semiconductor laser light (for printing simulation) and the CO 2 laser light (for actual printing). Details of this correction will be described later.

【0031】演算処理部41での演算により得られた印
字データは、いったん記憶部43に記憶される。
The print data obtained by the calculation in the calculation processing section 41 is temporarily stored in the storage section 43.

【0032】本実施形態の装置は実際の印字前にガイド
光のみを動かすことにより、印字のシミュレーションを
行うことができる。入力装置20から印字シミュレーシ
ョン開始のコマンドが入力されるのに応じて、制御処理
部は記憶部43に記憶された印字シミュレーション用印
字データを読み出し、該データに従って半導体レーザ発
振器12およびガルバノスキャナボックス16のX軸、
Y軸スキャナ21,22を駆動して、被印字物上で半導
体レーザビームのガイド光を高速で繰り返しスキャンす
る。ある程度以上に高速にスキャンを繰り返すことによ
り、人間の視覚的な残像効果によって、印字パターンが
被印字物上に浮かび上がった状態で観察できる。このス
キャン速度は例えば1000〜3000mm/sである。
The apparatus of the present embodiment can perform printing simulation by moving only the guide light before actual printing. In response to a print simulation start command input from the input device 20, the control processing unit reads the print simulation print data stored in the storage unit 43, and according to the data, the semiconductor laser oscillator 12 and the galvano scanner box 16 are read. X axis,
The Y-axis scanners 21 and 22 are driven to repeatedly scan the object to be printed with the guide light of the semiconductor laser beam at high speed. By repeating scanning at a speed higher than a certain level, it is possible to observe the print pattern in a state of being floated on the print object by the visual afterimage effect of human. This scanning speed is, for example, 1000 to 3000 mm / s.

【0033】このシミュレーションの描画像を観察して
印字内容、印字サイズ、印字位置等に問題がないかどう
か、即ち所望の印字が得られるかどうか確認する。印字
内容(印字すべき文字)が誤っているときは入力装置か
ら文字を再入力する。また印字サイズ、印字位置に問題
がある場合には入力装置を用いてそれらのパラメータを
変更する。パラメータの変更がリアルタイムでシミュレ
ーション描画像に反映されるように構成すると修正が容
易になり好適である。
By observing the drawn image of this simulation, it is confirmed whether there is no problem in the print contents, print size, print position, etc., that is, whether the desired print can be obtained. If the printing contents (characters to be printed) are incorrect, re-enter the character from the input device. If there is a problem with the print size or print position, change those parameters using the input device. It is preferable that the parameter change is reflected on the simulated drawn image in real time because the correction becomes easy.

【0034】修正により、あるいは修正なしでシミュレ
ーション描画像が所望の印字通りとなれば、入力装置か
ら本印字を指示するコマンドを入力する。これに応じ
て、制御処理部は半導体レーザ発振器11を停止して、
ガイド光を消灯すると共に、記憶部43から本印字用の
印字データを読み出してCO2レーザ発振器11からの
加工用レーザビームを用いて被印字物への本印字を行
う。
When the simulation drawing image is printed as desired with or without correction, a command for instructing the main printing is input from the input device. In response to this, the control processing unit stops the semiconductor laser oscillator 11,
The guide light is turned off, the print data for the main print is read from the storage unit 43, and the main print is performed on the print target by using the processing laser beam from the CO 2 laser oscillator 11.

【0035】続いて以下においてガイド光用の半導体レ
ーザビームと加工(印字)用のCO 2レーザビームの位
置ずれ補正について説明する。
Then, in the following, a semiconductor laser for the guide light is used.
Laser beam and CO for processing (printing) 2Laser beam position
The misregistration correction will be described.

