JP6632781B1 - Laser processing apparatus, laser processing method, and error adjustment method - Google Patents

Laser processing apparatus, laser processing method, and error adjustment method Download PDF

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Abstract

レーザ加工装置(100)が、加工テーブル(2A)と、ガルバノミラー(4A)を駆動するガルバノスキャナ(5A)と、加工テーブルの面上を観察するカメラ(7A)と、加工ワーク(3A)のレーザ加工を制御する制御装置(10)と、を備え、複数の基準マーク(M)が配置された基準板(8)が加工テーブル(2A)上に載置され、制御装置(10)は、4箇所以上の基準マーク(M)の測定位置(MQ)に基づいて、加工テーブル(2A)の位置決め誤差を算出し、カメラ(7A)と加工テーブル(2A)とを連動させることで、基準マーク(M)を測定する処理を繰り返し、制御装置(10)は、加工テーブル(2A)の全領域にわたって位置決め誤差を算出し、算出した位置決め誤差に基づいて、加工対象物のレーザ加工を制御する。A laser processing apparatus (100) includes a processing table (2A), a galvano scanner (5A) that drives a galvanometer mirror (4A), a camera (7A) that observes a surface of the processing table, and a processing work (3A). A control device (10) for controlling laser processing, a reference plate (8) on which a plurality of reference marks (M) are arranged is placed on the processing table (2A), and the control device (10) Based on the measurement positions (MQ) of the four or more reference marks (M), the positioning error of the processing table (2A) is calculated, and the camera (7A) and the processing table (2A) are linked to each other to obtain the reference mark. The controller (10) repeats the process of measuring (M), calculates the positioning error over the entire area of the processing table (2A), and performs laser processing of the processing target based on the calculated positioning error. To your.

Description

本発明は、加工テーブルに載せた加工ワークのレーザ加工を行うレーザ加工装置、レーザ加工方法、および誤差調整方法に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus, a laser processing method, and an error adjustment method for performing laser processing on a processing work placed on a processing table.

レーザ加工装置は、加工ワークを載せた加工テーブルを移動させることによって、加工ワーク上の種々の位置にレーザ加工を行う。このレーザ加工装置には加工テーブルに位置決め誤差があるので、レーザ加工装置は、位置決め誤差に基づいて、レーザ光の照射位置を補正する必要がある。   The laser processing apparatus performs laser processing on various positions on the work by moving a work table on which the work is placed. Since the laser processing apparatus has a positioning error in the processing table, the laser processing apparatus needs to correct the irradiation position of the laser beam based on the positioning error.

特許文献1に記載のレーザ加工装置は、ガルバノスキャナを介して加工対象面を観察できるカメラで、ガルバノスキャナ上のガラススケールに形成されたスケールマークの位置を検出し、スケールマークの位置と検出結果とから、ガルバノスキャナの駆動量を補正するための補正値を求めている。   The laser processing apparatus described in Patent Document 1 is a camera that can observe a processing target surface via a galvano scanner, detects the position of a scale mark formed on a glass scale on the galvano scanner, and detects the position of the scale mark and the detection result. Thus, a correction value for correcting the driving amount of the galvano scanner is obtained.

特開2008−264789号公報JP 2008-264789 A

しかしながら、上記特許文献1の技術では、カメラとガルバノスキャナが連動していないので、ガルバノスキャナの可動によって加工対象の画像を撮像できる範囲でしか補正ができず、ガルバノスキャンエリアよりも広範囲な加工テーブル上の加工対象エリアに対しては補正できないという問題点があった。   However, in the technology of Patent Document 1, since the camera and the galvano scanner are not linked, the correction can be performed only in a range where the image of the processing target can be captured by the movement of the galvano scanner, and the processing table is wider than the galvano scan area. There is a problem that the correction cannot be performed on the upper processing target area.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガルバノスキャンエリアよりも広範囲な加工テーブル上の加工対象エリアを精度良く加工できるレーザ加工装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus that can accurately process a processing target area on a processing table that is wider than a galvano scan area.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザ加工装置は、加工対象物を載置する加工テーブルと、加工対象物にレーザ光を照射してスキャンするガルバノミラーと、ガルバノミラーを駆動するガルバノスキャナと、を備える。本発明のレーザ加工装置は、矩形領域内に4箇所以上の基準マークが配置された基準板が加工テーブル上に載せられた際には4箇所以上の基準マークを測定し、加工対象物が加工テーブル上に載せられた際には加工対象物の加工面に設けられたアライメントマークの位置を測定する測定装置を備える。本発明のレーザ加工装置は、4箇所以上の基準マークの測定位置に基づいて加工テーブルの位置決め誤差および位置決め誤差を補正する補正係数を算出し、補正係数を用いてアライメントマークの測定位置を補正し、かつ補正したアライメントマークの測定位置に基づいて、位置決め誤差を補正するための、ガルバノスキャナの駆動補正量を算出し、かつ駆動補正量を用いてガルバノスキャナを駆動しながら加工対象物のレーザ加工を制御する制御装置を備える。本発明のレーザ加工装置では、補正係数を算出する際には測定装置と加工テーブルとを連動させることで、4箇所以上の基準マークを測定する処理を繰り返し、制御装置は、加工テーブルの全領域にわたって補正係数を算出する In order to solve the above-described problems and achieve the object, a laser processing apparatus according to the present invention includes a processing table on which a processing target is placed, a galvanometer mirror configured to irradiate a laser beam onto the processing target to scan, and a galvanometer. It comprises a galvanometer scanner for driving the mirror, a. The laser processing apparatus of the present invention measures four or more reference marks when a reference plate on which four or more reference marks are arranged in a rectangular area is placed on a processing table, and the processing object is processed. A measurement device is provided for measuring the position of an alignment mark provided on a processing surface of a processing target when the processing device is placed on a table. The laser processing apparatus of the present invention calculates a positioning error of the processing table and a correction coefficient for correcting the positioning error based on the measurement positions of the four or more reference marks, and corrects the measurement position of the alignment mark using the correction coefficient. Calculating a galvano scanner drive correction amount for correcting a positioning error based on the corrected alignment mark measurement position, and using the drive correction amount to drive the galvano scanner to perform laser processing on an object to be processed. And a control device for controlling the In the laser processing apparatus of the present invention, when the correction coefficient is calculated, the measurement device and the processing table are linked to each other, so that the processing of measuring four or more reference marks is repeated. The correction coefficient is calculated over the range .

本発明にかかるレーザ加工装置は、ガルバノスキャンエリアよりも広範囲な加工テーブル上の加工対象エリアを精度良く加工できるという効果を奏する。   The laser processing apparatus according to the present invention has an effect that a processing target area on a processing table that is wider than a galvano scan area can be accurately processed.

実施の形態にかかるレーザ加工装置の構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser processing apparatus according to an embodiment 実施の形態にかかるレーザ加工装置が備える制御装置の構成を示す図FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a control device included in the laser processing apparatus according to the embodiment. 実施の形態にかかるレーザ加工装置による補正係数の算出処理手順を示すフローチャート9 is a flowchart illustrating a correction coefficient calculation process performed by the laser processing apparatus according to the embodiment. 実施の形態にかかるレーザ加工装置で用いられる基準板の測定エリアを説明するための図FIG. 4 is a view for explaining a measurement area of a reference plate used in the laser processing apparatus according to the embodiment. 実施の形態にかかるレーザ加工装置が測定する基準マークを説明するための図FIG. 7 is a diagram for explaining reference marks measured by the laser processing apparatus according to the embodiment. 実施の形態にかかるレーザ加工装置が取得する、基準マークの実位置と測定位置との関係を説明するための図FIG. 7 is a diagram for explaining a relationship between the actual position of the reference mark and the measurement position, which is acquired by the laser processing apparatus according to the embodiment 実施の形態にかかるレーザ加工装置によるガルバノ補正量の算出処理手順を示すフローチャート11 is a flowchart showing a procedure of calculating a galvano correction amount by the laser processing apparatus according to the embodiment. 実施の形態にかかるレーザ加工装置が用いるアライメントマークを説明するための図FIG. 4 is a diagram for explaining an alignment mark used by the laser processing apparatus according to the embodiment. 実施の形態にかかる制御装置のハードウェア構成例を示す図FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a control device according to the embodiment.

以下に、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置、レーザ加工方法、および誤差調整方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a laser processing apparatus, a laser processing method, and an error adjustment method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the embodiment.

実施の形態.
図1は、実施の形態にかかるレーザ加工装置の構成を示す図である。レーザ加工装置100は、加工対象物である加工ワーク3A,3Bを載置するための加工テーブル2A,2Bの位置決め誤差を補正しつつ加工ワーク3A,3Bにレーザ穴あけ加工を行う装置である。レーザ加工装置100による加工テーブル2A,2Bの位置補正は、ガルバノスキャナ5A,5Bと、加工テーブル2A,2Bと、を連動させて加工を行うことに対して有効である。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to an embodiment. The laser processing device 100 is a device that performs laser drilling on the work pieces 3A and 3B while correcting a positioning error of the work tables 2A and 2B on which the work pieces 3A and 3B to be processed are placed. The position correction of the processing tables 2A and 2B by the laser processing apparatus 100 is effective for performing the processing in conjunction with the galvano scanners 5A and 5B and the processing tables 2A and 2B.

レーザ加工装置100は、位置決め誤差を測定するための基準板を加工テーブル2A,2B上に載せて、基準板に配置されている基準マークの位置を測定する。基準板は、加工テーブル2A,2Bに載せられた状態で基準マークの位置が測定される板である。レーザ加工装置100は、基準マークの実際の位置と、基準マークの測定位置との差分に基づいて、加工テーブル2A,2Bの位置決め誤差を算出し、位置決め誤差を補正するための補正係数を算出する。基準マークの実際の位置は、基準マークの設計上の位置(設計値)であり、基準マークの測定位置は、基準板が加工テーブル2A,2Bに載せられた状態で測定された基準マークの位置である。   The laser processing apparatus 100 places a reference plate for measuring a positioning error on the processing tables 2A and 2B, and measures the position of a reference mark arranged on the reference plate. The reference plate is a plate on which the position of the reference mark is measured while being placed on the processing tables 2A and 2B. The laser processing apparatus 100 calculates the positioning error of the processing tables 2A and 2B based on the difference between the actual position of the reference mark and the measurement position of the reference mark, and calculates a correction coefficient for correcting the positioning error. . The actual position of the fiducial mark is the designed position (design value) of the fiducial mark, and the measured position of the fiducial mark is the position of the fiducial mark measured with the fiducial plate placed on the processing tables 2A and 2B. It is.

