CN106181075A - 激光加工机、激光加工机的工件歪斜校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明实现激光加工机的激光加工的精度的进一步提高。构成的激光加工机具备：支撑被加工物的支撑体；朝向由所述支撑体支撑的被加工物照射激光的激光照射装置；和控制部，该控制部参照通过相机传感器对由所述支撑体支撑的被加工物进行拍摄所得的图像而检测出在被加工物所标记的多个对准标记的位置，得到各对准标记本来应位于的位置于实际检测出的各对准标记的位置的误差，并且用各对准标记的位置的误差推算出某一对准标记与其他对准标记之间的部位的假想的位置的误差，在此基础上，基于该位置的误差来确定为了在激光加工时向所述被加工物上的期望目标照射位置照射激光而应付与所述激光照射装置的指令的校正量。

Description

激光加工机、激光加工机的工件歪斜校正方法

技术领域

本发明涉及将激光向被加工物(工件)的任意部位照射而实施加工的激光加工机以及激光加工机的使用方法。

背景技术

现今，广泛使用触摸面板(touch panel，触控式面板)装置来作为输入装置。触摸面板装置在组装有液晶显示器、有机EL显示器等显示装置的设备中安装，成为对该设备的直观的输入手段。

触摸面板装置的构成包括触摸面板传感器、得到触摸面板传感器上的接触位置的控制电路、布线及柔性印刷基板。触摸面板传感器中的与显示装置的图像显示区域重叠的区域透明，并构成能够在该区域检测出对象物的接触位置的有源区域。

投影型电容耦合方式的触摸面板传感器以下述构件为要素：电介质；和在该电介质的两侧以互不相同的图形所形成的第一传感器电极及第二传感器电极。第一传感器电极及第二传感器电极，经由在支撑该传感器电极的基材中的有源区外的区域所铺设的取出布线(取出用的导电体)而连接于外部的控制电路。

虽然在铺设于有源区的第一传感器电极及第二传感器电极使用透明导电材料，但是，铺设于非有源区铺设的取出布线不需要是透明的。以往，通过将由具有高电导率的金属等导电性材料构成的布线图形丝网印刷于基材上而形成了取出布线(以上内容参照下述专利文献1)。

现今，出于进一步扩大显示装置的图像显示区域和/或进一步提高设计性的目的，而要求将包围图像显示区域的周围的所谓“边缘”区域(边框)窄小化。为了实现边缘区域的窄小化，需要将触摸面板传感器中的非有源区小面积化。

如果将铺设于非有源区的取出布线充分高精细化，则能够缩小非有源区以及边缘区域。但是，用当前的丝网印刷法难以形成高精细的布线图形。

相对于此，如果采用在基材的表面制膜而形成了由导电性材料构成的导电层后、通过照射激光来切削该导电层而形成布线图形的激光加工法，则能够实现用丝网印刷法所不能实现的高精细的取出布线。

在进行激光加工的情况下，使用能够向被加工物的任意部位照射激光的激光加工机。作为这种激光加工机的例子，可举出组合能够改变激光光轴方向的检流计扫描器和聚光透镜而成的激光加工机。

在使激光光束的光轴移位的扫描中，因检流计扫描器的反射镜的旋转定位误差和/或聚光透镜的光学歪斜等，而产生相对于平面坐标系的误差。在实施激光加工时，需要预先去除该误差。

以前，在试件上激光加工出试验用的图形，并用显微镜对其进行观察来计测理想图形与实际形成的图形的误差，对检流计扫描器的指令值要考虑到减小该误差的校正量，从而校准了激光的照射位置(calibration)。使用了这样的试件的校准，需要专人来进行，因而很繁琐、非常花费时间。

最近，在加工机上添加设置有受到激光的照射而检测该照射位置的高解析度的检测传感器(CCD、CMOS等)，并自动地执行计测激光的目标照射位置与经由该传感器检测到的实际的照射位置的误差的校准(以上内容参照下述专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-033558号公报

专利文献2：日本特许第5519123号公报

发明内容

本发明要解决的问题

在成为激光加工的对象的被加工物是大块的薄膜(例如，PET薄膜)和/或薄板等的情况下，有时其一部分伸长或收缩而发生歪斜。在被加工物的表面，多在加工前标注布线图形的轮廓(导电层)和/或对位用的对准标记，但是，在该图形的印刷后的干燥工序中对被加工物加热，成为使被加工物歪斜的原因之一。

一直以来，参照被加工物的表面的对准标记来检测被加工物相对于激光加工的沿水平方向的位置偏移即X轴、Y轴方向的偏离及绕作为垂直轴的Z轴的旋转的量，并进行校正激光的目标照射位置的动作(对准)。然而，没有进行被加工物的局部伸展或伸缩所导致的歪斜的应对，可以说激光的照射位置的精度从而激光加工的精度存在改善的余地。

