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JP7325819B2 - LASER PROCESSING APPARATUS, LASER PROCESSING METHOD, AND LASER PROCESSING PROGRAM - Google Patents
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JP7325819B2 - LASER PROCESSING APPARATUS, LASER PROCESSING METHOD, AND LASER PROCESSING PROGRAM - Google Patents

LASER PROCESSING APPARATUS, LASER PROCESSING METHOD, AND LASER PROCESSING PROGRAM Download PDF

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  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

本発明は、レーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラムに関する。詳しくは、レーザ加工する際に発生する飛散物を効率良く回収することができるとともに、生産性を向上させ常に良好な加工状態を得ることができるレーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラムに係るものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus, a laser processing method, and a laser processing program. Specifically, the laser processing apparatus, laser processing method, and laser processing program are capable of efficiently collecting scattered matter generated during laser processing, improving productivity, and always obtaining a good processing state. It is related.

一般的に液晶パネルや有機ELパネルなどの光学表示パネルには、偏光フィルム(偏光板)や位相差フィルム(位相差板)などの光学フィルムが貼り付けられている。通常、これらの光学フィルムは、原反ロールから長尺のフィルムを巻き出し、この巻き出したフィルムを光学表示パネルに対応する幅や長さに切断加工して、ガラス基板に対して貼り付けられている。 Optical films such as polarizing films (polarizing plates) and retardation films (retardation plates) are generally attached to optical display panels such as liquid crystal panels and organic EL panels. In general, these optical films are produced by unwinding a long film from a raw roll, cutting the unwound film into widths and lengths corresponding to the optical display panel, and attaching it to the glass substrate. ing.

一方、前記のような方法では、切断された単品の光学表示パネルの周縁付近まで光学フィルムを貼り付けた場合、光学フィルムを切断した際に生じたバリがガラス基板からはみ出すおそれがある。このように光学フィルムは、光学表示パネルからはみ出した状態で貼り付けられると、そのはみ出し部分を基点として剥がれやすくなってしまう。 On the other hand, in the above-described method, if the optical film is attached to the vicinity of the periphery of the cut single optical display panel, burrs generated when the optical film is cut may protrude from the glass substrate. When the optical film is attached in such a manner that it protrudes from the optical display panel, the protruding portion is likely to be used as a starting point for peeling off.

そこで、例えば特許文献1には、光学フィルムが光学表示パネルから剥がれにくくするための製造方法が開示されている。即ち、光学表示パネルに対して一部がはみ出すように光学フィルムを貼り付け、該はみ出した部分を光学表示パネルと重なる位置でレーザ光により切断することで、光学フィルムの光学表示パネルからはみ出した部分を除去するというものである。 Therefore, for example, Patent Literature 1 discloses a manufacturing method for making it difficult for an optical film to peel off from an optical display panel. That is, the optical film is attached to the optical display panel so that a part protrudes, and the protruding portion is cut with a laser beam at a position overlapping the optical display panel, thereby removing the portion of the optical film protruding from the optical display panel. is to be removed.

しかしながら、前記特許文献1に開示のレーザ加工方法においては、レーザ加工機による切断加工時に塵状、又は埃状の飛散物が発生する。飛散物は、被加工物の上方の四方に飛び散り、例えばレーザ光を伝搬する光学ミラーへの付着による反射率低下に伴って、加工ヘッドで得られるレーザ出力が低下し加工が不安定になったり、加工ヘッドを被加工物上で移動させるボールネジなどの精密駆動系部品に混入して、早期摩耗により加工精度が低下したりする等の問題が発生する。 However, in the laser processing method disclosed in Patent Document 1, dust-like or dust-like scattered matter is generated during the cutting process by the laser processing machine. Scattered matter scatters in all directions above the workpiece. For example, as the reflectance decreases due to adhesion to the optical mirror that propagates the laser beam, the laser output obtained by the processing head decreases and processing becomes unstable. In addition, problems such as deterioration of machining accuracy due to premature wear due to contamination of precision drive system parts such as ball screws for moving the machining head on the workpiece occur.

このような飛散物を回収するために、特許文献2には集塵ダクトにより吸引する方法が開示されている。具体的には、レーザ出射装置の周囲に、複数の遮蔽物を所定間隔で設置し、該遮蔽物により囲まれた遮蔽空間内の飛散物を集塵ダクトにより集塵して、飛散物の回収効率を高めることができるものとなっている。 In order to collect such scattered matter, Patent Document 2 discloses a method of sucking with a dust collecting duct. Specifically, a plurality of shields are installed around the laser emitting device at predetermined intervals, and the scattered matter in the shielded space surrounded by the shields is collected by a dust collection duct to collect the scattered matter. It can improve efficiency.

また、集塵ダクトによらない集塵方法として、特許文献3には皮膜材料を用いた集塵方法が開示されている。具体的には、レーザ光を吸収しにくく、かつレーザ光の照射によっても剥離しない皮膜材料で被加工物表面を被覆する。その後、この皮膜材料を介して被加工物表面にレーザ光を照射する。このとき、レーザ光の照射により発生した飛散物は皮膜材料に付着することになるが、レーザ光による加工後に皮膜材料を被加工物から剥がすことで、皮膜材料に付着した飛散物を除去することができるものとなっている。 As a dust collection method that does not use a dust collection duct, Patent Document 3 discloses a dust collection method that uses a film material. Specifically, the surface of the workpiece is coated with a coating material that does not easily absorb laser light and does not peel off even when irradiated with laser light. After that, the surface of the workpiece is irradiated with laser light through this film material. At this time, the scattered matter generated by the irradiation of the laser beam adheres to the film material, but the scattered matter adhering to the film material can be removed by peeling the film material from the workpiece after processing with the laser beam. is possible.

特開2013-228439号公報JP 2013-228439 A 特開平9-271980号公報JP-A-9-271980 特開2005-313196号公報JP-A-2005-313196

しかしながら、前記した特許文献2、及び特許文献3に係る発明においては、以下のような問題が生じる。 However, the inventions according to Patent Documents 2 and 3 have the following problems.

レーザ加工により切断された飛散物の大きさは、極小さなサイズのもの(例えば長さが3mm以下)から比較的大きなサイズのもの(例えば長さが3cm以上)まで、大小さまざまなサイズのものがある。このとき極小さなサイズの飛散物は、重量が軽すぎることにより集塵ダクトにより吸引しても吸引することができず、一方で大きなサイズの飛散物は集塵ダクトで吸引ができたとしても、集塵ダクトの内部で目詰まりを引き起こすことが懸念される。 Scattered objects cut by laser processing vary in size, from extremely small sizes (e.g. 3 mm or less in length) to relatively large sizes (e.g. 3 cm or more in length). be. At this time, extremely small scattered objects cannot be sucked by the dust collection duct due to their too light weight. There is concern that clogging may occur inside the dust collection duct.

また、特許文献3に係る発明においては、飛散物を吸着させるための皮膜材料を別途準備する必要があるため、生産コストが上昇するとともに、レーザ加工の前後工程において皮膜材料の貼り付けと剥離の工程を繰り返すため、生産効率も低下することが懸念される。 In addition, in the invention according to Patent Document 3, it is necessary to separately prepare a coating material for adsorbing the scattered matter. Since the process is repeated, there is concern that the production efficiency will also decrease.

