CN109807463B - 激光加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供激光加工装置，在对象物的加工面中，操作人员能够容易判断焦点确认用的激光的焦点位置对齐。激光加工装置(1)具备：加工用相关数据管理部(571)，管理使焦点透镜(45)的光轴方向的位置与利用焦点透镜(45)使加工光聚光时的加工用的焦点位置对应起来的加工用相关数据；焦点确认用相关数据管理部(572)，管理或者制作使焦点透镜(45)的光轴方向的位置与利用焦点透镜(45)使引导光聚光时的焦点确认用的焦点位置对应起来的焦点确认用相关数据；和透镜驱动机构控制部(602)，在第1模式下基于上述加工用相关数据使焦点透镜(45)在光轴方向上移动，在第2模式下基于上述焦点确认用相关数据使焦点透镜(45)在光轴方向上移动。

Description

激光加工装置
技术领域
本发明涉及具备加尔瓦诺扫描仪的激光加工装置。
背景技术
以往，公知有在多轴机器人的臂的前端设置了具有加尔瓦诺扫描仪的激光头的激光加工装置。加尔瓦诺扫描仪是具备2个能够绕相互正交的2个旋转轴(X轴、Y轴)分别旋转的反射镜，利用伺服电动机驱动这些反射镜使之旋转，由此扫描从激光源出射的激光的装置(例如，参照专利文献1)。
在具备了多轴机器人的激光加工装置进行的远程焊接中，为了向多轴机器人示教激光的焦点位置，而将焦点确认用的激光(以下，也称为“引导光”)与加工用的激光(以下，也称为“加工光”)同轴地向工件照射。此外，引导光与操作人员无法目视观察的加工光不同，是操作人员能够目视观察的可见光区域的激光。将引导光与加工光同轴地向工件(对象物)的加工面进行照射，由此操作人员能够掌握无法目视观察的加工光的焦点位置，并且将加工光的焦点位置对齐的场所(光轴的坐标位置)示教给多轴机器人。
引导光与加工光因各自的波长的不同而使色像差不同，因此特别是在具有长焦点的光学系统的加尔瓦诺扫描仪中，在引导光的焦点位置与加工光的焦点位置产生较大的偏移。因此，在工件的加工面中，即使无法目视观察的加工光位于焦点位置，焦点的轮廓也因能够目视观察的引导光变模糊，从而使操作人员观察到引导光的焦点不对齐。这样，在以往的激光加工装置中，存在操作人员难以判断引导光的焦点位于焦点位置的课题。
专利文献1：日本特开2003－43404号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种操作人员能够容易判断在对象物的加工面中，焦点确认用的激光的焦点位置对齐的激光加工装置。
(1)本发明涉及激光加工装置(例如，后述的激光加工装置1)，具备：第1光源(例如，后述的激光源3)，其出射加工用的激光；第2光源(例如，后述的激光源3)，其出射波长与上述加工用的激光不同的焦点确认用的激光；焦点透镜(例如，后述的透镜45)，其使从上述第1光源或者上述第2光源出射的激光分别同轴地朝向对象物聚光；反射镜机构(例如，后述的第1反射镜41、第2反射镜42、旋转电动机43和旋转电动机44)，其将透过了上述焦点透镜的激光向对象物侧反射；和透镜驱动机构(例如，后述的透镜驱动机构46)，其使上述焦点透镜在激光的光轴方向上移动，上述激光加工装置使从上述第1光源或者上述第2光源出射的激光经由上述焦点透镜和上述反射镜机构向对象物照射，上述激光加工装置具备：加工用相关数据管理部(例如，后述的加工用相关数据管理部571)，其管理将上述焦点透镜的光轴方向的位置与利用上述焦点透镜使加工用的激光聚光时的加工用的焦点位置对应起来的加工用相关数据；焦点确认用相关数据管理部(例如，后述的焦点确认用相关数据管理部572)，其管理或者制作将上述焦点透镜的光轴方向的位置与利用上述焦点透镜使焦点确认用的激光聚光时的焦点确认用的焦点位置对应起来的焦点确认用相关数据；和透镜驱动机构控制部(例如，后述的透镜驱动机构控制部602)，其在第1模式下，在上述加工用相关数据中，基于与作为目标的加工用的上述焦点位置对应的上述焦点透镜的光轴方向的位置，使上述焦点透镜在光轴方向上移动，在第2模式下，在上述焦点确认用相关数据中，基于与作为目标的焦点确认用的上述焦点位置对应的上述焦点透镜的光轴方向的位置，使上述焦点透镜在光轴方向上移动。
