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JP2724192B2 - Laser processing method of film coating material - Google Patents

Laser processing method of film coating material

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JP2724192B2
JP2724192B2 JP1036388A JP3638889A JP2724192B2 JP 2724192 B2 JP2724192 B2 JP 2724192B2 JP 1036388 A JP1036388 A JP 1036388A JP 3638889 A JP3638889 A JP 3638889A JP 2724192 B2 JP2724192 B2 JP 2724192B2
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JP
Japan
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laser beam
film
coating material
base material
laser
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JP1036388A
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孝幸 海出
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Amada Co Ltd
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Amada Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、例えばビニールコーティング材などのフ
ィルムコーティング材をレーザ切断するフィルムコーテ
ィングのレーザ加工方法に関する。
Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a laser processing method of film coating for cutting a film coating material such as a vinyl coating material by laser.

(従来の技術) 従来、レーザ加工機でフィルムコーティング材として
の例えばビニールコーティング材にレーザ切断を行なう
レーザ加工方法としては、集光レンズで集光されたレー
ザビームをデフォーカスさせて、まずビニールのみを溶
かし、その後集光レンズの焦点を合わせて母材を切断す
る方法や、一度にレーザ加工を行なうと、ビニールと母
材の間にレーザガスが入り込む為予めビニールを母材か
ら剥してレーザ切断する方法が知られている。
(Prior art) Conventionally, as a laser processing method of performing laser cutting on a vinyl coating material as a film coating material with a laser processing machine, for example, a laser beam condensed by a condenser lens is defocused, and only vinyl is first used. Is melted and then the focusing lens is focused to cut the base material, or if laser processing is performed at once, the laser gas enters between the vinyl and the base material. Methods are known.

(発明が解決しようとする課題) ところで、前述した従来技術のうち、前者の方法で
は、集光レンズの焦点をデフォーカスしてまずビニール
を溶かしてから焦点を合せて母材を切断しているため、
レーザの加工時間が通常のレーザ時間に比べて2倍程度
かかるという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the former method described above, in the former method, the focus of the condenser lens is defocused, the vinyl is first melted, and then the base material is focused to cut the base material. For,
There is a problem that the laser processing time is about twice as long as the normal laser time.

また、後者の方法では、母材に傷が付くと共に後工程
でビニールを母材に張り直さなければならいという問題
があった。
Further, the latter method has a problem that the base material is damaged and that vinyl must be reattached to the base material in a later process.

この発明の目的は、フィルムコーティング材にレーザ
切断を行なう際、フィルムを剥さずに加工時間を従来に
比べて短時間で行なうようにしたフィルムコーティング
材のレーザ加工方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser processing method for a film coating material in which the laser cutting of the film coating material is performed in a shorter time than in the past without peeling the film.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、母材の
表面にフィルムを被覆したフィルムコーティング材にレ
ーザビームを照射してレーザ加工を行うとき、レーザ発
振器から発振されたレーザビームの周縁部付近を、前記
フィルムを溶融する程度の強度でかつリング状に集光
し、前記レーザビームの中央付近を、前記フィルムコー
ティング材の母材を溶融切断するに充分の強度でかつ当
該リング状の集光部分の中央部に点状に集光せしめ、上
記リング状の集光部分によって前記フィルムを溶融切断
すると同時に中央部の集光部分によって前記フィルムの
切断幅よりも小さな切断幅でもって前記母材を溶融切断
するフィルムコーティング材のレーザ加工方法である。
[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) In view of the above-described conventional problems, the present invention provides a laser beam irradiation method for irradiating a laser beam to a film coating material having a base material coated with a film. When performing, the vicinity of the periphery of the laser beam oscillated from the laser oscillator is focused in a ring shape with an intensity enough to melt the film, the vicinity of the center of the laser beam, the base material of the film coating material The film is melted and cut by the ring-shaped light-collecting portion at the same time as the light-collecting portion in the center while having sufficient strength to melt and cut the film at the center of the ring-shaped light-collecting portion. A laser processing method for a film coating material, wherein the base material is melt-cut with a cutting width smaller than a cutting width of the film.