【0036】CO2レーザは10μm付近(10640
nm)の赤外波長域(不可視域)の光を出すものであ
る。これに対してガイド光として用いる半導体レーザは
当然ながら目視可能な可視波長域にあるものを用いなけ
ればならず、これは印字用のCO2レーザビームよりも
ずっと短い波長になる。例えば波長620〜680nm
の赤色半導体レーザを用いる。他方でレーザヘッドはレ
ーザビームの収束用にfθレンズ18を用いているが、
レンズ材料(ガラスあるいはプラスチック)の屈折率は
光の波長が短いほど大きくなる。従ってガイド光用の半
導体レーザビームが印字用のCO2レーザビームと同軸
に設定されていても、fθレンズを透過した後の印字面
(加工平面)上でのガイド光レーザ照射位置は加工用レ
ーザ照射位置からずれてしまう。この様子を模式的に表
したものが図3である。図3は本実施形態の装置による
最大印字領域としての一辺100mmの正方形領域の印
字を指令し、実際に印字した場合の例を示している。実
線で示されている加工用のCO2レーザにより描かれた
形状に比して、点線で示されているガイド光としての半
導体レーザにより描かれた形状の方が内側に来ている。
これは半導体レーザの波長が短いためレンズを透過した
際の屈折が大きくなるためである。
The CO 2 laser is around 10 μm (10640
(nm) in the infrared wavelength range (invisible range). On the other hand, the semiconductor laser used as the guide light must, of course, be one that is in the visible visible wavelength range, which is a wavelength much shorter than the CO 2 laser beam for printing. For example, wavelength 620 to 680 nm
The red semiconductor laser is used. On the other hand, the laser head uses the fθ lens 18 for focusing the laser beam,
The refractive index of the lens material (glass or plastic) increases as the wavelength of light decreases. Therefore, even if the semiconductor laser beam for guide light is set to be coaxial with the CO 2 laser beam for printing, the guide light laser irradiation position on the printing surface (processing plane) after passing through the fθ lens is the processing laser. It is displaced from the irradiation position. FIG. 3 schematically shows this state. FIG. 3 shows an example of a case in which the printing of a square area of 100 mm on a side as a maximum printing area is instructed by the apparatus of the present embodiment and actually printed. Compared to the shape drawn by the CO 2 laser for processing shown by the solid line, the shape drawn by the semiconductor laser as the guide light shown by the dotted line is closer to the inside.
This is because the wavelength of the semiconductor laser is short and the refraction when passing through the lens becomes large.

【0037】このずれを補正する方法を以下に説明す
る。 (1)両ビーム間の位置ずれ補正方法 図4は印字面上に平面xy座標をとり、加工用レーザを
該座標内の格子点(即ち、各座標値が整数となる点)に
照射した位置を黒点(及びそれらを結ぶ実線)で示し、
それに対してガイド光レーザの対応する照射点を白抜き
の点(及びそれらを結ぶ破線)で示している。図4は印
字領域の角隅部付近の一部を示している。両者の対応す
る各格子点間のずれ量は、fθレンズを含むレーザヘッ
ドの光学系の構成によって固有の値となる。また両ガイ
ド光の照射位置が相互にずれるのみならず、図4からみ
てとれるように、レーザの描画像自体にも装置光学系に
起因する固有の歪みが生ずる(図4のガイド光の描画像
にはいわゆる樽型の歪みが現れている)。
A method of correcting this deviation will be described below. (1) Positional deviation correction method between both beams FIG. 4 shows a position where a plane laser xy coordinate is set on a printing surface and a processing laser is applied to a lattice point (that is, a point where each coordinate value is an integer) in the coordinate. Is indicated by a black dot (and a solid line connecting them),
On the other hand, the corresponding irradiation points of the guide light laser are shown by white dots (and broken lines connecting them). FIG. 4 shows a part near the corners of the print area. The amount of deviation between the respective lattice points corresponding to each other becomes a unique value depending on the configuration of the optical system of the laser head including the fθ lens. Further, not only the irradiation positions of the two guide lights are displaced from each other, but also as can be seen from FIG. 4, an inherent distortion due to the optical system of the device occurs in the laser drawing image itself (see the drawing image of the guide light in FIG. 4). Is a so-called barrel-shaped distortion).