(2)本发明涉及激光加工装置(例如，后述的激光加工装置1)，具备：第1光源(例如，后述的激光源3)，其出射加工用的激光；第2光源(例如，后述的激光源3)，其出射波长与上述加工用的激光不同的焦点确认用的激光；焦点透镜(例如，后述的透镜45)，其使从上述第1光源或者上述第2光源出射的激光分别同轴地朝向对象物聚光；反射镜机构(例如，后述的第1反射镜41、第2反射镜42、旋转电动机43和旋转电动机44)，其将透过了上述焦点透镜的激光向对象物侧反射；和透镜驱动机构(例如，后述的透镜驱动机构46)，其使上述焦点透镜在激光的光轴方向上移动，上述激光加工装置使从上述第1光源或者上述第2光源出射的激光经由上述焦点透镜和上述反射镜机构向对象物照射，上述激光加工装置具备：加工用相关数据管理部(例如，后述的加工用相关数据管理部571)，其管理将上述焦点透镜的光轴方向的位置与利用上述焦点透镜使加工用的激光聚光时的加工用的焦点位置对应起来的加工用相关数据；焦点确认用相关数据管理部(例如，后述的焦点确认用相关数据制作部604)，其基于上述加工用相关数据中的加工用的上述焦点位置与预先设定的修正系数，计算利用上述焦点透镜使焦点确认用的激光聚光时的焦点确认用的焦点位置，制作将上述焦点透镜的光轴方向的位置与焦点确认用的上述焦点位置对应起来的焦点确认用相关数据；和透镜驱动机构控制部(例如，后述的透镜驱动机构控制部602)，其在第1模式下，在上述加工用相关数据中，基于与作为目标的加工用的上述焦点位置对应的上述焦点透镜的光轴方向的位置，使上述焦点透镜在光轴方向上移动，在第2模式下，在由上述焦点确认用相关数据管理部制作的上述焦点确认用相关数据中，基于与作为目标的焦点确认用的上述焦点位置对应的上述焦点透镜的光轴方向的位置，使上述焦点透镜在光轴方向上移动。
(3)本发明涉及激光加工装置(例如，后述的激光加工装置1)，具备：第1光源(例如，后述的激光源3)，其出射加工用的激光；第2光源(例如，后述的激光源3)，其出射波长与上述加工用的激光不同的焦点确认用的激光；焦点透镜(例如，后述的透镜45)，其使从上述第1光源或者上述第2光源出射的激光分别同轴地朝向对象物聚光；反射镜机构(例如，后述的第1反射镜41、第2反射镜42、旋转电动机43和旋转电动机44)，其使透过了上述焦点透镜的激光向对象物侧反射；和透镜驱动机构(例如，后述的透镜驱动机构46)，使上述焦点透镜在激光的光轴方向上移动，上述激光加工装置使从上述第1光源或者上述第2光源被出射的激光经由上述焦点透镜和上述反射镜机构向对象物照射，上述激光加工装置具备：位置数据计算部(例如，位置数据计算部605)，其在第1模式下，通过以利用上述焦点透镜使加工用的激光聚光时的焦点位置的目标值与针对加工用的激光设定的第1系数为参数的第1变换式，计算上述焦点透镜的光轴方向的位置，在第2模式下，通过以上述焦点位置的目标值与针对焦点确认用的激光设定的第2系数为参数的第2变换式，计算上述焦点透镜的光轴方向的位置；和透镜驱动机构控制部(例如，后述的透镜驱动机构控制部602)，其在上述第1模式下，基于在上述位置数据计算部中通过上述第1变换式计算的上述焦点透镜的光轴方向的位置，使上述焦点透镜在光轴方向上移动，在上述第2模式下，基于在上述位置数据计算部中通过上述第2变换式计算的上述焦点透镜的光轴方向的位置，使上述焦点透镜在光轴方向上移动。
根据本发明，能够提供一种激光加工装置，操作人员能够容易判断在对象物的加工面中，焦点确认用的激光的焦点位置对齐。
附图说明
图1是第1实施方式的激光加工装置1的外观图。
图2是对第1实施方式的激光加工装置1的光学系统进行说明的图。
图3是表示第1实施方式的控制单元50的结构的框图。
图4A是表示加工用相关数据的一个例子的数据表。
图4B是表示焦点确认用相关数据的一个例子的数据表。
图5是表示在第1实施方式的激光加工装置1中执行的透镜位置驱动程序的处理顺序的流程图。
图6是表示第2实施方式的控制单元50A的结构的框图。
图7是表示第2实施方式的焦点确认用相关数据的一个例子的数据表。
图8是表示在第2实施方式的激光加工装置1中执行的透镜位置驱动程序的处理顺序的流程图。
图9是表示第3实施方式的控制单元50B的结构的框图。
图10是表示在第3实施方式的激光加工装置1中执行的透镜位置驱动程序的处理顺序的流程图。
符号说明
1：激光加工装置，
2：多轴机器人，
3：激光源，
4：激光头，
50、50A、50B：控制单元，
56：存储部，
57：数据库装置，
59：机器人控制部，
60：加尔瓦诺扫描仪控制部，
571：加工用相关数据管理部，
572：焦点确认用相关数据管理部，
601：反射镜驱动机构控制部，
602：透镜驱动机构控制部，
603：激光控制部，
604：焦点确认用相关数据制作部，
605：位置数据计算部。
具体实施方式
以下，对本发明的激光加工装置的实施方式进行说明。此外，本说明书中的附图均是示意图，考虑理解的容易性等，从实物变更或者夸张表示各部的形状、比例尺、纵横的尺寸比等。
