激光加工装置以及激光加工方法与流程

本发明涉及一种激光加工装置以及激光加工方法，其在对粘贴了保护膜的工件进行加工时，自动将部件彼此接触的共有部分等需要剥离保护膜的部分的保护膜切断。

背景技术

近年来，针对板金产品的制造工序的要求品质提高，在不锈钢材料等工件上粘贴了保护膜的状态下进行工件加工的情况正在增加。

在板金激光加工的工序中，存在部件彼此接触的共有部分等需要将保护膜剥离的部分，以往通过手工作业来部分地去除保护膜。

在此，在工件中需要部分剥离保护膜的事例是指具有预定在加工后安装其它部件的部件、折边(压扁)弯曲从而隐藏的部件、由于焊接的热而烧掉的部分等的事例。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-104739号公报

技术实现要素：

关于以往通过手动作业来部分去除保护膜，部分地剥离并提起薄膜，使用切割刀等以不划伤母材的方式将薄膜切断，存在耗费工时且作业人员负担增大的问题。

本发明是关注上述情况而作出的，其目的在于，提供一种激光加工装置以及激光加工方法，其在对粘贴了保护膜的工件进行激光加工时，自动判断部件彼此接触的共有部分等需要剥离保护膜的部分的保护膜来将其切断，由此能够提高部分去除保护膜的作业的操作性。

本发明是用于解决上述问题而作出的，本发明的特征在于，一种激光加工装置，其对粘贴了保护膜的工件进行激光加工，该激光加工装置根据包含加工程序的加工信息来判别是否具有需要用于切割保护膜的激光加工的共有部分，在具有需要用于切割保护膜的激光加工的共有部分的情况下，在上述加工程序中追加需要用于切割上述保护膜的激光加工的部分的激光加工处理。

本发明的另一特征在于，用于切割上述保护膜的激光加工为激光打标加工。

本发明的另一特征在于，需要用于切割上述保护膜的激光加工的共有部分为预定要安装其它部件的部分。

本发明的另一特征在于，需要用于切割上述保护膜的激光加工的共有部分为要进行折边(压扁)弯曲的部分。

本发明的另一特征在于，需要用于切割上述保护膜的激光加工的共有部分为要进行焊接的部分。

本发明的另一特征在于，需要用于切割上述保护膜的激光加工的共有部分为通过双头螺栓的焊接进行安装的部分。

本发明的另一特征在于，在上述加工信息中除了加工程序以外还包含要加工的工件的材质、加工尺寸、3d模型信息这样的加工所需的信息，并且包含焊接设定和双头螺栓安装设定这样的激光加工后的工件w的加工处理信息、与工件w上粘贴的保护膜有关的信息，与该保护膜有关的信息中包含保护膜的种类。

本发明的另一特征在于，一种激光加工方法，其对粘贴了保护膜的工件进行激光加工，其具备以下工序：根据包含加工程序的加工信息来判别是否具有需要用于切割上述保护膜的激光加工的共有部分；在具有需要用于切割上述保护膜的激光加工的共有部分的情况下，在上述加工程序中追加需要用于切割上述保护膜的激光加工的共有部分的激光加工处理。

本发明的另一特征在于，在需要用于切割上述保护膜的激光加工的共有部分为进行焊接的共有部分的情况下，根据来自焊接线的热的扩散范围来调整需要用于切割上述保护膜的激光加工的共有部分的形状。

本发明的另一特征在于，在需要用于切割上述保护膜的激光加工的共有部分为进行焊接的共有部分的情况下，根据从焊接头的激光照射方向来改变需要用于切割上述保护膜的激光加工的共有部分的形状。

附图说明

图1是实施本发明的激光加工装置的整体立体图。

图2是图1所示的控制装置7的概要结构图。

图3是追加由控制装置7执行的用于切割保护膜的激光打标加工的流程图。

图4是图3所示的步骤103中的判别是否具有需要进行激光打标加工的共有部分的工序以及步骤105中的在加工程序中追加进行激光打标加工的处理的工序的流程图。

图5是在加工后部件彼此接触的共有部分的种类的说明图。

图6是作为端面连接，部件a的端面a1与部件b的端面b1相接触的共有面的说明图。

图7是图6所示的共有面的结构信息的说明图。

图8是表示作为端面连接在工件w上安装其他部件时的激光打标加工的说明图。

图9是表示具有作为端面连接进行折边(压扁)弯曲的共有部分时的激光打标加工的说明图。

图10是具有作为边缘连接进行边缘焊接的共有部分时的说明图。

图11是表示具有作为端面连接通过双头螺栓的焊接来进行安装的共有部分时的激光打标加工的说明图。

具体实施方式

以下，使用附图来说明实施本发明的实施方式。

图1是实施本发明的激光加工装置的整体立体图。

如图1所示，激光加工装置1对作为加工材料的工件w照射激光，对工件w实施打孔等激光加工，从工件w制作预定部件等。

激光加工装置1具有：作为激光源的激光振荡器3；主体部5，其对工件w照射从激光振荡器3输出的激光来对工件w实施加工；以及控制装置7，其控制整个激光加工装置1的动作。此外，在控制装置7上连接有外部的数据服务器9等。

