激光加工裝置及激光加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在三維加工中能夠進一步降低表面粗糙度的激光加工裝置及激光加工方法。本發(fā)明的激光加工方法如下：將加工區(qū)域設(shè)定為沿激光的照射方向堆積多層加工層的區(qū)域，將對加工層設(shè)定的虛擬四角格子的格點作為脈沖照射點來照射激光而進行加工，在多層加工層中，將以加工順序為自第1層至第4層的連續(xù)的4個層作為1個周期，至少包含相當于1個周期的層，在第2層中將格點挪動到由第1層中相鄰的4個脈沖照射點（P1）構(gòu)成的四邊形（Q1）的重心（G1）來作為脈沖照射點（P2)，在第3層中將格點挪動到由第1～第2層中相鄰的脈沖照射點（P1、P2）構(gòu)成的四邊形（Q2）的重心（G2）來作為脈沖照射點（P3），在第4層中將格點挪動到由第3層中相鄰的4個脈沖照射點（P3）構(gòu)成的四邊形（Q3）的重心（G3）來作為脈沖照射點（P4）。
【專利說明】激光加工裝置及激光加工方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過大幅度降低表面粗糙度來實現(xiàn)三維加工的激光加工裝置及激光加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為利用激光對材料進行三維形態(tài)加工的方法之一已知有如下方法:如圖7所示，將從加工對象物W中加工去除的部位分成在與激光L的照射方向垂直的方向?qū)盈B的多個層(以下還稱為加工層LY)，從靠近加工對象物W的表面那一側(cè)的加工層LY開始依次進行加工去除(以下稱為層加工法)(參考專利文獻I)。該層加工法雖然能夠高精度地加工出比較隨意的形態(tài)，但由于在加工面上產(chǎn)生由激光L的脈沖引起的微細的加工痕(以下稱為脈沖痕)所致的凹凸，因此加工面的表面粗糙度與磨削加工等相比會變大。
[0003]因此，為了降低加工面的表面粗糙度，可采取如下手段:通過有規(guī)律地控制向加工層脈沖照射的激光的照射位置(以下稱為脈沖照射點)的分布(以下還稱為脈沖照射點分布)，從而抑制由脈沖痕導(dǎo)致的凹凸。例如，在專利文獻2中，控制進行掃描的激光的掃描線的間隔等，例如以正方形格子狀分布脈沖照射點。
[0004]專利文獻1:日本專利公開2012-16735號公報
[0005]專利文獻2:日本專利公開2007-229756號公報
[0006]上述以往技術(shù)中遺留有以下課題。
[0007]專利文獻2中所記載的加工方法中，存在未充分降低激光加工面的表面粗糙度的情況。其原因在于，沒有考慮到層與層之間的脈沖照射點的重合分布，因此產(chǎn)生于層內(nèi)的凹凸在層與層之間堆積，有時還特別明顯，而有可能每當增加加工深度時表面粗糙度就會增加。并且，越縮小相鄰脈沖照射點之間的距離，一個層內(nèi)因脈沖痕引起的凹凸就變得越明顯，越使一個層內(nèi)的表面粗糙度變低，這就相當于增加層的厚度，其結(jié)果，在對相對于激光軸傾斜的面進行加工形成時變成較大的階梯型的高低差，因此存在反而使相對于激光軸傾斜的面的表面粗糙度增加的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種在三維加工中能夠進一步降低表面粗糙度的激光加工裝置及激光加工方法。
[0009]本發(fā)明為了解決上述課題采用了以下結(jié)構(gòu)。