[第1实施方式]
图1是第1实施方式的激光加工装置1的外观图。图2是对第1实施方式的激光加工装置1的光学系统进行说明的图。
如图1和图2所示，第1实施方式的激光加工装置1具备：多轴机器人2、激光源3、设置于多轴机器人2的臂21的前端的激光头4。
激光加工装置1通过多轴机器人2的动作，输送臂21的前端的激光头4，朝向成为加工的对象物的工件W(例如，汽车车身等)的对接加工点，从激光头4照射激光L，由此执行摆动焊接等各种焊接。
如图1所示，多轴机器人2具备：底座部20、臂21、多个轴22a～22e、和由驱动各轴的伺服电动机构成的机器人电动机(未图示)。多轴机器人2的动作被后述的机器人控制部59(参照图3)控制。
在图2中，激光源3由具备激光介质、光学谐振器、激发源等(均未图示)的激光振荡器构成。激光源3生成激光L，将已生成的激光L朝向后述的加尔瓦诺扫描仪40出射。本实施方式的激光源3如后所述，具备作为出射加工用的激光(加工光)的第1光源的激光振荡器、和作为出射焦点确认用的激光(引导光)的第2光源的激光振荡器。激光源3切换激光振荡器，由此作为激光L，能够分别同轴地出射上述的加工光与引导光(此外，两光不被同时出射)。激光源3在作为激光L的照射模式设定后述的第1模式的情况下，出射加工光，在设定第2模式的情况下，出射引导光。
激光头4具有用于对于工件W的对接加工点(对接焊接点)扫描激光L的加尔瓦诺扫描仪40。如图2所示，加尔瓦诺扫描仪40具备作为使从激光源3出射的激光L依次反射的反射镜机构的第1反射镜41和第2反射镜42、和驱动第1反射镜41和第2反射镜42分别绕各旋转轴X1、X2旋转的2个旋转电动机43、44。
另外，如图2所示，加尔瓦诺扫描仪40具备透镜45(焦点透镜)与透镜驱动机构46。透镜45是使从激光源3出射的激光L聚光的光学部件。透镜驱动机构46是能够使透镜45在光轴方向上移动的装置。透镜驱动机构46的动作由后述的透镜驱动机构控制部602控制。通过使透镜45在光轴方向上移动，能够调整被透镜45聚光的激光L的焦点位置。
接下来，对激光加工装置1的控制系统进行说明。
图3是表示第1实施方式的控制单元50的结构的框图。
如图3所示，激光加工装置1的控制单元50具备：显示装置51、显示控制部52、数据取得部53、操作输入部54、输入控制部55、存储部56、数据库装置57、数据控制部58、机器人控制部59和加尔瓦诺扫描仪控制部60。
显示装置51是能够显示各种数据、消息、图形等的显示器装置。在显示装置51例如能够显示后述的加工光用相关数据(参照图4A)、焦点确认用相关数据(参照图4B)等。
显示控制部52控制显示装置51中的各种数据的显示。显示控制部52根据从操作输入部54被输入的操作人员的操作指示，例如将后述的加工用相关数据(参照图4A)、焦点确认用相关数据(参照图4B)等以数据表形式显示于显示装置51。
数据取得部53是能够取得在后述的机器人控制部59、加尔瓦诺扫描仪控制部60中被执行的各种程序、数据等的装置。数据取得部53例如由PC(个人计算机)、网络通信终端装置、记录介质(例如CD－ROM)的读取装置等的任一个或者多个构成。
操作输入部54是能够供操作人员输入各种字符信息、数值数据、操作指示、动作指示等的装置。操作输入部54例如由键盘、鼠标、触摸面板等(未图示)构成。
输入控制部55取得在数据取得部53中取得的各种数据、从操作输入部54被输入的数据、指示等并存储于存储部56，或者经由数据控制部58存储于数据库装置57。
存储部56是暂时存储在机器人控制部59、加尔瓦诺扫描仪控制部60中被执行的各种程序、数据等的内部存储装置。存储部56例如由半导体存储器、硬盘装置等构成。
数据库装置57是存储有后述的加工用相关数据、焦点确认用相关数据等的外部存储装置。数据库装置57具备加工用相关数据管理部571和焦点确认用相关数据管理部572。
本实施方式的加工用相关数据管理部571在数据库装置57中构成为加工用相关数据的存储区域。加工用相关数据是使透镜45的光轴方向的位置与利用透镜45使加工光聚光时的加工用的焦点位置(以下，也称为“加工光的焦点位置”)相对应的数据。由加工用相关数据管理部571管理的加工用相关数据能够通过操作人员的操作进行改写。
另外，本实施方式的焦点确认用相关数据管理部572在数据库装置57中构成为焦点确认用相关数据的存储区域。焦点确认用相关数据是使透镜45的光轴方向的位置与利用透镜45使引导光聚光时的焦点确认用的焦点位置(以下，也称为“引导光的焦点位置”)相对应的数据。由焦点确认用相关数据管理部572管理的焦点确认用相关数据能够通过操作人员的操作进行改写。加工用相关数据和焦点确认用相关数据的具体例后述。
