CN113042880A - 激光加工装置和加工痕的确认方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供激光加工装置和加工痕的确认方法,通过激光加工装置自动地确定形成有加工痕的区域的边界。激光加工装置具有:激光束照射单元,其照射具有被加工物所吸收的波长的激光束;拍摄单元;和处理部,其对拍摄单元获取的图像进行处理,处理部具有:直方图制作部,其根据从激光束照射单元对被加工物的一个面侧照射激光束而形成的多个加工痕而得到的图像,制作包含沿着图像的第1方向的多个第1位置和各第1位置处的亮度的第1直方图以及包含沿着与第1方向垂直的第2方向的多个第2位置和各第2位置处的亮度的第2直方图;和确定部,其根据第1直方图和第2直方图而确定形成有各加工痕的区域的边界。

Description

激光加工装置和加工痕的确认方法
技术领域
本发明涉及对被加工物的一个面侧照射激光束而形成多个加工痕的激光加工装置以及用于对各加工痕所存在的区域进行确认的方法。
背景技术
在将具有被加工物所吸收的波长的激光束照射至被加工物而对被加工物进行加工的激光加工装置中,激光束的形状影响加工品质。例如在利用激光束实际加工被加工物之后通过观察加工结果而确认激光束的形状。
在一例中,在利用激光束呈线状加工平板状的被加工物的一个面侧的情况下,首先利用设置于激光加工装置的保持工作台对位于与被加工物的一个面相反的一侧的另一个面侧进行保持。接着,使保持工作台在与激光束的照射方向大致垂直的规定的方向上移动而利用激光束呈线状加工被加工物的一个面侧(例如参照专利文献1)。
在加工时,将使激光束会聚的聚光透镜的高度定位于多个不同的高度,形成与各高度对应的多个线状的加工痕。例如将聚光透镜配置于第1高度而形成线状的第1加工痕。
接着,将聚光透镜配置于与第1高度不同的第2高度且对与第1加工痕不同的区域照射激光束,形成线状的第2加工痕。在被加工物的一个面侧形成了多个线状的加工痕之后,通过观察各加工痕的宽度,确认激光束的形状。
另外,有时通过在被加工物的上表面上形成多个点状的加工痕而确认激光束的形状。在该情况下,首先获取形成有多个点状的加工痕的上表面的图像。接着,根据该图像,进行加工痕的轮廓的检测、激光束的形状的合格与否判定等。
但是,当由人进行轮廓的检测、合格与否判定等时,处理作业需要大量的时间。另外,确定加工区域与非加工区域的边界的基准、合格与否判定的基准等有可能因作业者而改变。因此,考虑使用激光加工装置自动地进行这些处理作业。
例如考虑首先由作业者指定分别包含一个加工痕的多个小区域的边界的坐标,然后对各小区域实施图像处理等,从而自动地检测加工痕的轮廓。
专利文献1:日本特开2013-78785号公报
但是,存在如下的问题:需要在每次改变加工痕的位置时进行边界的坐标的指定,因此只有具有专业知识的作业者能进行作业,并且作业花费时间。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的,其目的在于无需由作业者指定多个小区域的边界的坐标,而是通过激光加工装置自动地确定在图像内形成有加工痕的区域的边界。
根据本发明的一个方式,提供激光加工装置,其中,该激光加工装置具有:激光束照射单元,其照射具有被加工物所吸收的波长的激光束而对该被加工物进行加工;拍摄单元,其用于拍摄该被加工物;以及处理部,其对利用该拍摄单元对该被加工物进行拍摄而获取的图像进行处理,该处理部具有:直方图制作部,其根据利用该拍摄单元对从该激光束照射单元向该被加工物的一个面侧照射激光束而形成的多个加工痕进行拍摄而得到的图像,制作该图像的包含沿着第1方向的多个第1位置和各第1位置处的亮度的第1直方图以及包含沿着与该第1方向垂直的第2方向的多个第2位置和各第2位置处的亮度的第2直方图;以及确定部,其根据该直方图制作部所制作的该第1直方图和该第2直方图而确定形成有各加工痕的区域的边界。