激光振荡器3根据控制装置7的指示使激光振荡，将激光振荡器3产生的激光经由加工光纤11提供给加工头13。

主体部5具有：加工台15，其具有放置工件w的放置面15a；x轴滑架17，其设置在加工台15上，在沿着该放置面15a的一个方向(x轴向)上进行移动。

在x轴滑架17上设置有y轴滑架19，其沿着放置面15a并且在与x轴方向正交的y轴方向上进行移动，在y轴滑架19上以能够在z轴方向(与x轴和y轴正交的方向)上进行移动的方式安装了加工头13。

x轴滑架17、y轴滑架19以及加工头13分别通过控制装置7控制下的驱动部(未图示)的驱动来相互独立地进行移动。

加工头13通过x轴滑架17与y轴滑架19的协作动作，在与工件w相对的范围内，沿着工件w的表面能够实现二维移动，使激光l以预定的焦点位置向工件w的希望的加工点wp进行照射从而执行加工。

图2是图1所示的控制装置7的概要结构图。

如图2所示，控制装置7由计算机构成，具有连接了rom23和ram25的cpu27，在cpu27上还连接了键盘那样的输入装置29和显示器那样的显示装置31以及外部的数据服务器9等。

此外，从外部的数据服务器9等向控制装置7提供包含加工程序的加工信息。

在此，在加工信息中除了加工程序以外，还包含要加工的工件w的材质、加工尺寸、3d模型信息等加工所需的信息，并且包含焊接设定和双头螺栓安装设定等激光加工后的工件w的加工处理信息、与工件w上粘贴的保护膜有关的信息。

而且，在该与保护膜有关的信息中包含保护膜的种类等，如后文中所述，控制装置7根据加工所需的信息、焊接设定和双头螺栓安装设定等激光加工后的工件w的加工处理信息、与工件w上粘贴的保护膜有关的信息，生成与从工件w制作的部件中的共有部分有关的信息，并根据该共有部分的信息制作通过激光加工来切割保护膜的激光打标加工。

即，部件的共有部分是指在加工后部件彼此接触的部分，对于该部件彼此接触的共有部分预先执行激光打标加工，从而容易剥离保护膜。

此外，在上述加工所需的信息中包含展开图等附图信息。通过该激光打标加工，切割使用氯乙烯等制作的保护膜。

即，在该控制装置7中，cpu27按照输入装置29的来自操作员的指示，根据包含加工程序的加工信息进行激光加工装置1的控制，对工件w执行包括激光打标加工的激光加工。

接着，说明由控制装置7执行的切割保护膜的激光打标加工。此外，在该情况下，预先判断是否具有保护膜，成为具有保护膜时的处理。

图3是追加由控制装置7执行的用于切割保护膜的激光打标加工的流程图。

在图3的步骤101中，控制装置7从外部的数据服务器9等取入包含加工程序的加工信息。

在此，在加工信息中除了加工程序以外，还包含要加工的工件w的材质、加工尺寸、3d模型信息等加工所需的信息，并且包含焊接设定和双头螺栓安装设定等激光加工后的工件w的加工处理信息、与工件w上粘贴的保护膜有关的信息，在该与保护膜有关的信息中包含保护膜的种类等。

而且，在步骤103中，控制装置7根据加工信息判别是否具有需要用于切割保护膜的激光打标加工的共有部分，在具有需要用于切割保护膜的激光打标加工的共有部分时，在步骤105中，控制装置7在加工程序中追加沿着该共有部分的外周进行激光打标加工的处理。