(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第4図を参照するに、レーザ加工機1は、水平に敷設
された固定のXYテーブル3上に例えばフィルムコーティ
ング材としてのビニールコーティング材Wを案内し、こ
のビニールコーティング材WをレーザビームLBで熱切断
するものである。
Referring to FIG. 4, the laser processing machine 1 guides, for example, a vinyl coating material W as a film coating material on a fixed XY table 3 laid horizontally, and applies the vinyl coating material W with a laser beam LB. This is to cut by heat.

レーザビームLBはレーザ加工機1の機械本体に設けた
レーザ発振装置5で発振され、強度調整装置7、反射鏡
9を介して加工ヘッド11に案内されいる。加工ヘッド11
の内部には集光レンズ13が設けられ、レーザビームLBは
この集光レンズ13で集光され、焦点位置でワークWを熱
切断する。また、ワークWはクランプ15で把持されて、
切断すべき位置が加工ヘッド11の直下に来るように、XY
テーブル3上で水平移動されるようになっている。
The laser beam LB is oscillated by a laser oscillating device 5 provided in the machine body of the laser beam machine 1, and is guided to a processing head 11 via an intensity adjusting device 7 and a reflecting mirror 9. Processing head 11
Is provided with a condensing lens 13, and the laser beam LB is condensed by the condensing lens 13, and thermally cuts the work W at the focal position. Also, the work W is gripped by the clamp 15,
XY so that the position to be cut is directly under the processing head 11.
The table is horizontally moved on the table 3.

クランプ15は、ワークWを把持した状態で、XY軸用サ
ーボモータで平面X,Y方向に駆動されるようになってい
る。加工ヘッド11はZ軸用サーボモータで上下方向に駆
動されるようになっている。又、レーザ加工機1にはNC
装置17が備えられ、このNC装置の操作部にはいわゆる手
動パルス発生器19が備えられている。
The clamp 15 is driven in the plane X and Y directions by an XY-axis servomotor while holding the workpiece W. The processing head 11 is driven vertically by a Z-axis servomotor. In addition, laser processing machine 1 has NC
A device 17 is provided, and a so-called manual pulse generator 19 is provided on the operation unit of the NC device.

上記構成により、レーザ発振器5で発振されたレーザ
ビームLBは、強度調整装置7を経て反射鏡9で折曲げら
れ、さらに集光レンズ13で集光される。集光レンズ13で
集光されたレーザビームLBはビニールコーティング材W
へ向けて照射されると共に、クランプ15にクランプされ
たビニールコーティング材WをX,Y軸方向へNC装置17で
制御して移動し位置決めすることによってビニールコー
ティング材Wの所望位置に熱切断加工が行われることに
なる。
With the above configuration, the laser beam LB oscillated by the laser oscillator 5 is bent by the reflecting mirror 9 via the intensity adjusting device 7 and further condensed by the condensing lens 13. The laser beam LB focused by the focusing lens 13 is a vinyl coating material W
In addition, the vinyl coating material W clamped by the clamp 15 is moved and positioned in the X and Y directions by controlling the NC device 17 so that a thermal cutting process is performed at a desired position of the vinyl coating material W. Will be done.

前記集光レンズ13は組合せレンズで構成されており、
集光レンズ13で集光されたレーザビームLBがビニールコ
ーティング材Wに照射されてレーザ切断される状態が第
1図に示されている。
The condenser lens 13 is composed of a combination lens,
FIG. 1 shows a state in which the laser beam LB condensed by the condensing lens 13 is applied to the vinyl coating material W and cut by the laser beam.