即，本發(fā)明的激光加工裝置為通過對加工對象物照射脈沖激光來進行形狀形成的加工裝置，其中，具備:脈沖激光照射機構(gòu)，以恒定的重復(fù)頻率對所述加工對象物照射所述激光并進行掃描；位置調(diào)整機構(gòu)，能夠保持所述加工對象物來對該加工對象物與所述激光的相對位置關(guān)系進行調(diào)整；及控制部，控制這些機構(gòu)，在進行所述激光的掃描時將所述加工區(qū)域設(shè)定為沿所述激光的照射方向堆積多層加工層的區(qū)域，通過對各加工層照射所述激光并去除每個所述加工層的預(yù)定部分來形成三維形狀的加工面，該控制部通過將對所述加工層設(shè)定的虛擬四角格子的格點作為脈沖照射點而照射所述激光來進行加工，在多層所述加工層中，將以加工順序為自第I層至第4層的連續(xù)的4個層作為I個周期，至少包含相當于I個周期的層，在所述第2層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第I層中相鄰的4個所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點，在所述第3層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第I層及所述第2層中相鄰的所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點，在所述第4層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第3層中相鄰的4個所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點。另外，在此將四角格子定義為:4個最靠近的格點構(gòu)成正方形、長方形、菱形、平行四邊形之中的任一種形狀，并無縫隙地將其相同的形狀鋪滿在平面上。并且，例如最靠近的3個格點為正三角形時，通常大多視為正三角形格子，但是在此視為銳角為60°的平行四邊形，并將其納入上述四角格子中。
[0010]并且，本發(fā)明的激光加工方法，其為通過對加工對象物照射激光來進行形狀形成的加工方法，其中，具有:激光照射工序，在該工序中以恒定的重復(fù)頻率對所述加工對象物照射所述激光并進行掃描；及位置調(diào)整工序，該工序中能夠保持所述加工對象物來對該加工對象物與所述激光的相對位置關(guān)系進行調(diào)整，在進行所述激光的掃描時，將所述加工區(qū)域設(shè)定為沿所述激光的照射方向堆積多層加工層的區(qū)域，通過對各加工層照射所述激光并去除每個所述加工層的預(yù)定部分來形成三維形狀的加工面，在對所述加工層設(shè)定的虛擬四角格子的格點上照射所述激光來進行加工，在多層所述加工層中，將以加工順序為自第I層至第4層的連續(xù)的4個層作為I個周期，至少包含相當于I個周期的層，在所述第2層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第I層中相鄰的4個所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點，在所述第3層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第I層及所述第2層中相鄰的所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點，在所述第4層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第3層中相鄰的4個所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點。
[0011]在這些激光加工裝置及激光加工方法中，在多層加工層中，將以加工順序為自第I層至第4層的連續(xù)的4個層作為I個周期，至少包含相當于I個周期的層，對于第2層至第4層如上所述通過分別挪動四角格子的格點來作為脈沖照射點，由此與在χ-y面內(nèi)隨機移動格點為脈沖照射點的四角格子來層疊時相比，能夠減少由脈沖痕導(dǎo)致的凹凸。
[0012]另外，本發(fā)明的激光加工裝置，其中，所述控制部在連續(xù)重復(fù)所述I個周期時，第2個以后的周期中，在所述第I層中，將所述四角格子的格點挪動到由到上一周期為止相鄰的所述脈沖照射點構(gòu)成的任一四邊形的重心來作為脈沖照射點。
