(57)【要約】【課題】複数の切り抜き加工を連続して行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法において、被加工物の加工不良を減らす。【解決手段】レーザ加工装置１は、複数の被加工物２３が成形された樹脂シート２１から各被加工物２３の外周を切断して取り出す装置である。レーザ加工装置１は、レーザ発振器９と、操作制御部７と、を備えている。操作制御部７は、レーザ発振器９によって、複数の被加工物２３以外の部分に切り込み２７が形成された樹脂シートにおいて、複数の被加工物２３の外周を切断する切断ステップを実行する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被加工物が成形された樹脂シートから各被加工物の外周を切断して取り出すレーザ加工装置であって、
レーザ発振器と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記レーザ発振器によって、前記複数の被加工物以外の部分に切り込みが形成された樹脂シートに対して、前記複数の被加工物の外周を切断する切断ステップを実行する、
レーザ加工装置。
【請求項２】
前記切り込みは、連続して切り抜き加工される被加工物の間に配置されている、請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記切り込みは、前記被加工物の加工ライン同士を接続している、請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
複数の被加工物が成形された樹脂シートから各被加工物の外周を切断して取り出すレーザ加工方法であって、
前記樹脂シートの前記複数の被加工物以外の部分に切り込みを形成する切り込み形成ステップと、
レーザ発振器が前記複数の被加工物の外周を切断する切断ステップと、
を備えたレーザ加工方法。
【請求項５】
前記切り込み形成ステップでは、前記切り込みは、連続して切り抜き加工される被加工物の間に形成される、請求項４に記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記切り込み形成ステップでは、前記切り込みは、前記被加工物の加工ライン同士を接続するように形成される、請求項４又は５に記載のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法、特に、レーザ光を照射して樹脂シートに切り抜きを行う装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工によって、樹脂シートに複数の切り抜きを行う技術が知られている。一般に樹脂シートは耐熱性が低く、そのため連続して複数の切り抜きを行うときに、先の切り抜きによってその周辺が加熱されて変形してしまい、それが原因で次にその近傍の切り抜きを行うとするときにレーザの焦点と加工位置のずれが生じてしまうことがある。この結果、正確な切り抜きができない。
【０００３】
そのような問題を解決するために、分割領域を用いた切り抜き加工を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。そこでは、樹脂シートに複数の分割領域を設けておき、最初にある分割領域で連続して切り抜き加工を行い、次に最初の分割領域から離れた分割領域で連続して切り抜き加工を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４９３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のレーザ加工方法では、従来に比べては効果があるものの、切り抜き加工によって被加工物に加工不良が発生することが分かっている。
【０００６】
本発明の目的は、複数の切り抜き加工を連続して行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法において、被加工物の加工不良を減らすことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
【０００８】
本発明の一見地に係るレーザ加工装置は、複数の被加工物が成形された樹脂シートから各被加工物の外周を切断して取り出す装置である。レーザ加工装置は、レーザ発振器と、制御部と、を備えている。
制御部は、レーザ発振器によって、複数の被加工物以外の部分に切り込みが形成された樹脂シートに対して、複数の被加工物の外周を切断する切断ステップを実行する。
この装置では、レーザ発振器が被加工物の外周を切断するときに、樹脂シートには切り込みがあらかじめ形成されているので、次に切り抜き加工される被加工物が、先の被加工物の切り抜き加工によって生じた熱の影響を受けにくい。したがって、レーザ焦点と次に切り抜き加工される被加工物の加工位置がずれにくい。その結果、連続して切り抜き加工を行っても、被加工物に加工不良が生じにくい。