数据控制部58使数据存储于数据库装置57，或者使从数据库装置57读出的数据暂时存储于存储部56，或者向显示控制部52送出。
机器人控制部59是多轴机器人2(参照图1)的控制器，由包含CPU(中央处理装置)、存储器等的微处理器构成。机器人控制部59从存储部56读出操作系统、应用程序等来执行。机器人控制部59对机器人电动机(未图示)进行控制，由此能够将设置于多轴机器人2的臂21(参照图1)的前端的激光头4向所希望的位置输送。
加尔瓦诺扫描仪控制部60是由包含CPU、存储器等的微处理器构成的控制器。加尔瓦诺扫描仪控制部60从存储部56读出用于控制加尔瓦诺扫描仪40(旋转电动机43、44、透镜驱动机构46等)的应用程序(例如，后述的透镜位置驱动程序)来执行，由此与各硬件协作，实现后述的各种功能。
加尔瓦诺扫描仪控制部60具备反射镜驱动机构控制部601、透镜驱动机构控制部602和激光控制部603。
反射镜驱动机构控制部601控制旋转电动机43、44(参照图2)，由此调整入射至第1反射镜41和第2反射镜42的激光L的入射角。由此，在加尔瓦诺扫描仪40中，调整激光L的照射位置。
透镜驱动机构控制部602控制透镜驱动机构46，由此使透镜45向光轴方向的所希望的位置移动。由此，在加尔瓦诺扫描仪40中，调整激光L的焦点位置。
本实施方式的透镜驱动机构控制部602在设定了后述的第1模式的情况下，确定与作为目标的加工光的焦点位置对应的透镜45的光轴方向的位置(记录于由加工用相关数据管理部571管理的加工用相关数据中)，控制透镜驱动机构46，由此使透镜45在光轴方向上移动。另外，透镜驱动机构控制部602在设定了后述的第2模式的情况下，确定与作为目标的引导光的焦点位置对应的透镜45的光轴方向的位置(记录于由焦点确认用相关数据管理部572管理的焦点确认用相关数据中)，控制透镜驱动机构46，由此使透镜45在光轴方向上移动。
激光控制部603切换激光源3(参照图2)的激光振荡器，由此作为激光L，出射焦点确认用的激光(引导光)或者加工用的激光(加工光)。激光振荡器的切换与激光L的照射模式联动。在本实施方式的激光加工装置1中，激光的照射模式被设定为第1模式或者第2模式的任一个。若作为激光的照射模式设定第1模式，则在激光源3中切换为出射加工光的激光振荡器。另外，若作为激光的照射模式设定第2模式，则在激光源3中切换为出射引导光的激光振荡器。
第1模式是照射用于焊接成为对象物的工件W的加工光的模式。加工光是操作人员无法目视观察的波长区域的激光。第2模式是向工件W的加工面照射用于确认激光L的焦点位置的焦点确认用的引导光的模式。引导光是操作人员能够目视观察的可见光区域的激光。
接下来，对由数据库装置57的加工用相关数据管理部571管理的加工用相关数据和由焦点确认用相关数据管理部572管理的焦点确认用相关数据进行说明。
图4A是表示加工用相关数据的一个例子的数据表。图4B是表示焦点确认用相关数据的一个例子的数据表。
在图4A中，“透镜位置”表示透镜45的光轴方向的位置。另外，“加工光的焦点位置”表示在上述的各透镜位置，利用透镜45(参照图2)使加工光聚光时的焦点位置。在本实施方式中，将在加工光的焦点位置为工件W的加工面时，即加工光在工件W的加工面进行聚焦时的透镜位置设为“0mm”。另外，在透镜位置为0mm的情况下，将加工光的焦点位置表示为“0mm”。即，在加工光在工件W的加工面进行聚焦时，代替利用焦距(例如，500mm)表示从透镜45的中心至工件W的加工面之间，利用成为基准位置的0mm表示。
在图4A中，在透镜位置为－1mm的情况下，加工光的焦点位置成为“－25mm”。这表示若使透镜45从基准位置(0mm)向光轴方向移动－1mm，则加工光的焦点位置向比工件W的加工面靠近前侧的－25mm的位置移动。此外，－(负)的透镜位置表示透镜45在光轴方向上向比基准位置更远离工件W的方向移动。
相同地，在透镜位置为+1mm的情况下，加工光的焦点位置成为“+25mm”。这表示若使透镜45从基准位置向光轴方向移动+1mm，则加工光的焦点位置向比工件W的加工面靠里侧的+25mm的位置移动。图4B、图7也相同。此外，+(正)的透镜位置表示透镜45在光轴方向上向比基准位置更接近工件W的方向移动。
另一方面，如图4B所示，在将引导光向工件W照射的情况下，即便是相同的透镜位置，焦点位置也与加工光的情况不同。例如，在透镜位置为0mm的情况下，引导光的焦点位置成为+25mm。因加工光与引导光各自的波长的不同而使色像差不同，由此产生这样的焦点位置的偏移。