【0038】位置ずれ補正の第1の実施例では、予め加
工用レーザを印字面座標系の各格子点に照射した際の、
対応するガイド光レーザの各照射点の位置座標を予め測
定しておく。これにより各格子点の印字位置においてガ
イド光レーザがどれだけずれているかを求めることがで
きる。その一例を図5の表1に示す。この表で例えば印
字レーザ位置座標(2.00 , 1.00)の点をみると、対応す
るガイド光レーザの照射位置座標は(3.25 , 2.28)であ
る。従ってこの位置におけるガイド光レーザのずれ量は
(3.25 , 2.28)-(2.00 , 1.00) = (1.25 , 1.28)であ
る。従って加工用レーザビームとガイド光レーザビーム
の位置ずれをなくすには、この位置においてガイド光レ
ーザに(-1.25 , -1.28)の補正を加えればよい。ここで
目標位置座標が(2.00 , 1.00)であるので補正座標は、 (2.00 , 1.00)+(-1.25 , -1.28)=(0.75 , -0.28) となる。このようにして得られる各点におけるガイド光
レーザの補正座標を図5の表2に示す。
In the first embodiment of the misregistration correction, when the processing laser is previously irradiated to each grid point of the print surface coordinate system,
The position coordinates of each irradiation point of the corresponding guide light laser are measured in advance. This makes it possible to find how much the guide light laser is displaced at the printing position of each grid point. An example thereof is shown in Table 1 of FIG. For example, looking at the points of the print laser position coordinates (2.00, 1.00) in this table, the corresponding irradiation position coordinates of the guide light laser are (3.25, 2.28). Therefore, the deviation amount of the guide light laser at this position is
(3.25, 2.28)-(2.00, 1.00) = (1.25, 1.28). Therefore, in order to eliminate the positional deviation between the processing laser beam and the guide light laser beam, the correction of (-1.25, -1.28) may be added to the guide light laser at this position. Since the target position coordinates are (2.00, 1.00), the corrected coordinates are (2.00, 1.00) + (-1.25, -1.28) = (0.75, -0.28). The corrected coordinates of the guide light laser at each point obtained in this way are shown in Table 2 of FIG.

【0039】図5に示した表は印字領域の一部に過ぎな
いが、実際には印字領域の全面の座標位置についてこの
ような補正値を求め、制御器40の記憶部43に補正デ
ータテーブルとして記憶しておく。そして演算処理部4
1は上に述べた印字データの演算の際に、記憶部43か
ら補正データを読み出して、ガイド光レーザに対する補
正された印字データを演算する。
The table shown in FIG. 5 is only a part of the print area, but in reality, such a correction value is obtained for the coordinate position of the entire surface of the print area, and the correction data table is stored in the storage unit 43 of the controller 40. Remember as. And the arithmetic processing unit 4
The reference numeral 1 reads the correction data from the storage unit 43 and calculates the corrected print data for the guide light laser when the above-described print data is calculated.

【0040】なお本実施例においては、補正データは座
標の格子点についてのみ求めておき、格子点以外の位置
に関しては格子点の補正データを用いてリニアな補間
(内挿)を行って補正座標を決定する。例えば座標(1.5
, 1.5)の点は座標(1.0 , 1.0)の点と(2.0 , 2.0)の点
の中点であるので、座標(1.0 , 1.0)の点の補正座標(-
0.37 , -0.26)と座標(2.0 , 2.0)の点の補正座標(0.81
, 0.75)より {(-0.37 , -0.26)+(0.81 , 0.75)}/2 = (0.22 , 0.2
5) として求められる。
In this embodiment, the correction data is obtained only for the grid points of the coordinates, and for the positions other than the grid points, the correction data of the grid points are used to perform linear interpolation (interpolation) to make the correction coordinates. To decide. For example coordinates (1.5
, 1.5) is the midpoint between the coordinates (1.0, 1.0) and (2.0, 2.0), so the corrected coordinates (-
0.37, -0.26) and coordinate (2.0, 2.0)
, 0.75) {(-0.37, -0.26) + (0.81, 0.75)} / 2 = (0.22, 0.2
5) is required.

