JPH03264176A - レーザ刻印装置 - Google Patents
レーザ刻印装置Info
- Publication number
- JPH03264176A JPH03264176A JP2060431A JP6043190A JPH03264176A JP H03264176 A JPH03264176 A JP H03264176A JP 2060431 A JP2060431 A JP 2060431A JP 6043190 A JP6043190 A JP 6043190A JP H03264176 A JPH03264176 A JP H03264176A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- irradiation point
- distance
- lens
- work surface
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
- B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
- B23K26/048—Automatically focusing the laser beam by controlling the distance between laser head and workpiece
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ
ワーク表面に刻印する装置であって、とくに小形化され
た測距手段によって照射点との距離を測定するようにし
、さらに測距値に基づいて照射点を自動的に合焦させて
常に適正条件で刻印できるようにしたレーザ刻印装置に
関する。
ワーク表面に刻印する装置であって、とくに小形化され
た測距手段によって照射点との距離を測定するようにし
、さらに測距値に基づいて照射点を自動的に合焦させて
常に適正条件で刻印できるようにしたレーザ刻印装置に
関する。
一従来例について、その構成国である第２図を参照しな
がら説明する。第２図において、ＹＡＧレーザ用のレー
ザ発振器１から放射された破線表示のレーザ光は、エキ
スパンダレンズ２で光束径が拡大され、２個で一組の各
偏向ミラー３ｘ、３ｙによって互いに直角方向に振られ
て、集光レンズ４を経てワーク９の表面に入射する。す
なわち、ワーク９の表面でレーザ光の照射点が走査され
、この走査軌跡の部分が刻印される。 なお、各偏向ミラー３ｘ、３ｙの回動制御は図示してな
いコンピュータによる。また、集光レンズ４は、各偏向
ミラー３ｘ、３ｙによって振られて、比較的大きい角度
で入射するレーザ光を、この入射角度に応じた、ワーク
９の表面の偏位箇所に投射することのできる、比較的大
口径の特殊レンズで、通常ｆθレンズと呼ばれる。 ところで、ワーク９の表面が平面状のときには、とくに
手段を講じなくてもレーザ光の照射点の合焦状態は常に
良好である。しかし、ワーク９の表面が曲面状のときに
は、照射点を合焦状態に維持するために、常に照射点の
距離を測定し、その値に基づいてレーザ光の焦点位置を
調節する必要がある。この調節が適切でなければ、刻印
が適正におこなわれない。 照射点の距離測定のために、光学的距離計１０が用いら
れる。距離計１０から投射される半導体レーザが、集光
レンズ４を避ける角度でワーク９の表面の照射点に投射
され、その反射光が再び距離計１０に入射し、この入射
点の投射点との偏位に基づいて照射点の距離が測定され
る。 別の従来例においては、第３図に示すように、リニアア
クチュエータ１１の出力軸の先端に反射用ミラー１２を
取り付け、このミラー１２を距離測定時に、ワーク９と
集光レンズ４との対向空間内で、この光軸と４５度で交
差するように位置決めする。 このミラー１２に、第２図におけると同じ距離計１０か
らの半導体レーザを投射し、ワーク９の表面からの反射
光に基づいて照射点の距離を測定する。 なお、距離測定しないときには、ミラー１２は、リニア
アクチュエータ１１によって、集光レンズ４を通るレー
ザ光の邪魔にならないように、その光軸位置から隔離さ
れる。
がら説明する。第２図において、ＹＡＧレーザ用のレー
ザ発振器１から放射された破線表示のレーザ光は、エキ
スパンダレンズ２で光束径が拡大され、２個で一組の各
偏向ミラー３ｘ、３ｙによって互いに直角方向に振られ
て、集光レンズ４を経てワーク９の表面に入射する。す
なわち、ワーク９の表面でレーザ光の照射点が走査され
、この走査軌跡の部分が刻印される。 なお、各偏向ミラー３ｘ、３ｙの回動制御は図示してな
いコンピュータによる。また、集光レンズ４は、各偏向
ミラー３ｘ、３ｙによって振られて、比較的大きい角度
で入射するレーザ光を、この入射角度に応じた、ワーク
９の表面の偏位箇所に投射することのできる、比較的大
口径の特殊レンズで、通常ｆθレンズと呼ばれる。 ところで、ワーク９の表面が平面状のときには、とくに
手段を講じなくてもレーザ光の照射点の合焦状態は常に
良好である。しかし、ワーク９の表面が曲面状のときに
は、照射点を合焦状態に維持するために、常に照射点の
距離を測定し、その値に基づいてレーザ光の焦点位置を
調節する必要がある。この調節が適切でなければ、刻印
が適正におこなわれない。 照射点の距離測定のために、光学的距離計１０が用いら
れる。距離計１０から投射される半導体レーザが、集光
レンズ４を避ける角度でワーク９の表面の照射点に投射
され、その反射光が再び距離計１０に入射し、この入射
点の投射点との偏位に基づいて照射点の距離が測定され
る。 別の従来例においては、第３図に示すように、リニアア
クチュエータ１１の出力軸の先端に反射用ミラー１２を
取り付け、このミラー１２を距離測定時に、ワーク９と