此外，图4A所示的加工用相关数据和图4B所示的焦点确认用相关数据的数值均表示一个例子，不限定于此(后述的图7也相同)。另外，在加工用相关数据中，示出了将透镜位置与加工光的焦点位置划分成4个阶段的例子，但不限定于此，可以划分成3个阶段以下，也可以划分成5个阶段以上。另外，各段之间的数值，例如，透镜位置0mm与+1mm的中间值能够通过使用线性插值等方法进行计算(焦点确认用相关数据相同)。
接下来，基于图5所示的流程图对在第1实施方式的激光加工装置1(控制单元50)中执行的透镜位置驱动程序的处理内容进行说明。
图5是表示在第1实施方式的激光加工装置1中被执行的透镜位置驱动程序的处理顺序的流程图。
在图5所示的步骤S101中，透镜驱动机构控制部602判定由操作人员设定的照射模式是第1模式还是第2模式。在步骤S101中，在通过透镜驱动机构控制部602判定为所设定的照射模式是第1模式的情况下，即在由操作人员设定了加工光的照射的情况下，处理移至步骤S102。另一方面，在通过透镜驱动机构控制部602判定为所设定的照射模式是第2模式的情况下，即在由操作人员设定了引导光的照射的情况下，处理移至步骤S104。
在步骤S102(步骤S101：第1模式)中，透镜驱动机构控制部602参照由加工用相关数据管理部571管理的加工用相关数据，确定与作为目标的加工光的焦点位置对应的透镜45的光轴方向的位置。
在步骤S103中，透镜驱动机构控制部602使透镜45向在步骤S102中确定的光轴方向的位置移动。在使透镜45移动后，本流程图的处理结束。
另外，在步骤S104(步骤S101：第2模式)中，透镜驱动机构控制部602参照由焦点确认用相关数据管理部572管理的焦点确认用相关数据，确定与作为目标的引导光的焦点位置对应的透镜45的光轴方向的位置。接着，在透镜驱动机构控制部602中，执行上述的步骤S103的处理，由此本流程图的处理结束。
根据上述的第1实施方式的激光加工装置1，基于各个相关数据控制透镜45的光轴方向的位置，以使工件W的加工面上的加工光的焦点位置与工件W的加工面上的引导光的焦点位置一致。据此，不存在作为焦点确认用的激光的引导光的焦点在工件W的加工面变模糊的情况，因此在工件W的加工面上，操作人员能够容易判断引导光的焦点位置对齐。
[第2实施方式]
接下来，对本发明的激光加工装置1的第2实施方式进行说明。
图6是表示第2实施方式的控制单元50A的结构的框图。图7是表示第2实施方式的焦点确认用相关数据的一个例子的数据表。
第2实施方式的控制单元50A与第1实施方式不同在于，在数据库装置57仅具备加工用相关数据管理部571这点、和在加尔瓦诺扫描仪控制部60具备焦点确认用相关数据制作部604这点。在第2实施方式的控制单元50A中，其他的结构与第1实施方式的控制单元50相同。因此，在第2实施方式中，仅图示控制单元50A，省略激光加工装置1的整体的图示。另外，在第2实施方式的说明和附图中，对与第1实施方式同等的部件等标注与第1实施方式相同的附图标记，省略重复的说明。
在第2实施方式中，加尔瓦诺扫描仪控制部60的焦点确认用相关数据制作部604基于记录于加工用相关数据(加工用相关数据管理部571)的加工光的焦点位置与预先设定的修正系数，计算利用透镜45使引导光聚光时的焦点位置。然后，焦点确认用相关数据制作部604制作将透镜45的光轴方向的位置与引导光的焦点位置相对应的焦点确认用相关数据。此外，修正系数预先存储于数据库装置57，在焦点确认用相关数据制作部604制作焦点确认用相关数据时被读出。另外，由焦点确认用相关数据制作部604制作的焦点确认用相关数据暂时存储于存储部56。
这里，对在焦点确认用相关数据制作部604中制作的焦点确认用相关数据进行说明。
在图7中，“透镜位置”、“加工光的焦点位置”与第1实施方式的加工用相关数据(参照图4A)相同。
“修正系数a”示出了用于将加工光的焦点位置换算成引导光的焦点位置的数值。修正系数a(a1～a4)针对每个透镜位置被预先设定。此外，在本实施方式中，说明对加工光的焦点位置的数值加上修正系数a，由此计算引导光的焦点位置的例子，但也可以形成根据修正系数a对加工光的焦点位置进行乘法、除法或者减法运算，由此计算引导光的焦点位置的方式。
“引导光的焦点位置”示出了对加工光的焦点位置加上修正系数a而获得的引导光的焦点位置的换算值。
此外，图7所示的数据表示意性地表示由焦点确认用相关数据制作部604制作的焦点确认用相关数据的结构。作为焦点确认用相关数据，实际上只要制作“引导光的焦点位置”的数据即可。在该情况下，只要将与透镜位置相关的数据，例如预先存储于存储部56，作为与计算出的引导光的焦点位置相关联的数据来参照即可。此外，制作出的焦点确认用相关数据在基于第2模式的激光L的照射结束后，可以从存储部56删除，也可以在制作新的焦点确认用相关数据前的期间，存储于存储部56。