优选该直方图制作部在各第1位置对表示位于通过第1位置且与该第2方向平行的直线上的多个像素的亮度的尺度的值进行累积而制作该第1直方图,在各第2位置对表示位于通过第2位置且与该第1方向平行的直线上的多个像素的亮度的尺度的值进行累积而制作该第2直方图。
另外,优选该处理部还包含轮廓检测部,该轮廓检测部针对该区域而制作表示分别位于该第2方向的不同位置且与该第1方向平行的多条直线的各直线上的多个像素的亮度的第3直方图以及表示分别位于该第1方向的不同位置且与该第2方向平行的多条直线的各直线上的多个像素的亮度的第4直方图,从而对加工痕的轮廓进行检测。
根据本发明的另一方式,提供加工痕的确认方法,在使用激光加工装置对被加工物的一个面侧照射激光束而形成多个加工痕之后,用于对形成有各加工痕的区域进行确认,其中,该加工痕的确认方法具有如下的步骤:加工痕形成步骤,向该被加工物照射具有该被加工物所吸收的波长的该激光束而在该被加工物的该一个面侧形成该多个加工痕;拍摄步骤,对通过该加工痕形成步骤而形成的该多个加工痕进行拍摄而获取图像;直方图制作步骤,该激光加工装置的处理部制作该图像的包含沿着第1方向的多个第1位置和各第1位置处的亮度的第1直方图以及沿着与该第1方向垂直的第2方向的多个第2位置和各第2位置处的亮度的第2直方图;以及确定步骤,该处理部根据通过该直方图制作步骤而制作的该第1直方图和该第2直方图而确定形成有各加工痕的区域的边界。
优选在该直方图制作步骤中,该处理部在各第1位置对表示位于通过第1位置且与该第2方向平行的直线上的多个像素的亮度的尺度的值进行累积而制作该第1直方图,在各第2位置对表示通过第2位置且与该第1方向平行的直线上的多个像素的亮度的尺度的值进行累积而制作该第2直方图。
另外,优选该加工痕的确认方法还具有如下的轮廓检测步骤:针对该区域,该处理部制作表示分别位于该第2方向的不同位置且与该第1方向平行的多条直线的各直线上的多个像素的亮度的第3直方图以及表示分别位于该第1方向的不同位置且与该第2方向平行的多条直线的各直线上的多个像素的亮度的第4直方图,从而对各加工痕的轮廓进行检测。
本发明的一个方式的激光加工装置具有对包含多个加工痕的图像进行处理的处理部。处理部具有直方图制作部。直方图制作部根据该图像而制作图像的包含沿着第1方向的多个第1位置和各第1位置处的亮度的第1直方图以及包含沿着与第1方向垂直的第2方向的多个第2位置和各第2位置处的亮度的第2直方图。
处理部还具有确定部。确定部根据直方图制作部所制作的亮度的直方图而确定多个加工痕分别所存在的区域的边界。因此,激光加工装置能够自动地确定形成有加工痕的区域的边界。
附图说明
图1是激光加工装置的立体图。
图2是包含多个加工痕的图像的示意图。
图3是第1实施方式的方法的流程图。
图4的(A)是对直方图制作步骤进行说明的图,图4的(B)是对确定步骤进行说明的图。
图5是对轮廓检测步骤进行说明的图。
图6是示出第2实施方式的直方图制作步骤和确定步骤的图。
标号说明