[0013]S卩，該激光加工裝置中，在連續(xù)重復(fù)所述I個周期時，第2個以后的周期中，在第I層中，將所述四角格子的格點挪動到由到上一周期為止相鄰的所述脈沖照射點構(gòu)成的任一四邊形的重心來作為脈沖照射點，因此能夠進一步減少凹凸。
[0014]另外，本發(fā)明的激光加工裝置中優(yōu)選使所述控制部將所述第4層設(shè)定為最后一個所述加工層。
[0015]即，該激光加工裝置中，通過將第4層設(shè)定為最后一個加工層，能夠使表面粗糙度變得極小。
[0016]根據(jù)本發(fā)明發(fā)揮以下效果。
[0017]即，根據(jù)本發(fā)明所涉及的激光加工裝置及激光加工方法，在多層加工層中，將以加工順序為自第I層至第4層的連續(xù)的4個層作為I個周期，至少包含相當于I個周期的層，對于第2層至第4層如上所述通過分別挪動四角格子的格點來作為脈沖照射點，由此與在x-y面內(nèi)隨機移動格點為脈沖照射點的四角格子來層疊時相比，減小由脈沖痕導(dǎo)致的凹凸，并能夠降低激光加工面的表面粗糙度。
[0018]于是，本發(fā)明的激光加工裝置及激光加工方法適合于例如要求表面粗糙度Rz ^ 3 μ m的具有復(fù)雜的立體形狀的產(chǎn)品的形狀加工等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是在本發(fā)明所涉及的激光加工裝置及激光加工方法的一實施方式中，表示激光加工裝置的概略整體結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是本實施方式中以工序順序表示基于自第I層(a)至第4層(d)的正方形格子的脈沖照射點的說明圖。
[0021]圖3是本實施方式中以工序順序表示基于自第I層至第16層的平行四邊形格子的脈沖照射點的說明圖。
[0022]圖4作為本發(fā)明所涉及的實施例，是表示通過本發(fā)明的方法對第I層(a)至第4層(d)照射激光時的模擬實驗結(jié)果的激光加工面的形狀圖。
[0023]圖5作為本發(fā)明所涉及的比較例，是表示以隨機移動的方式對第I層(a)至第4層(d)照射激光時的模擬實驗結(jié)果的激光加工面的形狀圖。
[0024]圖6是表示本發(fā)明所涉及的實施例及比較例中，表面粗糙度隨著層數(shù)而變化的實際激光加工試驗結(jié)果 的曲線圖。
[0025]圖7是表示基于激光加工的激光加工法的說明圖。
[0026]符號說明
[0027]1-激光加工裝置，2-激光照射機構(gòu)，3-位置調(diào)整機構(gòu)，C-控制部，Gl~G6-四邊形的重心，L-激光，Pl~P16-脈沖照射點，W-加工對象物。
【具體實施方式】
[0028]以下，參考圖1至圖3對本發(fā)明所涉及的激光加工裝置及激光加工方法的一實施方式進行說明。
[0029]如圖1所示，本實施方式的激光加工裝置I為對加工對象物W照射激光L來進行形狀形成的加工裝置，其具備:激光照射機構(gòu)2，以恒定的重復(fù)頻率對加工對象物W照射激光L并進行掃描；位置調(diào)整機構(gòu)3，能夠保持加工對象物W來對該加工對象物W與激光L的相對位置關(guān)系進行調(diào)整；及控制部C，控制這些機構(gòu)，并在進行激光L的掃描時將加工區(qū)域設(shè)定為沿激光L的照射方向堆積多層加工層的區(qū)域，通過對各加工層照射激光L并去除每個加工層的預(yù)定部分來形成三維形狀的加工面。
[0030]上述位置調(diào)整機構(gòu)3由如下構(gòu)成:X軸載物臺4x，能夠在與水平面平行的X方向上移動；-軸載物臺4y，設(shè)置于該X軸載物臺4x上且相對于X方向垂直并且能夠在與水平面平行的Y方向上移動 '及Z軸載物臺4z，設(shè)置于該Y軸載物臺4y上且在能夠保持加工對象物W的同時能夠在與水平面垂直的方向上移動。