本发明的预期目的是实现激光加工机所进行的加工的精度的进一步提高。

用于解决问题的手段

在本发明中，构成了一种激光加工机，其特征在于，具备：支撑体，其支撑被加工物；激光照射装置，其朝向由所述支撑体支撑的被加工物照射激光；和控制部，其参照通过相机传感器对由所述支撑体支撑的被加工物进行拍摄所得的图像，来检测被标记于被加工物且分布配置于所述激光照射装置的激光的可照射范围内的至少十个对准标记的位置，得到各对准标记本来应位于的位置与实际检测出的各对准标记的位置的X轴方向误差及Y轴方向误差，并且用各对准标记的位置的X轴方向误差及Y轴方向误差分别生成表达所述可照射范围内的任意的部位的X轴方向误差及Y轴方向误差的分布的X轴方向误差的近似式及Y轴方向误差的近似式，并用通过该近似式算出的任意部位的X轴方向误差及Y轴方向误差来确定指令的校正量，所述指令是用于在激光加工时使激光向所述被加工物上的所期望的目标照射位置照射的指令。

并且，在本发明中还构成了一种激光加工机，其特征在于，具备：支撑体，其支撑被加工物；激光照射装置，其朝向由所述支撑体支撑的被加工物照射激光；和控制部，其参照通过相机传感器对由所述支撑体支撑的被加工物进行拍摄所得的图像，来检测在被加工物所标记的多个对准标记的位置，得到各对准标记本来应位于的位置与实际检测出的各对准标记的位置的误差，并且用各对准标记的位置的误差算出某一对准标记与其他对准标记之间的部位的假想位置的误差，在此基础上，基于在向所述激光照射装置指令了不考虑校正量的照射位置的情况下的该指令照射位置与实际的激光的照射位置的误差上加上所述被加工物上的与该指令照射位置相对应的部位的所述对准标记的位置的误差所得到的误差，来确定指令的校正量，所述指令为用于在激光加工时使激光向所述被加工物上的所期望的目标照射位置照射的指令。

所述激光照射装置例如是使用能够使激光的光轴的方向变化的检流计扫描器的激光照射装置。

此外，本发明涉及的一种激光加工机的工件歪斜校正方法，该方法所使用的激光加工机具备支撑被加工物的支撑体、朝向由所述支撑体支撑的被加工物照射激光的激光照射装置和控制部，所述控制部基于在向所述激光照射装置指令了不考虑校正量的照射位置的情况下的该指令照射位置与实际的激光的照射位置的误差，来确定指令的校正量，所述指令为用于在激光加工时使激光向所述被加工物上的所期望的目标照射位置照射的指令，该方法的特征在于，通过相机传感器对由所述支撑体支撑的被加工物进行拍摄，参照通过所述相机传感器拍摄到的图像，来检测在被加工物所标记的多个对准标记的位置，得到各对准标记本来应位于的位置与实际检测出的各对准标记的位置的误差，并且用各对准标记的位置的误差算出某一对准标记与其他对准标记之间的部位的假想位置的误差，在此基础上，对所述控制部，付与在向所述激光照射装置指令了不考虑校正量的照射位置的情况下的该指令照射位置与实际的激光的照射位置的误差上加上所述被加工物上的与该指令照射位置相对应的部位的所述对准标记的位置的误差所得到的误差，来确定所述校正量。

发明效果

根据本发明，能够实现激光加工机的加工的精度的进一步提高。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的激光加工机的概况的立体图。

图2是表示该激光加工机中的激光照射装置的构成的立体图。

图3是示意地表示该激光加工机的激光照射装置自身的特性即激光的照射位置的误差的俯视图。

图4是表示该激光加工机的硬件资源构成的图。

图5是该激光加工机的功能框图。

图6是表示被加工物所标记的对准标记的一例的图。

图7是图6的重要部分放大图。

图8是表示该激光加工机在校准时执行的处理的步骤的流程图。

图9是表示该激光加工机在对准时执行的处理的步骤的流程图。

图10是表示该激光加工机在激光加工时执行的处理的步骤的流程图。

附图标记说明

0 激光加工机

1 激光照射装置

11、12 检流计扫描器

14 相机传感器

3 驱动装置

5 控制装置

9 被加工物

91、92 对准标记

L 激光光束

具体实施方式

参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的激光加工机0，具备：作为设置被加工物的支撑体的设置台4；和向在设置台4设置的被加工物照射激光L的激光照射装置1，并能够向被加工物的任意部位施行激光加工。

在本实施方式中，作为被加工物，假设了卷绕在滚筒上的膜那样的尺寸非常长的物品或者大型的物品。而且，例如，从一个滚筒将放出被加工物并将其卷取到另一个滚筒上，同时遍及被加工物的广大范围施行激光加工。为此，在本实施方式的激光加工机0中，将激光照射装置1设为能够前后左右地移动，并且将从激光照射装置1出射的激光L的光轴设为能够前后左右地移位。

激光照射装置1通过驱动装置(或XY工作台)3而相对于设置台4大体平行地移动。驱动装置3的构成具备：在前后方向上延伸的Y轴轨道31；由Y轴轨道31导引在前后方向上走行并且在左右方向上扩展而在其上部设有X轴轨道321的X轴单元32；和由X轴轨道321导引在左右方向上走行的台车322。X轴单元32、台车322皆是以线性伺服转子为驱动源的线性伺服台车。激光照射装置1由上述台车322支撑。