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、レーザ加工する際に発生する飛散物を効率良く回収することができるとともに、生産性を向上させ常に良好な加工状態を得ることができるレーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラムに係るものである。 The present invention has been invented in view of the above points, and is capable of efficiently collecting scattered matter generated during laser processing, and improving productivity to always obtain a favorable processing state. The present invention relates to a laser processing apparatus, a laser processing method, and a laser processing program capable of

前記の目的を達成するために、本発明のレーザ加工装置は、板状のワークを設置する加工テーブルと、所定の輪郭線に沿って、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を前記ワークから切断分離するレーザ光を照射するレーザ装置と、前記ワークから前記不要領域を切断分離する際に、前記不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道となる信号を前記レーザ装置に対して出力する制御装置と、前記レーザ装置による切断分離により前記ワークから切断された小片を所定の風量で吸引する集塵装置とを備える。 In order to achieve the above object, the laser processing apparatus of the present invention includes a processing table on which a plate-like work is placed, and an unnecessary area other than an effective area constituting the work to be processed along a predetermined contour line. and a laser device for irradiating a laser beam for cutting and separating from the workpiece, and a signal to the laser device that becomes a cutting trajectory in which the unnecessary region forms a small piece with a predetermined surface area when cutting and separating the unnecessary region from the work. and a dust collecting device for sucking small pieces cut from the workpiece by cutting and separating with the laser device with a predetermined air volume.

ここで、板状のワークを設置する加工テーブルを備えることにより、被加工物であるワークを載置して、レーザにより切断加工することができる。 Here, by providing a processing table on which a plate-shaped work is placed, it is possible to place the work, which is the object to be processed, and cut it with a laser.

また、所定の輪郭線に沿って、加工物を構成する有効領域以外の不要領域をワークから切断分離するレーザ光を照射するレーザ装置を備えることにより、加工テーブルに載置されたワークから加工物を構成しない不要領域を判別して、該不要領域を切断分離して加工物を成形することができる。 In addition, by providing a laser device that irradiates a laser beam for cutting and separating an unnecessary area other than the effective area that constitutes the workpiece from the workpiece along a predetermined contour line, the workpiece placed on the machining table can be separated from the workpiece. It is possible to discriminate an unnecessary region that does not constitute a , and cut and separate the unnecessary region to form a workpiece.

また、切断分離された小片となった不要領域を所定の風量で吸引する集塵装置を備えることにより、レーザ加工の際に発生する小片(飛散物)を吸引して、周囲に小片が飛散することを防止することができる。これにより、例えば小片がレーザ装置を構成する精密機器への付着を防止し、レーザの加工精度を一定に保つことが可能となる。 In addition, by providing a dust collector that sucks the unnecessary areas that are cut and separated into small pieces with a predetermined air volume, small pieces (scattered matter) generated during laser processing are sucked and the small pieces scatter around. can be prevented. As a result, for example, small pieces can be prevented from adhering to precision equipment that constitutes the laser device, and the processing accuracy of the laser can be kept constant.

また、ワークから不要領域を切断分離する際に、不要領域の表面積が略18mm~300mmの小片を形成する切断軌道となる信号をレーザ装置に対して出力する制御装置を備えることにより、係る信号に基づいて、レーザはワークの不要領域を所定の表面積となる小片に細分化しながら切断加工することができる。このように不要領域が細分化されることにより、集塵装置による吸引を効率的に行い得るものとなる。 Further, when the unnecessary region is cut and separated from the work, by providing a control device that outputs a signal to the laser device as a cutting trajectory for forming a small piece having a surface area of approximately 18 mm 2 to 300 mm 2 of the unnecessary region. Based on the signal, the laser can cut the unwanted area of the workpiece while subdividing it into small pieces of predetermined surface area. By subdividing the unnecessary area in this way, it is possible to efficiently perform suction by the dust collector.

ここで、切断する不要領域の表面積が略18mm未満の場合には、小片が細分化されすぎてしまい、集塵装置により吸引をしても、ワーク等に吸着をしたまま飛散しにくくなる。そのため、全ての小片を集塵装置により吸引するためには、必然的に吸引風量を所定に上昇させる必要があり、集塵装置の負荷が大きくなる。 Here, if the surface area of the unnecessary area to be cut is less than approximately 18 mm 2 , the small pieces will be too finely divided, and even if they are sucked by the dust collector, they will not easily scatter while being adhered to the work or the like. Therefore, in order to suck all the small pieces by the dust collector, it is necessary to increase the suction air volume to a predetermined level, which increases the load on the dust collector.

一方、切断する不要領域の表面積が略300mmよりも大きくなる場合には、小片の表面積が大きくなるため、集塵装置内や集塵装置に接続された吸引パイプ内において吸引した小片が滞留し、目詰まりを起こす虞がある。 On the other hand, when the surface area of the unnecessary area to be cut is larger than approximately 300 mm 2 , the surface area of the small pieces becomes large, and the sucked small pieces remain in the dust collector or in the suction pipe connected to the dust collector. , there is a risk of clogging.

また、集塵装置の風量が3.5m3/min~11.0m3/minである場合には、表面積が18mm~300mmの範囲で切断された小片について、効率的に集塵装置により回収することができる。 Further, when the air volume of the dust collector is 3.5 m 3 /min to 11.0 m 3 /min, the dust collector efficiently removes small pieces cut with a surface area in the range of 18 mm 2 to 300 mm 2 . can be recovered.

ここで、集塵装置の風量として3.5m3/min未満である場合には、風量が弱いため、例えば小さな表面積からなる小片について吸引することができない虞がある。また、集塵装置の風量として11.0m3/minよりも大きい場合には、係る風量を実現するためには、吸引風量を上げるか、或いは集塵装置に連結される吸引パイプの径を大きくする必要があり、集塵装置に対する負荷が高まる虞がある。 Here, if the air volume of the dust collector is less than 3.5 m 3 /min, the air volume is so weak that there is a possibility that, for example, small particles having a small surface area cannot be sucked. In addition, when the air volume of the dust collector is greater than 11.0 m 3 /min, in order to achieve such an air volume, it is necessary to increase the suction air volume or increase the diameter of the suction pipe connected to the dust collector. There is a risk that the load on the dust collector will increase.

前記の目的を達成するために、本発明のレーザ加工方法は、板状のワークから加工物の輪郭線情報に基づいて、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を判別する判別工程と、前記不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道に沿って前記ワークを切断して前記有効領域の輪郭を形成する切断工程と、前記切断工程で切断された前記不要領域の小片を、所定の風量で吸引する吸引工程とを備える。 In order to achieve the above object, the laser processing method of the present invention includes a discriminating step of discriminating an unnecessary region other than an effective region constituting a workpiece based on contour line information of the workpiece from a plate-like workpiece; a cutting step of forming a contour of the effective area by cutting the workpiece along a cutting trajectory in which the unnecessary area forms a small piece having a predetermined surface area; and a suction step of sucking with an air volume of .

ここで、板状のワークから加工物の輪郭線情報に基づいて、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を判別する判別工程を備えることにより、加工物を構成しない不要領域を判別することができる。 Here, by providing a discrimination step of discriminating an unnecessary region other than the effective region that constitutes the workpiece based on the contour line information of the workpiece from the plate-like workpiece, the unnecessary region that does not constitute the workpiece is discriminated. can be done.