【0041】(2)ビーム照射位置の歪み補正方法 上にも述べたように、レーザ印字装置(あるいはレーザ
加工装置)では装置の光学系に起因する特有の歪みが生
ずる。その例を図6に示す。図6は点線で示された正方
形の画像データを描画した場合に実際の印字像がどのよ
うにひずむかを実線で示している。本実施例のようなX
Yガルバノスキャナとfθレンズを組み合わせたレーザ
ヘッドでは、理想の描画像に対する実際の描画図形の歪
みは一般的には図6(a)に示すような樽型の歪みとな
る。図6において点線で示された矩形は正方形の理想描
画図形を示し、実線が実際に描かれる歪みを含んだ描画
図形を示す。またレーザヘッド内での各部品の組付け方
や相互の配置の影響により、図6(b)のような正方形
が傾いたような歪みが出る場合もある。
(2) Method for Correcting Distortion of Beam Irradiation Position As described above, in the laser printing apparatus (or laser processing apparatus), peculiar distortion due to the optical system of the apparatus occurs. An example thereof is shown in FIG. FIG. 6 shows by solid lines how the actual printed image is distorted when the square image data shown by the dotted lines is drawn. X as in this embodiment
In a laser head in which a Y galvano scanner and an fθ lens are combined, the distortion of an actual drawn figure with respect to an ideal drawn image is generally barrel distortion as shown in FIG. 6A. In FIG. 6, a rectangle indicated by a dotted line indicates a square ideal drawing figure, and a solid line indicates a drawing figure including a distortion that is actually drawn. Further, due to the influence of how each part is assembled in the laser head and their mutual arrangement, distortion such as a square tilted as shown in FIG. 6B may occur.

【0042】本実施例ではこの歪みを補正式を用いて補
正する。我々はコンピュータを用いたシミュレーション
により以下の式を用いると精度よく位置ずれ補正できる
ことを見いだした。 X = x + Ay2x + By ・・・(式1) Y = y - ax2y + bx ・・・(式2) なおここでx,yはレーザ光を照射すべき座標値、X, Yは
補正された座標値であり、A, B, a, bはレーザヘッドの
光学系によって固有の定数である。これら定数は複数の
(ある程度多数の)測定点に対して実際にレーザを照射
してデータを得て、それらに基づいて統計的な手法(例
えば最小自乗法)等により求められる。これらの値は個
々の装置毎に予め求めておき、補正式として記憶部43
に記憶しておく。
In this embodiment, this distortion is corrected using a correction formula. We found by computer simulation that the positional deviation can be corrected accurately by using the following formula. X = x + Ay 2 x + By (Equation 1) Y = y-ax 2 y + bx (Equation 2) where x and y are coordinate values to be irradiated with laser light, X, Y is a corrected coordinate value, and A, B, a, and b are constants unique to the optical system of the laser head. These constants are obtained by actually irradiating a plurality of (somewhat many) measurement points with a laser to obtain data, and based on them, a statistical method (for example, the least square method) or the like. These values are obtained in advance for each individual device and stored as a correction formula in the storage unit 43.
Remember.

【0043】そして上に述べたレーザに対する印字デー
タの演算時に演算処理部41はこの補正式を用いて補正
された印字データを演算する。これにより歪みが補正さ
れ、印字すべきデータ通りの形状に印字することができ
る。
When calculating the print data for the laser described above, the calculation processing section 41 calculates the corrected print data using this correction formula. As a result, the distortion is corrected and it is possible to print in a shape according to the data to be printed.

【0044】本実施例の上記補正式による補正は図6に
示した(a)、(b)の両方のタイプ、及びそれらの重
ね合わさったものを補正可能である。なお、補正式内の
定数A, B, a, bそれぞれの値は図6(a)、(b)中に
A, B, a, bとして示した量にそれぞれ関連している。
The correction according to the above-described correction formula of this embodiment can correct both types (a) and (b) shown in FIG. 6 and a combination thereof. The values of the constants A, B, a, and b in the correction formula are shown in Fig. 6 (a) and (b), respectively.
They are related to the quantities shown as A, B, a, and b, respectively.

【0045】この補正式を用いた歪み補正は、理想的に
はガイド光ビームおよび加工用レーザビームのそれぞれ
に対しておこなう方がよいが、実際には加工用レーザに
ついてのみ行えば、十分な効果が得られる。
Ideally, the distortion correction using this correction formula should be performed for each of the guide light beam and the processing laser beam, but in practice, it will be sufficient if only the processing laser is used. Is obtained.

【0046】以上において好適な実施形態に即して本発
明を説明してきたが、上記実施形態は単なる例示であっ
て、本発明はそれに限定されるものではない。
Although the present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, the above embodiments are merely examples, and the present invention is not limited thereto.