在驱动装置3标记线性标尺(未图示)。X轴线性标尺是用于检测激光照射装置1的左右方向即X轴方向的位置的位置检测机构，Y轴线性标尺是用于检测激光照射装置1的前后方向即Y轴方向的位置的位置检测机构。X轴线性标尺例如以在台车322设置的磁传感头和将在X轴单元32设置的磁条纹为刻度的带形磁尺(ribbon scale)为要素。而且，通过用磁传感头读取带标尺的刻度，由此检测台车322的X轴方向位置进而检测激光照射装置1的X轴方向位置而输出表示该位置坐标的信号。同样地，Y轴线性标尺也以在X轴单元32设置的磁传感头和沿Y轴轨道31设置的带形磁尺为要素，来检测X轴单元32的Y轴方向位置进而检测激光照射装置1的Y轴方向位置而输出表示该位置坐标的信号。

总之，驱动装置3能够将激光照射装置1设置于任意的XY坐标。

如图2所示，激光照射装置1具有：激光L的供给源即激光振荡器(未图示)；对从激光振荡器振荡出的激光L进行扫描的检流计扫描器11、12；和将该激光L聚光的聚光透镜13。

检流计扫描器11、12用伺服电机、步进电机111、121等使反射激光L的反射镜112、122转动，能够使光L的光轴变化。在本实施方式中，具备使光L的光轴在X轴方向上变化的X轴检流计扫描器11和使光L的光轴在Y轴方向上变化的Y轴检流计扫描器12，能够在XY的二维方向上控制光L的照射位置。聚光透镜13例如设为Fθ透镜。

从激光照射装置1出射的激光L的照射位置受到检流计扫描器11、12的电机111、112的旋转定位误差的影响。而且，也发生由聚光透镜13所导致的光学歪斜。这些要因所导致的激光L的照射位置的误差、即激光照射装置1自身作为特性所具有的误差，存在随着远离从检流计扫描器11、12的扫描范围的中央而增大的倾向。在图2及图3中示意地表示了该误差A的状况。在图3中，由虚线描绘的框线B是理想的激光L的照射位置及照射范围。另一方面，变形为由点划线描绘的樽形的框线A是仅将(没有考虑到用于误差校准的校正量的)目标照射位置的XY坐标(x,y)付与检流计扫描器11、12的情况下的激光L的照射位置及照射范围。

在实施使用了激光加工机0的加工时，需要先进行校准上述照射位置的误差的校准。照射位置的校准通过向光束检测传感器2照射激光L来进行。

在本实施方式中，作为被加工物而假设了长尺寸或大型的物品，这样的被加工物会覆盖设置台4的大体整个区域。因此，在本实施方式中，在没有由被加工物覆盖的、设置台4附近的部位，配置有光束检测传感器2。光束检测传感器2是受到激光L的照射而检测该照射位置的高解析度的检测传感器，典型地为CCD传感器或CMOS传感器。设置台4及光束检测传感器2在激光加工期间或校准期间不移动。在将要校准时，经由驱动装置3使激光照射装置1移动到光束检测传感器2上方的位置。

在校准作为激光照射装置1自身特性的照射位置的误差时，以在光束检测传感器2上设定的XY平面坐标系的多个点(x_i，y_i)为目标而出射激光L，其结果，得到与光束检测传感器2得到的实际的激光L的照射位置(x_i’，y_i’)的误差(Δx_i，Δy_i)＝(x_i－x_i’，y_i－y_i’)。此处，下标i是指示并确定是多个点中的哪一个的识别符。而且，基于检测出的各点i的每个点的误差(Δx_i，Δy_i)，来确定用于补偿该误差所需的各点i的每个点的校正量。在该误差的校准中，进行数百个点至数千个点的误差(Δx_i，Δy_i)的检测及校正量的确定。

激光加工的精度、换言之是否能够对被加工物上的期望的位置精确地照射激光L，不仅仅取决于激光照射装置1自身的激光L的照射精度。被加工物设置于设置台4上时相对于激光加工机0的定位的误差也成为使激光加工的精度恶化的要因。即、作为被加工物相对于激光加工机0沿水平方向的位置偏移，存在向X轴方向的偏倚和向Y轴方向的偏倚。而且，被加工物有时也绕相对于X轴及Y轴垂直的垂直轴即Z轴旋转。

对该被加工物的定位误差的校正，通过用在激光照射装置1所附设的相机传感器14对在被加工物的表面所标记的对准标记91、92进行拍摄来进行。

图6中，例示被加工物9及在被加工物9所标记的对准标记91、92。对准标记91、92标记在被加工物9的角部(特别地，对角部)附近、或者标记在被加工物9所包含的各单元的每个单元。在被加工物9是触摸面板装置的情况下，一个单元与一个产品相对应。在各单元的周缘部设有薄膜层93，该薄膜层93是将具有高电导率的金属等(例如银浆)导电性材料涂敷成三边框或四边框状而成的。在形成产品所需的布线图形时，向该薄膜层93照射激光L以去除不需要的部分、仅留下成为布线的部分。该情况下的被加工物9的基材是PET或其他树脂制膜，对准标记91、92预先被印刷于该树脂制膜。再有，对准标记91、92的印刷和薄膜层93的涂敷有时也通过掩膜印刷或丝网印刷等而在同一工序中进行。