此外，设定为在通常的激光加工后进行上述激光打标加工，但是也可以设定为在通常的激光加工前进行上述激光打标加工。

接着，详细说明上述步骤103和上述步骤105中的工序。

图4是上述步骤103中的判别是否具有需要激光打标加工的共有部分的工序以及上述步骤105中的在加工程序中追加进行激光打标加工的处理的工序的流程图。

在图4的步骤201中，控制装置7根据所取入的包含加工程序的加工信息，检测需要进行激光打标加工来切割保护膜的共有部分。

即，在加工信息中除了加工程序以外，还包含要加工的工件w的材质、加工尺寸、3d模型信息等加工所需的信息，并且包含焊接设定和双头螺栓安装设定等激光加工后的工件w的加工处理信息、与工件w上粘贴的保护膜有关的信息，因此控制装置7根据该加工信息，检测由于焊接等在加工后部件彼此接触的共有部分。

此外，作为在加工后部件彼此接触的共有部分，存在图5所示的种类。即，列举出如图5(a)所示，部件a的端面a1与部件b的端面b1接触从而形成共有部分的端面连接(buttjoint)；如图5(b)所示，部件a的平面a2的角部分a2a与部件b的端面b1接触从而形成共有部分的角连接(cornerjoint)；如图5(c)所示，部件a的平面a2的中央部分a2b与部件b的端面b1接触从而形成共有部分的t型连接(tjoint)；如图5(d)所示，部件a的平面a2的一部分a2c与部件b的平面b2的一部分b2a接触从而形成共有部分的重叠连接(lapjoint)；如图5(e)所示，部件a的端面a1的边缘部a1a与部件b的端面b1的边缘部b1a接触从而形成共有部分的边缘连接(edgejoint)等。

接着，在步骤203中，控制装置7的cpu27生成在上述步骤201中检测出的共有部分的结构信息来作为接合图案，并将其存储到ram25中。

图5是在加工后部件彼此接触的共有部分的种类的说明图，在图5(a)～图5d)中，用斜线表示共有部分。此外，在图5(e)中，因为是边缘连接所以为实线。

在此，当以图5(a)所示的端面连接(buttjoint)为例来进行说明时，对于图6所示的作为端面连接，部件a的端面a1与部件b的端面b1相接触的共有面，取得图7所示的共有面的结构信息。

此外，设为图6所示那样的在部件a的端面a1上粘贴了保护膜。

即，作为图7所示的端面连接特征(buttjointfeature)中的局部边缘id＝1(localedge.id＝1)而取得图6所示的围绕部件a的端面a1的共有面a1b的第一端线a1c以及围绕部件b的端面b1的共有面b1b的第一端线b1c。

在该局部边缘id＝1中，第一端线a1c的参数“几何属性1(geomattr1)”成为属性“凸缘边缘(flangeedge)”，第一端线b1c的参数“几何属性2(geomattr2)”成为属性“凸缘边缘(flangeedge)”。

同样地，取得第二端线a1d、b1d、第三端线a1e、b1e、第四端线a1f、b1f的局部边缘id＝2～4(localedge.id＝2～4)的参数以及属性，成为图7所示的共有面的结构信息。根据这些信息判别共有部分的种类。

图6是作为端面连接，部件a的端面a1与部件b的端面b1相接触的共有面的说明图，图7是图6所示的共有面的结构信息的说明图。

接着，在步骤205中，控制装置7的cpu27根据在上述步骤203中生成并存储在ram25中的共有部分的结构信息，在加工程序中追加进行激光打标加工的处理。

即，根据上述共有部分的结构信息，在加工程序中追加沿着该共有部分的外周进行激光打标加工的处理程序。

既可以通过在通常的激光加工之后进行激光打标加工的方式来追加上述激光打标加工，也可以通过在通常的激光加工之前进行激光打标加工的方式进行追加。

在为图6所示的部件a的端面a1与部件b的端面b1相接触的共有面的情况下，沿着该共有面的外周的线中的第一端线a1c～第三端线a1e成为部件a的边缘，因此沿着第四端线a1f进行激光打标加工。

另外，考虑部件a与部件b的安装误差，也可以在第四端线a1f的稍微外侧进行激光打标加工。

接着，说明基于共有部分的激光打标加工的具体例。

图8～图11是基于共有部分的激光打标加工的具体例的说明图。

图8是具有以下共有部分时的说明图，在该共有部分，作为端面连接预定要安装其他部件。

如图8(a)所示，在激光加工后的工件w的加工处理中，当在工件w上安装其它部件33的情况下，控制装置7根据激光加工后的工件w的加工处理信息来生成预定要安装其它部件的共有部分的结构信息，根据该结构信息，在加工程序中追加激光打标加工。结果，如图8(b)所示，针对预定要安装其它部件33的共有部分w1的外周w1a进行激光打标加工。