【0047】たとえば、上記実施形態ではレーザ印字装
置であるが、本発明はこれに限定されず、レーザを用い
た切断や孔あけなどその他あらゆる加工を行う装置に適
用可能である。
For example, although the laser printing device is used in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and can be applied to a device that performs various other processes such as cutting and drilling using a laser.

【0048】また上記実施形態では加工用レーザビーム
はCO2レーザを用いているが、それ以外のレーザであ
ってもよい。
In the above embodiment, the CO 2 laser is used as the processing laser beam, but other lasers may be used.

【0049】ガイド光光源についても同様で、半導体レ
ーザには限定されず、可視波長域の光を出す光源であれ
ばよい。たとえばHe−Neレーザやあるいはレーザで
はなくLEDなどでもよい。
The same applies to the guide light source, and the light source is not limited to the semiconductor laser and may be any light source that emits light in the visible wavelength range. For example, a He-Ne laser or an LED instead of a laser may be used.

【0050】また上記補正例2における補正式を用いた
補正は、そこに示されている式1および式2の形式には
限定されず、加工平面に関して設定された座標系におけ
るその他の補正式を用いて歪み補正するものも本発明の
範囲内に含まれる。
Further, the correction using the correction formula in the correction example 2 is not limited to the form of the formula 1 and the formula 2 shown therein, and other correction formulas in the coordinate system set with respect to the machining plane can be used. Those that are used to correct distortion are also included within the scope of the present invention.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明によりスキャン方式のレーザ加工
装置において、加工用レーザビームとガイド光ビームと
の間の、fθレンズにおける屈折率の違い等に起因する
位置ずれを補正し、両者の照射位置を一致させることが
可能となるので、ガイド光に基づいて正確に加工位置の
設定を行うことが可能となる。
According to the present invention, in the scanning type laser processing apparatus, the positional deviation between the processing laser beam and the guide light beam due to the difference in the refractive index of the fθ lens is corrected, and the irradiation positions of both are corrected. Therefore, it is possible to accurately set the processing position based on the guide light.

【0052】また実際の加工に先立って可視波長域の波
長を有するガイド光ビームを、前記加工時に加工用レー
ザビームが従うべき加工軌跡上を、高速で繰り返しスキ
ャンすることで、実際に加工することなく正確な加工位
置、加工状態をシミュレーションすることが可能にな
る。従って加工対象物の位置決めと加工サイズの設定が
容易になる。また従来とは異なり試作ワークを用いずに
位置決めや加工サイズの設定を行うことができる。更に
加工状態をシミュレーションによりリアルタイムでモニ
ターしながら、加工位置や加工パラメータを設定できる
ので、準備作業が容易になり、作業時間も短縮化でき
る。
Further, prior to actual processing, a guide light beam having a wavelength in the visible wavelength range is repeatedly scanned at high speed on a processing locus to be followed by the processing laser beam at the time of the processing, thereby actually processing. It is possible to simulate accurate machining position and machining state without a problem. Therefore, positioning of the object to be processed and setting of the processing size become easy. Also, unlike the conventional method, positioning and setting of machining size can be performed without using a prototype work. Further, since the machining position and the machining parameters can be set while monitoring the machining state in real time by simulation, the preparatory work becomes easy and the working time can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態であるレーザ印字装置の全
体構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a laser printer which is an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すレーザ印字装置のレーザヘッドの構
成を図式的に示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a laser head of the laser printing apparatus shown in FIG.

【図3】上記実施形態のレーザ印字装置における加工用
レーザとガイド光レーザの照射位置のずれを模式的に示
す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a deviation of irradiation positions of a processing laser and a guide light laser in the laser printer of the above embodiment.

【図4】印字領域の角隅部における加工用レーザとガイ
ド光レーザの位置ずれをより詳細に示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing in more detail the positional deviation between the processing laser and the guide light laser at the corners of the print area.

【図5】レーザ印字装置の印字面上にとったxy座標の
一部の格子点における様々な値の一例を示す表であっ
て、表1は加工用レーザとガイド光レーザの位置座標お
よびそれらのずれ量を示し、表2はガイド光レーザの目
標位置座標に対するガイド光レーザの補正座標を示す。
FIG. 5 is a table showing an example of various values at some grid points of xy coordinates taken on the printing surface of the laser printing apparatus, and Table 1 shows the position coordinates of the processing laser and the guide light laser and those. Table 2 shows the correction coordinates of the guide light laser with respect to the target position coordinates of the guide light laser.