[0031]上述激光照射機構(gòu)2具備:激光光源5,振蕩出被Q開關(guān)的觸發(fā)信號脈沖化的激光L ;光束擴展器6，將來自該激光光源5的激光L的光束擴展成一定直徑；電流掃描儀7，對來自該光束擴展器6的激光L進行掃描；f_ Θ透鏡8，對來自該電流掃描儀7的激光L進行聚光并照射到加工對象物W上；及CXD攝像機9，為確認被保持的加工對象物W的加工位置而進行拍攝。另外，在光束擴展器6前后的光路上配置反射鏡或波片等光學(xué)部件也無妨。
[0032]通過該激光照射機構(gòu)2射出的激光L為單模且光束截面的光強度分布呈高斯型分布。
[0033]作為上述激光光源5，可使用能夠照射出任一種波長為190?550nm的激光的激光光源，例如在本實施方式中使用了能夠振蕩出波長為266nm的激光而射出的激光光源。
[0034]上述電流掃描儀7配置在Z軸載物臺4z的正上方。并且，上述CXD攝像機9靠電流掃描儀7配置。
[0035]如圖2所示，上述控制部C具有如下作用:通過將對加工層設(shè)定的虛擬四角格子的格點作為脈沖照射點照射激光L來進行加工，在多層加工層中，將以加工順序為自第I層至第4層的連續(xù)的4個層作為I個周期，至少包含相當于I個周期的層，在第2層中，將四角格子的格點挪動到由第I層中相鄰的4個脈沖照射點Pl構(gòu)成的四邊形Ql的重心Gl來作為脈沖照射點P2，在第3層中，將所述四角格子的格點挪動到由第I層及第2層中相鄰的脈沖照射點P1、P2構(gòu)成的四邊形Q2的重心G2來作為脈沖照射點P3，在第4層中，將所述四角格子的格點挪動到由第3層中相鄰的4個脈沖照射點P3構(gòu)成的四邊形Q3的重心G3來作為脈沖照射點P4。另外，上述格點與脈沖照射點為俯視觀察與激光L的照射方向(z方向)垂直的面(χ-y平面)時的坐標點。
[0036]并且，控制部C在連續(xù)重復(fù)所述I個周期時，第2個以后的周期中，在第I層中，將所述四角格子的格點挪動到由到上一周期為止相鄰的脈沖照射點構(gòu)成的任一四邊形的重心來作為脈沖照射點。
[0037]此外，優(yōu)選使控制部C將第4層設(shè)定為加工層的最后一個加工層。
[0038]本實施方式中，在進行激光L的掃描時，在掃描程序中以堆積多層加工層的方式進行設(shè)定，以此對各加工層垂直照射激光L，在每個加工層中去除預(yù)定部分來逐漸形成三維形狀的加工面。因此在控制激光L的掃描時，首先沿激光L的照射方向?qū)⒓庸ο笪颳分成多個加工層來進行設(shè)定。
[0039]并且，在每個加工層中設(shè)定出從加工之前的形狀和基于設(shè)計而進行加工之后的形狀中加工去除的部分，并在每個加工層中掃描激光L來去除預(yù)定部分，由此逐漸形成預(yù)定的加工面。
[0040]若更具體地對該激光加工方法進行說明，則如圖7所示，首先控制部C通過激光L由加工對象物W的原始形狀加工成目標立體形狀時，在垂直于Z軸的面上將要加工去除的立體形狀部分等間隔分割(分層)成多個加工層LY。
[0041]此時，層(加工層LY)的厚度取決于每脈沖時的能量與層內(nèi)的脈沖照射點的空間密度，但是層厚始終恒定時較容易控制，并且由層的階梯導(dǎo)致的相對于激光軸傾斜的面的凹凸變得均勻，因此優(yōu)選。因此，為了將層厚設(shè)為恒定，在加工中激光L的能量密度、激光L的重復(fù)頻率、及激光L的掃描速度及掃面線的間隔等條件始終被設(shè)定為恒定。因此將所有層的脈沖照射點分布設(shè)為相同形狀及相同尺寸的四角格子成為必要條件。
[0042]控制部C在層加工法的上述條件下將脈沖照射點的分布均勻化，來設(shè)定其格點成為脈沖照射點的四角格子的形狀。即，設(shè)定四角格子的激光掃描線內(nèi)的脈沖照射點之間的距離、相鄰激光掃描線的間隔、脈沖照射點的激光掃描線之間的偏離量(相鄰激光掃描線中最靠近的脈沖照射點之間的激光掃描線方向的距離)及各激光掃描線的掃描起點等。并且，此時，如圖2的(a)所示，激光的截面強度分布為較理想的高斯型時，四角格子優(yōu)選設(shè)為正方形格子，而在激光的截面強度分布中存在各向異性時，根據(jù)其形狀的變形而設(shè)為長方形格子或平行四邊形格子才可降低表面粗糙度。