なお、切り込みとは、樹脂シートの両面が貫通した部分が線状に延びていることをいう。
【０００９】
切り込みは、被加工物同士の間に配置されていてもよい。
切り込みは、被加工物の加工ライン同士を接続していてもよい。
【００１０】
本発明の他の見地に係るレーザ加工方法は、複数の被加工物が成形された樹脂シートから各被加工物の外周を切断して取り出す方法である。レーザ加工方法は、下記のステップを有している。
◎樹脂シートの複数の被加工物以外の部分に切り込みを形成する切り込み形成ステップ
◎レーザ発振器が複数の被加工物の外周を切断する切断ステップ
この方法では、レーザ発振器が被加工物の外周を切断するときに、樹脂シートには切り込みがあらかじめ形成されているので、次に切り抜き加工される被加工物が、先の被加工物の切り抜き加工によって生じた熱の影響を受けにくい。したがって、レーザ焦点と次に切り抜き加工される被加工物の位置とがずれにくい。その結果、連続して切り抜き加工を行っても、被加工物に加工不良が生じにくい。
なお、切り込み形成ステップは、切断ステップの前に全て終了していてもよいが、切断ステップの途中で行われてもよい。
【００１１】
切り込み形成ステップでは、切り込みは、被加工物同士の間に形成されてもよい。
【００１２】
切り込み形成ステップでは、切り込みは、被加工物の加工ライン同士を接続するように形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法では、複数の切り抜き加工を連続して行う際に、被加工物の加工不良が減る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】レーザ加工装置の模式図。
【図２】複数の切り抜き加工を連続して行うレーザ加工方法のフローチャート。
【図３】切り込み形成後の樹脂シートの平面図。
【図４】図３の部分拡大図。
【図５】切り込み形成ステップを示す、レーザ加工装置の模式的断面図。
【図６】切り抜き加工後の樹脂シートの平面図。
【図７】切り抜きステップを示す、レーザ加工装置の模式的断面図。
【図８】第２実施形態における樹脂シートの平面図。
【図９】第３実施形態における樹脂シートの平面図。
【図１０】第４実施形態における樹脂シートの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．第１実施形態
（１）全体構成
図１に、本発明の一実施形態による樹脂シート切断用のレーザ加工装置１の全体構成を示す。レーザ加工装置１は、複数の被加工物２３が成形された樹脂シート２１から各被加工物２３の外周を切断して取り出す装置である。樹脂シート２１は、図３に示すように、複数の被加工物２３があらかじめ形成されている。この実施形態では、被加工物２３は円形の成型品である。被加工物２３同士は互いに近接しており、それらの間は連結部２５となっている。
【００１６】
レーザ加工装置１は、レーザ装置３を備えている。レーザ装置３は、樹脂シート２１にレーザ光を照射するためのレーザ発振器９を有している。さらに、レーザ装置３は、レーザ光を後述する機械駆動系に伝送する伝送光学系１１を有している。伝送光学系１１は、例えば、図示しないが、集光レンズ、複数のミラー、プリズム、ビームエキスパンダ等を有する。また、伝送光学系１１は、例えば、レーザ発振器９及び他の光学系が組み込まれたレーザ照射ヘッド（図示せず）をｘ軸方向に移動させるためのｘ軸方向移動機構（図示せず）を有している。
【００１７】
レーザ加工装置１は、機械駆動系５を備えている。機械駆動系５は、ベッド１３と、樹脂シート２１が載置される加工テーブル１５（載置台の一例）と、加工テーブル１５をベッド１３に対して水平方向に移動させる移動装置１７とを有している。移動装置１７は、ガイドレール、移動テーブル、モータ等を有する公知の機構である。
【００１８】
レーザ加工装置１は、操作制御部７を備えている。操作制御部７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを有するコンピュータであって、記憶部に保存されたプログラムによって各種制御及び計測が可能である。この実施形態では、操作制御部７は、レーザ発振器９を制御できる。また、操作制御部７は、移動装置１７を制御できる。さらに、操作制御部７は、伝送光学系１１を制御できる。なお、操作制御部７は、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
さらに、操作制御部７には、各種センサ及び入力スイッチが接続されている。
【００１９】
レーザ発振器９は、従来と同様のレーザ管により構成されている。レーザ発振器９は、例えば、ピコ秒ＵＶレーザである。
【００２０】
（２）動作
図２〜図６を用いて、レーザ光による樹脂シート２１の加工動作について説明する。ここでは、図５及び図６に示すように、複数の被加工物２３の外周を連続して切断する動作を説明する。