すなわち、第1図において、ビニールコーティング材
Wは母材W1と、この母材W1上に張られたビニールW2とか
らなっている。また、集光レンズ13は、平面レンズ13A
と、この平面レンズ13AのレーザビームLBの入射側(第
1図において上側)に設けられている凸レンズ13Bと、
平面レンズ13AのレーザビームLBの出射側(第1図にお
いて下側)に隔離した凹レンズ13Cからなる組合せレン
ズで構成されている。
That is, in FIG. 1, plastic coating material W from the matrix W 1, is made from the base material W 1 on the tensioned plastic W 2 Prefecture. The condenser lens 13 is a flat lens 13A.
A convex lens 13B provided on the plane lens 13A on the side of incidence of the laser beam LB (upper side in FIG. 1);
It is composed of a combination lens composed of a concave lens 13C isolated on the emission side (lower side in FIG. 1) of the laser beam LB of the plane lens 13A.

上記構成により、集光レンズ13のうちの平面レンズ13
Aと凸レンズ13Bの組合せレンズに入射されるレーザビー
ムLBは第2図(A)に示すごとき熱強度分布の状態とな
っている。この状態のレーザビームLBは、平面レンズ13
Aと凸レンズ13Bの組合せレンズに入射されると、第2図
(B)に示された熱強度分布の弱いレーザビームLB1
と、第2図(C)に示され熱強度分布の強いレーザビー
ムLB2とに分けられる。
With the above configuration, the flat lens 13 of the condenser lens 13
The laser beam LB incident on the combination lens of A and the convex lens 13B has a state of thermal intensity distribution as shown in FIG. 2 (A). In this state, the laser beam LB is
When the laser beam LB1 having a weak thermal intensity distribution shown in FIG.
And a laser beam LB2 having a strong thermal intensity distribution shown in FIG. 2 (C).

この弱いレーザビームLB1は平面レンズ13Aで集光させ
られることなく直進し、レーザビームLBが入射する側か
らみてリング状となり、凹レンズ13Cを通って集光され
る。一方、曲率の付いた面より集光された熱強度分布の
強いレーザビームLB2は完全に集光される前に凹レンズ1
3Cに入射し完全に集光される。
This weak laser beam LB1 goes straight without being focused by the plane lens 13A, becomes ring-shaped when viewed from the side where the laser beam LB is incident, and is focused through the concave lens 13C. On the other hand, the laser beam LB2, which has a strong thermal intensity distribution focused from the curved surface, has a concave lens 1 before it is completely focused.
It is incident on 3C and is completely collected.

しかも、この熱強度分布の弱いレーザビームLB1と強
いレーザビームLB2の焦点位置を結ぶ位置が異なる。ま
た、熱強度分布の弱いレーザビームLB1は強いレーザビ
ームLB2から離れたかつ強いレーザビームLB1と中心を同
じくする円周上に位置することになる。
Moreover, the positions connecting the focal positions of the laser beam LB1 having a weak thermal intensity distribution and the strong laser beam LB2 are different. Further, the laser beam LB1 having a weak heat intensity distribution is located on a circumference separated from the strong laser beam LB2 and having the same center as the strong laser beam LB1.

而して、同じ円上にある熱強度分布の弱いレーザビー
ムLB1と強いレーザビームLB2のうち、まず、リング状に
位置する弱いレーザビームLB1がビニールW2を溶かす。
ビニールW2を溶かすには、この弱いレーザビームLB1で
充分である。次に、中央に位置する強いレーザビームLB
2が母材W1のみをスムースに切断して第3図に示したご
とく、ビニールW2は切断幅L1に、母材W1は切断幅L2(L2
<L1)となる。
And Thus, among the strong laser beam LB2 weak laser beam LB1 heat intensity distribution on the same circle on, firstly, a weak laser beam LB1 is located in a ring shape melts the plastic W 2.
To melt the plastic W 2 is sufficient in this weak laser beam LB1. Next, the strong laser beam LB located in the center
2 As is shown in FIG. 3 by cutting smoothly only preform W 1, vinyl W 2 is the cutting width L 1, preform W 1 is cutting width L 2 (L 2
<L 1 ).