[0043]并且，以上述設(shè)定開始加工層的加工。如圖2的(a)所示，首先，在加工層的第I層的加工中，將預(yù)定的四角格子的格點作為第I層的脈沖照射點Pl來進行激光L的掃描。另夕卜，圖中的箭頭表示激光L的掃描方向。
[0044]接著，如圖2的(a)和(b)所示，在第2層的加工中，將四角格子的格點挪動到由第I層中相鄰的4個脈沖照射點Pl構(gòu)成的第I四邊形Ql的重心Gl來作為第2層的脈沖照射點P2，并進行激光L的掃描。
[0045]進而，如圖2的(b)和(C)所示，在第3層的加工中，將所述四角格子的格點挪動到由第I層及第2層中相鄰的脈沖照射點P1、P2構(gòu)成的第2四邊形Q2的重心G2來作為第3層的脈沖照射點P3，并進行激光L的掃描。
[0046]并且，作為I個周期的最后，在第4層的加工中，如圖2的(C)和(d)所示，將所述四角格子的格點挪動到由第3層中相鄰的4個脈沖照射點P3構(gòu)成的第3四邊形Q3的重心G3來作為照射點P4，并進行激光L的掃描。
[0047]以此結(jié)束對加工層的第I周期中的4個層的加工。之后，在連續(xù)重復(fù)所述I個周期時，即當被分層的層數(shù)超過4層時，同樣重復(fù)所述I個周期的激光加工。
[0048]例如，將四角格子設(shè)為平行四邊形格子時，若對于將總層數(shù)設(shè)為16層而加工至4個周期時的脈沖照射點進行說明，則如圖3所示，第2個以后的周期中，在第I層中，將所述四角格子的格點挪動到由到上一周期為止相鄰的脈沖照射點構(gòu)成的任一四邊形的重心來作為脈沖照射點。
[0049]S卩，如圖3的(a)所示，第I周期中4個層的脈沖照射點Pl?P4被設(shè)定為平行四邊形格子的格點時，如圖3的(b)所示，在第2周期中的第I層中，將所述平行四邊形格子的格點挪動到由第I周期中相鄰的脈沖照射點Pl?P4構(gòu)成的第4四邊形Q4的重心G4來作為脈沖照射點P5，并進行激光L的掃描。并且，從第2周期中的第2層至第4層，即從最初算起第5層至第8層為止的3個層以第5層的脈沖照射點P5作為基準，與第I周期同樣設(shè)定第6層的脈沖照射點P6、第7層的脈沖照射點P7及第8層的脈沖照射點P8，并依次進行激光L的掃描。
[0050]另外,如圖3的(b)所示,將所述平行四邊形格子的格點如圖3的(C)所示挪動到由上一周期(第I周期及第2周期)為止相鄰的脈沖照射點Pl?P8構(gòu)成的任一第5四邊形Q5的重心G5來作為第3周期的第I層，即從最初算起第9層的脈沖照射點P9，并進行激光L的掃描。并且，從第3周期的第2層至第4層為止，即從最初算起第10層到第12層為止的3個層以第9層的脈沖照射點P9作為基準，與第I周期同樣設(shè)定第10層的脈沖照射點P10、第11層的脈沖照射點Pll及第12層的脈沖照射點P12，并依次進行激光L的掃描。
[0051]接著，將所述平行四邊形格子的格點挪動到由第3周期中相鄰的脈沖照射點P9?P12構(gòu)成的第6四邊形Q6的重心G6來作為第4周期的第I層，即從最初算起第13層的脈沖照射點P13，并進行激光L的掃描。并且，從第4周期中的第2層至第4層為止，即從最初算起第14層到第16層為止的3個層以第13層的脈沖照射點P13作為基準，與第I周期同樣設(shè)定第14層的脈沖照射點P14、第15層的脈沖照射點P15及第16層的脈沖照射點P16，并依次進行激光L的掃描。
[0052]如此，將下一個周期的第I層中的脈沖照射點挪動到由到上一周期為止彼此相鄰的脈沖照射點圍繞的任一四邊形的重心來設(shè)定為該周期的4層的脈沖照射點，由此相鄰的脈沖照射點之間的空間被脈沖照射點填滿，每當重復(fù)上述周期時該空間逐漸縮小，從而能夠漸漸縮小由加工痕引起的凹凸。
[0053]因此，本實施方式的激光加工裝置I及激光加工方法中，在多層加工層中，將以加工順序為自第I層至第4層的連續(xù)的4個層作為I個周期，至少包含相當于I個周期的層，對于第2層至第4層如上所述通過分別挪動四角格子的格點來作為脈沖照射點，從而與在x-y方向上隨機移動格點為脈沖照射點的四角格子來層疊時相比，能夠縮小由脈沖痕引起的凹凸。