在现有的激光加工机中的、用于吸收被加工物相对于加工机的定位误差的对准中，用激光照射装置1所标记的相机传感器14对被加工物9所标记的对准标记91、92进行拍摄，并检测该拍摄图像中的对准标记91、92的位置坐标，以检测到被加工物9或被加工物9所含的各单元(的成为切削对象的薄膜层93)沿X轴方向及Y轴方向分别以何种程度偏倚、以及绕Z轴以何种程度旋转。在此基础上，校正付与检流计扫描器11、12的激光L的目标照射位置(x,y)或者修正激光照射装置1相对于在设置台4设置的被加工物的相对位置，以抵消该偏离量和/或旋转量。再有，虽然本实施方式的激光加工机0的设置台4是不动的，但是，在支撑被加工物的设置台能够沿X轴方向及Y轴方向移动和/或能够绕Z轴旋转的情况下，通过使该设置台相对于激光照射装置1移动和/或转动，从而能够抵消上述偏离量和/或旋转量。

在为树脂制膜那样的被加工物时，有时其一部分伸长或收缩而在被加工物上产生歪斜。特别是，在树脂制膜的基材上印刷对准标记91、92并且/或者涂敷导电性材料93后，使其干燥的工序中，对该膜加热而有可能引起局部伸长或收缩。此外，卷绕该膜的滚筒和/或放出该膜的滚筒等为了进行输送而施加的张力，也会导致被加工物发生局部歪斜。

然而，在现有的激光加工机的对置中，没有考虑被加工物的一部分的伸长或收缩这一局部歪斜。因此，有时不能精确地向被加工物的期望的位置、例如在薄膜层93中应切削去除的适当部位照射激光L，激光加工结果存在改善的余地。

于是，在本实施方式中，对对准的方法进行了改良，使得除被加工物相对于激光加工机0在XY方向的偏移及绕Z轴的旋转之外，也能够应对被加工物的局部歪斜。

在本实施方式的激光加工机0中，如图4所示，对驱动装置3及检流计扫描器11、12进行控制的控制部5具有处理器5a、主存储器5b、辅助存储设备5c和I/O接口5d等，这些部件由控制器5e(系统控制器和/或I/O控制器等)控制而协同工作。辅助存储设备5c是闪存、硬盘驱动器或其他装置。I/O接口5d有时包括伺服驱动器(伺服控制器)。此外，控制部5有时使用通用的个人计算机、服务器计算机、工作站等来构成。

控制部5应执行的程序存储于辅助存储设备5c中，在程序执行时，被读入主存储器5b中并由处理器5a解读。而且，控制部5按照程序而发挥作为图5所示的照射位置指令部51、装置位置指令部52、校准用位置数据存储部53、校准用误差获取部54、对准标记位置数据存储部55、对准用误差获取部56、加工用位置数据存储部57及加工时控制部58的功能。

照射位置指令部51对激光照射装置1进行用于使激光L向目标照射位置照射的指令。具体地，为了向表示目标照射位置的XY坐标(x,y)照射激光L而向检流计扫描器11、12输入与该坐标(x，y)相对应的控制信号，以操作反射镜112、122的角度。

装置位置指令部52对驱动装置3进行用于使激光照射装置1移动到目标照射位置附近的指令。具体地，为了使激光照射装置1位于表示激光照射装置1的移动目的地的XY坐标而向驱动装置3输入与该XY坐标相对应的控制信号以操作X轴单元32及台车322的位置。

校准用位置数据存储部53利用主存储器5b或辅助存储设备5c所需的存储区域来存储校准用的位置数据。如上所述，在本实施方式中，为了校准作为激光照射装置1自身特点的照射位置的误差，而进行相XY平面坐标系的多个点(x_i，y_i)照射激光L并检测各点i的每一点的照射位置的误差(Δx_i，Δy_i)的校准作业。通常，进行几百点至几千点的误差(Δx_i，Δy_i)的检测，所以存储这几百点至几千点的XY坐标(x_i，y_i)的检测作为校准用位置数据。

校准用误差获取部54获取激光L的照射位置的误差(Δx_i，Δy_i)。即、获取上述校准用位置数据所含的各点i的XY坐标(x_i，y_i)与以该XY坐标为目标照射激光L后经由光束检测传感器2所检测到的实际照射位置的XY坐标(x_i’，y_i’)的误差(Δx_i，Δy_i)。而且，将各点i的每一点的误差(Δx_i，Δy_i)与目标XY坐标(x_i，y_i)相关联地存储于主存储器5b或辅助存储设备5c的所需要的存储区域。

图8中表示在校准激光L的照射位置的校准时控制部5执行的处理的步骤例子。控制部5读取所存储的校准用位置数据中所含的XY坐标(x_i，y_i)(步骤S1)，为了将读取的坐标(x_i，y_i)作为目标照射位置照射激光L，而操作检流计扫描器11、12以调节激光L的光轴(步骤S2)。