【図6】(a)、(b)共に、レーザ印字装置における
印字位置の歪みの例を示す図である。
FIG. 6A and FIG. 6B are diagrams showing examples of print position distortion in the laser printer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ印字装置 10 レーザヘッド 11 CO2レーザ発振器 12 半導体レーザ発振器 14 ビームコンバイナ 16 ガルバノスキャナボックス 18 fθレンズ 19 印字面 20 入力装置 21 X軸スキャナ 22 Y軸スキャナ 23 X軸ガルバノミラー 24 Y軸ガルバノミラー 30 出力装置 40 制御器 41 演算処理部 42 制御処理部 43 記憶部1 Laser Printing Device 10 Laser Head 11 CO 2 Laser Oscillator 12 Semiconductor Laser Oscillator 14 Beam Combiner 16 Galvano Scanner Box 18 fθ Lens 19 Printing Surface 20 Input Device 21 X-Axis Scanner 22 Y-Axis Scanner 23 X-Axis Galvano Mirror 24 Y-Axis Galvano Mirror 30 output device 40 controller 41 arithmetic processing unit 42 control processing unit 43 storage unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−104486(JP,A) 特開 平4−253585(JP,A) 特開 平11−254172(JP,A) 特開2000−33488(JP,A) 特開 平10−328864(JP,A) 特開 平1−162591(JP,A) 特開 平6−90052(JP,A) 特開 平10−15676(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/00 - 26/42 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-2-104486 (JP, A) JP-A-4-253585 (JP, A) JP-A-11-254172 (JP, A) JP-A 2000-33488 (JP, A) JP 10-328864 (JP, A) JP 1-162591 (JP, A) JP 6-90052 (JP, A) JP 10-15676 (JP, A) (JP 58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 26/00-26/42

