(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送手段による搬送移動中の加工対象物にその搬送速度変化分を加味してレーザ光を照射して加工パターンを加工するものであり、加工位置よりも搬送方向上流側に設けられる対象物検出手段による前記加工対象物の検出に基づいて加工動作を開始するレーザ加工装置であって、
前記対象物検出手段の応答遅れ時間が使用者等による外部入力によって設定される応答時間設定手段と、
設定された前記応答遅れ時間を前記加工対象物の移動量に変換し、その移動量に応じて前記加工パターンの位置を補正する応答時間補正手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工装置において、
前記搬送速度を検出する搬送速度検出手段を備え、
前記応答時間補正手段は、前記応答遅れ時間に係る前記加工対象物の移動量を前記搬送速度に応じて変更し、前記加工パターンの位置を補正することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ光を駆動電圧に基づいて走査して前記加工パターンを加工する光走査手段を備えるものであり、
前記応答時間設定手段は、前記対象物検出手段の応答遅れ時間に応じたオフセット電圧を設定し、
前記応答時間補正手段は、前記光走査手段を駆動するための駆動電圧に前記オフセット電圧を加算し、前記加工パターンの位置を補正することを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光の照射によるマーキング加工等を行うレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のレーザ加工装置は、例えば工場の生産ライン等に設置され、ベルトコンベア等の搬送装置によって搬送される加工対象物にレーザ光を照射することで、その表面に文字や図形のマーキング加工等を行っている。また、工場の生産ラインにおいては、時間あたりの製造数を向上させるため、搬送装置を常時動作されて加工対象物を移動させながら、加工対象物に対して文字等のレーザ加工がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実用新案登録第２５６５０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述したレーザ加工装置を用い、搬送装置によって搬送される加工対象物に対し移動させながら文字等をマーキングする場合、一般的に、レーザ加工装置より上流に加工対象物が搬送されてきたか否かを検出するトリガセンサが設けられている。トリガセンサにより加工対象物が所定位置まで搬送されてきたことを検出すると、レーザ加工装置はその搬送されてきた加工対象物に対するレーザ加工のための種々の準備がなされるようになっている。
【０００４】
しかしながら、上述したトリガセンサは、仕様によってセンサの応答時間が異なるため、その応答時間の違いによって加工対象物への照射位置（マーキング位置）がずれることがあった。特に、ＩＣ等の小型な加工対象物に対しては、マーキングする文字等も小さくする必要があり、応答時間の違いは照射位置のずれとしてより顕著に表れる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、応答時間の異なるセンサを用いても、加工対象物に対する加工位置精度を向上することのできるレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、搬送手段による搬送移動中の加工対象物にその搬送速度変化分を加味してレーザ光を照射して加工パターンを加工するものであり、加工位置よりも搬送方向上流側に設けられる対象物検出手段による前記加工対象物の検出に基づいて加工動作を開始するレーザ加工装置であって、前記対象物検出手段の応答遅れ時間が使用者等による外部入力によって設定される応答時間設定手段と、設定された前記応答遅れ時間を前記加工対象物の移動量に変換し、その移動量を前記加工パターンの座標データに加算する応答時間補正手段とを備えたことをその要旨とする。
【０００７】
この発明では、応答時間設定手段に使用者等による外部入力によって対象物検出手段の応答遅れ時間が設定され、設定された応答遅れ時間が応答時間補正手段にて加工対象物の移動量に変換・出力されて、その移動量に応じて加工パターンの位置が補正される。これにより、対象物検出手段の応答遅れ時間が吸収され、加工位置精度を向上することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記搬送速度を検出する搬送速度検出手段を備え、前記応答時間補正手段は、前記応答遅れ時間に係る前記加工対象物の移動量を前記搬送速度に応じて変更し、前記加工パターンの位置を補正することをその要旨とする。
【０００９】