并且，在步骤S2后，操作驱动装置3来调节激光照射装置1的位置，使得经由检流计扫描器11、12射向目标照射位置坐标(x_i，y_i)的激光L的光轴到达在光束检测传感器2上设定的瞄准位置(步骤S3)。更具体地描述为，将激光照射装置1的铅垂下方作为目标照射位置而出射激光L时的该目标照射位置的坐标为(0，0)，在由校准用位置数据指示的(并且，向检流计扫描器11、12指令的)目标照射位置的坐标是(x_i，y_i)时，使激光照射装置1从光束检测传感器2的瞄准位置的正上移动到沿X轴方向按－x_i偏倚且沿Y轴方向按－y_i偏倚了的位置。这样，如果照射位置的误差不存在，则从激光照射装置1出射的激光L会照射到光束检测传感器2上的瞄准位置(0，0)。即、在校准作业期间，从激光照射装置1出射的激光L的光轴总是指向光束检测传感器2上的瞄准位置(0，0)。

在此基础上，实际从激光照射装置1照射激光L(步骤S4)，以获取光束检测传感器2上的瞄准位置与光束检测传感器2实际检测到的激光L的位置的XY坐标的X轴方向误差及Y轴方向误差(步骤S5)。该误差成为激光L的目标照射位置(x_i，y_i)与实际的照射位置(x_i’，y_i’)的误差(Δx_i，Δy_i)。

而且，控制部5存储获取的误差(Δx_i，Δy_i)和目标照射位置(x_i，y_i)的组合(步骤S6)。控制部5反复进行上述步骤S1至S7，直到关于校准用位置数据所含的全部目标照射位置i都获取了误差(Δx_i，Δy_i)(步骤S7)。

在校准结束后或要进行激光加工时，经由驱动装置3使激光照射装置1返回到设置被加工物的设置台4上方的位置。

校准用位置数据存储部55利用主存储器5b或辅助存储设备5c的所需要的存储区域来存储对准用的位置数据。所谓对准用的位置数据是被预先付与作为激光加工的对象而设置于设置台4的被加工物的、表示多个对准标记91、92的本来应位于的位置的XY坐标(x_Mn，y_Mn)的集合。此处，下标n是指示并确定被加工物上的多个对准标记91、92中的某一的识别符。成为对准用位置数据的要素的坐标(x_Mn，y_Mn)及其个数，依存于被加工物的品种或个体，能够按被加工物的每个品种和/或每个个体而变化。因此，各位置坐标(x_Mn，y_Mn)有时是以被加工物的边缘(端缘)和/或角部为基点的相对位置坐标。

对准用误差获取部56对通过用在激光照射装置1所附设的相机传感器14对在设置台4设置的被加工物的表面进行拍摄而得到的拍摄图像进行解析，以检测出在被加工物的表面所标记的多个对准标记91、92从而得到该对准标记91、92的实际位置的XY坐标(x_Mn，y_Mn)。而且，按各对准标记n的每个标记，得到其实际位置(x_Mn’，y_Mn’)与该对准标记91、92本来应位于的位置(x_Mn，y_Mn)的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)＝(x_Mn－x_Mn’，y_Mn－y_Mn’)。误差(Δx_Mn，Δy_Mn)表示在设置台4设置的被加工物相对于激光加工机0的位置偏移即X轴、Y轴方向的偏倚及绕Z轴的旋转量以及被加工物的局部歪斜。假设被加工物相对于激光加工机0的位置偏移皆不存在、被加工物也没有局部或伸或缩，则对于各对准标记n的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)应该皆为0。

再有，对准用误差获取部56以各对准标记n的每个的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)为基础来推算XY平面坐标系的坐标(x_i，y_i)的、由被加工物的位置偏移以及歪斜所引起的误差(Δx_Mi，Δy_Mi)。

图7中，假想地用白圆描绘了用于校准激光照射装置1自身的激光L的照射位置的误差的校准点94的位置(x_i，y_i)。如图7所示，该校准点94的XY坐标(x_i，y_i)和用于排除被加工物的位置偏移及局部歪斜的影响的对准标记91、92的XY坐标(x_Mn，y_Mn)无需一定一致。不如说是，两者多为不一致。最初，被加工物所标记的对准标记91、92的个数比校准点94的个数少，对准标记91、92的密度也比校准点94的密度稀疏。因此，无法根据由相机传感器14拍摄到的被加工物的拍摄图像而直接求出坐标(x_i，y_i)的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)。

因此，在本实施方式中，根据在激光照射装置1所出射的激光L的可照射范围即检流计扫描器11、12的扫描范围内分布配置的、至少十个对准标记91、92的位置的X轴方向误差Δx_Mn及Y轴方向误差Δy_Mn，而分别生成表示同一扫描范围内的任意XY坐标(x，y)的X轴方向误差Δx_M的近似式F₁(x，y)及表示Y轴方向误差Δy_M的近似式F₂(x，y)。