このように、集光レンズ13に組合せレンズを用いて、
レーザビームLBを熱強度分布の弱いレーザビームL1と強
いレーザビームL2に分けてビニールコーティング材Wへ
照射するこによって、ビニールW2の溶融と母材W1の切断
を同時に行なうことができる。
Thus, using a combination lens for the condenser lens 13,
By this irradiating the plastic coating material W with the laser beam LB are divided into strong laser beam L2 weak laser beam L1 heat intensity distribution, it can be performed cutting of the molten and the matrix W 1 vinyl W 2 at the same time.

したがって、ビニールW2に傷を付けることなく、また
短時間でビニールコーティング材Wの切断を行なうこと
ができる。しかも、後工程でビニールW2を張り直す必要
がなくなる。
Accordingly, without damaging the plastic W 2, also it can be performed off of the plastic coating material W in a short time. In addition, the need to re-tension the vinyl W 2 in a later step is eliminated.

なお、この発明は、前述した実施例に限定されること
なく、適宜の変更を行なうことによって、その他の態様
で実施し得るものである。本実施例ではフィルムコーテ
ィング材としてビニールコーティング材を例にとって説
明したが、それ以外のどんなフィルムであっても構わな
い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be embodied in other modes by making appropriate changes. In this embodiment, a vinyl coating material has been described as an example of the film coating material, but any other film may be used.

[発明の構成] 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本発明は、母材の表面にフィルムを被覆したフィ
ルムコーティング材にレーザビームを照射してレーザ加
工を行うとき、レーザ発振器から発振されたレーザビー
ムの周縁部付近を、前記フィルムを溶融する程度の強度
でかつリング状に集光し、前記レーザビームの中央付近
を、前記フィルムコーティング材の母材を溶融切断する
に充分の強度でかつ当該リング状の集光部分の中央部に
点状に集光せしめ、上記リング状の集光部分によって前
記フィルムを溶融切断すると同時に中央部の集光部分に
よって前記フィルムの切断幅よりも小さな切断幅でもっ
て前記母材を溶融切断するフィルムコーティング材のレ
ーザ加工方法である。
[Configuration of the Invention] As can be understood from the above description of the embodiments, in short, the present invention provides a laser processing method in which a laser beam is applied to a film coating material obtained by coating a film on a surface of a base material. In the vicinity of the periphery of the laser beam oscillated from the oscillator, the light is focused in a ring shape with an intensity enough to melt the film, and in the vicinity of the center of the laser beam, the base material of the film coating material is melted and cut. Focus the light into a point at the center of the ring-shaped light-collecting portion with sufficient strength and melt and cut the film with the ring-shaped light-collecting portion, and at the same time, cut the film with the light-collecting portion at the center. This is a laser processing method of a film coating material for melting and cutting the base material with a smaller cutting width.

上記構成より明らかなように、本発明においては、レ
ーザビームの周縁部付近を、母材に被覆したフィルムを
溶融切断する程度の強度でリング状に集光し、上記レー
ザビームの中央部付近を、前記母材を溶融切断するに充
分の強度でかつ上記リング状の集光部分の中央部に点状
に集光せしめるものである。そして、前記リング状の集
光部分によってフィルムを溶融切断すると同時に継続し
て中央部の点状の集光部分によってフィルムの切断幅よ
りも小さな切断幅でもって母材の溶融切断を行う構成で
ある。
As is clear from the above configuration, in the present invention, the vicinity of the periphery of the laser beam is converged in a ring shape with an intensity enough to melt-cut the film coated on the base material, and the vicinity of the center of the laser beam is The light is focused in a point-like manner at the center of the ring-shaped light-collecting portion with sufficient strength to melt-cut the base material. Then, the film is melt-cut by the ring-shaped light-collecting portion, and at the same time, the base material is melt-cut by the dot-shaped light-collecting portion at the center with a cutting width smaller than the cutting width of the film. .