[0054]并且，在連續(xù)重復(fù)所述I個周期時，第2個以后的周期中，在第I層中，將所述四角格子的格點挪動到由到上一周期為止相鄰的脈沖照射點構(gòu)成的任一四邊形的重心來作為脈沖照射點，因此能夠進一步減少凹凸。尤其通過將第4層設(shè)定為最后一個加工層，能夠使表面粗糙度變得極小。
[0055][實施例]
[0056]接著，對利用上述實施方式的激光加工裝置對加工對象物的表面進行激光加工時的模擬實驗結(jié)果進行說明。
[0057]本模擬實驗中，作為上述四邊形格子設(shè)定為邊長大小為2.5 μ m的正方形格子，如圖4的(a)?(d)所示，計算出對第I周期的第I層(a)至第4層(d)為止的加工層進行加工時的加工對象物的表面狀態(tài)的凹凸。
[0058]另外，該模擬實驗中，假定在I個脈沖照射點中，在加工對象物的加工表面上產(chǎn)生由下列高斯函數(shù)規(guī)定的截面形狀的加工痕來計算。
[0059]高斯函數(shù):z= -exp (_x2_y2)
[0060]如從該模擬實驗結(jié)果可知，每當疊層時凹凸即被消除，從而獲得平滑的加工面。另夕卜，達到第4層時，表面粗糙度Rz (最大高度)為0.029 μ m。
[0061]另外，作為比較例，與上述實施例相同，作為四邊形格子設(shè)定為邊長大小為2.5μπι的正方形格子，將所有層在x-y方向上僅移動相當于隨機的量，如圖5的(a)?(d)所示，計算出對第I周期中第I層(a)至第4層(d)為止的加工層進行加工時的加工對象物的表面狀態(tài)的凹凸。
[0062]如從該模擬實驗結(jié)果可知，以隨機挪動來進行激光加工的比較例中，即使疊層也沒有消除凹凸，每當疊層時凹凸變大。另外，達到第4層時，表面粗糙度Rz (最大高度)為
1.878 μ mD
[0063]接著，將鋁板(加工前的表面粗糙度Rz:約0.2ym)作為加工對象物時，將進行本發(fā)明的激光加工時的加工層的層數(shù)與表面粗糙度之間的關(guān)系(圖中“有規(guī)則地層疊正方形格子”)示于圖6。
[0064]將此時的激光條件設(shè)為:波長為266nm，重復(fù)頻率為100kHz，功率為2W。并且作為上述四邊形格子設(shè)定為邊長大小為6 μ m的正方形格子。另外，曲線圖中標會的為表面粗糙度的實測值，虛線及實線為肉眼觀察這些標會而擬合的線。
[0065]并且，作為比較例，與上述實施例相同，作為四邊形格子設(shè)定為邊長大小為6 μ m的正方形格子，將所有層在χ-y方向上僅移動相當于隨機的量來進行與上述相同層數(shù)的加工時(圖中的“隨機移動來層疊正方形格子”)，也一并在圖6中示出。另外，對于與上述比較例同樣以隨機移動來進行加工，僅對其中4層(第10至第13層)進行與本發(fā)明的第I層至第4層相同的激光加工時(圖中“隨機移動來層疊正方形格子”(實線部))，也一并在圖6中示出。
[0066]從這些結(jié)果可知，在本發(fā)明的激光加工方法中對所有層進行加工時，從第I層起每當積累層數(shù)時表面粗糙度就變小，與此相比，在以隨機移動來對所有層進行加工的比較例中，每當積累層數(shù)時表面粗糙度就會變大。并且，相對于以隨機移動來對所有層進行加工的比較例，在通過本發(fā)明的激光加工方法僅對總層數(shù)中的一部分進行層加工的例子中，表面粗糙度變小，通過至少有一部分被規(guī)則化的本發(fā)明的激光加工方法來加工，能夠獲得降低表面粗糙度的效果。
[0067]另外，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限于上述實施方式及上述實施例，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)能夠施以各種變更。
【權(quán)利要求】