XY坐标(x，y)的函数即F₁(x，y)及F₂(x，y)，分别能够使用最优推定法或其他已知的方法从对于各对准标记n测量出的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)的集合中推定出来。例如，函数F₁(x，y)的推定，能够通过在由X轴、Y轴及F₁轴构成的三维空间坐标系中、推定与各对准标记n的理想位置(x_Mn，y_Mn)相对应的误差Δx_Mn和函数值F₁(x_Mn，y_Mn)近似那样的曲面F₁(如果是利用最小平方法的推定，则确定函数F₁的系数使得误差Δx_Mn和F₁的残差的平方和为最小)，从而完成。同样地，函数F₂(x，y)的推定，能够通过在由X轴、Y轴及F₂轴构成的三维空间坐标系中、推定与各对准标记n的理想位置(x_Mn，y_Mn)相对应的误差Δy_Mn和函数值F₂(x_Mn，y_Mn)近似那样的曲面F₂(如果是利用最小二乘法的推定，则确定函数F₂的系数使得误差Δy_Mn和F₂的残差的平方和为最小)，从而完成。如果使用如上述那样推定出的近似式F₁及F₂，则能够推算坐标(x_i，y_i)的误差(Δx_Mi，Δy_Mi)。即、成为Δx_Mi＝F₁(x_i，y_i)，Δy_Mi＝F₂(x_i，y_i)。

再有，在求出坐标(x_i，y_i)的误差(Δx_Mi，Δy_Mi)时，也可以通过坐标(x_i，y_i)附近的多个对准标记(x_Mn，y_Mn)涉及的误差(Δx_Mi，Δy_Mi)的插补来算出X轴方向误差Δx_Mi及Y轴方向误差Δy_Mi。例如，在XY平面坐标系中，选出离坐标(x_i，y_i)的距离最近的三个对准标记(x_Mn，y_Mn)。而且，如果在由X轴、Y轴及Δx_M轴构成的三维空间中描绘出三个对准标记91、92的X轴坐标x_Mn及Y轴坐标y_Mn以及与该对准标记91、92相对应的误差Δx_Mn，则能够假设经过三点的平面，并能够算出该平面上的与坐标(x_i，y_i)相对应的误差Δx_Mi。同样地，在由X轴、Y轴及Δy_M轴构成的三维空间中描绘出三个对准标记91、92的X轴坐标x_Mn及Y轴坐标y_Mn以及与该对准标记91、92相对应的误差Δy_Mn，则能够假设经过三点的平面，也能够算出该平面上的与坐标(x_i，y_i)相对应的误差Δy_Mi。

而且，将各点i的每一点的误差(Δx_Mi，Δy_Mi)与目标XY坐标(x_i，y_i)相关联地存储于主存储器5b或辅助存储设备5c的所需要的存储区域。

图9中表示在计测被加工物的位置偏移及局部歪斜的对准时控制部5所执行的处理的顺序例子。控制部5通过激光照射装置1所附设的相机传感器14对在设置台4设置的被加工物进行拍摄(步骤S8)，检测拍摄图像中的各对准标记91、92的位置以获取其XY坐标(x_Mn’，y_Mn’)(步骤S9)。而且，对于各对准标记n的每个标记，算出其实际的位置的坐标(x_Mn’，y_Mn’)与理想位置的坐标(x_Mn，y_Mn)的X轴方向误差Δx_Mn及Y轴方向误差Δy_Mn(步骤S10)。

而且，根据各对准标记n的位置(x_Mn，y_Mn)及与其对应的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)，来推算各校准点i的XY坐标(x_i，y_i)的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)(步骤S11)，并存储推算出的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)和目标照射位置(x_i，y_i)的组合(步骤S12)。控制部5反复进行上述步骤S11至S12，直到对于校准用位置数据所含的全部目标照射位置i都得到了误差(Δx_Mn，Δy_Mn)(步骤S13)。设备

加工用位置数据存储部57利用主存储器5b或辅助存储设备5c的所需要的存储区域来存储激光加工用的位置数据。加工用位置数据存储部56存储规定向被加工物的哪个部位照射激光L的CAD数据等或在加工时照射激光L的多个点的XY坐标作为加工用位置数据。

加工时控制部58为了向由上述加工用位置数据所规定的照射位置照射激光L而对激光照射装置1进行控制。具体地，读取加工用位置数据以得到激光L的目标照射位置的XY坐标(x_T，y_T)。而且，基于校准的误差(Δx_i，Δy_i)及对准的误差(Δx_Mi，Δy_Mi)，算出为了在该目标照射位置坐标(x_T，y_T)精确地照射激光L所需的校正量。

在目标照射位置的坐标(x_T，y_T)等于多个校准点i中的某一点的坐标(x_i，y_i)的情况下，读取与该坐标(x_i，y_i)相关联地存储的误差(Δx_i，Δy_i)及误差(Δx_Mi，Δy_Mi)，并得到将两者相加所得的误差(Δx_T，Δy_T)＝(Δx_i+Δx_Mi，Δy_i+Δy_Mi)。该误差(Δx_T，Δy_T)可以称为在将目标照射位置(x_T，y_T)原样地付与检流计扫描器11、12时实际被照射激光L的被加工物上的位置与原本所期望的目标照射位置(x_T，y_T)的误差。