2:激光加工装置;4:基台;10:Y轴方向移动单元;20:X轴方向移动单元;30:工作台基台;32:卡盘工作台;32a:保持面;32b:夹具;40:支承部;42:Z轴方向移动单元;44:Z轴脉冲电动机;46:Z轴移动板;48:支托;50:激光束照射单元;52:壳体;54:聚光器;56:相机单元(拍摄单元);58:输入输出装置;60:控制部;62:处理部;64:直方图制作部;66:确定部;68:轮廓检测部;70:图像;72:第1位置;74:第2位置;11:被加工物;11a:一个面;11b:另一个面;13:保护带;15:框架;17:被加工物单元;A、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15、A16、A17、A18、A19、A20、A21:加工痕;B1:第1直方图;B2:第2直方图;B3、B3-1、B3-2、B3-3:第3直方图;B4、B4-1、B4-2、B4-3:第4直方图;B5:第5直方图;B6:第6直方图;C:值;DX1、DX2、DX3、DX4、DY1、DY2、DY3、DY4:直线;E:小区域(区域);F、F1、F2、F3、G、G1、G2、G3、H1、H2:直线。
具体实施方式
参照附图,对本发明的一个方式的实施方式进行说明。图1是激光加工装置2的立体图。另外,在图1中,将激光加工装置2的构成要素的一部分用功能块示出。
另外,图1所示的X轴方向(左右方向、加工进给方向、第1方向)、Y轴方向(前后方向、分度进给方向、第2方向)以及Z轴方向(铅垂方向、高度方向)相互垂直。
激光加工装置2具有对各构造进行支承的长方体状的基台4。在基台4的上表面上设置有Y轴方向移动单元10。Y轴方向移动单元10具有与Y轴方向平行的一对Y轴导轨12。
一对Y轴导轨12固定于基台4的上表面上。Y轴移动工作台14以能够滑动的方式安装在一对Y轴导轨12上。在Y轴移动工作台14的背面侧(下表面侧)设置有螺母部(未图示)。
在螺母部上以能够旋转的方式结合有与Y轴导轨12平行地配置的Y轴滚珠丝杠16。另外,在Y轴滚珠丝杠16的一端连结有Y轴脉冲电动机18。
若利用Y轴脉冲电动机18使Y轴滚珠丝杠16旋转,则Y轴移动工作台14沿着Y轴导轨12在Y轴方向上移动。在Y轴移动工作台14的上表面侧设置有X轴方向移动单元20。
X轴方向移动单元20具有与X轴方向平行的一对X轴导轨22。一对X轴导轨22固定于Y轴移动工作台14的上表面上。X轴移动工作台24以能够滑动的方式安装在一对X轴导轨22上。
在X轴移动工作台24的下表面侧设置有螺母部(未图示),在该螺母部上以能够旋转的方式结合有与X轴导轨22平行地配置的X轴滚珠丝杠26。在X轴滚珠丝杠26的一端连结有X轴脉冲电动机28。
若利用X轴脉冲电动机28使X轴滚珠丝杠26旋转,则X轴移动工作台24沿着X轴导轨22在X轴方向上移动。在X轴移动工作台24的上表面侧固定有圆筒形状的工作台基台30。
在工作台基台30的上部设置有大致圆盘状的卡盘工作台32。在卡盘工作台32上连结有设置在工作台基台30内的电动机等旋转驱动源(未图示)。
通过旋转驱动源所产生的力,卡盘工作台32能够绕相对于Z轴方向大致平行的旋转轴旋转。卡盘工作台32具有金属制的框体。在该框体的上部侧形成有由圆盘状的空间构成的凹部(未图示)。
在该凹部上连接有用于吸引气体等的流路(未图示)的一端。另外,在流路的另一端连接有喷射器等吸引源(未图示)。在框体的凹部固定有圆盘状的多孔质板(未图示)。
当使吸引源进行动作时,在多孔质板的上表面(保持面32a)上产生负压。在保持面32a上载置被加工物11等。被加工物11例如由硅形成,具有包含分别大致平坦的一个面11a和另一个面11b的圆盘形状。
另外,被加工物11的材料不限于硅,被加工物11可以由其他材料形成。另外,被加工物11也可以是将由各个不同的材料形成的多个基板(例如硅基板和蓝宝石基板)贴合的层叠基板。
在被加工物11的另一个面11b侧粘贴有具有比被加工物11大的直径的树脂制的保护带13。保护带13例如具有基材层和粘接层的层叠构造,该粘接层侧粘贴于被加工物11的另一个面11b上。