レーザ加工装置100は、カメラ7A,7Bと加工テーブル2A,2Bとを連動させることで、基準マークを測定する処理を繰り返し、加工テーブル2A,2Bの全領域にわたって補正係数を算出する。補正係数は、加工テーブル2A,2Bの位置を補正する際に用いられる。レーザ加工装置100は、加工テーブル2A,2B上の加工ワーク3A,3Bに配置されているアライメントマークの位置を補正係数で補正することによって加工テーブル2A,2Bの位置を補正する。アライメントマークは、加工ワーク3A,3Bが加工テーブル2A,2Bに載せられた状態で位置が測定されるマークであり、加工ワーク3A,3Bの位置を補正する際に用いられる。アライメントマークの詳細については後述する。   The laser processing apparatus 100 repeats the process of measuring the reference mark by linking the cameras 7A and 7B with the processing tables 2A and 2B, and calculates the correction coefficient over the entire area of the processing tables 2A and 2B. The correction coefficient is used when correcting the positions of the processing tables 2A and 2B. The laser processing apparatus 100 corrects the positions of the processing tables 2A and 2B by correcting the positions of the alignment marks arranged on the processing workpieces 3A and 3B on the processing tables 2A and 2B with a correction coefficient. The alignment mark is a mark whose position is measured in a state where the work pieces 3A and 3B are placed on the work tables 2A and 2B, and is used when correcting the position of the work pieces 3A and 3B. Details of the alignment mark will be described later.

レーザ加工装置100は、被加工物である加工ワーク3A,3Bにレーザ加工処理を行う加工機構20と、加工機構20を制御する制御装置10とを備えている。制御装置10は、基準マークが配置されている測定エリア毎に最小二乗近似などを用いて補正係数を算出する。制御装置10は、補正係数と測定エリアとの対応関係を示すキャリブレーションテーブルを作成する。キャリブレーションテーブルは、加工テーブル2A,2Bの位置決め誤差を補正するためのテーブルである。制御装置10は、レーザ加工を制御する際に、キャリブレーションテーブルに基づいて、測定エリア毎に補正係数を抽出し、抽出した補正係数を各測定エリアに適用してレーザ光1A,1Bを照射する位置を補正する。   The laser processing apparatus 100 includes a processing mechanism 20 that performs laser processing on the processed workpieces 3A and 3B, and a control device 10 that controls the processing mechanism 20. The control device 10 calculates a correction coefficient using least square approximation or the like for each measurement area where the reference mark is arranged. The control device 10 creates a calibration table indicating the correspondence between the correction coefficient and the measurement area. The calibration table is a table for correcting a positioning error of the processing tables 2A and 2B. When controlling the laser processing, the control device 10 extracts a correction coefficient for each measurement area based on the calibration table, and applies the extracted correction coefficient to each measurement area to irradiate the laser beams 1A and 1B. Correct the position.

加工機構20は、レーザ発振器(図示せず)から出力されたレーザ光(レーザビーム)を光路上でレーザ光1A,1Bに分離して加工テーブル2A,2B上の加工ワーク3A,3Bを同時にレーザ加工する。   The processing mechanism 20 separates a laser beam (laser beam) output from a laser oscillator (not shown) into laser beams 1A and 1B on an optical path and simultaneously processes the workpieces 3A and 3B on the processing tables 2A and 2B. Process.

加工機構20は、レーザ光1Aを加工ワーク3Aに照射する第1の加工部と、レーザ光1Bを加工ワーク3Bに照射する第2の加工部とを備えている。第1の加工部は、ガルバノスキャナ5Aと、ガルバノミラー4Aと、カメラ7Aと、fθレンズ6Aと、加工テーブル2Aとを有しており、第2の加工部は、ガルバノスキャナ5Bと、ガルバノミラー4Bと、カメラ7Bと、fθレンズ6Bと、加工テーブル2Bとを有している。   The processing mechanism 20 includes a first processing unit that irradiates the processing work 3A with the laser light 1A and a second processing unit that irradiates the processing work 3B with the laser light 1B. The first processing unit includes a galvanometer scanner 5A, a galvanometer mirror 4A, a camera 7A, an fθ lens 6A, and a processing table 2A, and the second processing unit includes a galvanometer scanner 5B, a galvanometer mirror 4B, a camera 7B, an fθ lens 6B, and a processing table 2B.

また、加工機構20は、加工テーブル2A,2Bを駆動する駆動テーブル21を備えている。加工テーブル2A,2Bは、水平面といったXY平面内を移動可能なXY加工テーブルである。加工テーブル2A,2Bは、それぞれX軸方向およびY軸方向に移動することによって、加工ワーク3A,3BをXY平面内で移動させ、これによりレーザ光1A,1Bの加工ワーク3A,3B上への照射位置を調節する。   Further, the processing mechanism 20 includes a drive table 21 that drives the processing tables 2A and 2B. The processing tables 2A and 2B are XY processing tables that can move in an XY plane such as a horizontal plane. The working tables 2A and 2B move the work pieces 3A and 3B in the XY plane by moving in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, whereby the laser beams 1A and 1B are transferred onto the work pieces 3A and 3B. Adjust the irradiation position.

加工テーブル2Aは、加工ワーク3Aを吸着することによって加工ワーク3Aを加工テーブル2A上に固定し、加工テーブル2Bは、加工ワーク3Bを吸着することによって加工ワーク3Bを加工テーブル2B上に固定する。このように、加工機構20は、駆動テーブル21に2つの加工テーブル2A,2Bが取付けられており、同時に2つの加工ワーク3A,3Bを加工できるよう構成されている。   The processing table 2A fixes the processing work 3A on the processing table 2A by sucking the processing work 3A, and the processing table 2B fixes the processing work 3B on the processing table 2B by suctioning the processing work 3B. As described above, the processing mechanism 20 is configured such that the two processing tables 2A and 2B are attached to the drive table 21 and can simultaneously process the two processed workpieces 3A and 3B.

加工テーブル2A,2Bは、ともに駆動テーブル21上に載置されているが、加工テーブル2Aの位置決め誤差と、加工テーブル2Bの位置決め誤差とは誤差量が異なる。このため、制御装置10は、加工テーブル2Aに対する補正係数と、加工テーブル2Bに対する補正係数とを別々に算出する。   The processing tables 2A and 2B are both mounted on the drive table 21, but the positioning error of the processing table 2A is different from the positioning error of the processing table 2B. Therefore, the control device 10 separately calculates a correction coefficient for the processing table 2A and a correction coefficient for the processing table 2B.

なお、加工機構20は、レーザ光を分離することなく、1つのレーザ光で1つの加工ワークをレーザ加工する加工機構であってもよい。すなわち、加工機構20は、第1の加工部および第2の加工部の一方を有する加工機構であってもよい。第1の加工部と第2の加工部とは同じ構成で同様の動作を実行するので、以下では、第1の加工部の構成および動作について説明する。   Note that the processing mechanism 20 may be a processing mechanism that performs laser processing on one processing workpiece with one laser light without separating the laser light. That is, the processing mechanism 20 may be a processing mechanism having one of the first processing unit and the second processing unit. Since the first processing unit and the second processing unit perform the same operation with the same configuration, the configuration and operation of the first processing unit will be described below.

ガルバノスキャナ5Aは、レーザ光1Aの照射位置を加工ワーク3A上の加工目標位置に高速に位置決めする。ガルバノスキャナ5Aは、ガルバノミラー4Aと、ガルバノミラー4Aを駆動するサーボモータ(図示せず)と、サーボモータの駆動制御を行う駆動制御装置(図示せず)とを備えている。ガルバノスキャナ5Aでは、駆動制御装置がガルバノミラー4Aを駆動し、ガルバノミラー4Aが、レーザ発振器からのレーザ光1Aで加工ワーク3Aをスキャンする。   The galvano scanner 5A positions the irradiation position of the laser beam 1A at a high speed at a processing target position on the processing workpiece 3A. The galvano scanner 5A includes a galvanometer mirror 4A, a servomotor (not shown) for driving the galvanometer mirror 4A, and a drive control device (not shown) for controlling the drive of the servomotor. In the galvano scanner 5A, the drive control device drives the galvanometer mirror 4A, and the galvanometer mirror 4A scans the workpiece 3A with the laser light 1A from the laser oscillator.

ガルバノスキャナ5Aでは、駆動制御装置が、例えばガルバノミラー4Aを特定の振り角の範囲内で回転させる。ガルバノスキャナ5Aは、制御装置10から指令を受けて、スキャンエリア内の目標の加工位置にレーザ光1Aが照射されるよう、レーザ光1Aの照射位置を移動させる。このように、ガルバノスキャナ5Aでは、駆動制御装置が、加工ワーク3Aの加工面内のそれぞれのスキャンエリア内の特定位置にレーザ光1Aが照射されるようガルバノミラー4Aを駆動する。スキャンエリアは、ガルバノミラー4Aによってスキャンされるエリアである。スキャンエリアは、ガルバノスキャナ5Aの駆動可能領域に対応している。ガルバノスキャナ5Aは、レーザ光1Aが照射された後に、次の目標の位置にレーザ光1Aの照射位置を移動させて停止する動作を繰り返す。   In the galvano scanner 5A, the drive control device rotates, for example, the galvanometer mirror 4A within a specific swing angle range. The galvano scanner 5A receives a command from the control device 10 and moves the irradiation position of the laser light 1A so that the target processing position in the scan area is irradiated with the laser light 1A. As described above, in the galvano scanner 5A, the drive control device drives the galvanometer mirror 4A so that the laser beam 1A is applied to a specific position in each scan area on the processing surface of the processing workpiece 3A. The scan area is an area scanned by the galvanomirror 4A. The scan area corresponds to a drivable area of the galvano scanner 5A. After the laser beam 1A is irradiated, the galvano scanner 5A repeats the operation of moving the irradiation position of the laser beam 1A to the next target position and stopping.