在目标照射位置的坐标(x_T，y_T)不等于多个校准点i中的任一点的坐标(x_i，y_i)的情况下，以各校准点i的每一点的误差(Δx_i+Δx_Mi，Δy_i+Δy_Mi)为基础，推算目标坐标(x_T，y_T)的误差(Δx_T，Δy_T)。其推算的方法可以与根据各对准标记n的每一点的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)来推算坐标(x_i，y_i)的误差(Δx_Mi，Δy_Mi)的方法相同，因此，此处省略说明。

此外，加工时控制部58将本来的目标照射位置的X轴坐标x_T、Y轴坐标y_T、X轴方向误差Δx_T及Y轴方向误差Δy_T带入预定的函数式，而算出X轴方向校正量x_A及Y轴方向校正量y_A。通过该校正量(x_A，y_A)，能够抵消激光照射装置1自身的激光L的照射位置的误差以及被加工物相对于激光加工机0的相对位置的偏移及被加工物的局部歪斜。而且，经由照射位置指令部51，将与在目标照射位置的XY坐标(x_T，y_T)上考虑了校正量(x_A，y_A)后的坐标(x_T+x_A，y_T+y_A)相对应的控制信号输入检流计扫描器11、12。结果，向被加工物上的目标照射位置正确地照射激光L。

图10中表示在加工时控制部5所执行的处理的步骤例子。控制部5读取由存储的加工用位置数据所规定的目标照射位置的XY坐标(x_T，y_T)(步骤S14)，并算出在向该坐标(x_T，y_T)照射激光L时对于检流计扫描器11、12的指令的校正量(x_A，y_A)(步骤S15)。

接下来，将与在目标照射位置的坐标(x_T，y_T)上考虑了校正量(x_A，y_A)后的XY坐标(x_T+x_A，y_T+y_A)相对应的控制信号输入检流计扫描器11、12，并操作检流计扫描器11、12(步骤S16)。而且，照射激光L(步骤S17)。控制部5反复进行上述步骤S4至S17直到对于由加工用位置数据所规定的必要目标照射位置全部施行了激光加工(步骤S18)。

在本实施方式中，构成了激光加工机0，该激光加工机0具备：支撑被加工物的支撑体4；朝向由所述支撑体4支撑的被加工物照射激光L的激光照射装置1；和控制部5，该控制部5参照由相机传感器15对由所述支撑体4支撑的被加工物进行拍摄所得的图像来检测在被加工物所标记的多个对准标记91、92的位置(x_Mn’，y_Mn’)，得到各对准标记91、92本来应位于的位置(x_Mn，y_Mn)与实际检测到的各对准标记91、92的位置(x_Mn’，y_Mn’)的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)，并且使用各对准标记91、92的位置的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)推算出某一对准标记91、92与其他对准标记91、92之间的部位(x_i，y_i)的假想的位置的误差(Δx_Mi，Δy_Mi)，在此基础上，基于该位置的误差(Δx_Mi，Δy_Mi)来确定为了在激光加工时将激光L向所述被加工物上的期望目标照射位置(x_T，y_T)照射而应付与所述激光照射装置1的指令的校正量(x_A，y_A)。

并且，在本实施方式中，激光加工机0具备：支撑被加工物的支撑体4；朝向由所述支撑体4支撑的被加工物照射激光L的激光照射装置1；和控制部5，该控制部5基于在向所述激光照射装置1指令没有考虑校正量的照射位置(x_i，y_i)的情况下、该指令照射位置(x_i，y_i)与实际的激光L的照射位置(x_i’，y_i’)的误差(Δx_i，Δy_i)，来确定用于在激光加工时将激光L照射于所述被加工物上的期望目标照射位置(x_T，y_T)的指令的校正量(x_A，y_A)，在使用该激光加工机0时，通过相机传感器14对所述支撑体4支撑的被加工物进行拍摄，并参照由所述相机传感器14拍摄到的图像来检测被加工物所标记的多个对准标记91、92的位置(x_Mn’，y_Mn’)，得到各对准标记91、92本来应位于的位置(x_Mn，y_Mn)与实际检测出的各对准标记91、92的位置(x_Mn’，y_Mn’)的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)，并且使用各对准标记91、92的位置的误差(Δx_Mn，Δy_Mn)算出了某一对准标记91、92与其他对准标记91、92之间的部位(x_i，y_i)的假想的位置的误差(Δx_Mi，Δy_Mi)，在此基础上，对上述控制部5付与误差(Δx_i+Δx_Mi，Δy_i+Δy_Mi)以确定上述校正量(x_A，y_A)，该误差(Δx_i+Δx_Mi，Δy_i+Δy_Mi)是通过如下方式得到的：在向所述激光照射装置1指令没有考虑校正量的照射位置(x_i，y_i)的情况下的该指令照射位置(x_i，y_i)与实际的激光L的照射位置(x_i’，y_i’)的误差(Δx_i，Δy_i)上，加上所述被加工物上的与该指令照射位置相对应的部位(x_i，y_i)的所述对准标记91、92的位置的误差(Δx_Mi，Δy_Mi)。