したがって、本発明によれば、リング状の集光部分に
よるフィルムの溶融切断部分に継続して同時に母材の溶
融切断を行う態様となり、フィルムコーティング材のレ
ーザ加工を能率よく行うことができるものである。
Therefore, according to the present invention, the base material is melted and cut at the same time as the melted and cut portion of the film by the ring-shaped light-collecting portion, and the laser processing of the film coating material can be efficiently performed. is there.

この際、フィルムの溶融切断幅よりも母材の溶融切断
幅が小さなものであるから、母材の溶融切断時にフィル
ムに熱影響を与えて炭化せしめるようなことがなく、良
好な切断を行うことができるものである。
At this time, since the melt cutting width of the base material is smaller than the melt cutting width of the film, it is possible to perform a good cutting without causing a heat effect to carbonize the film at the time of melting cutting of the base material. Can be done.

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

第1図はこの発明の主要部を示し、集光レンズで集光さ
れたレーザビームがフィルムコーティング材に照射され
る状態を示した説明図、第2図(A),(B)および
(C)はレーザビームの熱強度分布状態を示した図、第
3図はこの実施例によりビニールの溶融と母材の切断が
行なわれた状態の平面図、第4図はこの発明を実施する
一実施例のレーザ加工機の側面図である。 1…レーザ加工機、13…集光レンズ 13A…平面レンズ、13B…凸レンズ 13C…凹レンズ、LB…レーザビーム LB1…熱強度分布の弱いレーザビーム LB2…熱強度分布の強いレーザビーム W…ビニールコーティング材 W1…ビニール、W2…母材
FIG. 1 shows a main part of the present invention, and is an explanatory view showing a state in which a laser beam condensed by a condenser lens is applied to a film coating material, and FIGS. 2 (A), (B) and (C). ) Is a diagram showing a thermal intensity distribution state of a laser beam, FIG. 3 is a plan view showing a state in which vinyl is melted and a base material is cut by this embodiment, and FIG. 4 is an embodiment embodying the present invention. It is a side view of an example laser beam machine. Reference Signs List 1 laser processing machine 13 condensing lens 13A flat lens 13B convex lens 13C concave lens LB laser beam LB1 laser beam with low heat intensity distribution LB2 laser beam with high heat intensity distribution W vinyl coating material W 1 … vinyl, W 2 … base material

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】母材の表面にフィルムを被覆したフィルム
コーティング材にレーザビームを照射してレーザ加工を
行うとき、レーザ発振器から発振されたレーザビームの
周縁部付近を、前記フィルムを溶融する程度の強度でか
つリング状に集光し、前記レーザビームの中央付近を、
前記フィルムコーティング材の母材を溶融切断するに充
分の強度でかつ当該リング状の集光部分の中央部に点状
に集光せしめ、上記リング状の集光部分によって前記フ
ィルムを溶融切断すると同時に中央部の集光部分によっ
て前記フィルムの切断幅よりも小さな切断幅でもって前
記母材を溶融切断することを特徴とするフィルムコーテ
ィング材のレーザ加工方法。
When performing laser processing by irradiating a laser beam to a film coating material in which a film is coated on a surface of a base material, the vicinity of a peripheral portion of a laser beam oscillated from a laser oscillator is melted so as to melt the film. Focused in a ring shape with the intensity of, near the center of the laser beam,
At the same time strong enough to melt-cut the base material of the film coating material and focused into a point at the center of the ring-shaped light-collecting portion, and simultaneously melting and cutting the film by the ring-shaped light-collecting portion A laser processing method for a film coating material, wherein the base material is melt-cut with a cutting width smaller than a cutting width of the film by a central condensing portion.
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