第1の加工部は、2つのガルバノスキャナ5Aと、2つのガルバノミラー4Aを有している。第1の加工部では、一方のガルバノスキャナ5Aのガルバノミラー4Aを回転させることにより、加工ワーク3Aに対するレーザ光1Aの照射位置をX軸方向に移動させる。また、第1の加工部では、他方のガルバノスキャナ5Aのガルバノミラー4Aを回転させることにより、加工ワーク3Aに対するレーザ光1Aの照射位置をY軸方向に移動させる。一方のガルバノミラー4Aが反射したレーザ光1Aは、他方のガルバノミラー4Aに送られ、他方のガルバノミラー4Aで反射される。他方のガルバノミラー4Aが反射したレーザ光1Aは、加工ワーク3Aに照射される。   The first processing unit has two galvanometer scanners 5A and two galvanometer mirrors 4A. In the first processing section, the irradiation position of the laser beam 1A on the processing work 3A is moved in the X-axis direction by rotating the galvanometer mirror 4A of the one galvano scanner 5A. In the first processing unit, the irradiation position of the laser beam 1A on the processing work 3A is moved in the Y-axis direction by rotating the galvanomirror 4A of the other galvano scanner 5A. The laser beam 1A reflected by one galvanometer mirror 4A is sent to the other galvanometer mirror 4A, and is reflected by the other galvanometer mirror 4A. The laser beam 1A reflected by the other galvanometer mirror 4A is applied to the work 3A.

fθレンズ6Aは、加工テーブル2Aに置かれた加工ワーク3A上にレーザ光1Aを集光させる。測定装置であるカメラ7Aは、加工テーブル2Aの面上を観察し、種々のマークの位置を測定する。カメラ7Aは、補正係数を算出する際には、加工テーブル2A上の基準板に配置されている基準マークの位置(座標)を検出する。カメラ7Aは、加工テーブル2A上に加工ワーク3Aが置かれている場合には、加工ワーク3Aに配置されているアライメントマークの位置(座標)を検出する。   lens 6A focuses laser beam 1A on work 3A placed on work table 2A. The camera 7A, which is a measuring device, observes the surface of the processing table 2A and measures the positions of various marks. When calculating the correction coefficient, the camera 7A detects the position (coordinate) of the reference mark arranged on the reference plate on the processing table 2A. When the processing work 3A is placed on the processing table 2A, the camera 7A detects the position (coordinates) of the alignment mark arranged on the processing work 3A.

アライメントマークは、加工ワーク3Aの位置を補正するためのマークである。加工テーブル2Aに置かれた加工ワーク3Aは、歪み、伸縮等によって位置ずれを発生させている場合がある。レーザ加工装置100は、アライメントマークの位置を検出し、アライメントマークの位置および補正係数に基づいて、加工ワーク3A内の座標を補正する。   The alignment mark is a mark for correcting the position of the work 3A. The workpiece 3A placed on the processing table 2A may be displaced due to distortion, expansion and contraction, or the like. The laser processing apparatus 100 detects the position of the alignment mark, and corrects the coordinates in the processed work 3A based on the position of the alignment mark and the correction coefficient.

カメラ7Aは、基準マークの検出結果である基準マークの位置、およびアライメントマークの検出結果であるアライメントマークの位置を制御装置10に送る。   The camera 7A sends the control device 10 the position of the reference mark, which is the detection result of the reference mark, and the position of the alignment mark, which is the detection result of the alignment mark.

レーザ加工装置100では、レーザ発振器からのレーザ光1Aが、軸ごとに取り付けられたガルバノミラー4Aと、fθレンズ6Aとを介して、加工ワーク3Aのスキャンエリア内に照射される。   In the laser processing apparatus 100, a laser beam 1A from a laser oscillator is applied to a scan area of a processing work 3A via a galvano mirror 4A attached to each axis and an fθ lens 6A.

スキャンエリアの面積に対して加工ワーク3Aの面積が大きいので、レーザ加工装置100は、スキャンエリアから次のスキャンエリアまで加工テーブル2Aを移動させ、スキャンエリア内のレーザ光1Aの照射位置をガルバノスキャナ5Aで移動させる。すなわち、レーザ加工装置100は、加工テーブル2Aによってレーザ光1Aの照射位置をスキャンエリア間で移動させ、ガルバノスキャナ5Aによってレーザ光1Aの照射位置をスキャンエリア内で移動させる。レーザ加工装置100は、各スキャンエリアでレーザ光1Aを照射することによって、加工ワーク3Aの全加工領域をレーザ加工する。すなわち、レーザ加工装置100は、各スキャンエリアに加工テーブル2Aを移動させる処理と、各スキャンエリアでレーザ光1Aを照射する処理とを繰り返すことによって、加工ワーク3Aの全領域を加工する構成となっている。   Since the area of the work 3A is larger than the area of the scan area, the laser processing apparatus 100 moves the processing table 2A from the scan area to the next scan area, and changes the irradiation position of the laser beam 1A in the scan area to a galvano scanner. Move at 5A. That is, the laser processing apparatus 100 moves the irradiation position of the laser light 1A between the scan areas by the processing table 2A, and moves the irradiation position of the laser light 1A within the scan area by the galvano scanner 5A. The laser processing apparatus 100 irradiates the laser beam 1A in each scan area, thereby performing laser processing on the entire processing area of the processing work 3A. That is, the laser processing apparatus 100 is configured to process the entire area of the processed workpiece 3A by repeating the processing of moving the processing table 2A to each scan area and the processing of irradiating the laser light 1A in each scan area. ing.

制御装置10は、加工機構20を制御するコンピュータである。制御装置10は、加工テーブル2A、レーザ発振器、ガルバノスキャナ5A,5B等の駆動を制御する。実施の形態の制御装置10は、加工機構20から送られてくる情報に基づいて、キャリブレーションテーブルを算出し、キャリブレーションテーブルを用いて加工テーブル2Aの位置決め誤差を補正する。制御装置10は、キャリブレーションテーブルに格納されている補正係数を用いて、加工ワーク3Aの位置を補正し、補正した位置に基づいて、ガルバノスキャナ5Aの駆動量を補正する。制御装置10は、ガルバノスキャナ5Aの駆動量を補正することによってガルバノミラー4Aの位置を補正し、これにより、レーザ光1Aの照射位置を補正する。   The control device 10 is a computer that controls the processing mechanism 20. The control device 10 controls the driving of the processing table 2A, the laser oscillator, the galvano scanners 5A and 5B, and the like. The control device 10 of the embodiment calculates a calibration table based on information sent from the processing mechanism 20, and corrects a positioning error of the processing table 2A using the calibration table. The control device 10 corrects the position of the processed workpiece 3A using the correction coefficient stored in the calibration table, and corrects the drive amount of the galvano scanner 5A based on the corrected position. The control device 10 corrects the position of the galvanomirror 4A by correcting the driving amount of the galvano scanner 5A, and thereby corrects the irradiation position of the laser beam 1A.

ここで、制御装置10の構成について説明する。図2は、実施の形態にかかるレーザ加工装置が備える制御装置の構成を示す図である。制御装置10は、入力部11と、補正係数算出部12と、記憶部13と、補正量算出部14と、制御部15とを備えている。   Here, the configuration of the control device 10 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a control device included in the laser processing apparatus according to the embodiment. The control device 10 includes an input unit 11, a correction coefficient calculation unit 12, a storage unit 13, a correction amount calculation unit 14, and a control unit 15.

入力部11は、加工機構20のカメラ7Aから送られてくる基準マークの位置を受け付けて制御部15に入力する。以下、カメラ7Aから送られてくる基準マークの位置を測定位置という。入力部11は、加工機構20のカメラ7Aから送られてくるアライメントマークの位置を受け付けて補正量算出部14に入力する。   The input unit 11 receives the position of the reference mark sent from the camera 7A of the processing mechanism 20 and inputs the position to the control unit 15. Hereinafter, the position of the reference mark sent from the camera 7A is referred to as a measurement position. The input unit 11 receives the position of the alignment mark sent from the camera 7A of the processing mechanism 20 and inputs the position to the correction amount calculation unit 14.

補正係数算出部12は、基準板の各測定エリアに配置されている基準マークの実際の位置と測定エリアとの対応関係を示す情報を記憶部13から読み出す。また、補正係数算出部12は、基準マークの測定位置と測定エリアとの対応関係を示す情報を記憶部13から読み出す。   The correction coefficient calculation unit 12 reads from the storage unit 13 information indicating the correspondence between the actual position of the reference mark arranged in each measurement area of the reference plate and the measurement area. Further, the correction coefficient calculation unit 12 reads out information indicating the correspondence between the measurement position of the reference mark and the measurement area from the storage unit 13.

基準板の測定エリアの位置は、加工テーブル2Aの位置に対応している。基準マークの実際の位置は、設計値である。以下、基準マークの実際の位置を実位置といい、実位置と測定エリアとの対応関係を示す情報を実位置情報という。また、測定位置と測定エリアとの対応関係を示す情報を測定位置情報という。   The position of the measurement area of the reference plate corresponds to the position of the processing table 2A. The actual position of the reference mark is a design value. Hereinafter, the actual position of the reference mark is referred to as an actual position, and information indicating the correspondence between the actual position and the measurement area is referred to as actual position information. Information indicating the correspondence between the measurement position and the measurement area is referred to as measurement position information.

補正係数算出部12は、実位置情報および測定位置情報に基づいて、実位置と測定位置との差分を算出する。補正係数算出部12は、実位置と測定位置との差分に基づいて、測定エリアの位置を補正するための補正係数を算出する。補正係数算出部12は、測定エリア毎に補正係数を算出し、補正係数と測定エリアとの対応関係を示す情報を記憶部13に送る。以下、補正係数と測定エリアとの対応関係を示す情報を補正係数情報という。   The correction coefficient calculator 12 calculates a difference between the actual position and the measured position based on the actual position information and the measured position information. The correction coefficient calculation unit 12 calculates a correction coefficient for correcting the position of the measurement area based on the difference between the actual position and the measurement position. The correction coefficient calculation unit 12 calculates a correction coefficient for each measurement area, and sends information indicating the correspondence between the correction coefficient and the measurement area to the storage unit 13. Hereinafter, information indicating the correspondence between the correction coefficient and the measurement area is referred to as correction coefficient information.

記憶部13は、実位置情報を記憶しておく。また、記憶部13は、制御部15から送られてくる測定位置情報を記憶する。また、記憶部13は、補正係数算出部12から送られてくる補正係数情報を記憶する。   The storage unit 13 stores the actual position information. The storage unit 13 stores the measurement position information sent from the control unit 15. The storage unit 13 stores the correction coefficient information sent from the correction coefficient calculation unit 12.