在保护带13的外周部粘贴有具有比被加工物11的外径大的直径的开口的金属制的环状的框架15。这样,形成被加工物11借助保护带13而支承于框架15的被加工物单元17。被加工物11在被加工物单元17的方式下被搬送和加工。
在卡盘工作台32的框体的侧方设置有多个夹具32b。在按照一个面11a位于上方且另一个面11b位于下方的方式将被加工物单元17载置于保持面32a上之后,通过各夹具32b夹持框架15。
在基台4的Y轴方向的一方(后方)侧的端部附近的基台4的上表面上固定有四棱柱状的支承部40。在支承部40的X轴方向的一个侧面上设置有Z轴方向移动单元42。
Z轴方向移动单元42具有与Z轴方向大致平行的一对Z轴导轨。各Z轴导轨固定于支承部40的一个侧面上。Z轴移动板46以能够滑动的方式安装于各Z轴导轨上。
在Z轴移动板46的背面侧(即支承部40侧)设置有螺母部(未图示),在该螺母部上以能够旋转的方式结合有与Z轴导轨平行地配置的Z轴滚珠丝杠(未图示)。
在Z轴滚珠丝杠的一端连结有Z轴脉冲电动机44。若利用Z轴脉冲电动机44使Z轴滚珠丝杠旋转,则Z轴移动板46沿着Z轴导轨在Z轴方向上移动。
在Z轴移动板46的正面侧(与背面相反的一侧)固定有支托48。在支托48上形成有高度方向与Y轴方向平行的圆柱形状的空洞部。在该空洞部中固定有圆筒形状的壳体52。壳体52构成激光束照射单元50。
激光束照射单元50包含通过激光振荡而产生脉冲状的激光束的激光振荡器(未图示)。激光振荡器例如具有由Nd:YAG或Nd:YVO4形成的杆状的激光介质。
从激光振荡器射出的激光束经由激光束调整单元(未图示)、反射镜等光学部件等而入射至设置于壳体52的Y轴方向的另一(前方)侧的端部的聚光器54。在聚光器54内设置有用于使激光束会聚的聚光透镜(未图示)。
聚光透镜的光轴配置成与Z轴方向大致平行,从聚光透镜射出的激光束朝向保持面32a大致垂直地照射。在一例中,激光束具有被加工物11所吸收的波长(例如波长为355nm)、20kHz至50kHz的重复频率、3.0W至6.0W的输出平均。
在壳体52的X轴方向的另一方(右)设置有相机单元(拍摄单元)56。相机单元56例如是可见光相机,其具有物镜(未图示)和经由物镜而接受来自被摄体的可见光的拍摄元件(未图示)。拍摄元件例如是CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)图像传感器或CCD(Charge Coupled Device,电感耦合元件)图像传感器。
基台4的上方利用罩部(未图示)覆盖,在该罩部的前方侧的侧面上设置有输入输出装置58。输入输出装置58例如是触摸面板。输入输出装置58兼作作业者输入加工条件等时使用的输入部和显示加工条件或图像等的显示部。
激光加工装置2具有对各构成要素进行控制的控制部60。控制部60对Y轴方向移动单元10、X轴方向移动单元20、旋转驱动源、吸引源、Z轴方向移动单元42以及激光束照射单元50等的动作进行控制。
控制部60例如由计算机构成,该控制部60包含CPU(Central Processing Unit,中央处理器)等处理装置、DRAM(Dynamic Random Access Memory,动态随机存取存储器)等主存储装置以及闪存、硬盘驱动器等辅助存储装置。按照存储于辅助存储装置的软件使处理装置等进行动作,从而实现控制部60的功能。
控制部60具有对相机单元56所拍摄的图像进行处理的处理部62。处理部62例如是通过被上述处理装置读入而执行的程序等软件。另外,处理部62不限于软件,也可以是面向特定用途的集成电路(ASIC)等硬件。
处理部62具有直方图制作部64。直方图制作部64制作将构成图像的多个像素中的沿着规定方向排列的各像素的位置作为横轴并将像素的亮度作为纵轴的直方图。