また、不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道に沿ってワークを切断して有効領域の輪郭を形成する切断工程を備えることにより、ワークの不要領域を所定の表面積となる小片に細分化しながら切断して、加工物を成形することができる。このように不要領域を細分化することにより、後述する吸引工程による吸引を効率的に行い得るものとなる。 Further, by providing a cutting step for forming the outline of the effective area by cutting the workpiece along a cutting trajectory in which the unnecessary area forms small pieces having a predetermined surface area, the unnecessary area of the workpiece is subdivided into small pieces having a predetermined surface area. The workpiece can be formed by cutting while curing. By subdividing the unnecessary area in this way, it is possible to efficiently perform suction in the suction step described later.

また、切断工程により切断された小片を所定の風量で吸引する吸引工程を備えることにより、レーザによる切断分離作業の際に発生する小片を吸引して周囲に飛散物として飛散することを防止する。これにより、例えばレーザを含む精密機器への小片の付着を防止し、レーザの加工精度を一定に保つことが可能となる。 Also, by providing a suction step for sucking the small pieces cut by the cutting step with a predetermined air volume, the small pieces generated during the cutting and separation work by the laser are sucked and prevented from being scattered around as scattered matter. As a result, it is possible to prevent small pieces from adhering to, for example, a precision instrument including a laser, and to keep the processing accuracy of the laser constant.

また、切断工程は、ワークの端縁上の所定の位置である始点から、輪郭線上の所定の位置である中間点までの第1の切断軌道、中間点から輪郭線上の所定の位置である終点までの輪郭線に沿った第2の切断軌道からなる切断軌道に基づいてワークを切断する工程をn回(nは2以上の整数)繰り返す場合には、ワークから不要領域を切断分離する際に、不要領域を均一な大きさに細分化することができる。 The cutting process includes a first cutting trajectory from a starting point, which is a predetermined position on the edge of the workpiece, to an intermediate point, which is a predetermined position on the contour, and an end point, which is a predetermined position on the contour from the intermediate point. When repeating the process of cutting the workpiece n times (n is an integer of 2 or more) based on the cutting trajectory consisting of the second cutting trajectory along the contour line to , the unnecessary area can be subdivided into uniform sizes.

このとき、n-1回目の始点とn回目の始点間の距離、及びn-1回目の中間点とn回目の中間点間の距離が均等で、かつn-1回目の終点とn回目の中間点が合致するように切断軌道を設定することで、切断経路として最短距離においてワークを切断することができる。 At this time, the distance between the starting point of the n−1th time and the starting point of the nth time and the distance between the intermediate point of the n−1th time and the intermediate point of the nth time are equal, and the end point of the n−1th time and the nth time By setting the cutting trajectory so that the midpoints match, the workpiece can be cut along the shortest cutting path.

また、切断工程における第1の切断軌道、及び第2の切断軌道はそれぞれ直線状であり、第1の切断軌道と第2の切断軌道のなす角度が略110~150度の範囲である場合には、切断装置であるレーザによる熱影響を抑制することができ、加工物の仕上がりを向上させることができる。 In addition, when the first cutting trajectory and the second cutting trajectory in the cutting step are each linear, and the angle formed by the first cutting trajectory and the second cutting trajectory is in the range of approximately 110 to 150 degrees, can suppress the thermal effect of the laser, which is the cutting device, and improve the finish of the workpiece.

即ち、第1の切断軌道と第2の切断軌道のなす角度が鋭角である場合には、レーザにより第1の切断軌道から中間点を経由して第2の切断軌道に方向転換する際に、中間点付近の切断断面にレーザの熱影響に伴いワーク表面が盛り上がり、バリの発生の要因となる。係る加工により生じたバリは加工物の仕上がり成形に影響するため、後工程において手作業により取り除く必要がある。 That is, when the angle formed by the first cutting trajectory and the second cutting trajectory is an acute angle, when the laser changes direction from the first cutting trajectory to the second cutting trajectory via the intermediate point, The workpiece surface rises due to the heat effect of the laser on the cut cross section near the midpoint, which causes burrs. Since the burrs generated by such processing affect the finished molding of the workpiece, they must be removed manually in the post-process.

この点、第1の切断軌道と第2の切断軌道のなす角度を鈍角、詳しくは前記した通り略110~150度、より好ましくは130度とすることで、切断軌道に沿ったレーザの動きが滑らかとなり、中間点におけるバリの発生を抑制することができる。 In this regard, by setting the angle formed by the first cutting trajectory and the second cutting trajectory to be an obtuse angle, specifically approximately 110 to 150 degrees as described above, and more preferably 130 degrees, the movement of the laser along the cutting trajectory can be minimized. It becomes smooth, and it is possible to suppress the generation of burrs at the intermediate point.

前記の目的を達成するために、本発明のレーザ加工プログラムは、板状のワークから加工物の輪郭線情報に基づいて、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を判別する判別ステップと、前記不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道に沿って前記ワークを切断して前記有効領域の輪郭を形成する切断ステップと、をコンピュータに対して指示するものである。 In order to achieve the above object, the laser processing program of the present invention includes a determining step of determining an unnecessary area other than an effective area constituting a workpiece based on contour line information of the workpiece from a plate-like workpiece; and a cutting step of cutting the workpiece along a cutting trajectory such that the unwanted area forms a piece of predetermined surface area to outline the useful area.

なお、前記した切断ステップは、ワークの端縁上の所定の位置を始点として決定するステップ、輪郭線上の所定の位置を中間点として決定するステップ、中間点とは異なる前記輪郭線上の所定の位置を終点として決定するステップ、始点から中間点までの第1の切断軌道に基づいてワークを切断するステップ、中間点から終点までの輪郭線に沿った第2の切断軌道に基づいてワークを切断するステップを1度の切断フローとして、該切断フローをn回(nは2以上の整数)繰り返し、n-1回目の始点とn回目の始点間の距離、及びn-1回目の中間点とn回目の中間点間の距離が均等で、かつn-1回目の終点とn回目の中間点が合致するようにコンピュータに対して指示するものである。 The cutting step includes a step of determining a predetermined position on the edge of the workpiece as a starting point, a step of determining a predetermined position on the contour line as an intermediate point, and a predetermined position on the contour line different from the intermediate point. as the end point, cutting the workpiece based on a first cutting trajectory from the starting point to the intermediate point, and cutting the workpiece based on a second cutting trajectory along the contour line from the intermediate point to the endpoint The step is one cutting flow, and the cutting flow is repeated n times (n is an integer of 2 or more), the distance between the n-1th start point and the n-th start point, and the n-1th intermediate point and n The computer is instructed so that the distances between intermediate points of the n-1th time are equal and the end point of the n-1th time coincides with the intermediate point of the nth time.

ここで、ワークの端縁上の所定の位置を始点として決定するステップ、輪郭線上の所定の位置を中間点として決定するステップ、中間点とは異なる輪郭線上の所定の位置を終点として決定するステップをそれぞれ有することにより、レーザによる切断開始点から終点までの切断軌道を決定することができる。 Here, a step of determining a predetermined position on the edge of the workpiece as a starting point, a step of determining a predetermined position on the contour line as an intermediate point, and a step of determining a predetermined position on the contour line different from the intermediate point as an end point. can determine the cutting trajectory from the laser cutting start point to the end point.

また、始点から中間点までの第1の切断軌道に基づいてワークを切断するステップと、中間点から終点までの第2の切断軌道に基づいてワークを切断するステップを1度の切断ステップとし、該切断ステップを繰り返すことにより、切断分離するワークの不要領域を均一な大きさに細分化することができる。 Further, the step of cutting the work based on the first cutting trajectory from the starting point to the intermediate point and the step of cutting the work based on the second cutting trajectory from the intermediate point to the end point are set as one cutting step, By repeating the cutting step, the unnecessary area of the workpiece to be cut and separated can be subdivided into uniform sizes.