補正量算出部14は、記憶部13から補正係数情報を読み出す。補正量算出部14は、補正係数情報を用いてアライメントマークの位置(座標)を補正する。具体的には、補正量算出部14は、アライメントマークの位置に対応する測定エリアを特定し、特定した測定エリアに対応する補正係数を補正係数情報から抽出する。補正量算出部14は、抽出した補正係数を用いてアライメントマークの位置を補正する。補正係数を用いて補正されたアライメントマークの位置が、加工テーブル2Aの位置誤差および加工ワーク3Aの位置ずれ等が考慮された正確なアライメントマークの位置である。したがって、補正量算出部14は、補正されたアライメントマークの位置に基づいて、加工テーブル2Aの位置とガルバノスキャナ5Aの駆動量を補正するための駆動補正量(以下、ガルバノ補正量という)との対応関係を示す数式を算出する。この数式は、加工テーブル2A上のX座標およびY座標を代入することによって、加工テーブル2A上の座標に対応するガルバノ補正量を求めることができる数式である。加工テーブル2Aの座標(X座標およびY座標)は、ガルバノスキャナ5Aによるスキャンエリアの中心座標である。   The correction amount calculation unit 14 reads the correction coefficient information from the storage unit 13. The correction amount calculation unit 14 corrects the position (coordinate) of the alignment mark using the correction coefficient information. Specifically, the correction amount calculation unit 14 specifies a measurement area corresponding to the position of the alignment mark, and extracts a correction coefficient corresponding to the specified measurement area from the correction coefficient information. The correction amount calculation unit 14 corrects the position of the alignment mark using the extracted correction coefficient. The position of the alignment mark corrected using the correction coefficient is an accurate position of the alignment mark in consideration of a position error of the processing table 2A, a position shift of the processed work 3A, and the like. Therefore, the correction amount calculation unit 14 calculates the difference between the position of the processing table 2A and the drive correction amount for correcting the drive amount of the galvano scanner 5A (hereinafter, referred to as a galvano correction amount) based on the corrected position of the alignment mark. A mathematical expression indicating the correspondence is calculated. This formula is a formula that can obtain the galvano correction amount corresponding to the coordinates on the processing table 2A by substituting the X coordinate and the Y coordinate on the processing table 2A. The coordinates (X coordinate and Y coordinate) of the processing table 2A are the center coordinates of the scan area by the galvano scanner 5A.

補正量算出部14は、加工プログラムで規定された加工テーブル2Aの位置に基づいて、この位置に対応するガルバノ補正量を算出する。補正量算出部14は、算出したガルバノ補正量を制御部15に送る。   The correction amount calculation unit 14 calculates a galvano correction amount corresponding to the position based on the position of the processing table 2A specified by the processing program. The correction amount calculation unit 14 sends the calculated galvano correction amount to the control unit 15.

制御部15は、加工機構20を制御する。制御部15は、ガルバノスキャナ5A、加工テーブル2A等に駆動指示を送る。制御部15は、補正係数情報が算出される際に、加工テーブル2Aを移動させることによって、カメラ7Aの撮像位置を測定エリアに配置されている基準マークの位置に移動させる。カメラ7Aの撮像位置は、スキャンエリアの中心位置である。制御部15は、カメラ7Aの撮像位置に対応する測定エリアと、入力部11から送られてくる実位置とを対応付けした測定位置情報を生成する。入力部11から送られてくる実位置は、カメラ7Aの撮像位置に対応する測定エリアで測定された実位置である。制御部15は、測定位置情報を記憶部13に送る。   The control unit 15 controls the processing mechanism 20. The control unit 15 sends a drive instruction to the galvano scanner 5A, the processing table 2A, and the like. When calculating the correction coefficient information, the control unit 15 moves the imaging table of the camera 7A to the position of the reference mark arranged in the measurement area by moving the processing table 2A. The imaging position of the camera 7A is the center position of the scan area. The control unit 15 generates measurement position information in which a measurement area corresponding to the imaging position of the camera 7A is associated with an actual position transmitted from the input unit 11. The real position sent from the input unit 11 is a real position measured in a measurement area corresponding to the imaging position of the camera 7A. The control unit 15 sends the measurement position information to the storage unit 13.

また、制御部15は、ガルバノスキャナ5Aを駆動する際に、加工テーブル2Aの位置であるテーブル位置毎に、ガルバノ補正量を用いてガルバノスキャナ5Aの駆動量を補正する。制御部15は、ガルバノスキャナ5Aの駆動量を補正した駆動指示を加工機構20に送る。これにより、ガルバノミラー4Aの振り角が補正されるので、レーザ光1Aの照射位置が補正される。   When driving the galvano scanner 5A, the control unit 15 corrects the driving amount of the galvano scanner 5A using the galvano correction amount for each table position that is the position of the processing table 2A. The control unit 15 sends a driving instruction in which the driving amount of the galvano scanner 5A is corrected to the processing mechanism 20. Thereby, the swing angle of the galvanometer mirror 4A is corrected, so that the irradiation position of the laser beam 1A is corrected.

このように、実施の形態の制御装置10は、加工テーブル2Aの位置決め誤差を補正するためのガルバノ補正量を、基準マークの測定位置を用いて算出し、ガルバノ補正量を用いてガルバノスキャナ5Aを駆動する。   As described above, the control device 10 of the embodiment calculates the galvano correction amount for correcting the positioning error of the processing table 2A using the measurement position of the reference mark, and controls the galvano scanner 5A using the galvano correction amount. Drive.

つぎに、レーザ加工装置100による補正係数の算出処理手順について説明する。図3は、実施の形態にかかるレーザ加工装置による補正係数の算出処理手順を示すフローチャートである。図4は、実施の形態にかかるレーザ加工装置で用いられる基準板の測定エリアを説明するための図である。図5は、実施の形態にかかるレーザ加工装置が測定する基準マークを説明するための図である。   Next, a description will be given of a processing procedure of calculating a correction coefficient by the laser processing apparatus 100. FIG. 3 is a flowchart illustrating the procedure of calculating a correction coefficient by the laser processing apparatus according to the embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining a measurement area of a reference plate used in the laser processing apparatus according to the embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining reference marks measured by the laser processing apparatus according to the embodiment.

レーザ加工装置100は、補正係数を算出する際には、加工テーブル2Aの位置補正を無効にした状態で基準マークMの位置を測定し、測定した位置に基づいて補正係数を算出する。位置補正を有効にすると基準マークMの位置ずれを測定できないからである。このため、レーザ加工装置100の制御装置10は、加工テーブル2Aの位置補正が有効になっている場合、加工テーブル2Aの位置補正を無効にする(ステップS1)。すなわち、レーザ加工装置100は、ガルバノスキャナ5Aの駆動量を補正する設定が有効である場合、ガルバノスキャナ5Aの駆動量を補正する設定を無効にする。   When calculating the correction coefficient, the laser processing apparatus 100 measures the position of the reference mark M with the position correction of the processing table 2A disabled, and calculates the correction coefficient based on the measured position. This is because when the position correction is enabled, the positional deviation of the reference mark M cannot be measured. Therefore, when the position correction of the processing table 2A is valid, the control device 10 of the laser processing apparatus 100 invalidates the position correction of the processing table 2A (step S1). That is, when the setting for correcting the drive amount of the galvano scanner 5A is valid, the laser processing apparatus 100 invalidates the setting for correcting the drive amount of the galvano scanner 5A.

加工テーブル2Aには、キャリブレーションテーブルを作成するための基準となる基準板8が載せられる。基準板8は、基準板8の上面に等間隔で印字されている複数の基準マークMを有している。基準マークMは、加工テーブル2Aの全面を覆うことができる領域に格子状に配置されている。なお、基準マークMは、印字以外の方法によって基準板8の上面に配置されていてもよい。また、基準マークMは、格子状以外の形状で配置されていてもよい。基準板8は、基準マークMの配置精度が良い石英ガラス板等である。レーザ加工装置100では、基準板8を加工テーブル2Aのマスタースケール、すなわち基準スケールとする。   A reference plate 8 serving as a reference for creating a calibration table is placed on the processing table 2A. The reference plate 8 has a plurality of reference marks M printed at equal intervals on the upper surface of the reference plate 8. The reference marks M are arranged in a grid in an area that can cover the entire surface of the processing table 2A. The reference mark M may be arranged on the upper surface of the reference plate 8 by a method other than printing. Further, the reference marks M may be arranged in a shape other than the lattice shape. The reference plate 8 is a quartz glass plate or the like having a good arrangement accuracy of the reference mark M. In the laser processing apparatus 100, the reference plate 8 is used as a master scale of the processing table 2A, that is, a reference scale.

図4に示すように、基準板8には、測定エリア30n、測定エリア30(n+1)といった複数の測定エリアが全面に設けられている。ここでのnは自然数である。基準板8に設定される各測定エリアは、同様の形状およびサイズを有しているので、以下、測定エリア30nについて説明する。測定エリア30nは、矩形領域であり、4つの頂点のそれぞれに基準マークMが配置されている。図5では、測定エリア30nにおける4つの基準マークMを、基準マークP1〜P4で図示している。基準板8上の測定エリアは、エリア数が多いほど、すなわち各測定エリアが狭いほど正確な位置ずれ補正を行うことができる。   As shown in FIG. 4, a plurality of measurement areas such as a measurement area 30n and a measurement area 30 (n + 1) are provided on the entire surface of the reference plate 8. Here, n is a natural number. Since each measurement area set on the reference plate 8 has the same shape and size, the measurement area 30n will be described below. The measurement area 30n is a rectangular area in which fiducial marks M are arranged at each of four vertices. In FIG. 5, four reference marks M in the measurement area 30n are illustrated by reference marks P1 to P4. As for the measurement area on the reference plate 8, the more the number of areas, that is, the narrower each measurement area, the more accurate the displacement can be corrected.

基準板8は、例えば、X軸方向が800mm、Y軸方向が600mmの板状部材を用いて形成されている。また、ガルバノスキャナ5Aの稼動可能領域に対応するスキャンエリアの例は、30mm×30mmである。   The reference plate 8 is formed using, for example, a plate-like member having an X-axis direction of 800 mm and a Y-axis direction of 600 mm. An example of the scan area corresponding to the operable area of the galvano scanner 5A is 30 mm × 30 mm.

基準板8では、互いに隣接する測定エリアが、2つの基準マークM(2つの基準マークM間の線分領域である1つの辺)を共有している。例えば、測定エリア30nに隣接する測定エリア30(n+1)と、測定エリア30nとは、2つの基準マークMを共有している。具体的には、基準マークP3,P4は、測定エリア30nの右辺に配置された基準マークであり、且つ測定エリア30(n+1)の左辺に配置された基準マークである。同様に、測定エリア30nの下辺は、他の測定エリアに共有されている。このように、隣接する測定エリアが、1つの辺を共有することにより、基準板8では、格子状に測定エリアが設定されている。   In the reference plate 8, the measurement areas adjacent to each other share two reference marks M (one side which is a line segment area between the two reference marks M). For example, the measurement area 30 (n + 1) adjacent to the measurement area 30n and the measurement area 30n share two reference marks M. Specifically, the reference marks P3 and P4 are reference marks arranged on the right side of the measurement area 30n and are reference marks arranged on the left side of the measurement area 30 (n + 1). Similarly, the lower side of the measurement area 30n is shared by other measurement areas. As described above, the adjacent measurement areas share one side, so that the measurement areas are set in the reference plate 8 in a lattice shape.