集光レンズ４との対向空間内で、この光軸と４５度で交
差するように位置決めする。 このミラー１２に、第２図におけると同じ距離計１０か
らの半導体レーザを投射し、ワーク９の表面からの反射
光に基づいて照射点の距離を測定する。 なお、距離測定しないときには、ミラー１２は、リニア
アクチュエータ１１によって、集光レンズ４を通るレー
ザ光の邪魔にならないように、その光軸位置から隔離さ
れる。
第２図に示したような一従来例では、集光レンズ４の直
径が大きいから、距離計１０からの半導体レーザのワー
ク９への入射角は、大きくしなければならない。そのた
め、ワーク９の表面の凹凸状態によっては、距離測定値
に誤差を生じたり、極端な場合には測定が不能になった
りする。 また、第３図に示したような別の従来例では、ワーク９
の表面の真上方向から距離測定用の半導体レーザを投射
できるから、−従来例と異なり距離測定の誤差は少なく
なる。しかし、リニアアクチュエータ１１とミラー１２
とが必要である外、その付設が、集光レンズ４とワーク
９との間のスペースが狭いときには、困難になる。また
、ミラー１２の往復移動のために時間がかかり、ひいて
は距離測定に時間がかかるという問題もある。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、小形化された測距手段によって、しかも短時間に
照射点との距離を正確に測定するようにし、さらに測距
値に基づいて照射点を自動的に合焦させて常に適正条件
で刻印できるようにしたレーザ刻印装置を提供すること
にある。
径が大きいから、距離計１０からの半導体レーザのワー
ク９への入射角は、大きくしなければならない。そのた
め、ワーク９の表面の凹凸状態によっては、距離測定値
に誤差を生じたり、極端な場合には測定が不能になった
りする。 また、第３図に示したような別の従来例では、ワーク９
の表面の真上方向から距離測定用の半導体レーザを投射
できるから、−従来例と異なり距離測定の誤差は少なく
なる。しかし、リニアアクチュエータ１１とミラー１２
とが必要である外、その付設が、集光レンズ４とワーク
９との間のスペースが狭いときには、困難になる。また
、ミラー１２の往復移動のために時間がかかり、ひいて
は距離測定に時間がかかるという問題もある。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、小形化された測距手段によって、しかも短時間に
照射点との距離を正確に測定するようにし、さらに測距
値に基づいて照射点を自動的に合焦させて常に適正条件
で刻印できるようにしたレーザ刻印装置を提供すること
にある。
この課題を解決するために、第１の発明に係るレーザ刻
印装置は、 ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワーク表
面に刻印する装置において、 前記ワーク表面に対向する前記レーザ光用集光レンズを
通して測定用光線を前記照射点の位置に入射させ、その
反射光を再び前記集光レンズを通し、さらにこの集光レ
ンズによる前記光線の光路偏向を補正する補正レンズを
通して受けて前記照射点との距離を測定する測距部を備
える。 第２の発明に係るレーザ刻印装置は、 ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワーク表
面に刻印する装置において、 前記ワーク表面に対向する前記レーザ光用集光レンズを
通して測定用光線を前記照射点の位置に入射させ、その
反射光を再び前記集光レンズを通し、さらにこの集光レ
ンズによる前記光線の光路偏向を補正する補正レンズを
通して受けて前記照射点との距離を測定する測距部と； この測距部の出力信号に基づいて前記照射点を合焦させ
る合焦手段と；を備える。
印装置は、 ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワーク表
面に刻印する装置において、 前記ワーク表面に対向する前記レーザ光用集光レンズを
通して測定用光線を前記照射点の位置に入射させ、その
反射光を再び前記集光レンズを通し、さらにこの集光レ
ンズによる前記光線の光路偏向を補正する補正レンズを
通して受けて前記照射点との距離を測定する測距部を備
える。 第２の発明に係るレーザ刻印装置は、 ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワーク表
面に刻印する装置において、 前記ワーク表面に対向する前記レーザ光用集光レンズを
通して測定用光線を前記照射点の位置に入射させ、その
反射光を再び前記集光レンズを通し、さらにこの集光レ
ンズによる前記光線の光路偏向を補正する補正レンズを
通して受けて前記照射点との距離を測定する測距部と； この測距部の出力信号に基づいて前記照射点を合焦させ
る合焦手段と；を備える。
第１発明に係るレーザ刻印装置においては、補正レンズ
付き測距部によって、ワーク表面に対向するレーザ光用
集光レンズを通して、測定用光線を照射点の位置に入射
させ、その反射光を再び集光レンズを通して受けて照射
点との距離が測定される。 第２発明に係るレーザ刻印装置においては、補正レンズ
付き測距部によって、ワーク表面に対向するレーザ光用
集光レンズを通して、測定用光線を照射点の位置に入射
させ、その反射光を再び集光レンズを通して受けて照射
点との距離が測定され、次に合焦手段によって、測距部
の出力信号に基づいて照射点が合焦される。
付き測距部によって、ワーク表面に対向するレーザ光用
集光レンズを通して、測定用光線を照射点の位置に入射
させ、その反射光を再び集光レンズを通して受けて照射
点との距離が測定される。 第２発明に係るレーザ刻印装置においては、補正レンズ