さらに、n-1回目の始点とn回目の始点間の距離、及びn-1回目の中間点とn回目の中間点間の距離が均等で、かつn-1回目の終点とn回目の中間点が合致するようにコンピュータに対して指示する場合には、切断経路として最短距離においてワークを切断することができる。 Furthermore, the distance between the n-1th start point and the n-th start point and the distance between the n-1th intermediate point and the n-th intermediate point are equal, and the n-1th end point and the n-th intermediate point are equal. If the computer is instructed to match the points, the workpiece can be cut at the shortest distance as the cutting path.

本発明に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラムは、レーザ加工する際に発生する飛散物を効率良く回収することができるとともに、生産性を向上させ常に良好な加工状態を得ることができるものとなっている。 A laser processing apparatus, a laser processing method, and a laser processing program according to the present invention can efficiently collect scattered matter generated during laser processing, improve productivity, and always obtain a good processing state. is possible.

本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の全体概略図である。1 is an overall schematic diagram of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態に係るレーザ加工装置により切断するワークの切断軌跡を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cutting locus|trajectory of the workpiece|work cut by the laser processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るレーザ加工方法のフロー図である。1 is a flowchart of a laser processing method according to an embodiment of the present invention; FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings for understanding of the present invention.

まず、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置1について図1を用いて説明する。レーザ加工装置1は、レーザ発振装置2、パルス発生装置3、制御装置4、集光装置5、XYステージ6、及び集塵回収装置7から主に構成されている。 First, a laser processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A laser processing apparatus 1 mainly includes a laser oscillator 2 , a pulse generator 3 , a controller 4 , a light collector 5 , an XY stage 6 , and a dust collector 7 .

レーザ発振装置2は、所定のパルス波形からなるレーザ光を発振する装置である。レーザ光の発振には、制御装置4にて目標とするパルス波形が設定され、パルス発生装置3にて所定のパルス波形、及び出力からなるパルス波形が生成される。パルス発生装置3から送信される所定のタイミング信号をレーザ発振装置2で受信すると、目標とするパルス波形からなるレーザ光が発振されることになる。レーザ発振装置2は、炭酸ガスが充填された図示しない光共振器を備えており、この光共振器内の光を炭酸ガス中において誘導放出によって増幅し、レーザ光を発振する構成となっている。 The laser oscillation device 2 is a device that oscillates laser light having a predetermined pulse waveform. A target pulse waveform is set by the control device 4 for oscillation of the laser light, and a pulse waveform composed of a predetermined pulse waveform and an output is generated by the pulse generator 3 . When the laser oscillation device 2 receives a predetermined timing signal transmitted from the pulse generator 3, laser light having a target pulse waveform is oscillated. The laser oscillation device 2 has an optical resonator (not shown) filled with carbon dioxide gas, and is configured to amplify light in this optical resonator by stimulated emission in the carbon dioxide gas to oscillate laser light. .

この炭酸ガスを用いたレーザ発振装置2からは、被加工物である光学フィルム(以下、「ワーク」という。)に吸収されやすいように赤外線領域のレーザ光が発振されることになる。なお、このレーザ発振装置2は、安定してレーザ光を発振するために、常時、レーザ光を発振した状態とされている。 A laser beam in the infrared region is oscillated from the laser oscillation device 2 using carbon dioxide so that the laser beam can be easily absorbed by the optical film (hereinafter referred to as "work") which is the object to be processed. In order to stably oscillate the laser light, the laser oscillation device 2 is always in a state of oscillating the laser light.

ここで、必ずしも、レーザ発振装置2として、炭酸ガスレーザを用いる必要はない。YAGレーザ、YVOレーザ、ファイバーレーザといった固体レーザ、その他いかなる種類のレーザを使用してもよいが、前記の通り、ワークとして光学フィルムを想定する場合、エネルギー吸収という観点では炭酸ガスレーザが好適である。 Here, it is not always necessary to use a carbon dioxide gas laser as the laser oscillation device 2 . Solid-state lasers such as YAG lasers, YVO lasers, fiber lasers, and other types of lasers may be used, but as described above, when an optical film is assumed as a workpiece, a carbon dioxide gas laser is suitable from the viewpoint of energy absorption.

また、必ずしも、レーザ発振装置2の数は1台に限定されるものではなく、複数台が設置されていてもよい。 Also, the number of laser oscillation devices 2 is not necessarily limited to one, and a plurality of devices may be installed.

集光装置5は、レーザ発振装置2から伝送されたレーザ光の光軸上に設置され、XYステージ6上のワークに対してレーザ光を導くための装置である。集光装置5は、周知の構成であり、主にガルバノスキャナ51、及びFθレンズ52から構成されている。 The light collecting device 5 is installed on the optical axis of the laser light transmitted from the laser oscillation device 2 and is a device for guiding the laser light to the workpiece on the XY stage 6 . The condensing device 5 has a well-known configuration, and is mainly composed of a galvanometer scanner 51 and an Fθ lens 52 .

レーザ発振装置2から伝送されたレーザ光は、反射鏡(図示しない)で反射され、ビームエキスパンダ(図示しない)にて、その照射直径がガルバノスキャナ51のミラーに合った光束に調整される。また、このビームエキスパンダによりレーザ光の屈折率を調整することで、レーザ光の焦点距離を調整することができるものとなっている。 The laser beam transmitted from the laser oscillation device 2 is reflected by a reflecting mirror (not shown), and adjusted by a beam expander (not shown) so that the irradiation diameter matches the mirror of the galvanometer scanner 51 . Further, by adjusting the refractive index of the laser light with this beam expander, the focal length of the laser light can be adjusted.

ガルバノスキャナ51は、図示しないミラーと、ミラーに取り付けられた回転軸と、回転軸を制御する制御装置を備えている。このガルバノスキャナ51により、ミラーに入射したレーザ光を1次元方向に自在に偏向することが可能となる。即ち、ガルバノスキャナ51を2台組み合わせることで、2次元方向、すなわちXYステージ6上において、XY平面状の一定領域を占める加工領域上の所定の加工点にレーザ光を偏向することが可能となる。 The galvanometer scanner 51 includes a mirror (not shown), a rotating shaft attached to the mirror, and a controller for controlling the rotating shaft. The galvanometer scanner 51 makes it possible to freely deflect the laser light incident on the mirror in one-dimensional directions. That is, by combining two galvanometer scanners 51, it is possible to deflect the laser light to a predetermined processing point on the processing area occupying a certain area on the XY plane in two-dimensional directions, that is, on the XY stage 6. .

ガルバノスキャナ51により偏向されたレーザ光は、Fθレンズ52で集光される。Fθレンズ52は、周知の構造であり、入射角度θに比例した像高Yをもち、焦点距離がFである場合にY=Fθの関係を有するレンズである。このFθレンズ52を用いることにより、ガルバノスキャナ51により偏向されたレーザ光の焦点が平面上に分布するように、レーザ光を集光することができる。 The laser light deflected by the galvanometer scanner 51 is focused by the Fθ lens 52 . The F.theta. lens 52 has a well-known structure and has an image height Y proportional to the incident angle .theta. By using the F.theta. lens 52, the laser light can be focused so that the focal points of the laser light deflected by the galvanometer scanner 51 are distributed on a plane.