レーザ加工装置100は、カメラ7Aの撮像位置を測定エリア30nの基準マークPm上へ移動させる処理と、基準マークPmの位置を測定する処理と、測定データを保存する処理とをm=1〜4まで繰り返す。具体的には、制御部15は、カメラ7Aの撮像位置が、測定エリア30nの基準マークP1上となるテーブル位置へ加工テーブル2Aを移動させる。カメラ7Aの撮像位置は、カメラ7Aが撮像する基準板8上の位置である。すなわち、レーザ加工装置100は、基準板8を載せた加工テーブル2Aを加工テーブル2Aのテーブル面に平行な面内で移動させることによって、カメラ7Aの撮像位置を、測定エリア30nの基準マークP1上へ移動させる(ステップS2)。   The laser processing apparatus 100 performs a process of moving the imaging position of the camera 7A onto the reference mark Pm in the measurement area 30n, a process of measuring the position of the reference mark Pm, and a process of storing measurement data, where m = 1 to 4. Repeat until Specifically, the control unit 15 moves the processing table 2A to a table position where the imaging position of the camera 7A is on the reference mark P1 in the measurement area 30n. The imaging position of the camera 7A is a position on the reference plate 8 at which the camera 7A captures an image. That is, the laser processing apparatus 100 moves the processing table 2A on which the reference plate 8 is placed in a plane parallel to the table surface of the processing table 2A, so that the imaging position of the camera 7A is positioned on the reference mark P1 of the measurement area 30n. (Step S2).

レーザ加工装置100は、カメラ7Aで基準マークP1の位置を測定する(ステップS3)。図5では、基準マークP1の測定結果である測定位置を測定位置Q1で図示している。レーザ加工装置100は、測定位置Q1を制御装置10に送る。これにより、レーザ加工装置100は、測定データを保存する(ステップS4)。具体的には、レーザ加工装置100は、測定エリア30nと、基準マークP1の測定位置Q1とを対応付けして記憶部13で保存する。   The laser processing device 100 measures the position of the reference mark P1 with the camera 7A (Step S3). In FIG. 5, a measurement position as a measurement result of the reference mark P1 is illustrated by a measurement position Q1. The laser processing device 100 sends the measurement position Q1 to the control device 10. Thereby, the laser processing apparatus 100 stores the measurement data (Step S4). Specifically, the laser processing apparatus 100 associates the measurement area 30n with the measurement position Q1 of the reference mark P1 and stores it in the storage unit 13.

レーザ加工装置100は、基準マークP1から基準マークP4まで位置を測定したか否かを判定する(ステップS5)。基準マークP4まで位置を測定していない場合(ステップS5、No)、レーザ加工装置100は、ステップS2からステップS5の処理を繰り返す。すなわち、レーザ加工装置100は、基準マークP4の位置を測定するまで(m=4となるまで)、ステップS2からステップS5の処理を繰り返す。   The laser processing device 100 determines whether or not the position has been measured from the reference mark P1 to the reference mark P4 (step S5). When the position has not been measured up to the reference mark P4 (Step S5, No), the laser processing apparatus 100 repeats the processing from Step S2 to Step S5. That is, the laser processing apparatus 100 repeats the processing from step S2 to step S5 until the position of the reference mark P4 is measured (until m = 4).

すなわち、レーザ加工装置100は、加工テーブル2Aを基準マークP2の位置に移動させ(ステップS2)、基準マークP2の位置を測定し(ステップS3)、測定エリア30nと、基準マークP2の測定結果である測定位置Q2とを対応付けして記憶部13で保存する(ステップS4)。   That is, the laser processing apparatus 100 moves the processing table 2A to the position of the reference mark P2 (Step S2), measures the position of the reference mark P2 (Step S3), and uses the measurement area 30n and the measurement result of the reference mark P2. It is stored in the storage unit 13 in association with a certain measurement position Q2 (step S4).

同様に、レーザ加工装置100は、加工テーブル2Aを基準マークP3の位置に移動させ(ステップS2)、基準マークP3の位置を測定し(ステップS3)、測定エリア30nと、基準マークP3の測定結果である測定位置Q3とを対応付けして記憶部13で保存する(ステップS4)。   Similarly, the laser processing apparatus 100 moves the processing table 2A to the position of the reference mark P3 (Step S2), measures the position of the reference mark P3 (Step S3), and measures the measurement area 30n and the measurement result of the reference mark P3. Is stored in the storage unit 13 in association with the measurement position Q3 (step S4).

同様に、レーザ加工装置100は、加工テーブル2Aを基準マークP4の位置に移動させ(ステップS2)、基準マークP4の位置を測定し(ステップS3)、測定エリア30nと、基準マークP4の測定結果である測定位置Q4とを対応付けして記憶部13で保存する(ステップS4)。このように、加工テーブル2Aは、移動することによって基準マークを、カメラ7Aによる測定位置に順番に移動させる。測定エリア30nと測定位置Q1〜Q4とが対応付けられた情報が測定位置情報である。   Similarly, the laser processing apparatus 100 moves the processing table 2A to the position of the reference mark P4 (Step S2), measures the position of the reference mark P4 (Step S3), and measures the measurement area 30n and the measurement result of the reference mark P4. Is stored in the storage unit 13 in association with the measurement position Q4 (step S4). As described above, the reference mark is sequentially moved to the measurement position by the camera 7A by moving the processing table 2A. Information in which the measurement area 30n is associated with the measurement positions Q1 to Q4 is the measurement position information.

基準マークP4まで位置を測定すると(ステップS5、Yes)、補正係数算出部12は、記憶部13から実位置情報および測定位置情報を読み出し、実位置情報および測定位置情報に基づいて、実位置と測定位置との差分を算出する。補正係数算出部12は、実位置と測定位置との差分に基づいて、測定エリア毎の補正係数を算出し、記憶部13で保存する(ステップS6)。このとき、補正係数算出部12は、基準マークP1〜P4の4つの実位置と、測定位置である4つの測定位置Q1〜Q4とを用い、最小二乗近似によって補正係数を算出する。具体的には、補正係数算出部12は、4つの実位置と4つの測定位置Q1〜Q4との差分に最小二乗近似を適用して補正係数を算出する。また、補正係数算出部12は、補正係数の算出に加えて、平行四辺形補正または台形補正を行うことにより、測定エリア30n内のテーブル位置に対する補正係数を算出してもよい。   When the position is measured up to the reference mark P4 (Step S5, Yes), the correction coefficient calculation unit 12 reads the actual position information and the measured position information from the storage unit 13, and determines the actual position and the actual position based on the actual position information and the measured position information. The difference from the measurement position is calculated. The correction coefficient calculation unit 12 calculates a correction coefficient for each measurement area based on the difference between the actual position and the measurement position, and stores the correction coefficient in the storage unit 13 (Step S6). At this time, the correction coefficient calculation unit 12 calculates a correction coefficient by least square approximation using the four actual positions of the reference marks P1 to P4 and the four measurement positions Q1 to Q4 that are the measurement positions. Specifically, the correction coefficient calculation unit 12 calculates a correction coefficient by applying least square approximation to the difference between the four actual positions and the four measurement positions Q1 to Q4. Further, the correction coefficient calculation unit 12 may calculate the correction coefficient for the table position in the measurement area 30n by performing the parallelogram correction or the trapezoid correction in addition to the calculation of the correction coefficient.

なお、カメラ7Aは、測定エリア30n内で4箇所の基準マークP1〜P4の位置を測定する場合に限らず、5箇所以上で基準マークの位置を測定してもよい。すなわち、測定エリア30n内には、4箇所以上(少なくとも4箇所)の基準マークが配置されていればよい。この場合、カメラ7Aは、測定エリア30n内の4箇所以上の基準マークを測定し、補正係数算出部12は、4箇所以上の基準マークの測定位置情報を用いて補正係数を算出する。ここで、4箇所以上の基準マークの位置を測定することとしたのは、4箇所以上の基準マークの位置が分かれば、X軸方向およびY軸方向の補正係数を容易かつ正確に算出できるからである。   Note that the camera 7A is not limited to measuring the positions of the four reference marks P1 to P4 in the measurement area 30n, but may measure the positions of the reference marks at five or more positions. That is, four or more (at least four) reference marks may be arranged in the measurement area 30n. In this case, the camera 7A measures four or more reference marks in the measurement area 30n, and the correction coefficient calculation unit 12 calculates the correction coefficients using the measurement position information of the four or more reference marks. Here, the positions of the four or more reference marks are measured because the correction coefficients in the X-axis direction and the Y-axis direction can be easily and accurately calculated if the positions of the four or more reference marks are known. It is.

制御部15は、全ての測定エリアに対して補正係数を算出したか否かを判定する(ステップS7)。補正係数を算出していない測定エリアがある場合(ステップS7、No)、レーザ加工装置100は、制御部15からの指示に従って、補正係数を算出していない測定エリアに対し、ステップS2からステップS6の処理を実行する。レーザ加工装置100は、全ての測定エリアに対して補正係数を算出するまで、各測定エリアにステップS2からステップS6の処理を実行する。補正係数を算出していない測定エリアが無くなると(ステップS7、Yes)、レーザ加工装置100は、補正係数の算出処理を終了する。   The control unit 15 determines whether the correction coefficients have been calculated for all the measurement areas (Step S7). If there is a measurement area for which the correction coefficient has not been calculated (No at Step S7), the laser processing apparatus 100 performs the processing from Step S2 to Step S6 for the measurement area for which the correction coefficient has not been calculated according to the instruction from the control unit 15. Execute the processing of The laser processing apparatus 100 executes the processing from step S2 to step S6 for each measurement area until the correction coefficients have been calculated for all the measurement areas. When there is no more measurement area for which the correction coefficient has not been calculated (Step S7, Yes), the laser processing apparatus 100 ends the correction coefficient calculation process.