この発明では、応答時間補正手段にて応答遅れ時間に係る加工対象物の移動量が搬送速度に応じて変更されて加工パターンの位置が補正される。これにより、応答遅れ時間による補正に搬送速度変化による補正も加わり、加工位置精度をより向上することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ光を駆動電圧に基づいて走査して前記加工パターンを加工する光走査手段を備えるものであり、前記応答時間設定手段は、前記対象物検出手段の応答遅れ時間に応じたオフセット電圧を設定し、前記応答時間補正手段は、前記光走査手段を駆動するための駆動電圧に前記オフセット電圧を加算し、前記加工パターンの位置を補正することをその要旨とする。
【００１１】
この発明では、応答時間設定手段にて対象物検出手段の応答遅れ時間に応じたオフセット電圧が設定され、応答時間補正手段にて光走査手段の駆動電圧にオフセット電圧が加算されて加工パターンの位置が補正される。ここで、光走査手段は、加工パターンの座標データに基づく駆動電圧の印加によりレーザ光の走査を行っているが、その駆動電圧に補正分のオフセット電圧を印加して補正することで、座標データに応答遅れ時間に応じた補正データを反映させる態様と比べてその時の演算を省略でき、制御装置での制御負荷を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
従って、上記記載の発明によれば、応答時間の異なるセンサを用いても、加工対象物に対する加工位置精度を向上することのできるレーザ加工装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係るレーザ加工装置１は、搬送装置２上に配置され、該搬送装置２によって一方向（ｘ方向）に搬送されてくる加工対象物３にレーザ光を照射して加工対象物３を移動させつつ文字や図形等のマーキング加工を行なっている。搬送装置２は、レーザ加工装置１よりも上流側に、加工対象物３が所定位置まで搬送されたことを検出するトリガセンサ４が設けられ、加工対象物３を検出するとトリガ信号を出力するようになっている。また、搬送装置２を駆動させている駆動軸５付近にはロータリエンコーダ６が設けられており、搬送装置２の搬送量（加工対象物の移動量）に応じたパルス信号を出力するようになっている。トリガセンサ４が出力するトリガ信号とロータリエンコーダ６が出力するパルス信号はレーザ加工装置１に入力されている。
【００１４】
レーザ加工装置１は、加工用のレーザ光を出射するレーザ光源１０を備えており、レーザ光源１０からのレーザ光のレーザ径をビームエキスパンダ（図示略）にて拡大し、その拡大させたレーザ光をガルバノミラー等の光走査手段１１を介して集束レンズ（図示略）にて加工対象物３上で一定の径までレーザ光を収束させる。そして、レーザ加工装置１は、内部の制御装置１２にて光走査手段１１を制御して照射方向を変更し、文字や図形等のマーキング加工を行っている。
【００１５】
レーザ加工装置１の制御装置１２内では、加工対象物３にマーキング加工する文字や図形等の情報と、照射時間や線幅等を調整するスキャン速度の情報等が加工情報設定手段１３に設定されて格納されている。座標データ生成・出力手段１４は、トリガセンサ４からのトリガ信号の入力に基づいて、加工情報設定手段１３での情報を基に加工対象物３にマーキング加工する文字や図形等の座標データが生成される。因みに、この座標データは、加工対象物３が静止状態としてマーキング加工を行う場合のものであり、基準座標データとして用いられる。制御装置１２は、その基準座標データに対し、搬送による加工対象物３の移動量、及びトリガセンサ４の応答遅れ時間に対応した補正量を第１加算器１５にて加算して加工用座標データに変換し、その加工用座標データに基づく駆動電圧を印加してレーザ光を走査する光走査手段１１を制御する。
【００１６】
搬送装置２に設けられた前記ロータリエンコーダ６は、搬送量（加工対象物３の移動量）に応じたパルス信号を出力し、積算手段１６は、そのパルス信号に基づいてカウントを行っており、座標データに対応した単位搬送量毎にカウントアップする設定となっている。積算手段１６は、トリガセンサ４からのトリガ信号の入力に基づいてカウント値をクリアし、新たにカウントを開始している。そして、積算手段１６で生成したカウント値は、第２加算器１７を介して前記第１加算器１５に入力され、前記基準座標データに対し加工対象物３の移動量（搬送速度変化分を含む）として反映され、これにより移動しながらのマーキング加工を可能としている。
【００１７】
また、前記ロータリエンコーダ６からのパルス信号は、計数手段１８に入力されている。計数手段１８は、そのパルス信号に基づいてカウントを行っている。ここで、応答時間設定手段１９では、トリガセンサ４の仕様から得られる応答遅れ時間が予め使用者等による外部入力によって設定され、設定間隔パルス生成手段２０では、その応答時間設定手段１９に設定された応答遅れ時間に応じた間隔のスタートパルスとエンドパルスとが生成される。計数手段１８では、スタートパルスとエンドパルスの２つのパルス間に入力されるロータリエンコーダ６からのパルス数をカウントして、ラッチ手段２１によってそのカウントした値をラッチしている。
【００１８】