最初に、図２のステップＳ１では、切り込み加工が行われる。具体的には、樹脂シート２１が、図５に示すように、加工テーブル１５の上面１５ａに載置される。詳細には、加工テーブル１５の上面１５ａにはシート４１が載置されており、樹脂シート２１は、シート４１の上に載置される。樹脂シート２１は、例えば、塩化ビニール樹脂の成形品であり、厚みは０．５ｍｍ程度である。
【００２１】
次に、図３〜図５に示すように、操作制御部７が、レーザ発振器９を駆動して、切り込み加工を実行する。レーザ発振器９は、樹脂シート２１に複数の切り込み２７を形成する。切り込み２７は、図５に示すように、被加工物２３以外の部分、つまり連結部２５に形成されている。この実施形態では、切り込み２７は、被加工物２３同士の間に配置されている。また、切り込み２７は、被加工物２３の加工ライン同士を接続している。詳細には、切り込み２７は直線状に延びている。さらに詳細には、４本の切り込み２７は４個の被加工物２３を接続する４角形を実現しており、その中に１個の被加工物２３が配置されている。
【００２２】
次に、ステップＳ２では、操作制御部７が、レーザ発振器９を駆動して、被加工物２３の切り抜き加工を実行する。具体的には、操作制御部７は、図６及び図７に示すように、レーザ発振器９によって、複数の被加工物２３以外の部分（つまり、連結部２５）に切り込み２７が形成された樹脂シート２１において、複数の被加工物２３の外周を切断する。具体的には、レーザ発振器９は、レーザ光を樹脂シート２１に投射することで、複数の被加工物２３の外周を切断する。
ステップＳ３では、全ての被加工物２３を切り抜いたか否かを判断する。全ての被加工物２３を切り抜いていれば（ステップＳ３でＹｅｓ）、プロセスは終了する。被加工物２３が残っていれば（ステップＳ３でＮｏ）、プロセスはステップＳ２に戻る。つまり、複数の被加工物２３が連続して切り抜かれる。
【００２３】
以上のような加工によって、複数の被加工物２３を切り抜くことができる。
このレーザ加工装置１では、レーザ発振器９が被加工物２３の外周を切断するときに、樹脂シート２１には切り込み２７があらかじめ形成されているので、次に切り抜き加工される被加工物２３が、先の被加工物２３の切り抜き加工によって生じた熱の影響を受けにくい。したがって、レーザ焦点と次に切り抜き加工される被加工物２３の加工位置とがずれにくい。その結果、連続して切り抜き加工を行っても、被加工物２３に加工不良が生じにくい。
【００２４】
この実施形態では、切り抜きの順番の制限がなくなる又は緩和される。つまり、隣接する被加工物２３を連続して切り抜き加工しても、被加工物に加工不良が生じにくい。
【００２５】
２．第２実施形態
切り込みの形状、個数、位置は、特に限定されない。例えば、図８に示す第２実施形態では、切り込み２７Ａは被加工物２３の加工ラインに接続されていない。この場合は、被加工物以外の部分はバラバラに切断されないという利点がある。
【００２６】
３．第３実施形態
図９に示す第３実施形態では、切り込み２７Ｂは、交差して延びる２本の線である。これにより、複数の被加工物２３が４箇所の分割領域に配置されている。
【００２７】
４．第４実施形態
図１０に示す第４実施形態では、切り込み２７Ｃは、平行に延びる複数の線である。これにより、複数の被加工物２３が複数箇所の分割領域に設けられている。
【００２８】
５．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
レーザ装置、機械駆動系の具体的な構成は、前記実施形態に限定されない。
被加工物の形状、個数、位置は特に限定されない。
【００２９】
切り込み加工は、レーザ装置以外の機械的切断装置で行われてもよい。
先に述べたように、切り込みの形状、個数、位置は、特に限定されない。第１〜第４実施形態のそれぞれにおいて、切り込みの数を増減してもよい。さらに、第１〜第４実施形態の切り込み同士を適宜組み合わせてもよい。
切り込み形成ステップは、切断ステップの前に全て終了していてもよいが、切断ステップの途中で行われてもよい。具体的には、レーザ装置で切断ステップを実行している途中で切り込み形成ステップを実行してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、レーザ光を照射して樹脂シートに切り抜きを行うレーザ光による装置及び方法に広く適用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１      ：レーザ加工装置
３      ：レーザ装置
５      ：機械駆動系
７      ：操作制御部
９      ：レーザ発振器
１５    ：加工テーブル
２１    ：樹脂シート
２３    ：被加工物
２５    ：連結部
２７    ：切り込み
２７Ａ  ：切り込み
２７Ｂ  ：切り込み
２７Ｃ  ：切り込み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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