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 スキャン方式により、レーザを用いて被
加工物に対して加工を行うレーザ加工装置であって、 実際の加工に用いられる加工用レーザビームを射出する
レーザ発振器と、 加工の状態を視覚的に確認するために用いられる可視波
長域のガイド光ビームを射出するガイド光光源と、 前記加工用レーザビームと前記ガイド光ビームとを同軸
上のビームとするビームコンバイナと、 前記被加工物上における、前記加工用レーザビームおよ
び前記ガイド光ビームの照射位置をスキャン式に移動さ
せるスキャン光学系と、 前記被加工物上における前記加工用レーザビームの照射
位置と前記ガイド光ビームの照射位置との位置ずれを補
正する補正手段とを有し、 前記補正手段は、前記被加工物上における前記加工用レ
ーザビームの照射位置と前記ガイド光ビームの照射位置
との特定位置における位置ずれに関するデータテーブル
を有し、前記補正手段は、前記スキャン光学系が前記ガ
イド光ビームを前記被加工物に照射してその照射位置を
移動させる際に、前記データテーブルに基づいて前記ス
キャン光学系に対して当該照射位置を補正させ、前記ガイド光ビームの前記被加工物上への照射および照
射位置の移動は、前記加工用レーザビームの前記被加工
物上への照射の前であって、前記加工用レーザビームが
照射されその照射位置が移動される際の加工軌跡に従
い、且つ視覚的残像効果を呈する高速にて行われる こと
を特徴とするスキャン方式レーザ加工装置。
1. A laser processing apparatus for processing a workpiece using a laser by a scanning method, comprising a laser oscillator for emitting a processing laser beam used for actual processing, and a processing state. A guide light source for emitting a guide light beam in the visible wavelength range used for visual confirmation, a beam combiner for coaxially forming the processing laser beam and the guide light beam, and the workpiece. A scanning optical system for moving the irradiation positions of the processing laser beam and the guide light beam in a scan manner, and an irradiation position of the processing laser beam and an irradiation position of the guide light beam on the workpiece. Compensation means for compensating for the positional deviation of the, the compensation means, the irradiation position of the processing laser beam on the workpiece and The correction means has a data table relating to a positional deviation between the irradiation position of the guide light beam and a specific position, and the correction means moves the irradiation position by irradiating the workpiece with the guide light beam by the scanning optical system. At this time, the irradiation position is corrected by the scanning optical system based on the data table, and the guide light beam is irradiated onto the workpiece and illuminated.
The movement of the shooting position is performed by the processing target of the processing laser beam.
Before the irradiation on the object, the processing laser beam
Follow the machining trajectory when irradiation is performed and the irradiation position is moved.
In addition, the scan type laser processing device is characterized in that it is performed at a high speed and exhibits a visual afterimage effect .
【請求項2】 スキャン方式により、レーザを用いて被
加工物に対して加工を行うレーザ加工装置であって、 実際の加工に用いられる加工用レーザビームを射出する
レーザ発振器と、 加工の状態を視覚的に確認するために用いられる可視波
長域のガイド光ビームを射出するガイド光光源と、 前記加工用レーザビームと前記ガイド光ビームとを同軸
上のビームとするビームコンバイナと、 前記被加工物上における、前記加工用レーザビームおよ
び前記ガイド光ビームの照射位置をスキャン式に移動さ
せるスキャン光学系と、 前記被加工物上における前記加工用レーザビームの照射
位置と前記ガイド光ビームの照射位置との位置ずれを補
正する補正手段とを有し、 前記補正手段は、前記被加工物上における前記加工用レ
ーザビームの照射位置と前記ガイド光ビームの照射位置
との特定位置における位置ずれに関するデータテーブル
を有し、前記補正手段は、前記スキャン光学系が前記ガ
イド光ビームを前記被加工物に照射してその照射位置を
移動させる際に、前記データテーブルに基づいて前記ス
キャン光学系に対して当該照射位置を補正させ、前記データテーブルにおける特定位置は、加工平面上に
設定された直交座標系上の各格子点に対応し、前記補正
手段は、前記ガイド光ビームの照射位置が該格子点と対
応する際には前記データテーブルにあるデータを用いて
前記照射位置の補正を行い、前記照射位置が該格子点以
外にある際には該格子点に関するデータを用いた補間に
よって得られたデータを用いて前記照射位置の補正を行
うことを 特徴とするスキャン方式レーザ加工装置。
2. A laser processing apparatus for processing a workpiece by using a laser by a scanning method, comprising a laser oscillator for emitting a processing laser beam used for actual processing, and a processing state. A guide light source for emitting a guide light beam in the visible wavelength range used for visual confirmation, a beam combiner for coaxially forming the processing laser beam and the guide light beam, and the workpiece. A scanning optical system for moving the irradiation positions of the processing laser beam and the guide light beam in a scan manner, and an irradiation position of the processing laser beam and an irradiation position of the guide light beam on the workpiece. Compensation means for compensating for the positional deviation of the, the compensation means, the irradiation position of the processing laser beam on the workpiece and The correction means has a data table relating to a positional deviation between the irradiation position of the guide light beam and a specific position, and the correction means moves the irradiation position by irradiating the workpiece with the guide light beam by the scanning optical system. At this time, the irradiation position is corrected by the scanning optical system based on the data table, and the specific position in the data table is on the processing plane.
Corresponding to each grid point on the set Cartesian coordinate system,
The means is arranged such that the irradiation position of the guide light beam is aligned with the lattice point.