ここで、必ずしも、集光装置5としては以上の構成に限定されるものではない。集光装置5を構成する各装置の組み合わせや配置等は適宜変更することができるものとする。例えば、本発明の実施形態においては、XYステージ6がX軸方向、又はY軸方向に移動して任意の位置に位置決めされる構成となっているが、集光装置5の一部がX軸方向、又はY軸方向に移動するガントリータイプのものであってもよく、また、XYステージ6に代えてワークとして連続したシート状のロールを一方向に巻き戻しながらレーザ光を定点照射し、流れ方向に切断するロールスリッター機であってもよい。 Here, the condensing device 5 is not necessarily limited to the above configuration. The combination, arrangement, etc. of each device constituting the light collecting device 5 can be changed as appropriate. For example, in the embodiment of the present invention, the XY stage 6 moves in the X-axis direction or the Y-axis direction and is positioned at an arbitrary position. A gantry type that moves in the direction or Y-axis direction may be used, and instead of the XY stage 6, a continuous sheet-like roll as a work is rewound in one direction, and a laser beam is irradiated at a fixed point to reduce the flow. It may be a roll slitter machine that cuts in the direction.

集塵回収装置7は、XYステージ6上に載置されたワークに対してレーザ光を照射した際に発生する飛散物を回収する装置であり、XYステージ6の上方であって、かつFθレンズ52の鉛直下方に配置された平面視略四角形で鉛直下方に向けて開放端が形成された回収箱71と、ファンの回転により気流を発生させる集塵機72と、一端が回収箱71の四方の側面に接続され、他端が集塵機72に接続され、回収箱71から集塵機72まで飛散物を導く吸引パイプ73から主に構成されている。 The dust collection device 7 is a device for collecting scattered matter generated when a laser beam is applied to a workpiece placed on the XY stage 6, and is located above the XY stage 6 and near the Fθ lens. A recovery box 71 arranged vertically below 52 and having a substantially rectangular shape in plan view and having an open end facing vertically downward, a dust collector 72 for generating an airflow by rotation of a fan, and one end on the four sides of the recovery box 71. , and the other end is connected to a dust collector 72 , and is mainly composed of a suction pipe 73 that guides scattered matter from the collection box 71 to the dust collector 72 .

ここで、必ずしも、回収箱71は平面視略四角形である必要はない。回収箱71の形状は、使用用途に応じて適宜選択することができるものとする。 Here, the collection box 71 does not necessarily have to be substantially rectangular in plan view. The shape of the recovery box 71 can be appropriately selected according to the intended use.

また、必ずしも、回収箱71はXYステージ6の上方に位置する必要はない。例えば、XYステージ6の下方に位置するように配置してもよい。 Also, the recovery box 71 does not necessarily have to be positioned above the XY stage 6 . For example, it may be positioned below the XY stage 6 .

また、必ずしも、吸引パイプ73は、回収箱71の四方にそれぞれ4つが配置されている必要はない。吸引パイプ73の配置数は特に限定されるものではない。 Further, it is not always necessary to arrange four suction pipes 73 on each of the four sides of the collection box 71 . The number of suction pipes 73 arranged is not particularly limited.

以上が本発明の実施形態に係るレーザ加工装置1の概要であるが、次にレーザ加工装置1を用いたレーザ加工方法について説明する。なお本発明の実施形態に係るレーザ加工装置1は、様々な形状のワークに対して、様々な形状の加工物の成形に対応できるものであるが、説明の便宜上、一般的に広く用いられるディスプレイ用途であって、方形状のワークから、該ワークよりも一回り小さい方形状の加工物を成形する場合について説明する。 The outline of the laser processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention has been described above. Next, a laser processing method using the laser processing apparatus 1 will be described. Note that the laser processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention can be used to form workpieces of various shapes for workpieces of various shapes. A description will be given of an application in which a rectangular workpiece is formed from a rectangular workpiece by a size smaller than the workpiece.

図2は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置1を用いて、ワークから不要領域A1を切断して、最終製品である有効領域A2からなる加工物を得るに際してのレーザ光による切断軌道を模式的に示した全体図、及び要部拡大図である。 FIG. 2 shows the cutting trajectory of the laser beam when the unnecessary area A1 is cut from the workpiece to obtain the final product consisting of the effective area A2 by using the laser processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. It is the general view and the principal part enlarged view which were shown typically.

図2に示すように、本発明の実施形態におけるレーザ加工装置1は、加工物の輪郭線BLに沿ってレーザ光を照射する従来の方法とは異なり、ワークの端縁上の所定の開始点S1から加工物の輪郭線BL上の所定の位置である中間点C1を結んだ直線状の第1の切断軌道L1、中間点C1から輪郭線BL上の所定の位置である終点E1までを輪郭線BLに沿った直線状の第2の切断軌道L2からなる切断軌道を一回の切断工程とする。 As shown in FIG. 2, the laser processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention is different from the conventional method of irradiating the laser beam along the contour line BL of the workpiece. A linear first cutting trajectory L1 connecting S1 to an intermediate point C1, which is a predetermined position on the contour line BL of the workpiece, and a contour from the intermediate point C1 to an end point E1, which is a predetermined position on the contour line BL. The cutting path consisting of the second linear cutting path L2 along the line BL is defined as one cutting step.

なお、第1の切断軌道L1から第2の切断軌道L2にかけては中間点C1を介して所定の角度に方向転換するが、このときの第1の切断軌道L1と第2の切断軌道L2のなす角度は略110度~150度の範囲であることが好ましい。 The direction is changed at a predetermined angle from the first cutting trajectory L1 to the second cutting trajectory L2 via the intermediate point C1. The angle is preferably in the range of approximately 110 degrees to 150 degrees.

ここで、必ずしも、第1の切断軌道L1から第2の切断軌道L2のなす角度は略110度~150度の範囲である必要はない。但し、第1の切断軌道L1から第2の切断軌道L2のなす角度が前記の範囲である場合には、加工工数に大きな影響がなく、レーザ加工により発生するワーク表面の盛上りを抑制することができる。 Here, the angle formed by the first cutting trajectory L1 and the second cutting trajectory L2 does not necessarily have to be in the range of approximately 110 degrees to 150 degrees. However, when the angle formed by the first cutting path L1 and the second cutting path L2 is within the above range, there is no significant effect on the number of processing steps, and bulges on the work surface caused by laser processing can be suppressed. can be done.

例えば、第1の切断軌道L1と第2の切断軌道L2のなす角度が略90度未満の鋭角となる場合には、中間点付近におけるレーザ光による熱影響が過大となり、中間点付近においてレーザ光の照射に伴う盛上りが発生し易くなる。盛上りはバリとなり加工物の成形に影響を与えるため、後工程において係るバリを取り除く必要が生じることになる。 For example, when the angle formed by the first cutting path L1 and the second cutting path L2 is an acute angle of less than approximately 90 degrees, the thermal effect of the laser beam near the intermediate point becomes excessive, and the laser beam near the intermediate point The swell caused by the irradiation of is likely to occur. Since the bulge becomes a burr and affects the molding of the workpiece, it will be necessary to remove the burr in a post-process.