由此，在激光加工后，能够简单地去除进行了激光打标加工的共有部分的保护膜，如图8(a)所示，能够在去除了保护膜35的共有部分37安装其它部件33。

即，能够避免在附带了保护膜35的状态下安装其它部件33引起的不便。

图9是具有以下共有部分时的说明图，在该共有部分作为端面连接进行折边(压扁)弯曲。

如图9(a)所示，在具有进行折边(压扁)弯曲的共有部分的情况下，控制装置7生成预定要进行折边(压扁)弯曲的共有部分的结构信息，并根据该结构信息在加工程序中追加激光打标加工。结果，如图9(b)所示，对于进行折边(压扁)弯曲的共有部分39的重叠区域w2的外周w2a进行激光打标加工。

由此，在激光加工后，能够简单地去除进行了激光打标加工的共有部分的保护膜，如图9(b)所示，能够在重叠区域w2中已去除了保护膜35的状态下进行折边(压扁)弯曲。

即，能够避免由于在附带了保护膜35状态下进行折边(压扁)弯曲，在进行折边(压扁)弯曲的共有部分39残留保护膜35而导致的不便。

图10是具有以下共有部分时的说明图，在该共有部分作为边缘连接进行边缘焊接。

如图10(a)所示，在具有进行边缘焊接的共有部分的情况下，控制装置7根据焊接设定信息来生成进行焊接的共有部分的结构信息，并根据该结构信息在加工程序中追加激光打标加工。结果，如图9(b)所示，对进行焊接的共有部分41的外周w3a进行激光打标加工。

在此，通过以下说明的用于对进行焊接的部分41的保护膜35的剥离宽度l进行设定的处理，来决定进行焊接的共有部分41的外周w3a。

即，在对进行焊接的共有部分41的保护膜35的剥离宽度l进行设定的处理中，在根据焊接设定信息设定焊接动作时，控制装置7预测来自焊接头43的热输入量(方向性)，对于焊接线45不均等地设定最小限度的剥离宽度l。

更详细地说明，如图10(a)所示，进行焊接的共有部分41的来自焊接线45的热的扩散量根据焊接时从焊接头43的照射方向的不同而不同。如图10(b)所示，在来自焊接头43的激光等的照射方向是从焊接线45的右侧入射的情况下，焊接线45左侧的热的扩散量大于焊接线45右侧的热的扩散量。

因而，控制装置7根据焊接设定信息，如图10(b)所示，以焊接线45左侧的剥离宽度l1大于焊接线45右侧的剥离宽度l2的方式决定进行焊接的共有部分41的外周w3a来进行激光打标加工。

由此，在激光加工后，能够简单地去除进行了激光打标加工的共有部分的保护膜，如图10(b)所示，能够以焊接线45左侧的剥离宽度l1大于焊接线45右侧的剥离宽度l2的方式剥离保护膜35，因此保护膜35不会在被烧焦后残留。

此外，也可以根据工件w的板厚、材质来决定保护膜35的剥离宽度l。即，关于工件w的板厚、材质在焊接时需要大的热量时，可以将剥离宽度l设定得大，在焊接时仅需要较小的热量时，可以将剥离宽度l设定得小。

图11是具有作为端面连接通过双头螺栓的焊接进行安装的共有部分时的说明图。

如图11所示，在具有通过双头螺栓的焊接进行安装的共有部分的情况下，控制装置7根据3d模型信息来生成通过双头螺栓47的焊接进行安装的共有部分的结构信息，并根据该结构信息在加工程序中追加激光打标加工。

结果，如图11所示，对通过双头螺栓47的焊接进行安装的共有部分49的外周w4a进行激光打标加工。

由此，在激光加工后，能够简单地去除进行了激光打标加工的共有部分的保护膜，如图11所示，能够在通过双头螺栓47的焊接进行安装的共有部分49的外周w4a去除了保护膜35的状态下进行双头螺栓47的焊接。

因而，保护膜35不会在被烧焦后残留。

此外，在判别通过双头螺栓47的焊接进行安装的共有部分49的处理中，可以使控制装置7预测来自焊接头的热输入量(方向性)，对双头螺栓47不均等地设定最小限度的剥离宽度l。

另外，在图11中，w4b是表示双头螺栓47的焊接部位的标记。

根据上述实施方式，对需要切割保护膜的共有部分预先进行激光打标加工使得保护膜容易剥离，因此能够显著地提高去除共有部分的保护膜的作业的操作性。

本发明并不限定于上述发明的实施方式，通过进行适当的变更，能够以其它方式实施。

产业上的应用

根据本发明，在对粘贴了保护膜的工件进行加工时，自动判断需要剥离保护膜的共有部分的保护膜并将其切断，由此能够显著地提高去除共有部分的保护膜的作业的操作性。