付き測距部によって、ワーク表面に対向するレーザ光用
集光レンズを通して、測定用光線を照射点の位置に入射
させ、その反射光を再び集光レンズを通して受けて照射
点との距離が測定され、次に合焦手段によって、測距部
の出力信号に基づいて照射点が合焦される。
第１の発明に係る実施例（以下、単に第１実施例という
）について、第１図の構成図における制御部７およびア
クチュエータ８を除いたもの（−点鎖線の枠の部分がな
いもの）を参照しながら説明する。 第１図において、第２図、第３図におけるのと異なる点
だけについて、以下にとくに説明する。 ６は光学的距離計で、−従来例や別の従来例における距
離計１０と本質的には同しである。ただし、使い方とし
て、距離計６からの半導体レーザを、斜め上方から集光
レンズ４を通してワーク９の表面に入射させる点が、前
記の各従来例のときと異なる。こうすることによって、
集光レンズ４とワーク９との間隔が狭いときでも支障が
なくなる。 また、半導体レーザを比較的小さい入射角で集光レンズ
４に入射できるから、距離測定の精度が向上する。ただ
し、集光レンズ４による半導体レーザの光路偏向を補正
する必要があるから、そのための補正レンズ５を距離計
６の前段に付設しである。 第２の発明に係る実施例（以下、単に第２実施例という
）について、第１図を参照しながら説明する。なお、第
２実施例の場合には、−点鎖線の枠の部分を含める。 第２実施例では、補正レンズ５を前置した距離計６の出
力信号、つまり距離測定信号が、制御部７に入力され、
この制御部７によってアクチュエータ８が作動される。 このアクチュエータ８の作動によって、エキスパンダレ
ンズ２（正確には、その内部の特定なレンズ）が上下方
向に調節駆動され、ワーク９の表面でのレーザ光の照射
点のを焦がおこなわれる。すなわち、制御部７と、アク
チュエータ８と、エキスパンダレンズ２とによって、発
明における合焦手段が構成される。 なお、合焦方法としては、制御部７とアクチュエータ８
とによって、前記のエキスパンダレンズ２の代わりに、
レーザ発振器ｌと光学系との全体を上下駆動させる方式
や、ワーク９の側を上下駆動させる方式も可能である。
）について、第１図の構成図における制御部７およびア
クチュエータ８を除いたもの（−点鎖線の枠の部分がな
いもの）を参照しながら説明する。 第１図において、第２図、第３図におけるのと異なる点
だけについて、以下にとくに説明する。 ６は光学的距離計で、−従来例や別の従来例における距
離計１０と本質的には同しである。ただし、使い方とし
て、距離計６からの半導体レーザを、斜め上方から集光
レンズ４を通してワーク９の表面に入射させる点が、前
記の各従来例のときと異なる。こうすることによって、
集光レンズ４とワーク９との間隔が狭いときでも支障が
なくなる。 また、半導体レーザを比較的小さい入射角で集光レンズ
４に入射できるから、距離測定の精度が向上する。ただ
し、集光レンズ４による半導体レーザの光路偏向を補正
する必要があるから、そのための補正レンズ５を距離計
６の前段に付設しである。 第２の発明に係る実施例（以下、単に第２実施例という
）について、第１図を参照しながら説明する。なお、第
２実施例の場合には、−点鎖線の枠の部分を含める。 第２実施例では、補正レンズ５を前置した距離計６の出
力信号、つまり距離測定信号が、制御部７に入力され、
この制御部７によってアクチュエータ８が作動される。 このアクチュエータ８の作動によって、エキスパンダレ
ンズ２（正確には、その内部の特定なレンズ）が上下方
向に調節駆動され、ワーク９の表面でのレーザ光の照射
点のを焦がおこなわれる。すなわち、制御部７と、アク
チュエータ８と、エキスパンダレンズ２とによって、発
明における合焦手段が構成される。 なお、合焦方法としては、制御部７とアクチュエータ８
とによって、前記のエキスパンダレンズ２の代わりに、
レーザ発振器ｌと光学系との全体を上下駆動させる方式
や、ワーク９の側を上下駆動させる方式も可能である。
第１発明によれば、補正レンズ付き測距部によって、ワ
ーク表面に対向するレーザ光用集光レンズを通して、測
定用光線を照射点の位置に入射させ、その反射光を再び
集光レンズを通して受けて照射点との距離が測定される
から、従来の技術に比べて測距部、ひいては装置が小形
化され、短時間に正確な距離測定ができ、これに基づい
てレーザ光の照射点の正確な合焦が可能になる。 第２発明によれば、補正レンズ付き測距部によって、ワ
ーク表面に対向するレーザ光用集光レンズを通して、測
定用光線を照射点の位置に入射させ、その反射光を再び
集光レンズを通して受けて照射点との距離が測定され、
次に合焦手段によって、測距部の出力信号に基づいて照
射点が合焦されるから、従来の技術に比べて測距部、ひ
いては装置が小形化され、短時間に正確な距離測定がで
き、さらにはレーザ光照射点が自動的に合焦されて常に
適正条件で刻印できる。
ーク表面に対向するレーザ光用集光レンズを通して、測
定用光線を照射点の位置に入射させ、その反射光を再び
集光レンズを通して受けて照射点との距離が測定される
から、従来の技術に比べて測距部、ひいては装置が小形
化され、短時間に正確な距離測定ができ、これに基づい
てレーザ光の照射点の正確な合焦が可能になる。 第２発明によれば、補正レンズ付き測距部によって、ワ
ーク表面に対向するレーザ光用集光レンズを通して、測
定用光線を照射点の位置に入射させ、その反射光を再び
集光レンズを通して受けて照射点との距離が測定され、
次に合焦手段によって、測距部の出力信号に基づいて照
射点が合焦されるから、従来の技術に比べて測距部、ひ
いては装置が小形化され、短時間に正確な距離測定がで
き、さらにはレーザ光照射点が自動的に合焦されて常に
適正条件で刻印できる。