一方、第1の切断軌道L1と第2の切断軌道L2のなす角度が大きくなると、レーザ光の走査距離が長くなるため、加工工数が増えるという問題が生じる。そこで、発明者らが検討した結果では、第1の切断軌道L1と第2の切断軌道L2のなす角度が略110度~150度の範囲である場合には、加工工数が極端に増えることなく、かつ熱影響を受けずにワークを切断することが確認できた。 On the other hand, when the angle formed by the first cutting path L1 and the second cutting path L2 becomes large, the scanning distance of the laser beam becomes long, which causes a problem of an increase in the number of processing man-hours. Therefore, as a result of examination by the inventors, when the angle formed by the first cutting path L1 and the second cutting path L2 is in the range of approximately 110 degrees to 150 degrees, the number of processing man-hours does not increase significantly. It was confirmed that the work can be cut without being affected by heat.

また、本発明の実施形態におけるレーザ光の単位体積当たりの投入熱量は、略1.1J/mm~4.5J/mmの範囲で設定される。 Further, the input heat amount per unit volume of the laser light in the embodiment of the present invention is set within a range of approximately 1.1 J/mm 3 to 4.5 J/mm 3 .

ここで、必ずしも、レーザ光の投入熱量は前記した範囲に限定される必要はない。但し、発明者らが検討した結果では、前記の範囲の投入熱量によりレーザ光で照射すると、昇華物の付着が少なく、良好な加工品質となることが確認できた。 Here, the input heat amount of the laser light does not necessarily have to be limited to the range described above. However, as a result of investigation by the inventors, it has been confirmed that when laser light irradiation is performed with the amount of input heat within the above range, adhesion of sublimate is small and good processing quality is achieved.

切断軌道に沿って1回目の切断工程が完了すると、続いて2回目の切断工程に移行する。2回目の切断工程も1回目の切断工程に係る切断軌道と同一の切断軌道に沿って切断される。具体的には、1回目の切断工程の開始点S1に対して所定の距離だけワークの端縁上に沿って移動した位置を2回目の切断工程の開始点S2とし、1回目の切断工程の終点E1を2回目の切断工程における切断軌道の中間点C2、さらに中間点C2から輪郭線BL上の所定の位置である終点E2をそれぞれ決定する。なお、開始点S1と開始点S2の距離と、中間点C1と終点E1の距離は略均等な長さである。 When the first cutting process is completed along the cutting track, the process moves to the second cutting process. In the second cutting step, cutting is also performed along the same cutting track as that in the first cutting step. Specifically, a position moved along the edge of the work by a predetermined distance from the starting point S1 of the first cutting process is set as the starting point S2 of the second cutting process, and the first cutting process is started. The end point E1 is determined by the intermediate point C2 of the cutting trajectory in the second cutting process, and the end point E2, which is a predetermined position on the contour line BL from the intermediate point C2, is determined. The distance between the start point S1 and the start point S2 and the distance between the intermediate point C1 and the end point E1 are approximately the same length.

以後は1回目の切断工程と同じく、開始点S2、中間点C2、終点E2を結んだ切断軌道に沿ってレーザ光により不要領域A1を切断する。このとき、2回目の切断工程において、不要領域A1の小片Pが切り落とされるとともに、1回目の切断工程で形成された加工物の輪郭線に連続して、新たに輪郭線が形成される。係る工程を加工物の全ての輪郭線が形成されるまで、n回(nは2以上の整数)だけ順次繰り返すことにより、加工物を構成しない不要領域A1は均等な大きさの小片Pとして切り落とされる。 After that, as in the first cutting process, the unnecessary area A1 is cut with a laser beam along a cutting trajectory connecting the starting point S2, the middle point C2, and the end point E2. At this time, in the second cutting process, the small piece P of the unnecessary area A1 is cut off, and a new contour line is formed following the contour line of the workpiece formed in the first cutting process. By sequentially repeating this process n times (where n is an integer equal to or greater than 2) until all contour lines of the workpiece are formed, the unnecessary area A1 that does not constitute the workpiece is cut off as small pieces P of uniform size. be

ここで、必ずしも、不要領域A1を小片化するための切断軌道の長さは、全ての切断工程において同一である必要はない。例えば、n回目の切断軌道とn+1回目の切断軌道の長さが異なるように切断軌道を設定することも可能である。但し、後述する通り、小片化する飛散物の表面積の大きさに応じて集塵機72による風量が異なるため、全ての切断工程において一定の風量で飛散物を回収するという観点からは、切断軌道は1回目からn回目の全ての切断工程において同じ軌道であることが好ましい。 Here, the length of the cutting track for cutting the unnecessary area A1 into small pieces does not necessarily have to be the same in all the cutting steps. For example, it is possible to set the cutting trajectory such that the n-th cutting trajectory and the (n+1)-th cutting trajectory have different lengths. However, as will be described later, the air volume of the dust collector 72 differs depending on the surface area of the scattered matter to be broken into small pieces. It is preferable that the trajectory be the same in all the cutting steps from the th time to the nth time.

なお、レーザ光の切断軌道に沿った照射位置の移動は、XYステージ6を固定した状態でレーザ発振装置2を切断軌道に沿って移動させるようにしもよく、或いはレーザ発振装置2を固定した状態でXYステージ6を切断軌道に沿って移動させるようにしもよい。 The irradiation position of the laser beam along the cutting trajectory may be moved by moving the laser oscillation device 2 along the cutting trajectory while the XY stage 6 is fixed, or by moving the laser oscillation device 2 along the cutting trajectory. , the XY stage 6 may be moved along the cutting track.

また、回収箱71に接続された吸引パイプ73の吸引口の近傍で加工した方が飛散物の回収効率が高まる。そのため、レーザ光の切断軌道は、吸引パイプ73の吸引口の近傍を通るように設定される。 In addition, if the processing is performed near the suction port of the suction pipe 73 connected to the collection box 71, the collection efficiency of scattered matter increases. Therefore, the cutting trajectory of the laser beam is set so as to pass near the suction port of the suction pipe 73 .

ワークから切断分離された小片Pは、飛散物として集塵機72からの気流により回収箱71に集められ、吸引パイプ73から集塵機72内に回収される。表1は細分化された小片の大きさと、集塵機72の風量との関係を示すものである。 The small pieces P cut and separated from the work are collected in a collection box 71 by the airflow from the dust collector 72 as scattered matter, and collected into the dust collector 72 through the suction pipe 73 . Table 1 shows the relationship between the size of the finely divided small pieces and the air volume of the dust collector 72 .

ここで、表1中の小片長さは第1の切断軌道L1の長さ、小片幅は第2の切断軌道の長さをそれぞれ表す。また、必要風速は、細分化された小片Pの全てを回収するために必要な集塵機72から発生する気流の風速である。なお、ワークは一般的には、樹脂フィルムであり、その厚みは略0.01mm~0.5mm程度の薄厚であるため、小片Pの大きさとしては表面積のみを考慮するものとする。 Here, the piece length in Table 1 represents the length of the first cutting track L1, and the piece width represents the length of the second cutting track. Further, the necessary wind speed is the wind speed of the airflow generated from the dust collector 72 required to collect all of the finely divided small pieces P. As shown in FIG. Note that the work is generally a resin film and has a thin thickness of about 0.01 mm to 0.5 mm, so only the surface area is taken into consideration as the size of the small piece P.