補正係数算出部12は、算出した全ての測定エリアに対する補正係数を用いて、補正係数と測定エリアとの対応関係を示すキャリブレーションテーブルを作成する。補正係数算出部12は、平行四辺形補正または台形補正を行うことによって各測定エリア内での補正係数を算出する場合、測定エリア30n内の基準マーク間のテーブル位置についても高い精度でキャリブレーションテーブルを作成することが可能となる。   The correction coefficient calculation unit 12 creates a calibration table indicating the correspondence between the correction coefficients and the measurement areas, using the calculated correction coefficients for all the measurement areas. When calculating the correction coefficient in each measurement area by performing the parallelogram correction or the trapezoid correction, the correction coefficient calculation unit 12 also performs the calibration table with high accuracy on the table positions between the reference marks in the measurement area 30n. Can be created.

図6は、実施の形態にかかるレーザ加工装置が取得する、基準マークの実位置と測定位置との関係を説明するための図である。図6では、基準板8に配置されている基準マークMの実位置APと、測定位置MQとの対応関係を示している。なお、図6では、実位置APと測定位置MQとの差分を1000倍にして図示している。実位置APは、基準板8の全面に配置されており、レーザ加工装置100は、各実位置APに対して測定位置MQを測定する。実位置APに重なっている測定位置MQが、実位置APに対応する測定位置MQである。なお、基準板8の全領域のうちの左上の位置にある基準点BPを基準として基準板8が加工テーブル2Aに固定された場合、基準点BPから離れた位置ほど基準位置と実位置との間の差分(誤差)が大きくなる。   FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the actual position of the reference mark and the measurement position, which is acquired by the laser processing apparatus according to the embodiment. FIG. 6 shows the correspondence between the actual position AP of the reference mark M arranged on the reference plate 8 and the measurement position MQ. In FIG. 6, the difference between the actual position AP and the measurement position MQ is shown as 1000 times. The actual position AP is arranged on the entire surface of the reference plate 8, and the laser processing apparatus 100 measures the measurement position MQ for each actual position AP. The measurement position MQ overlapping the real position AP is the measurement position MQ corresponding to the real position AP. When the reference plate 8 is fixed to the processing table 2A with reference to the reference point BP at the upper left position in the entire area of the reference plate 8, the distance between the reference point BP and the reference position and the actual position increases as the distance from the reference point BP increases. The difference (error) between them increases.

レーザ加工装置100は、補正係数情報を算出した後に、ガルバノ補正量を算出し、ガルバノ補正量を用いて加工ワーク3Aのレーザ加工を実行する。ここで、レーザ加工装置100によるガルバノ補正量の算出処理手順について説明する。   After calculating the correction coefficient information, the laser processing apparatus 100 calculates the galvano correction amount, and performs the laser processing of the processing work 3A using the galvano correction amount. Here, the procedure of calculating the galvano correction amount by the laser processing apparatus 100 will be described.

図7は、実施の形態にかかるレーザ加工装置によるガルバノ補正量の算出処理手順を示すフローチャートである。レーザ加工装置100は、基準板8が加工テーブル2Aから外され、加工ワーク3Aが加工テーブル2Aに載せられた状態で、加工ワーク3Aの加工を開始する。   FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of a galvano correction amount calculation process performed by the laser processing apparatus according to the embodiment. The laser processing apparatus 100 starts processing the processing work 3A with the reference plate 8 removed from the processing table 2A and the processing work 3A placed on the processing table 2A.

レーザ加工装置100は、加工テーブル2Aの位置補正を有効にする(ステップS11)。レーザ加工装置100は、カメラ7Aの撮像位置を、加工ワーク3Aのアライメントマークの位置へ移動させる(ステップS12)。すなわち、レーザ加工装置100は、加工テーブル2Aを移動させることによって、カメラ7Aの撮像位置を、アライメントマークに対応するテーブル位置へ移動させる。カメラ7Aは、アライメントマークの位置を測定する(ステップS13)。   The laser processing apparatus 100 enables the position correction of the processing table 2A (step S11). The laser processing apparatus 100 moves the imaging position of the camera 7A to the position of the alignment mark of the processing work 3A (Step S12). That is, the laser processing apparatus 100 moves the imaging position of the camera 7A to a table position corresponding to the alignment mark by moving the processing table 2A. The camera 7A measures the position of the alignment mark (Step S13).

図8は、実施の形態にかかるレーザ加工装置が用いるアライメントマークを説明するための図である。図8では、加工テーブル2Aに載置された加工ワーク3Aを上面側から見た場合の加工ワーク3Aを示している。加工ワーク3Aの4つの頂点の位置または頂点の位置の近くには、それぞれアライメントマーク9が配置されている。   FIG. 8 is a diagram for explaining an alignment mark used by the laser processing apparatus according to the embodiment. FIG. 8 shows the work 3A when the work 3A placed on the work table 2A is viewed from the upper surface side. Alignment marks 9 are arranged at or near the positions of the four vertices of the processed workpiece 3A.

カメラ7Aは、アライメントマーク9の測定結果であるアライメントマーク9の位置を、制御装置10に送る。制御装置10の補正量算出部14は、アライメントマーク9の位置および補正係数情報に基づいて、アライメント補正量を算出し、アライメントマーク9の位置の補正に適用する(ステップS14)。アライメント補正量は、アライメントマーク9の位置を補正するための補正量である。   The camera 7 </ b> A sends the position of the alignment mark 9, which is the measurement result of the alignment mark 9, to the control device 10. The correction amount calculation unit 14 of the control device 10 calculates an alignment correction amount based on the position of the alignment mark 9 and the correction coefficient information and applies the correction amount to the position of the alignment mark 9 (Step S14). The alignment correction amount is a correction amount for correcting the position of the alignment mark 9.

制御部15は、全てのアライメントマーク9に対してアライメント補正量を算出したか否かを判定する(ステップS15)。アライメント補正量を算出していないアライメントマーク9がある場合(ステップS15、No)、レーザ加工装置100は、制御部15からの指示に従って、アライメント補正量を算出していないアライメントマーク9に対し、ステップS12からステップS14の処理を実行する。レーザ加工装置100は、全てのアライメントマーク9に対してアライメント補正量を算出するまで、各測定エリアにステップS12からステップS14の処理を実行する。アライメント補正量を算出していないアライメントマーク9が無くなると(ステップS15、Yes)、補正量算出部14は、算出した複数のアライメント補正量に基づいて、各テーブル位置のレーザ加工時のガルバノ補正量を算出する(ステップS16)。   The control unit 15 determines whether the alignment correction amount has been calculated for all the alignment marks 9 (Step S15). When there is an alignment mark 9 for which the alignment correction amount has not been calculated (step S15, No), the laser processing apparatus 100 performs a step for the alignment mark 9 for which the alignment correction amount has not been calculated in accordance with an instruction from the control unit 15. The processing from step S12 to step S14 is executed. The laser processing apparatus 100 executes the processing from step S12 to step S14 for each measurement area until the alignment correction amount is calculated for all the alignment marks 9. When there is no alignment mark 9 for which the alignment correction amount has not been calculated (step S15, Yes), the correction amount calculation unit 14 determines the galvano correction amount at the time of laser processing of each table position based on the calculated plurality of alignment correction amounts. Is calculated (step S16).

このように、制御装置10は、基準マークの測定位置MQに基づいて各測定エリアにおける加工テーブル2Aの位置決め誤差を算出し、位置決め誤差に基づいて位置決め誤差を補正する補正係数を算出し、補正係数を用いてアライメントマーク9の位置を補正し、補正したアライメントマーク9の位置に基づいてガルバノ補正量を算出する。   As described above, the control device 10 calculates the positioning error of the processing table 2A in each measurement area based on the measurement position MQ of the reference mark, calculates the correction coefficient for correcting the positioning error based on the positioning error, and calculates the correction coefficient. Is used to correct the position of the alignment mark 9, and a galvano correction amount is calculated based on the corrected position of the alignment mark 9.

補正量算出部14は、テーブル位置毎にガルバノ補正量を算出し、制御部15は、テーブル位置毎にガルバノ補正量を用いてガルバノスキャナ5Aの駆動量を補正しながらレーザ加工を実行する。これにより、テーブル位置毎にガルバノミラー4Aの振り角が補正されるので、テーブル位置毎にレーザ光1Aの照射位置が補正される。このレーザ光1Aの照射位置の補正は、加工テーブル2Aの位置決め誤差に対応する補正であるので、レーザ加工装置100は、テーブル位置毎に加工テーブル2Aの位置決め誤差を補正した状態で、加工ワーク3Aのレーザ加工を実行することができる。   The correction amount calculation unit 14 calculates a galvano correction amount for each table position, and the control unit 15 executes laser processing while correcting the drive amount of the galvano scanner 5A using the galvano correction amount for each table position. Thereby, the swing angle of the galvanomirror 4A is corrected for each table position, so that the irradiation position of the laser beam 1A is corrected for each table position. Since the correction of the irradiation position of the laser beam 1A is a correction corresponding to a positioning error of the processing table 2A, the laser processing apparatus 100 corrects the positioning error of the processing table 2A for each table position, and then processes the processing work 3A. Laser processing can be performed.

本実施の形態により、加工テーブル2Aの位置決め精度が、13.33μmから6.46μmに改善された。すなわち、加工テーブル2Aの位置決め誤差を補正しなかった場合の位置決め誤差が13.33μmであったのに対し、レーザ加工装置100が基準板8を用いて加工テーブル2Aの位置決め誤差を補正した場合の位置決め誤差は6.46μmとなった。   According to the present embodiment, the positioning accuracy of the processing table 2A has been improved from 13.33 μm to 6.46 μm. That is, while the positioning error when the positioning error of the processing table 2A was not corrected was 13.33 μm, the laser processing apparatus 100 corrected the positioning error of the processing table 2A using the reference plate 8. The positioning error was 6.46 μm.

また、本実施の形態により、加工テーブル2Bの位置決め精度が、11.65μmから7.62μmに改善された。すなわち、加工テーブル2Bの位置決め誤差を補正しなかった場合の位置決め誤差が11.65μmであったのに対し、レーザ加工装置100が基準板8を用いて加工テーブル2Bの位置決め誤差を補正した場合の位置決め誤差は7.62μmとなった。   Further, according to the present embodiment, the positioning accuracy of the processing table 2B has been improved from 11.65 μm to 7.62 μm. That is, while the positioning error when the positioning error of the processing table 2B was not corrected was 11.65 μm, the laser processing apparatus 100 corrected the positioning error of the processing table 2B using the reference plate 8. The positioning error was 7.62 μm.