1.一種激光加工裝置，其為通過對加工對象物照射脈沖激光來進行形狀形成的加工裝置，其特征在于，具備: 脈沖激光照射機構(gòu)，以恒定的重復(fù)頻率對所述加工對象物照射所述激光并進行掃描；位置調(diào)整機構(gòu)，能夠保持所述加工對象物來對該加工對象物與所述激光的相對位置關(guān)系進行調(diào)整；及 控制部，控制這些機構(gòu)，在進行所述激光的掃描時將所述加工區(qū)域設(shè)定為沿所述激光的照射方向堆積多層加工層的區(qū)域，通過對各加工層照射所述激光并去除每個所述加工層的預(yù)定部分來形成三維形狀的加工面， 該控制部通過將對所述加工層設(shè)定的虛擬四角格子的格點作為脈沖照射點而照射所述激光來進行加工， 在多層所述加工層中，將以加工順序為自第I層至第4層的連續(xù)的4個層作為I個周期，至少包含相當于I個周期的層， 在所述第2層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第I層中相鄰的4個所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點， 在所述第3層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第I層及所述第2層中相鄰的所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點， 在所述第4層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第3層中相鄰的4個所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于， 所述控制部在連續(xù)重復(fù)所述I個周期時，第2個以后的周期中，在所述第I層中，將所述四角格子的格點挪動到由到上一周期為止相鄰的所述脈沖照射點構(gòu)成的任一四邊形的重心來作為脈沖照射點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光加工裝置，其特征在于， 所述控制部將所述第4層設(shè)定為最后一個所述加工層。
4.一種激光加工方法，其為通過對加工對象物照射脈沖激光來進行形狀形成的加工方法，其特征在于，具有: 激光照射工序，在該工序中以恒定的重復(fù)頻率對所述加工對象物照射所述激光并進行掃描 '及 位置調(diào)整工序，在該工序中能夠保持所述加工對象物來對該加工對象物與所述激光的相對位置關(guān)系進行調(diào)整， 在進行所述激光的掃描時，將所述加工區(qū)域設(shè)定為沿所述激光的照射方向堆積多層加工層的區(qū)域，通過對各加工層照射所述激光并去除每個所述加工層的預(yù)定部分來形成三維形狀的加工面， 在對所述加工層設(shè)定的虛擬四角格子的格點上照射所述激光來進行加工， 在多層所述加工層中，將以加工順序為自第I層至第4層的連續(xù)的4個層作為1個周期，至少包含相當于I個周期的層， 在所述第2層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第I層中相鄰的4個所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點， 在所述第3層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第I層及所述第2層中相鄰的所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點， 在所述第4層中，將所述四角格子的格點挪動到由所述第3層中相鄰的4個所述脈沖照射點構(gòu)成的四邊形的重心來作為脈沖照射點。
【文檔編號】B23K26/00GK103464892SQ201310218251
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月5日
【發(fā)明者】久保拓矢, 高橋正訓(xùn), 日向野哲 申請人:三菱綜合材料株式會社