[表1]

Figure 0007325819000001
[Table 1]
Figure 0007325819000001

表1に示すように、小片Pの表面積が大きくなるにつれて、必要な風量は小さくなる。そのため、集塵機72のファンの負荷は小さくなるため、経済的な観点に基づくと、小片Pの表面積はなるべく大きいことが好ましい。一方で、発明者らが検討した結果では、小片Pの表面積として略300mmを超えると、一定量の小片Pを吸引すると、小片Pが吸引パイプ73内、或いは集塵機72内に滞留することにより目詰まりを起こし、吸引機能が低下することが懸念される。そのため、小片を長時間において安定的に吸引するには、小片の表面積としては略18mm~略300mmの大きさに細分化されることが好ましい。 As shown in Table 1, as the surface area of the small piece P increases, the required air volume decreases. Therefore, since the load on the fan of the dust collector 72 is reduced, it is preferable that the surface area of the small pieces P is as large as possible from an economical point of view. On the other hand, as a result of examination by the inventors, when the surface area of the small pieces P exceeds approximately 300 mm 2 , when a certain amount of small pieces P are sucked, the small pieces P stay in the suction pipe 73 or the dust collector 72 There is concern that clogging will occur and the suction function will deteriorate. Therefore, in order to stably suck small pieces over a long period of time, it is preferable that the surface area of the small pieces is subdivided into sizes of approximately 18 mm 2 to approximately 300 mm 2 .

次に図3を用いて、本発明の実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。 Next, a laser processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

[STEP1:領域の判別]
まず、制御装置4は、予め記憶されている加工物の輪郭形状に基づいて、被加工物であるワークから切断分離する不要領域A1と加工物を構成する有効領域A2を判別する。
[STEP 1: Determination of area]
First, the control device 4 discriminates an unnecessary area A1 to be cut and separated from the workpiece and an effective area A2 constituting the workpiece, based on the contour shape of the workpiece stored in advance.

ここで、例えばラインスキャンカメラを使用してワーク全体をスキャニングし、不要領域A1と有効領域A2を判別するようにしてもよい。 Here, for example, a line scan camera may be used to scan the entire workpiece to determine the unnecessary area A1 and the valid area A2.

[STEP2:小片化する表面積の決定]
STEP1において不要領域A1を判別したら、小片化する不要領域A1の表面積を決定する。
[STEP 2: Determination of surface area to be broken into small pieces]
After determining the unnecessary area A1 in STEP 1, the surface area of the unnecessary area A1 to be cut into small pieces is determined.

[STEP3:切断軌道の決定]
STEP1、STEP2の結果に基づいて判別した不要領域A1を切断するための切断軌道を決定する。切断軌道は、例えばSTEP2で決定された不要領域A1の小片の表面積に基づいて、各小片の表面積が均等となる切断軌道を自動的に演算する。以下、切断軌道を決定するための演算フローである。
[STEP 3: Determination of cutting trajectory]
A cutting trajectory for cutting the unnecessary area A1 determined based on the results of STEP1 and STEP2 is determined. As for the cutting trajectory, for example, based on the surface area of the small pieces of the unnecessary area A1 determined in STEP 2, a cutting trajectory that makes the surface areas of the small pieces uniform is automatically calculated. Below is a calculation flow for determining the cutting trajectory.

まず、ワークの端縁上の所定の位置(方形状のワークである場合には四隅のうちの一の点)を開始点Sとして決定する。 First, a predetermined position on the edge of the workpiece (one of the four corners in the case of a rectangular workpiece) is determined as the starting point S. As shown in FIG.

開始点Sを決定したら、次に加工物の輪郭線BL上の所定の位置(輪郭線BLが方形状である場合には、四隅のうちの開始点から最短距離に位置する一の点)を中間点Cとして決定する。この開始点Sと中間点Cを結んだ仮想切断ラインが第1の切断軌道L1となる。 After the starting point S is determined, a predetermined position on the contour line BL of the workpiece (if the contour line BL is rectangular, one of the four corners located at the shortest distance from the starting point) is set. Determine the midpoint C. A virtual cutting line connecting the starting point S and the intermediate point C is the first cutting trajectory L1.

次に、中間点Cから所定の距離だけ離間した位置であって、同じく輪郭線BL上の所定の位置を終点Eとして決定する。この中間点Cと終点Eを結んだ仮想切断ラインが第2の切断軌道L2となる。そして、前記の通り、第1の切断軌道L1と第2の切断軌道L2をあわせて切断軌道とよぶ。 Next, a predetermined position on the outline BL which is a predetermined distance away from the intermediate point C is determined as the end point E. A virtual cutting line connecting the intermediate point C and the end point E is the second cutting trajectory L2. As described above, the first cutting trajectory L1 and the second cutting trajectory L2 are collectively called a cutting trajectory.

開始点Sを基点とする1回の切断工程で切断される切断軌道を決定したら、係る切断軌道を加工物の輪郭線BLに沿って所定の距離だけずらしながら不要領域A1全体の切断軌道を決定する。 After determining the cutting trajectory for cutting in one cutting process with the starting point S as the base point, the cutting trajectory for the entire unnecessary area A1 is determined while shifting the cutting trajectory by a predetermined distance along the contour line BL of the workpiece. do.

ここで、必ずしも、切断軌道は前記した演算フローに基づいて決定される必要はなく、適宜変更することが可能である。 Here, the cutting trajectory does not necessarily have to be determined based on the above-described calculation flow, and can be changed as appropriate.

[STEP4:不要領域の切断]
STEP3において不要領域A1における全切断工程の切断軌道が決定されたら、レーザ発振装置2により、決定された切断軌道に沿って、切断が開始される。
[STEP 4: Cut unnecessary area]
After the cutting trajectory for the entire cutting process in the unnecessary area A1 is determined in STEP 3, the laser oscillation device 2 starts cutting along the determined cutting trajectory.

[STEP5:小片の回収]
STEP4における不要領域A1の切断により分離された小片は、集塵機72からの気流により飛散物となって回収箱71に集められ、吸引パイプ73から集塵機72に回収される。
[STEP 5: Collection of small pieces]
The small pieces separated by cutting the unnecessary area A1 in STEP 4 are scattered by the air current from the dust collector 72 and collected in the collection box 71 and collected by the dust collector 72 through the suction pipe 73 .

以上、本発明に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工プログラムは、レーザ加工する際に発生する飛散物を効率良く回収することができるとともに、生産性を向上させ常に良好な加工状態を得ることができるものとなっている。 As described above, the laser processing apparatus, the laser processing method, and the laser processing program according to the present invention can efficiently collect scattered objects generated during laser processing, improve productivity, and always maintain a favorable processing state. It is something that can be obtained.

1 レーザ加工装置
2 レーザ発振装置
3 パルス発生装置
4 制御装置
5 集光装置
51 ガルバノスキャナ
52 Fθレンズ
6 XYステージ
7 集塵回収装置
71 回収箱
72 集塵機
73 吸引パイプ
A1 不要領域
A2 有効領域
BL 輪郭線
L1 第1の切断軌道
L2 第2の切断軌道
P 小片
REFERENCE SIGNS LIST 1 laser processing device 2 laser oscillation device 3 pulse generator 4 control device 5 light collecting device 51 galvanometer scanner 52 Fθ lens 6 XY stage 7 dust collecting and collecting device 71 collection box 72 dust collector 73 suction pipe A1 unnecessary area A2 effective area BL outline L1 first cutting track L2 second cutting track P piece

Claims (10)