例如直方图制作部64制作将X轴方向(第1方向)的位置作为横轴并将表示沿着Y轴方向呈一列排列的多个像素的亮度的尺度的值的累积值作为纵轴的第1直方图。
另外,直方图制作部64制作将Y轴方向(第2方向)的位置作为横轴并将表示沿着X轴方向呈一列排列的多个像素的亮度的尺度的值的累积值作为纵轴的第2直方图。
处理部62还具有确定部66,该确定部66对离散地存在于图像中的各加工痕的粗略的范围进行确定。例如在加工痕比图像的背景亮的情况下,确定部66对在第1直方图和第2直方图中亮度的累积值比较低的位置进行确定。
接着,确定部66设定通过累积值比较低的X轴方向的位置且与Y轴方向平行的假想的直线以及通过累积值比较低的Y轴方向的位置且与X轴方向平行的假想的直线,从而划分图像。
处理部62还具有轮廓检测部68,该轮廓检测部68针对确定部66所划分的小区域而检测加工痕的轮廓。本实施方式的轮廓检测部68针对小区域制作表示沿着X轴方向呈一列排列的多个像素的亮度的第3直方图以及表示沿着Y轴方向呈一列排列的多个像素的亮度的第4直方图,由此检测加工痕的轮廓。
接着,对用于使用激光加工装置2在被加工物11的一个面11a侧形成加工痕A(参照图2)且对形成有加工痕A的区域进行确认的方法进行说明。图3是第1实施方式的方法的流程图。
在该方法中,首先进行加工痕形成步骤S10。在加工痕形成步骤S10中,在按照一个面11a向上方露出的方式将被加工物11等保持在卡盘工作台32上之后,对一个面11a侧照射脉冲状的激光束而对被加工物11进行加工。
在本实施方式中,在一个面11a侧形成了一个加工痕A之后,暂时停止照射。并且,使卡盘工作台32相对于聚光器54在X轴方向和Y轴方向中的至少任意方向上移动而改变激光束的照射位置。
在改变了照射位置之后,再次在一个面11a侧形成另一个加工痕A。这样,在一个面11a侧的不同的位置形成21个加工痕A(图2所示的加工痕A1至加工痕A21)。
另外,在本实施方式中,在改变照射位置时,将聚光器54的聚光透镜的高度定位于不同的高度。具体而言,在加工痕A1中,将激光束的聚光点定位于被加工物11的内部。
另外,每次改变照射位置时使聚光点阶段性地向上方移动,从而依次形成加工痕A2、A3、A4…A10。接着,在形成加工痕A11时,在将聚光点定位于处于比形成加工痕A10时的聚光点的高度靠上的位置的一个面11a上的状态下,进行激光加工。
然后,同样地每次改变照射位置时使聚光点阶段性地向上方移动,从而依次形成加工痕A12、A13、A14…A21。即,在形成加工痕A12…A21时,将聚光点定位于比一个面11a靠上方的位置。
在加工痕形成步骤S10之后,进行拍摄步骤S20。在拍摄步骤S20中,利用相机单元56对一个面11a进行拍摄,获取包含所形成的所有加工痕A的图像70。
图2是包含多个加工痕A的图像70的示意图。本实施方式的加工痕A显示成比图像70中的背景亮。另外,图像70可以是利用灰度级或全彩色显示的多值图像,也可以是利用黑白显示的二值图像。
在拍摄步骤S20之后,进行直方图制作步骤S30。在直方图制作步骤S30中,直方图制作部64根据图像70制作表示沿着X轴方向配置的多个第1位置72(参照图4的(A))处的亮度的第1直方图B1
本实施方式的第1直方图B1是通过在各第1位置72上对表示位于通过第1位置72且与Y轴方向平行的直线上的多个像素的亮度的尺度的值进行累积而制作的。图4的(A)是对直方图制作步骤S30进行说明的图。另外,图4的(A)所示的第1位置72的数量为例示,可以比该数量多。
图4的(A)的下侧所示的曲线图的横轴为X坐标,该曲线图的纵轴表示亮度。在本实施方式中,各加工痕A显示成比未形成加工痕A的区域亮,因此在通过第1位置72的与Y轴方向平行的直线中,位于加工痕A的像素的数量越多,则表示亮度的尺度的值越高。