本实施方式的透镜驱动机构控制部602在设定第1模式的情况下，在由加工用相关数据管理部571管理的加工用相关数据(参照图4A)中，确定与作为目标的加工光的焦点位置对应的透镜45的光轴方向的位置，使透镜45在光轴方向上移动。例如，在作为目标的加工光的焦点位置为0mm的情况下，透镜位置成为0mm。
另一方面，透镜驱动机构控制部602在设定第2模式的情况下，在由焦点确认用相关数据制作部604制作的焦点确认用相关数据(参照图7)中，确定与作为目标的引导光的焦点位置对应的透镜45的光轴方向的位置，使透镜45在光轴方向上移动。例如，在作为目标的引导光的焦点位置为0mm的情况下，透镜位置成为－1mm。
接下来，基于图8所示的流程图，对在第2实施方式的激光加工装置1(控制单元50A)中执行的透镜位置驱动程序的处理内容进行说明。
图8是表示在第2实施方式的激光加工装置1中执行的透镜位置驱动程序的处理顺序的流程图。
在图8所示的步骤S201中，透镜驱动机构控制部602判定由操作人员设定的照射模式是第1模式还是第2模式。在步骤S201中，在通过透镜驱动机构控制部602判定为所设定的照射模式是第1模式的情况下，即在由操作人员设定了加工光的照射的情况下，处理移至步骤S202。另一方面，在通过透镜驱动机构控制部602判定为所设定的照射模式是第2模式的情况下，即在由操作人员设定了引导光的照射的情况下，处理移至步骤S204。
在步骤S202(步骤S201：第1模式)中，透镜驱动机构控制部602参照由加工用相关数据管理部571(数据库装置57)管理的加工用相关数据，确定与作为目标的加工光的焦点位置对应的透镜45的光轴方向的位置。
在步骤S203中，透镜驱动机构控制部602使透镜45向在步骤S202中确定的光轴方向的位置移动。在使透镜45移动后，本流程图的处理结束。
另一方面，在步骤S204(步骤S201：第2模式)中，焦点确认用相关数据制作部604基于记录于加工用相关数据的加工光的焦点位置与预先设定的修正系数a，计算利用透镜45使引导光聚光时的焦点位置，制作焦点确认用相关数据(参照图7)。
在步骤S205中，透镜驱动机构控制部602参照由焦点确认用相关数据制作部604制作的焦点确认用相关数据，确定与作为目标的引导光的焦点位置对应的透镜45的光轴方向的位置。接着，在透镜驱动机构控制部602中，执行上述的步骤S203的处理，由此本流程图的处理结束。
在上述的第2实施方式的激光加工装置1中，也与第1实施方式相同，不存在作为焦点确认用的激光的引导光的焦点在工件W的加工面变模糊的情况，因此在工件W的加工面上，操作人员能够容易判断引导光的焦点位置对齐。特别是在第2实施方式的激光加工装置1中，基于记录于加工用相关数据的加工光的焦点位置与预先设定的修正系数a制作焦点确认用相关数据，因此与在数据库装置57预先保存焦点确认用相关数据的方式相比，能够减少数据库装置57的存储容量。
[第3实施方式]
接下来，对本发明的激光加工装置1的第3实施方式进行说明。
图9是表示第3实施方式的控制单元50B的结构的框图。
第3实施方式的控制单元50B与第1实施方式不同在于，在数据库装置57不具备加工用相关数据管理部571等数据管理部这点、和在加尔瓦诺扫描仪控制部60具备位置数据计算部605这点。在第3实施方式的控制单元50B中，其他结构与第1实施方式的控制单元50相同。因此，在第3实施方式中，仅图示控制单元50B，省略激光加工装置1的整体的图示。另外，在第3实施方式的说明和附图中，对与第1实施方式同等的部件等标注与第1实施方式相同的附图标记，省略重复的说明。
在第3实施方式中，位置数据计算部605(加尔瓦诺扫描仪控制部60)在设定第1模式的情况下，基于下述所示的第1变换式(1)，计算第1模式下的透镜45的光轴方向的透镜位置z1。
z1＝f(Z，g1)···(1)
这里，“Z”是利用透镜45使加工光聚光时的焦点位置的目标值(以下，也称为“加工光的焦点位置的目标值”)。“g1”是取决于加工光的波长的第1系数。
另外，位置数据计算部605在设定第2模式的情况下，基于下述所示的第2变换式(2)，计算第2模式下的透镜45的光轴方向的透镜位置z2。
z2＝f(Z，g2)···(2)
这里，“Z”是加工光的焦点位置的目标值。“g2”是取决于引导光的波长的第2系数。
上述第1变换式(1)、第2变换式(2)、加工光的焦点位置的目标值Z、与第1系数g1和第2系数g2相关的数据例如存储于数据库装置57。另外，由位置数据计算部605计算出的与透镜位置(z1，z2)相关的数据例如存储于存储部56。