When responding, use the data in the data table
The irradiation position is corrected so that the irradiation position is equal to or more than the grid point.
When it is outside, interpolation using the data on the grid point
The irradiation position is corrected using the obtained data.
Scan method laser processing apparatus according to claim Ukoto.
【請求項3】 スキャン方式により、レーザを用いて被
加工物に対して加工を行うレーザ加工装置であって、 実際の加工に用いられる加工用レーザビームを射出する
レーザ発振器と、 加工の状態を視覚的に確認するために用いられる可視波
長域のガイド光ビームを射出するガイド光光源と、 前記加工用レーザビームと前記ガイド光ビームとを同軸
上のビームとするビームコンバイナと、 前記被加工物上における、前記加工用レーザビームおよ
び前記ガイド光ビームの照射位置をスキャン式に移動さ
せるスキャン光学系と、 前記被加工物上における前記加工用レーザビームの照射
位置と前記ガイド光ビームの照射位置との位置ずれを補
正する補正手段とを有し、 前記補正手段は、前記被加工物上における前記加工用レ
ーザビームの照射位置と前記ガイド光ビームの照射位置
との特定位置における位置ずれに関するデータテーブル
を有し、前記補正手段は、前記スキャン光学系が前記ガ
イド光ビームを前記被加工物に照射してその照射位置を
移動させる際に、前記データテーブルに基づいて前記ス
キャン光学系に対して当該照射位置を補正させ、前記データテーブルにおける特定位置は、直交座標系に
配置されており、前記補正手段は、前記直交座標系にお
いて定義された歪み補正式を用いて前記加工用レーザビ
ームの照射位置に関する歪み補正を行うこと を特徴とす
るスキャン方式レーザ加工装置。
3. A laser processing apparatus for processing a workpiece by using a laser by a scanning method, comprising a laser oscillator for emitting a processing laser beam used for actual processing, and a processing state. A guide light source for emitting a guide light beam in the visible wavelength range used for visual confirmation, a beam combiner for coaxially forming the processing laser beam and the guide light beam, and the workpiece. A scanning optical system for moving the irradiation positions of the processing laser beam and the guide light beam in a scan manner, and an irradiation position of the processing laser beam and an irradiation position of the guide light beam on the workpiece. Compensation means for compensating for the positional deviation of the, the compensation means, the irradiation position of the processing laser beam on the workpiece and The correction means has a data table regarding a positional deviation between the irradiation position of the guide light beam and a specific position, and the correction means moves the irradiation position by irradiating the workpiece with the guide light beam by the scanning optical system. At this time, the irradiation position is corrected by the scanning optical system based on the data table, and the specific position in the data table is changed to the orthogonal coordinate system.
The correction means is arranged in the Cartesian coordinate system.
Using the distortion correction equation defined in
A scanning laser processing device characterized by performing distortion correction on the irradiation position of the laser.
【請求項4】 前記歪み補正式は、前記加工用レーザビ
ームを照射すべき位置の座標をx、y、補正された座標
をX、Y、前記レーザ加工装置に固有の定数をA、B、a、
bとしたときに、 X = x + Ay2x + By Y = Y - ax2y + bx で与えられることを特徴とする請求項3記載のスキャン
方式レーザ加工方法。
4. The distortion correction formula is such that coordinates of a position to be irradiated with the processing laser beam are x, y, corrected coordinates are X, Y, constants unique to the laser processing apparatus are A, B, a,
when the b, X = x + Ay 2 x + By Y = Y - ax 2 claim 3 scan type laser processing method, wherein a given by y + bx.
【請求項5】 スキャン方式で、被加工物上において加
工用レーザビームの照射点を動かしながら、前記被加工
物に対して、設定された加工用データに従ってレーザに
よる加工を行うレーザ加工方法であって、 可視波長域のガイド光ビームを前記被加工物上に照射
し、 前記ガイドビーム光の照射位置を、前記加工用レーザビ
ームの照射点が動かされるべき加工軌跡上を高速で動か
すことによって、前記被加工物に対して施される加工の
シュミレーションを行い、 前記シュミレーションの結果に基づいて前記加工用デー
タを再設定し、 再設定された前記加工用データに基づいて前記加工用レ
ーザビームによる加工が行われる各工程を有し、 前記ガイド光ビームの照射位置は、前記被加工物上に設
定された特定位置における前記加工用レーザビームの照
射位置と前記ガイド光ビームとの位置ずれに関しての、
予め記憶されたデータテーブルに基づいて補正されるこ
とを特徴とするレーザ加工方法。
5. A laser processing method for performing laser processing on a workpiece according to set processing data while moving an irradiation point of a processing laser beam on the workpiece by a scanning method. By irradiating the work piece with a guide light beam in the visible wavelength range, the irradiation position of the guide beam light is moved at a high speed on the processing locus where the irradiation point of the processing laser beam is to be moved, A simulation of the processing performed on the workpiece is performed, the processing data is reset based on the result of the simulation, and processing by the processing laser beam is performed based on the reset processing data. The irradiation position of the guide light beam is the laser beam for processing at a specific position set on the workpiece. Regarding positional displacement between the guide light beam and the irradiation position of the beam,
A laser processing method, wherein the laser processing method is corrected based on a data table stored in advance.
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