加工テーブル2Aには、加工テーブル2A自体の加工精度に依存する、直角度または真直度が存在する。そのため、加工テーブル2Aを移動させた際には、移動軸毎の一次元ずれだけではなく、二次元ずれ(回転ずれ)が発生する。本実施の形態では、測定エリア30nに対し、基準マークP1〜P4の4つの実位置と、4つの測定位置Q1〜Q4とを用い、最小二乗近似によって補正係数を算出しているので、加工テーブル2Aの移動の二次元ずれを補正することができる。   The processing table 2A has a squareness or straightness that depends on the processing accuracy of the processing table 2A itself. Therefore, when the processing table 2A is moved, not only one-dimensional displacement for each moving axis but also two-dimensional displacement (rotational displacement) occurs. In the present embodiment, the correction coefficient is calculated by least squares approximation for the measurement area 30n using the four actual positions of the reference marks P1 to P4 and the four measurement positions Q1 to Q4. It is possible to correct the two-dimensional displacement of the 2A movement.

また、本実施の形態では、ガルバノスキャナ5Aを駆動することなく加工テーブル2Aを移動させて、加工テーブル2Aの位置決め誤差を補正するためのキャリブレーションテーブルを作成している。このため、一度のテーブル作成にて基準マークMの実位置APにおける加工テーブル2Aの位置決め誤差を0に近づけることができる補正係数を得ることが可能となる。したがって、キャリブレーションテーブルの作成時間を削減することができるとともに、位置決め誤差の補正精度を向上させることができるので、効率良く高精度なレーザ加工を実現できる。   In the present embodiment, the calibration table for correcting the positioning error of the processing table 2A is created by moving the processing table 2A without driving the galvano scanner 5A. For this reason, it is possible to obtain a correction coefficient that can make the positioning error of the processing table 2A at the actual position AP of the reference mark M close to 0 by one table creation. Therefore, the time required to create the calibration table can be reduced, and the accuracy of correction of the positioning error can be improved, so that efficient and high-precision laser processing can be realized.

また、平行四辺形補正または台形補正を行うことによって、測定エリア30n内のテーブル位置に対しても補正係数を得ることができるので、基準マークM間に対しても高い精度で加工テーブル2Aの位置決め誤差を補正することができる。   In addition, by performing the parallelogram correction or the trapezoid correction, a correction coefficient can be obtained even for the table position in the measurement area 30n. The error can be corrected.

ここで、制御装置10のハードウェア構成について説明する。図9は、実施の形態にかかる制御装置のハードウェア構成例を示す図である。制御装置10は、図9に示したプロセッサ301、メモリ302、およびインタフェース回路303により実現することができる。プロセッサ301、メモリ302、およびインタフェース回路303は、バスによって互いにデータの送受信が可能である。プロセッサ301の例は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)またはシステムLSI(Large Scale Integration)である。メモリ302の例は、RAM(Random Access Memory)またはROM(Read Only Memory)である。   Here, a hardware configuration of the control device 10 will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a control device according to the embodiment. The control device 10 can be realized by the processor 301, the memory 302, and the interface circuit 303 illustrated in FIG. The processor 301, the memory 302, and the interface circuit 303 can transmit and receive data to and from each other via a bus. Examples of the processor 301 are a CPU (Central Processing Unit, central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, processor, DSP (Digital Signal Processor)) or system LSI (Large Scale Integration). Examples of the memory 302 are a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory).

制御装置10は、プロセッサ301が、メモリ302で記憶されている、制御装置10の動作を実行するためのプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、このプログラムは、制御装置10の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。メモリ302は、プロセッサ301が各種処理を実行する際の一時メモリにも使用される。   The control device 10 is realized by the processor 301 reading and executing a program for executing the operation of the control device 10 stored in the memory 302. It can also be said that this program causes a computer to execute the procedure or method of the control device 10. The memory 302 is also used as a temporary memory when the processor 301 executes various processes.

プロセッサ301が実行するプログラムは、コンピュータで実行可能な、データ処理を行うための複数の命令を含むコンピュータ読取り可能かつ非遷移的な(non-transitory)記録媒体を有するコンピュータプログラムプロダクトであってもよい。プロセッサ301が実行するプログラムは、複数の命令がデータ処理を行うことをコンピュータに実行させる。   The program executed by the processor 301 may be a computer program product having a computer-readable non-transitory recording medium including a plurality of instructions for performing data processing, which can be executed by a computer. . A program executed by the processor 301 causes a computer to execute a plurality of instructions to perform data processing.

また、制御装置10を専用のハードウェアで実現してもよい。また、制御装置10の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。   Further, the control device 10 may be realized by dedicated hardware. Further, some of the functions of the control device 10 may be realized by dedicated hardware, and some may be realized by software or firmware.

なお、本実施の形態では、加工機構20が、レーザ光を2つのレーザ光1A,1Bに分離して、2つの加工テーブル2A,2Bで同時に2つの加工ワーク3A,3Bのレーザ加工を行う場合について説明したが、加工機構20の構成は、この構成に限定されない。加工機構20は、1つの加工テーブルで複数の加工ワークを加工する構成であってもよいし、複数の駆動系に複数の加工テーブルを取付けて複数の加工ワークを加工する構成であってもよい。   In the present embodiment, the processing mechanism 20 separates the laser light into two laser lights 1A and 1B and performs laser processing on the two processing works 3A and 3B simultaneously on the two processing tables 2A and 2B. However, the configuration of the processing mechanism 20 is not limited to this configuration. The processing mechanism 20 may be configured to process a plurality of workpieces with one processing table, or may be configured to process a plurality of workpieces by attaching a plurality of processing tables to a plurality of drive systems. .

このように実施の形態によれば、4箇所以上の基準マークの測定位置に基づいて、加工テーブル2Aの位置決め誤差を算出し、カメラ7Aと加工テーブル2Aとを連動させることで、基準マークを測定する処理を繰り返し、加工テーブル2Aの全領域にわたって位置決め誤差を算出するので、ガルバノスキャナ5Aが対応可能な範囲(ガルバノスキャナ5Aの可動によって加工対象の画像を撮像できる範囲)、すなわちガルバノスキャンエリアよりも大きな加工対象エリアに対して、位置決め誤差に対するガルバノ補正量を算出できる。したがって、ガルバノスキャナ5Aが対応可能な範囲よりも大きな加工対象エリアを精度良く加工できる。また、4箇所以上の基準マークMの測定位置MQに基づいて、加工テーブル2Aの位置決め誤差を算出し、位置決め誤差に基づいてガルバノ補正量を算出するので、加工テーブル2Aの位置決め誤差に対応する精度の高いガルバノ補正量を短時間で算出することができる。したがって、精度の高い加工を短時間で実現することができる。   As described above, according to the embodiment, the positioning error of the processing table 2A is calculated based on the measurement positions of the four or more reference marks, and the camera 7A and the processing table 2A are linked to measure the reference mark. Is repeated, and the positioning error is calculated over the entire area of the processing table 2A, so that the galvano scanner 5A can handle (a range in which an image of a processing target can be captured by the movement of the galvano scanner 5A), that is, the galvano scan area. The galvano correction amount for the positioning error can be calculated for a large processing target area. Therefore, a processing target area larger than the range that the galvano scanner 5A can handle can be processed with high accuracy. Further, the positioning error of the processing table 2A is calculated based on the measurement positions MQ of the four or more reference marks M, and the galvano correction amount is calculated based on the positioning error. Therefore, the accuracy corresponding to the positioning error of the processing table 2A is calculated. Can be calculated in a short time. Therefore, highly accurate processing can be realized in a short time.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   The configurations described in the above embodiments are merely examples of the contents of the present invention, and can be combined with other known technologies, and can be combined with other known technologies without departing from the gist of the present invention. Parts can be omitted or changed.

1A,1B レーザ光、2A,2B 加工テーブル、3A,3B 加工ワーク、4A,4B ガルバノミラー、5A,5B ガルバノスキャナ、6A,6B fθレンズ、7A,7B カメラ、8 基準板、9 アライメントマーク、10 制御装置、11 入力部、12 補正係数算出部、13 記憶部、14 補正量算出部、15 制御部、20 加工機構、21 駆動テーブル、30n,30(n+1) 測定エリア、100 レーザ加工装置、AP 実位置、BP 基準点、M,P1〜P4 基準マーク、MQ,Q1〜Q4 測定位置。   1A, 1B laser beam, 2A, 2B processing table, 3A, 3B processing work, 4A, 4B galvanometer mirror, 5A, 5B galvano scanner, 6A, 6B fθ lens, 7A, 7B camera, 8 reference plate, 9 alignment mark, 10 Control device, 11 input unit, 12 correction coefficient calculation unit, 13 storage unit, 14 correction amount calculation unit, 15 control unit, 20 processing mechanism, 21 drive table, 30n, 30 (n + 1) measurement area, 100 laser processing device, AP Actual position, BP reference point, M, P1 to P4 reference mark, MQ, Q1 to Q4 measurement position.

Claims (7)