如第2变换式(2)所示，位置数据计算部605基于以加工光的焦点位置的目标值Z和第2系数g2为参数的第2变换式(2)计算第2模式中的透镜45的光轴方向的透镜位置z2。此外，在位置数据计算部605中，可以如上述那样根据照射模式切换变换式，也可以将第1变换式(1)的第1系数g1置换成第2系数g2，由此计算第2模式中的透镜45的光轴方向的透镜位置z2。
接下来，基于图10所示的流程图对在第3实施方式的激光加工装置1(控制单元50B)中执行的透镜位置驱动程序的处理内容进行说明。
图10是表示在第3实施方式的激光加工装置1中执行的透镜位置驱动程序的处理顺序的流程图。
在图10所示的步骤S301中，位置数据计算部605判定由操作人员设定的照射模式是第1模式还是第2模式。在步骤S301中，在由位置数据计算部605判定为所设定的照射模式是第1模式的情况下，即在由操作人员设定了加工光的照射的情况下，处理移至步骤S302。另一方面，在由位置数据计算部605判定为所设定的照射模式是第2模式的情况下，即在由操作人员设定了引导光的照射的情况下，处理移至步骤S305。
在步骤S302(步骤S301：第1模式)中，位置数据计算部605取得加工光的焦点位置的目标值Z和第1系数g1。
在步骤S303中，位置数据计算部605通过第1变换式计算透镜45的光轴方向的位置。
在步骤S304中，透镜驱动机构控制部602使透镜45向在步骤S303中计算出的光轴方向的位置移动。在使透镜45移动后，本流程图的处理结束。
另一方面，在步骤S305(步骤S301：第2模式)中，位置数据计算部605取得加工光的焦点位置的目标值Z和第2系数g2。
在步骤S306中，位置数据计算部605通过第2变换式计算透镜45的光轴方向的位置。接着，在透镜驱动机构控制部602中，执行上述的步骤S304的处理，由此本流程图的处理结束。
在上述的第3实施方式的激光加工装置1中，也与第1实施方式相同，不存在作为焦点确认用的激光的引导光的焦点在工件W的加工面变模糊的情况，因此在工件W的加工面中，操作人员能够容易判断引导光的焦点位置对齐。特别是在第3实施方式的激光加工装置1中，通过以加工光的焦点位置的目标值与预先设定的系数为参数的变换式计算透镜位置，因此与预先在数据库装置57保存加工用相关数据和焦点确认用相关数据的方式相比，能够更加减少数据库装置57的存储容量。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，能够如后述的变形方式那样进行各种变形、变更，这些也包含于本发明的技术范围内。另外，实施方式所记载的效果只不过是列举了从本发明中产生的最适当的效果，不限定于在实施方式中记载的内容。此外，上述的实施方式和后述的变形方式也能够适当地组合并使用，但省略详细的说明。
(变形方式)
在第1实施方式中，对将焦点确认用相关数据预先存储于焦点确认用相关数据管理部572的例子进行了说明，但不限定于此。作为数据库装置57的功能，也可以在焦点确认用相关数据管理部572中制作焦点确认用相关数据。在该情况下，例如可以如第2实施方式那样使用修正系数来制作焦点确认用相关数据，也可以如第3实施方式那样使用变换式来制作焦点确认用相关数据。
在第2实施方式中，对在数据库装置57中预先存储加工用相关数据，基于该加工用相关数据与修正系数制作焦点确认用相关数据的例子进行了说明，但不限定于此。也可以在数据库装置57中预先存储焦点确认用相关数据，基于该焦点确认用相关数据与修正系数来制作加工用相关数据。另外，也可以在数据库装置57中预先存储共用的相关数据，基于该相关数据与针对每个照射模式设定的修正系数，分别制作加工用相关数据与焦点确认用相关数据。
在第3实施方式中，对基于变换式分别计算第1模式和第2模式下的透镜位置的例子进行了说明，但不限定于此。例如，也可以在第1模式(或者第2模式)下，不使用变换式，而如第1实施方式那样基于加工用相关数据(或者焦点确认用相关数据)确定透镜位置。另外，也可以在第1模式(或者第2模式)下，不使用变换式，而如第2实施方式那样使用修正系数制作加工用相关数据(或者焦点确认用相关数据)。
在实施方式中，对在激光加工装置中使用具备2个反射镜的加尔瓦诺扫描仪的结构进行了说明，但不限定于此。也可以形成在激光加工装置中使用具备1个或者3个以上的反射镜的加尔瓦诺扫描仪的结构。
在实施方式中，对利用一个激光源切换2个激光振荡器(未图示)的例子进行了说明，但不限定于此。例如，也可以构成为预先单独地配置出射加工光的激光振荡器与出射引导光的激光振荡器，在各模式下，通过半透半反镜同轴地出射从各个激光振荡器出射的激光。