根据本实施方式，能够使激光L对被加工物的照射位置更接近所期望的目标照射位置，有助于激光加工的精度及加工出的产品的品质的进一步提高。

所述激光照射装置1具有对从激光振荡器振荡出的激光L进行扫描的检流计扫描器11、12和将该激光L聚光的聚光透镜13，因此能够使用现有激光加工机0中的相应部件。

再有，本发明不由以上详述了的实施方式限定。例如，在上述实施方式中，在激光加工时，通过对检流计扫描器11、12输入与在目标照射位置(x_T，y_T)上考虑了校正量(x_A，y_A)后的XY坐标(x_T+x_A，y_T+y_A)相对应的控制信号，从而校正从激光照射装置1出射的激光L的光轴的朝向。

取而代之地，也可以对驱动装置3输入与为了向目标照射位置(x_T，y_T)正确地照射激光L所需的校正量(x_A，y_A)相对应的控制信号，从而使激光照射装置1在抵消照射位置的误差(Δx_T，Δy_T)的方向上移动，在此基础上，从该激光照射装置1向被加工物照射激光L。该情况下，控制部5的加工时控制部58基于误差(Δx_i+Δx_Mi，Δy_i+Δy_Mi)来确定在加工时为了向目标照射位置(x_T，y_T)照射激光L而应付与驱动装置3的指令的校正量(x_A，y_A)。在支撑被加工物的支撑体4能够在XY方向上移动的情况下，也能够使该支撑体4在抵消照射位置的误差(Δx_T，Δy_T)的方向上移动。

在激光照射装置1中，使激光L的光轴变化的具体手段不限于检流计扫描器11、12。例如，也可以采用由伺服电机等来控制在对从激光振荡器振荡出的激光L进行导光的光纤的终端所安装的激光光束出射管嘴的角度的机构。

其他各部分的具体构成可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变形。

本发明能够应用于向被加工物的任意部位照射激光而施行加工的激光加工机。

Claims (4)

1.一种激光加工机，其特征在于，具备：

支撑体，其支撑被加工物；

激光照射装置，其朝向由所述支撑体支撑的被加工物照射激光；和

控制部，其参照通过相机传感器对由所述支撑体支撑的被加工物进行拍摄所得的图像，来检测被标记于被加工物且分布配置于所述激光照射装置的激光的可照射范围内的至少十个对准标记的位置，得到各对准标记本来应位于的位置与实际检测出的各对准标记的位置的X轴方向误差及Y轴方向误差，并且用各对准标记的位置的X轴方向误差及Y轴方向误差分别生成表达所述可照射范围内的任意的部位的X轴方向误差及Y轴方向误差的分布的X轴方向误差的近似式及Y轴方向误差的近似式，并用通过该近似式算出的任意部位的X轴方向误差及Y轴方向误差来确定指令的校正量，所述指令是用于在激光加工时使激光向所述被加工物上的所期望的目标照射位置照射的指令。

2.一种激光加工机，其特征在于，具备：

支撑体，其支撑被加工物；

激光照射装置，其朝向由所述支撑体支撑的被加工物照射激光；和

控制部，其参照通过相机传感器对由所述支撑体支撑的被加工物进行拍摄所得的图像，来检测在被加工物所标记的多个对准标记的位置，得到各对准标记本来应位于的位置与实际检测出的各对准标记的位置的误差，并且用各对准标记的位置的误差算出某一对准标记与其他对准标记之间的部位的假想位置的误差，在此基础上，基于在向所述激光照射装置指令了不考虑校正量的照射位置的情况下的该指令照射位置与实际的激光的照射位置的误差上加上所述被加工物上的与该指令照射位置相对应的部位的所述对准标记的位置的误差所得到的误差，来确定指令的校正量，所述指令是用于在激光加工时使激光向所述被加工物上的所期望的目标照射位置照射的指令。

3.根据权利要求1或2所述的激光加工机，其特征在于，

所述激光照射装置是使用能够使激光的光轴方向变化的检流计扫描器的激光照射装置。

4.一种激光加工机的工件歪斜校正方法，该方法所使用的激光加工机具备支撑被加工物的支撑体、朝向由所述支撑体支撑的被加工物照射激光的激光照射装置和控制部，所述控制部基于在向所述激光照射装置指令了不考虑校正量的照射位置的情况下的该指令照射位置与实际的激光的照射位置的误差，来确定指令的校正量，所述指令是用于在激光加工时使激光向所述被加工物上的所期望的目标照射位置照射的指令，该方法的特征在于，

通过相机传感器对由所述支撑体支撑的被加工物进行拍摄，

参照通过所述相机传感器拍摄到的图像，来检测在被加工物所标记的多个对准标记的位置，得到各对准标记本来应位于的位置与实际检测出的各对准标记的位置的误差，并且用各对准标记的位置的误差算出某一对准标记与其他对准标记之间的部位的假想位置的误差，在此基础上，

对所述控制部，付与在向所述激光照射装置指令了不考虑校正量的照射位置的情况下的该指令照射位置与实际的激光的照射位置的误差上加上所述被加工物上的与该指令照射位置相对应的部位的所述对准标记的位置的误差所得到的误差，来确定所述校正量。