第１図は第１．第２の各発明に係る実施例の共通な構成
図、 第２図は一従来例の構成図、 第３図は別の従来例の構成図である。 符号説明 １：レーザ発振器、２：エキスパンダレンズ、３に、３
ｙ ：偏向ξラー、４：集光レンズ、５：補正レンズ、
６：距離計、７：制御部、８：アクチュエータ、９：ワ
ーク。 茅２粘
図、 第２図は一従来例の構成図、 第３図は別の従来例の構成図である。 符号説明 １：レーザ発振器、２：エキスパンダレンズ、３に、３
ｙ ：偏向ξラー、４：集光レンズ、５：補正レンズ、
６：距離計、７：制御部、８：アクチュエータ、９：ワ
ーク。 茅２粘
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワー
ク表面に刻印する装置において、前記ワーク表面に対向
する前記レーザ光用集光レンズを通して測定用光線を前
記照射点の位置に入射させ、その反射光を再び前記集光
レンズを通し、さらにこの集光レンズによる前記光線の
光路偏向を補正する補正レンズを通して受けて前記照射
点との距離を測定する測距部を備えることを特徴とする
レーザ刻印装置。 ２）ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワー
ク表面に刻印する装置において、前記ワーク表面に対向
する前記レーザ光用集光レンズを通して測定用光線を前
記照射点の位置に入射させ、その反射光を再び前記集光
レンズを通し、さらにこの集光レンズによる前記光線の
光路偏向を補正する補正レンズを通して受けて前記照射
点との距離を測定する測距部と；この測距部の出力信号
に基づいて前記照射点を合焦させる合焦手段と；を備え
ることを特徴とするレーザ刻印装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060431A JPH03264176A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | レーザ刻印装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060431A JPH03264176A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | レーザ刻印装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264176A true JPH03264176A (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=13142050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2060431A Pending JPH03264176A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | レーザ刻印装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03264176A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007118051A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Keyence Corp | 加工データ設定装置、加工データ設定方法、加工データ設定プログラム、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 |
| US8153931B2 (en) | 2006-06-30 | 2012-04-10 | Keyence Corporation | Method of and system for setting laser processing conditions, laser processing system, computer program for setting laser processing conditions, computer readable media and recording device on which laser processing conditions are recorded |
-
1990
- 1990-03-12 JP JP2060431A patent/JPH03264176A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007118051A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Keyence Corp | 加工データ設定装置、加工データ設定方法、加工データ設定プログラム、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 |
| US8153931B2 (en) | 2006-06-30 | 2012-04-10 | Keyence Corporation | Method of and system for setting laser processing conditions, laser processing system, computer program for setting laser processing conditions, computer readable media and recording device on which laser processing conditions are recorded |
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