Claims (3)

1.一种激光加工装置，具备：第1光源，其出射加工用的激光；第2光源，其出射波长与所述加工用的激光不同的焦点确认用的激光；焦点透镜，其使从所述第1光源或者所述第2光源出射的激光分别同轴地朝向对象物聚光；反射镜机构，其将透过了所述焦点透镜的激光向对象物侧反射；和透镜驱动机构，其使所述焦点透镜在激光的光轴方向上移动，所述激光加工装置使从所述第1光源或者所述第2光源出射的激光经由所述焦点透镜和所述反射镜机构向对象物照射，其特征在于，
所述激光加工装置具备：
加工用相关数据管理部，其管理将加工用的激光在对象物上聚焦的所述焦点透镜的光轴方向的位置与利用所述焦点透镜使加工用的激光以在对象物上聚焦的方式聚光时的光轴方向上的加工用的焦点位置对应起来的加工用相关数据；
焦点确认用相关数据管理部，其管理或者制作将加工用的激光在对象物上聚焦的所述焦点透镜的光轴方向的位置与利用所述焦点透镜使焦点确认用的激光以在对象物上聚焦的方式聚光时的光轴方向上的焦点确认用的焦点位置对应起来的焦点确认用相关数据；和
透镜驱动机构控制部，其在第1模式下，在所述加工用相关数据中，基于与作为目标的加工用的所述焦点位置对应的所述焦点透镜的光轴方向的位置，使所述焦点透镜在光轴方向上移动，在第2模式下，在所述焦点确认用相关数据中，基于与作为目标的焦点确认用的所述焦点位置对应的所述焦点透镜的光轴方向的位置，使所述焦点透镜在光轴方向上移动。
2.一种激光加工装置，具备：第1光源，其出射加工用的激光；第2光源，其出射波长与所述加工用的激光不同的焦点确认用的激光；焦点透镜，其使从所述第1光源或者所述第2光源出射的激光分别同轴地朝向对象物聚光；反射镜机构，其将透过了所述焦点透镜的激光向对象物侧反射；和透镜驱动机构，其使所述焦点透镜在激光的光轴方向上移动，所述激光加工装置使从所述第1光源或者所述第2光源出射的激光经由所述焦点透镜和所述反射镜机构向对象物照射，其特征在于，
所述激光加工装置具备：
加工用相关数据管理部，其管理将加工用的激光在对象物上聚焦的所述焦点透镜的光轴方向的位置与利用所述焦点透镜使加工用的激光以在对象物上聚焦的方式聚光时的光轴方向上的加工用的焦点位置对应起来的加工用相关数据；
焦点确认用相关数据管理部，其基于所述加工用相关数据中的加工用的所述焦点位置与预先设定的修正系数，计算利用所述焦点透镜使焦点确认用的激光以在对象物上聚焦的方式聚光时的光轴方向上的焦点确认用的焦点位置，制作将所述焦点透镜的光轴方向的位置与焦点确认用的所述焦点位置对应起来的焦点确认用相关数据；和
透镜驱动机构控制部，其在第1模式下，在所述加工用相关数据中，基于与作为目标的加工用的所述焦点位置对应的所述焦点透镜的光轴方向的位置，使所述焦点透镜在光轴方向上移动，在第2模式下，在由所述焦点确认用相关数据管理部制作的所述焦点确认用相关数据中，基于与作为目标的焦点确认用的所述焦点位置对应的所述焦点透镜的光轴方向的位置，使所述焦点透镜在光轴方向上移动。
3.一种激光加工装置，具备：第1光源，其出射加工用的激光；第2光源，其出射波长与所述加工用的激光不同的焦点确认用的激光；焦点透镜，其使从所述第1光源或者所述第2光源出射的激光分别同轴地朝向对象物聚光；反射镜机构，其将透过了所述焦点透镜的激光向对象物侧反射；和透镜驱动机构，其使所述焦点透镜在激光的光轴方向上移动，所述激光加工装置使从所述第1光源或者所述第2光源出射的激光经由所述焦点透镜和所述反射镜机构向对象物照射，其特征在于，
所述激光加工装置具备：
位置数据计算部，其在第1模式下，通过以利用所述焦点透镜使加工用的激光以在对象物上聚焦的方式聚光时的光轴方向上的焦点位置的目标值与针对加工用的激光设定的第1系数为参数的第1变换式，计算加工用的激光在对象物上聚焦的所述焦点透镜的光轴方向的位置，在第2模式下，通过以利用所述焦点透镜使加工用的激光以在对象物上聚焦的方式聚光时的光轴方向上的所述焦点位置的目标值与针对焦点确认用的激光设定的第2系数为参数的第2变换式，计算所述焦点透镜的光轴方向的位置；和
透镜驱动机构控制部，其在所述第1模式下，基于在所述位置数据计算部中通过所述第1变换式计算的所述焦点透镜的光轴方向的位置，使所述焦点透镜在光轴方向上移动，在所述第2模式下，基于在所述位置数据计算部中通过所述第2变换式计算的所述焦点透镜的光轴方向的位置，使所述焦点透镜在光轴方向上移动。
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