板状のワークを設置する加工テーブルと、
所定の輪郭線に沿って、加工物を構成する有効領域以外の不要領域を前記ワークから切
断分離するレーザ光を照射するレーザ装置と、
前記ワークから前記不要領域を切断分離する際に、前記不要領域が所定の表面積の小片
を形成する切断軌道となる信号を前記レーザ装置に対して出力する制御装置と、
前記レーザ装置による切断分離により前記ワークから切断された小片を所定の風量で吸
引する集塵装置と、を備える
レーザ加工装置。
a processing table on which a plate-shaped work is placed;
A laser device that irradiates a laser beam for cutting and separating an unnecessary area other than an effective area constituting a workpiece from the workpiece along a predetermined contour line;
a control device for outputting to the laser device a signal that, when cutting and separating the unnecessary area from the workpiece, provides a cutting trajectory in which the unnecessary area forms a small piece having a predetermined surface area;
A laser processing apparatus, comprising: a dust collector that sucks small pieces cut from the workpiece by cutting and separation by the laser apparatus with a predetermined air volume.
前記小片の表面積が略18mm~300mmである
請求項1に記載のレーザ加工装置。
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the small piece has a surface area of approximately 18 mm 2 to 300 mm 2 .
前記集塵装置の風量は3.5m3/min~11.0m3/minである
請求項1または請求項2に記載のレーザ加工装置。
3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the dust collector has an air volume of 3.5 m 3 /min to 11.0 m 3 /min.
前記レーザ装置により照射されるレーザ光の単位体積当たりの投入熱量は、略1.1J
/mm~4.5J/mmの範囲で設定される
請求項1から請求項3の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
The input heat quantity per unit volume of the laser light irradiated by the laser device is approximately 1.1 J.
/mm 3 to 4.5 J/mm 3 . The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
板状のワークから加工物の輪郭線情報に基づいて、加工物を構成する有効領域以外の不
要領域を判別する判別工程と、
前記不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道に沿って前記ワークを繰り返し
切断して前記有効領域の輪郭を形成する切断工程と、
前記切断工程で切断された前記不要領域の小片を、所定の風量で吸引する吸引工程と、
を備える
レーザ加工方法。
a discriminating step of discriminating an unnecessary area other than the effective area constituting the workpiece from the plate-shaped workpiece based on the contour line information of the workpiece;
a cutting step of repeatedly cutting the workpiece along a cutting trajectory in which the unwanted areas form small pieces of a predetermined surface area to form contours of the useful areas;
a suction step of sucking the small piece of the unnecessary region cut in the cutting step with a predetermined air volume;
A laser processing method.
前記切断工程は、
前記ワークの端縁上の所定の位置である始点から、前記輪郭線上の所定の位置である中
間点までの第1の切断軌道、前記中間点から前記輪郭線上の所定の位置である終点までの
前記輪郭線に沿った第2の切断軌道からなる切断軌道に基づいて前記ワークを切断する工
程をn回(nは2以上の整数)繰り返し、
n-1回目の始点とn回目の始点間の距離、及びn-1回目の中間点とn回目の中間点
間の距離が均等で、かつn-1回目の終点とn回目の中間点が合致する
請求項5に記載のレーザ加工方法。
The cutting step includes
A first cutting trajectory from a starting point, which is a predetermined position on the edge of the workpiece, to an intermediate point, which is a predetermined position on the contour, and from the intermediate point to an end point, which is a predetermined position on the contour. Repeating the step of cutting the workpiece n times (where n is an integer equal to or greater than 2) based on a cutting trajectory consisting of a second cutting trajectory along the contour,
The distance between the starting point of the n-1th time and the starting point of the nth time, and the distance between the middle point of the n-1th time and the middle point of the nth time are equal, and the end point of the n-1th time and the middle point of the nth time are equal 6. The laser processing method of claim 5, which matches.
前記切断工程における前記第1の切断軌道、及び前記第2の切断軌道はそれぞれ直線状
であり、
前記第1の切断軌道と前記第2の切断軌道のなす角度が略110~150度の範囲であ

請求項6に記載のレーザ加工方法。
The first cutting trajectory and the second cutting trajectory in the cutting step are each linear,
7. The laser processing method according to claim 6, wherein the angle formed by said first cutting trajectory and said second cutting trajectory is in the range of approximately 110 to 150 degrees.
前記吸引工程は、
前記ワークから発生する飛散物を3.5m3/min~11.0m3/minの風量で吸
引する
請求項5から請求項7の何れか一項に記載のレーザ加工方法。
The suction step includes
The laser processing method according to any one of claims 5 to 7, wherein the scattered matter generated from the work is sucked with an air flow rate of 3.5 m 3 /min to 11.0 m 3 /min.
板状のワークから加工物の輪郭線情報に基づいて、加工物を構成する有効領域以外の不
要領域を判別する判別ステップと、
前記不要領域が所定の表面積の小片を形成する切断軌道に沿って前記ワークを切断して
前記有効領域の輪郭を形成する切断ステップと、をコンピュータに対して指示する
レーザ加工プログラム。
a determination step of determining an unnecessary area other than the effective area that constitutes the workpiece based on the contour line information of the workpiece from the plate-like workpiece;
cutting the workpiece along a cutting trajectory such that the unwanted area forms a piece of predetermined surface area to form a contour of the useful area.
前記切断ステップは、
前記ワークの端縁上の所定の位置を始点として決定するステップ、
前記輪郭線上の所定の位置を中間点として決定するステップ、
前記中間点とは異なる前記輪郭線上の所定の位置を終点として決定するステップ、
前記始点から中間点までの第1の切断軌道に基づいて前記ワークを切断するステップ、
前記中間点から前記終点までの前記輪郭線に沿った第2の切断軌道に基づいて前記ワー
クを切断するステップを1度の切断フローとして、該切断フローをn回(nは2以上の整
数)繰り返し、
n-1回目の始点とn回目の始点間の距離、及びn-1回目の中間点とn回目の中間点
間の距離が均等で、かつn-1回目の終点とn回目の中間点が合致する
請求項9に記載のレーザ加工プログラム。
The cutting step includes:
determining a predetermined position on the edge of the workpiece as a starting point;
determining a predetermined position on the contour as an intermediate point;
determining a predetermined position on the contour line that is different from the midpoint as an end point;
cutting the workpiece based on a first cutting trajectory from the starting point to an intermediate point;
The step of cutting the workpiece based on the second cutting trajectory along the contour line from the intermediate point to the end point is regarded as one cutting flow, and the cutting flow is repeated n times (n is an integer of 2 or more). repetition,
The distance between the starting point of the n-1th time and the starting point of the nth time, and the distance between the middle point of the n-1th time and the middle point of the nth time are equal, and the end point of the n-1th time and the middle point of the nth time are equal 10. The laser processing program according to claim 9.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007319893A (en) 2006-05-31 2007-12-13 Sharp Corp Laser cutting apparatus and laser cutting method
JP2007320124A (en) 2006-05-31 2007-12-13 Sharp Corp Cutting apparatus and cutting method of work brittle plate
JP2012076110A (en) 2010-10-01 2012-04-19 Ogitekku:Kk Method of producing press-formed article of metal sheet and rupturing and separating device using for the same
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3844017B2 (en) * 1996-02-09 2006-11-08 澁谷工業株式会社 Method for determining cutting order of cutting parts in laser processing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007319893A (en) 2006-05-31 2007-12-13 Sharp Corp Laser cutting apparatus and laser cutting method
JP2007320124A (en) 2006-05-31 2007-12-13 Sharp Corp Cutting apparatus and cutting method of work brittle plate
JP2012076110A (en) 2010-10-01 2012-04-19 Ogitekku:Kk Method of producing press-formed article of metal sheet and rupturing and separating device using for the same
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