即ち、ラッチ手段２１にてラッチしているカウント値は、応答遅れによる補正量としてラッチされている。そして、ラッチ手段２１でラッチしているカウント値は、ゲート手段２２を介して、応答遅れに係る補正値として第２加算器１７に出力される。因みに、ゲート手段２２は、トリガセンサ４からのトリガ信号の入力に基づいてゲートを開放し、１つの加工対象物３をマーキング加工する間は少なくとも応答遅れに係る補正値が第２加算器１７側に出力され続ける。これにより、応答遅れに係る補正値は、加工対象物３の移動量に加算されて第１加算器１５にて基準座標データに加算され、加工用座標データに含まれる。
【００１９】
このような構成のレーザ加工装置１では、搬送装置２に設けられたトリガセンサ４が加工対象物３を検知すると、出力されたトリガ信号に基づいて座標データ生成・出力手段１４にて基準座標データが生成される。例えば、加工対象物３に「ＡＢ」という文字列をマーキングする場合、マーキングの基準点Ｐ０（ｘ０，ｙ０）に対し、文字列の単位マーキング点がＰa1（ｘa1，ｙa1）、Ｐa2（ｘa2，ｙa2）・・・として設定される。
【００２０】
加えて、積算手段１６からは、加工対象物３の移動方向（搬送方向）がｘ方向であることから、全座標データ毎のｘ座標にそれぞれ対応する移動量が加算される。これにより、各単位マーキング点Ｐa1，Ｐa2では、Ｐa1（ｘa1＋α１，ｙa1）、Ｐa2（ｘa2＋α２，ｙa2）と変更される。更に、ラッチ手段２１からは、トリガセンサ４の応答遅れに係る補正量βが全座標データに加算される。これにより、各単位マーキング点Ｐa1，Ｐa2では、Ｐa1（ｘa1＋α１＋β，ｙa1）、Ｐa2（ｘa2＋α２＋β，ｙa2）と変更される。そして、レーザ加工装置１の制御装置１２は、こうして得られた加工用座標データに基づいて光走査手段１１を制御し、トリガセンサ４の応答遅れが加味された移動体のマーキング加工が行われ、応答時間の異なるトリガセンサ４を用いても加工対象物３のマーキング位置ずれが抑制された位置精度の高いマーキング加工が可能となっている。
【００２１】
次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施の形態では、応答時間設定手段１９にてトリガセンサ４の応答遅れ時間が設定され、設定した応答遅れ時間が設定間隔パルス生成手段２０や計数手段１８等で構成される応答時間補正手段にて加工対象物３の移動量に変換・出力されて、その移動量を加味した加工パターンの座標データが生成され、加工パターンの位置が補正される。これにより、トリガセンサ４の応答遅れ時間が吸収され、加工位置精度を向上することができる。特に、加工対象物３がＩＣ等の小型なものに対しては、マーキングする文字等も小さくその応答遅れ時間によるマーキングの位置ずれが顕著となるため、本実施の形態のように応答遅れ時間分を補正して加工位置精度を向上する意義は大きい。
【００２２】
尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、トリガセンサ４の応答遅れ時間による補正に搬送装置２の搬送速度変化を加味してもよい。例えば、ロータリエンコーダ６のパルス信号を入力し、その入力したパルス信号から搬送速度を検出する搬送速度検出手段２３を設け、搬送速度の変化の影響を受ける応答遅れの補正値にその速度変化分を加える（設定間隔パルス生成手段２０でのパルス間隔を速度に応じて調整する等）。このようにすれば、搬送速度変化に応じた補正を応答遅れ時間による補正にも反映でき、加工位置精度をより向上することができる。尚、外部で検出した搬送速度の入力や、操作者による搬送速度の外部入力により、応答遅れの補正値に速度変化分を加えるようにしてもよい。
【００２３】
・上記実施の形態では、応答遅れ時間分の加工対象物３の移動量を座標データに加算して加工パターンの位置を補正したが、こうした構成に限らず、例えば応答遅れ時間相当のオフセット電圧を光走査手段１１の駆動電圧に加算し、加工パターンの位置を補正してもよい。このようにすれば、座標データに応答遅れ時間に応じた補正データを反映させる上記実施の形態と比べてその時の演算を省略でき、制御装置１２での制御負荷を軽減することができる。
【００２４】
・上記実施の形態では、一つ一つの加工対象物３から得られる補正値を算出して、その補正値をそれぞれの加工対象物３のマーキング加工に反映させているが、こうした構成に限らず、例えば、加工対象物３は略一定間隔で搬送装置２により搬送されるため、搬送装置２から一番最初に搬送されてくる加工対象物３の補正値を算出して、その補正値を搬送されてくる全ての加工対象物３に適用してもよい。これにより、計数手段１８や積算手段１６等の演算負荷を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の形態におけるレーザ加工装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…レーザ加工装置、２…搬送手段としての搬送装置、３…加工対象物、４…対象物検出手段としてのトリガセンサ、１１…光走査手段、１８…応答時間補正手段としての計数手段、１９…応答時間設定手段、２０…応答時間補正手段及び速度補正手段としての設定間隔パルス生成手段、２１…応答時間補正手段としてのラッチ手段、２２…応答時間補正手段としてのゲート手段、２３…搬送速度検出手段。
【図１】
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