直方图制作部64还根据图像70制作表示沿着Y轴方向的多个第2位置74处的亮度的第2直方图B2。另外,图4的(A)所示的第2位置74的数量为例示,可以比该数量多。
本实施方式的第2直方图B2是通过在各第2位置74对表示位于通过第2位置74且与X轴方向平行的直线上的多个像素的亮度的尺度的值进行累积而制作的。图4的(A)的左侧所示的曲线图的横轴为Y坐标,该曲线图的纵轴表示亮度。
在直方图制作步骤S30之后,根据所制作的第1直方图B1和第2直方图B2,确定部66对在图像70中形成有离散地存在的各加工痕A的区域的边界进行确定(确定步骤S40)。
本实施方式的确定部66在第1直方图B1中确定亮度成为极小值、最小值等较低的值C的第1位置72(图4的(B)所示的X1、X2、X3和X4)。并且,利用通过成为值C的第1位置72且与Y轴方向平行的多个假想的直线D(图4的(B)所示的DX1、DX2、DX3和DX4)对图像70进行划分。
同样地,确定部66在第2直方图B2中确定亮度成为极小值、最小值等较低的值C的第2位置74(图4的(B)所示的Y1、Y2、Y3和Y4)。并且,利用通过成为值C的第2位置74且与X轴方向平行的多个假想的直线D(图4的(B)所示的DY1、DY2、DY3和DY4)对图像70进行划分。
图4的(B)是对确定步骤S40进行说明的图。在图4的(B)的下侧所示的曲线图的横轴为X坐标,该曲线图的纵轴表示亮度。另外,在图4的(B)的左侧所示的曲线图的横轴为Y坐标,该曲线图的纵轴表示亮度。
在图4的(B)所示的例子中,在第1直方图B1和第2直方图B2中,值C是共通的。另外,通过多条直线DX1、DX2、DX3和DX4和多条直线DY1、DY2、DY3和DY4将图像70划分成格子状,形成多个小区域E。
在各小区域E内存在加工痕A的可能性较高。在本实施方式中,激光加工装置2能够这样自动地确定形成有各加工痕A的区域的边界。即,自动地判定包含加工痕A的小区域E。
因此,无需在每次改变加工痕A的位置时将与小区域E的边界对应的坐标的指定进行重新指定。另外,激光加工装置2自动地确定小区域E的边界,因此即使不是具有专业知识的作业者,也能够进行作业。
另外,在第1直方图B1中位于X2和X3之间的峰比其他的峰低。与此相对,在第2直方图B2中位于Y2和Y3之间的峰比其他的峰高。
因此,处理部62根据峰的差异,能够判断在X2和X3之间,仅在由(X2,Y2)、(X2,Y3)、(X3,Y2)和(X3,Y3)这四点围绕的小区域E中存在加工痕A。
在确定步骤S40之后,轮廓检测部68对各加工痕A的轮廓进行检测(轮廓检测步骤S50)。图5是对轮廓检测步骤S50进行说明的图。另外,在图5中,示出一个加工痕A的轮廓的示意图。
轮廓检测部68针对各小区域E制作第3直方图B3和第4直方图B4。第3直方图B3表示分别位于Y轴方向的不同位置且与X轴方向平行的多条直线F的各直线上的多个像素的亮度。
在图5中,例示出表示三条直线F1、F2和F3上的多个像素的亮度的三个第3直方图B3-1、B3-2和B3-3。各第3直方图B3的横轴为X坐标,纵轴为亮度。
第4直方图B4表示分别位于X轴方向的不同位置且与Y轴方向平行的多条直线G的各直线上的多个像素的亮度。在图5中,例示出表示三条直线G1、G2和G3上的多个像素的亮度的三个第4直方图B4-1、B4-2和B4-3。各第4直方图B4的横轴为Y坐标,纵轴表示亮度。
第3直方图B3和第4直方图B4的上升位置(即X坐标和Y坐标)与加工痕A的缘对应。通过将上升位置连接而确定加工痕A的轮廓。另外,作为代替的方法,轮廓检测部68可以使用边缘检测等方法来确定加工痕A的轮廓。