加工対象物を載置する加工テーブルと、
前記加工対象物にレーザ光を照射してスキャンするガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーを駆動するガルバノスキャナと、
矩形領域内に4箇所以上の基準マークが配置された基準板が前記加工テーブル上に載せられた際には前記4箇所以上の基準マークを測定し、前記加工対象物が前記加工テーブル上に載せられた際には前記加工対象物の加工面に設けられたアライメントマークの位置を測定する測定装置と、
前記4箇所以上の基準マークの測定位置に基づいて前記加工テーブルの位置決め誤差および前記位置決め誤差を補正する補正係数を算出し、前記補正係数を用いて前記アライメントマークの測定位置を補正し、かつ補正した前記アライメントマークの測定位置に基づいて、前記位置決め誤差を補正するための、前記ガルバノスキャナの駆動補正量を算出し、かつ前記駆動補正量を用いて前記ガルバノスキャナを駆動しながら前記加工対象物のレーザ加工を制御する制御装置と、
を備え、
前記補正係数を算出する際には前記測定装置と前記加工テーブルとを連動させることで、前記4箇所以上の基準マークを測定する処理を繰り返し、前記制御装置は、前記加工テーブルの全領域にわたって前記補正係数を算出する、
ことを特徴とするレーザ加工装置。
A processing table on which the processing object is placed,
A galvanomirror that scans by irradiating the object with laser light,
A galvano scanner that drives the galvanometer mirror,
When a reference plate on which four or more reference marks are arranged in a rectangular area is placed on the processing table, the four or more reference marks are measured, and the workpiece is placed on the processing table. A measuring device that measures the position of an alignment mark provided on a processing surface of the processing target when
Calculating a positioning error of the processing table and a correction coefficient for correcting the positioning error based on the measurement positions of the four or more reference marks, correcting the measurement position of the alignment mark using the correction coefficient, and correcting Calculating a drive correction amount of the galvano scanner for correcting the positioning error, based on the measured position of the alignment mark, and driving the galvano scanner using the drive correction amount to thereby process the workpiece. A control device for controlling the laser processing of the
With
When calculating the correction coefficient, by interlocking the measuring device and the processing table, the processing of measuring the four or more reference marks is repeated, and the control device performs the processing over the entire area of the processing table. Calculating a correction coefficient ,
A laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記制御装置は、前記位置決め誤差のうちの前記アライメントマークの位置に対応する矩形領域の位置決め誤差を用いて前記駆動補正量を算出する、
ことを特徴とする請求項に記載のレーザ加工装置。
The control device calculates the drive correction amount using a positioning error of a rectangular area corresponding to the position of the alignment mark among the positioning errors,
The laser processing apparatus according to claim 1 , wherein:
前記制御装置は、前記基準マークの実際の位置と前記測定位置との差分に最小二乗近似を適用して、前記矩形領域の前記位置決め誤差を算出する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ加工装置。
The control device applies least square approximation to the difference between the actual position of the reference mark and the measurement position to calculate the positioning error of the rectangular area,
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein:
前記制御装置は、平行四辺形補正または台形補正によって、前記矩形領域内の位置決め誤差を算出する、
ことを特徴とする請求項に記載のレーザ加工装置。
The control device calculates a positioning error in the rectangular area by parallelogram correction or trapezoid correction,
The laser processing apparatus according to claim 3 , wherein:
前記矩形領域は、隣の矩形領域に隣接し隣接する辺を共有している、
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1つに記載のレーザ加工装置。
The rectangular area is adjacent to an adjacent rectangular area and shares an adjacent side,
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein:
加工対象物を載置する加工テーブルと、前記加工対象物にレーザ光を照射してスキャンするガルバノミラーと、前記ガルバノミラーを駆動するガルバノスキャナと、前記加工テーブルの面上を観察する測定装置と、前記加工対象物のレーザ加工を制御する制御装置と、を備えた、レーザ加工装置に対し、矩形領域内に4箇所以上の基準マークが配置された基準板を前記加工テーブル上に載置する載置ステップと、
前記測定装置が、前記4箇所以上の基準マークを測定する第1の測定ステップと、
前記制御装置が、前記4箇所以上の前記基準マークの測定位置に基づいて、前記加工テーブルの位置決め誤差および前記位置決め誤差を補正する補正係数を算出する第1の算出ステップと、
前記加工対象物が前記加工テーブルに載せられた状態で、前記測定装置が、前記加工対象物の加工面に設けられたアライメントマークの位置を測定する第2の測定ステップと、
前記制御装置が、前記補正係数を用いて前記アライメントマークの測定位置を補正する補正ステップと、
前記制御装置が、補正した前記アライメントマークの測定位置に基づいて、前記位置決め誤差を補正するための、前記ガルバノスキャナの駆動補正量を算出する第2の算出ステップと、
前記制御装置が、前記駆動補正量を用いて前記ガルバノスキャナを駆動しながら前記加工対象物のレーザ加工を制御する制御ステップと、
を含み、
前記補正係数を算出する際には前記測定装置と前記加工テーブルとを連動させることで、前記基準マークを測定する処理を繰り返し、前記制御装置が、前記加工テーブルの全領域にわたって前記補正係数を算出する、
ことを特徴とするレーザ加工方法。
A processing table on which a processing target is placed, a galvanometer mirror that scans the processing target by irradiating a laser beam, a galvano scanner that drives the galvanometer mirror, and a measurement device that observes the surface of the processing table. And a control device for controlling the laser processing of the object to be processed. A reference plate having four or more reference marks arranged in a rectangular area is placed on the processing table with respect to the laser processing device. Placing step;
A first measurement step in which the measurement device measures the four or more reference marks;
Wherein the controller, a first calculation step of calculating a correction coefficient based on the measured positions of the reference marks or the four points, to correct the positioning error and the positioning error of the machining table,
A second measurement step of measuring the position of an alignment mark provided on a processing surface of the processing object while the processing object is placed on the processing table;
The control device, a correction step of correcting the measurement position of the alignment mark using the correction coefficient,
A second calculation step of calculating a drive correction amount of the galvano scanner, wherein the control device calculates a correction amount of the galvano scanner based on the corrected measurement position of the alignment mark;
A control step of controlling the laser processing of the processing object while driving the galvano scanner using the drive correction amount,
Including
When calculating the correction coefficient, by linking the measuring device and the processing table, the process of measuring the reference mark is repeated, and the control device calculates the correction coefficient over the entire area of the processing table. Do
A laser processing method characterized by the above-mentioned.
加工対象物を載置する加工テーブルと、前記加工対象物にレーザ光を照射してスキャンするガルバノミラーと、前記ガルバノミラーを駆動するガルバノスキャナと、前記加工テーブルの面上を観察する測定装置と、前記加工対象物のレーザ加工を制御する制御装置と、を備えた、レーザ加工装置に対し、矩形領域内に4箇所以上の基準マークが配置された基準板を前記加工テーブル上に載置する載置ステップと、
前記測定装置が、前記4箇所以上の基準マークを測定する第1の測定ステップと、
前記制御装置が、前記4箇所以上の前記基準マークの測定位置に基づいて、前記加工テーブルの位置決め誤差および前記位置決め誤差を補正する補正係数を算出する第1の算出ステップと、
前記加工対象物が前記加工テーブルに載せられた状態で、前記測定装置が、前記加工対象物の加工面に設けられたアライメントマークの位置を測定する第2の測定ステップと、
前記制御装置が、前記補正係数を用いて前記アライメントマークの測定位置を補正する補正ステップと、
前記制御装置が、補正した前記アライメントマークの測定位置に基づいて、前記位置決め誤差を補正するための、前記ガルバノスキャナの駆動補正量を算出する第2の算出ステップと、
前記制御装置が、前記駆動補正量を用いて前記ガルバノスキャナを駆動しながら前記加工対象物のレーザ加工を制御する制御ステップと、
を含み、
前記補正係数を算出する際には前記測定装置と前記加工テーブルとを連動させることで、前記基準マークを測定する処理を繰り返し、前記制御装置が、前記加工テーブルの全領域にわたって前記補正係数を算出し、
前記制御装置は、前記加工対象物のレーザ加工を制御する際に、前記補正係数で前記位置決め誤差を補正する、
ことを特徴とする誤差調整方法。
A processing table on which a processing target is placed, a galvanometer mirror that scans the processing target by irradiating a laser beam, a galvano scanner that drives the galvanometer mirror, and a measurement device that observes the surface of the processing table. And a control device for controlling the laser processing of the object to be processed. A reference plate having four or more reference marks arranged in a rectangular area is placed on the processing table with respect to the laser processing device. Placing step;
A first measurement step in which the measurement device measures the four or more reference marks;
Wherein the controller, a first calculation step of calculating a correction coefficient based on the measured positions of the reference marks or the four points, to correct the positioning error and the positioning error of the machining table,
A second measurement step of measuring the position of an alignment mark provided on a processing surface of the processing object while the processing object is placed on the processing table;
The control device, a correction step of correcting the measurement position of the alignment mark using the correction coefficient,
A second calculation step of calculating a drive correction amount of the galvano scanner, wherein the control device calculates a correction amount of the galvano scanner based on the corrected measurement position of the alignment mark;
A control step of controlling the laser processing of the processing object while driving the galvano scanner using the drive correction amount,
Including
When calculating the correction coefficient, by linking the measuring device and the processing table, the process of measuring the reference mark is repeated, and the control device calculates the correction coefficient over the entire area of the processing table. And
The control device, when controlling the laser processing of the processing target, corrects the positioning error with the correction coefficient ,
An error adjusting method, characterized in that:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111299975A (en) * 2020-03-17 2020-06-19 孙晓杰 Method for improving machining efficiency of complex casting by using robot
CN114260560A (en) * 2021-12-16 2022-04-01 北京金橙子科技股份有限公司 Large-breadth galvanometer correction system for regional scanning based on A3 breadth scanner

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113500313A (en) * 2021-06-23 2021-10-15 济南森峰科技有限公司 Laser high-speed dislocation punching method with dynamic Z-axis movement

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58224088A (en) * 1982-06-22 1983-12-26 Nec Corp Laser processing device
JPH04253585A (en) * 1991-01-31 1992-09-09 Nec Corp Laser beam machining apparatus
JP2007237199A (en) * 2006-03-06 2007-09-20 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser beam machining apparatus and method
JP2009220128A (en) * 2008-03-13 2009-10-01 Disco Abrasive Syst Ltd Workpiece machining method and workpiece machining apparatus
JP2010099674A (en) * 2008-10-21 2010-05-06 Mitsubishi Electric Corp Laser beam machining apparatus
JP2015112630A (en) * 2013-12-12 2015-06-22 Ntn株式会社 Laser processing apparatus and laser processing method
JP2018176233A (en) * 2017-04-17 2018-11-15 ローランドディー.ジー.株式会社 Laser beam machining method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58224088A (en) * 1982-06-22 1983-12-26 Nec Corp Laser processing device
JPH04253585A (en) * 1991-01-31 1992-09-09 Nec Corp Laser beam machining apparatus
JP2007237199A (en) * 2006-03-06 2007-09-20 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser beam machining apparatus and method
JP2009220128A (en) * 2008-03-13 2009-10-01 Disco Abrasive Syst Ltd Workpiece machining method and workpiece machining apparatus
JP2010099674A (en) * 2008-10-21 2010-05-06 Mitsubishi Electric Corp Laser beam machining apparatus
JP2015112630A (en) * 2013-12-12 2015-06-22 Ntn株式会社 Laser processing apparatus and laser processing method
JP2018176233A (en) * 2017-04-17 2018-11-15 ローランドディー.ジー.株式会社 Laser beam machining method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111299975A (en) * 2020-03-17 2020-06-19 孙晓杰 Method for improving machining efficiency of complex casting by using robot
CN111299975B (en) * 2020-03-17 2021-11-12 孙晓杰 Method for improving machining efficiency of complex casting by using robot
CN114260560A (en) * 2021-12-16 2022-04-01 北京金橙子科技股份有限公司 Large-breadth galvanometer correction system for regional scanning based on A3 breadth scanner
CN114260560B (en) * 2021-12-16 2024-03-26 北京金橙子科技股份有限公司 A3-format scanner-based regional scanning large-format galvanometer correction system

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