接着,对第2实施方式进行说明。在第2实施方式中,在直方图制作步骤S30中,直方图制作部64不对表示多个像素的亮度的尺度的值进行累积。另外,在确定步骤S40中,确定部66不使用极小值等,而是使用峰、上升部等来确定边界。该点与第1实施方式不同。
图6是示出第2实施方式的直方图制作步骤S30和确定步骤S40的图。第2实施方式的直方图制作部64制作表示在沿着X轴方向的直线H1上的X坐标(横轴)和亮度(纵轴)的第5直方图B5。第5直方图B5是直线H1处的直方图,直线H1位于Y轴方向的第三位置且通过沿着X轴方向并排的五个加工痕A。
接着,在第5直方图B5中存在多个峰、上升部(边缘)等的情况下,确定部66将相邻的两个峰的中间位置、或夹着谷而相邻的边缘的中间位置作为小区域E的边界。
另外,在第5直方图B5中不存在峰等的情况下,直方图制作部64使直线H1在Y轴方向上移动而重复进行第5直方图B5的制作,直至得到峰等为止。
直方图制作部64同样地制作表示在沿着Y轴方向的直线H2上的Y坐标(横轴)和像素的亮度(纵轴)的第6直方图B6。第6直方图B6是直线H2处的直方图,直线H2位于X轴方向的第一位置且通过沿着Y轴方向并排的五个加工痕A。
接着,在第6直方图B6中存在多个峰、上升部(边缘)等的情况下,确定部66将相邻的两个峰的中间位置、或夹着谷而相邻的边缘的中间位置作为小区域E的边界。
另外,在第6直方图B6中不存在峰等的情况下,直方图制作部64使直线H2在X轴方向上移动而重复进行第6直方图B6的制作,直至得到峰等为止。
上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围,则可以适当变更并实施。例如也可以是,在轮廓检测步骤S50之后,处理部62对形成有各加工痕A的范围的面积、各加工痕A的重心、各加工痕A的相对于正圆的偏移等进行计算。由此,能够诊断激光束的形状、激光加工装置2的状态等。
另外,在上述实施方式中,对加工痕A在图像70中显示成比背景亮的例子进行了说明,但加工痕A在图像70中也可以显示成比背景暗。在该情况下,在各直方图中,明暗反转,因此处理部62的处理内容根据第1或第2实施方式而适当调整。
另外,关于上述的用于确认加工痕A的方法,例如在使用激光加工装置2对被加工物11实施激光剥离(laser lift off)加工前且在对被加工物11进行试验性加工时进行。

Claims (6)

1.一种激光加工装置,其特征在于,
该激光加工装置具有:
激光束照射单元,其照射具有被加工物所吸收的波长的激光束而对该被加工物进行加工;
拍摄单元,其用于拍摄该被加工物;以及
处理部,其对利用该拍摄单元对该被加工物进行拍摄而获取的图像进行处理,
该处理部具有:
直方图制作部,其根据利用该拍摄单元对从该激光束照射单元向该被加工物的一个面侧照射激光束而形成的多个加工痕进行拍摄而得到的图像,制作该图像的包含沿着第1方向的多个第1位置和各第1位置处的亮度的第1直方图以及包含沿着与该第1方向垂直的第2方向的多个第2位置和各第2位置处的亮度的第2直方图;以及
确定部,其根据该直方图制作部所制作的该第1直方图和该第2直方图而确定形成有各加工痕的区域的边界。
2.根据权利要求1所述的激光加工装置,其特征在于,
该直方图制作部在各第1位置对表示位于通过第1位置且与该第2方向平行的直线上的多个像素的亮度的尺度的值进行累积而制作该第1直方图,
在各第2位置对表示位于通过第2位置且与该第1方向平行的直线上的多个像素的亮度的尺度的值进行累积而制作该第2直方图。
3.根据权利要求1或2所述的激光加工装置,其特征在于,
该处理部还包含轮廓检测部,该轮廓检测部针对该区域而制作表示分别位于该第2方向的不同位置且与该第1方向平行的多条直线的各直线上的多个像素的亮度的第3直方图以及表示分别位于该第1方向的不同位置且与该第2方向平行的多条直线的各直线上的多个像素的亮度的第4直方图,从而对加工痕的轮廓进行检测。
4.一种加工痕的确认方法,在使用激光加工装置对被加工物的一个面侧照射激光束从而形成多个加工痕之后,对形成有各加工痕的区域进行确认,其特征在于,
该加工痕的确认方法具有如下的步骤:
加工痕形成步骤,向该被加工物照射具有该被加工物所吸收的波长的该激光束而在该被加工物的该一个面侧形成该多个加工痕;
拍摄步骤,对通过该加工痕形成步骤而形成的该多个加工痕进行拍摄而获取图像;
直方图制作步骤,该激光加工装置的处理部制作该图像的包含沿着第1方向的多个第1位置和各第1位置处的亮度的第1直方图以及沿着与该第1方向垂直的第2方向的多个第2位置和各第2位置处的亮度的第2直方图;以及
确定步骤,该处理部根据通过该直方图制作步骤而制作的该第1直方图和该第2直方图而确定形成有各加工痕的区域的边界。
5.根据权利要求4所述的加工痕的确认方法,其特征在于,
在该直方图制作步骤中,
该处理部在各第1位置对表示位于通过第1位置且与该第2方向平行的直线上的多个像素的亮度的尺度的值进行累积而制作该第1直方图,
在各第2位置对表示通过第2位置且与该第1方向平行的直线上的多个像素的亮度的尺度的值进行累积而制作该第2直方图。
6.根据权利要求4或5所述的加工痕的确认方法,其特征在于,
该加工痕的确认方法还具有如下的轮廓检测步骤:针对该区域,该处理部制作表示分别位于该第2方向的不同位置且与该第1方向平行的多条直线的各直线上的多个像素的亮度的第3直方图以及表示分别位于该第1方向的不同位置且与该第2方向平行的多条直线的各直线上的多个像素的亮度的第4直方图,从而对各加工痕的轮廓进行检测。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62148089A (ja) * 1985-12-23 1987-07-02 Kawasaki Steel Corp 溶接線検出方法及び装置
DE3835980A1 (de) * 1988-10-21 1990-04-26 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren zur ermittlung eines durchschusszeitpunktes
JP2954099B2 (ja) * 1997-06-26 1999-09-27 東北日本電気株式会社 溶接痕外観検査方法
JP2004223553A (ja) * 2003-01-22 2004-08-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工方法及び装置
JP2013078785A (ja) 2011-10-04 2013-05-02 Disco Corp レーザー加工装置の集光スポット位置検出方法
JP6098971B2 (ja) * 2012-12-04 2017-03-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 画像処理装置および画像処理方法
DE102018123363B4 (de) * 2018-09-24 2021-01-07 Bystronic Laser Ag Verfahren zur Kollisionsvermeidung und Laserbearbeitungsmaschine

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