DE102020210586A1

DE102020210586A1 - Laserbearbeitungsvorrichtung, laserbearbeitungsverfahren undkorrekturdatenerzeugungsverfahren

Info

Publication number: DE102020210586A1
Application number: DE102020210586.3A
Authority: DE
Inventors: Yohei Takechi; Jun Yokoyama
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2021-02-25
Also published as: US20210053149A1; JP2021030268A; US11975403B2; CN112484657A; DE102020210586A8; JP7270216B2; CN112484657B

Abstract

Eine Laserbearbeitungsvorrichtung (1) enthält einen beweglichen Spiegel (13) zum Ändern von Wegen eines Bearbeitungslaserlichts (11) und eines Messlichts (15) und einen Tisch (17) zum Ändern eines Einfallswinkels des Messlichts (15). Darüber hinaus enthält die Laserbearbeitungsvorrichtung (1) eine Linse (14) zum Bündeln des Bearbeitungslaserlichts (11) und des Messlichts (15) auf einem Bearbeitungspunkt (20), eine Steuerung (6) zum Steuern eines Laseroszillators (5), des beweglichen Spiegels (13) und des Tisches (17) auf der Grundlage korrigierter Bearbeitungsdaten sowie einen Messprozessor (4) zum Messen der Tiefe einer Dampfkapillare (22), die am Bearbeitungspunkt (20) erzeugt wird. Die korrigierten Bearbeitungsdaten sind Daten, die so korrigiert sind, dass eine Abweichung einer Ankunftsposition von dem Bearbeitungslaserlicht (11) und dem Messlicht (15), die durch chromatische Aberration der Linse (14) auf der Oberfläche des Werkstücks (18) verursacht wird, korrigiert wird. Mit dieser Konfiguration kann eine genaue Tiefe der Dampfkapillare (22) gemessen werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung, ein Laserbearbeitungsverfahren und ein Korrekturdatenerzeugungsverfahren, das zur Bearbeitung eines Werkstücks verwendet wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Beispielsweise wird in der PCT-Patentveröffentlichung Nr. 2018-501964 in japanischer Übersetzung (im Folgenden als „Patentdokument 1“ bezeichnet) eine Laserbearbeitungsvorrichtung offengelegt. Die Laserbearbeitungsvorrichtung verwendet die Technologie der optischen Kohärenztomographie (OCT), die mit Hilfe eines optischen Kohärenztomographiegeräts eine innere Struktur einer Probe sichtbar macht und die Tiefe einer Dampfkapillare misst, die während der Metallbearbeitung durch Laserlicht erzeugt wird.
Im Folgenden wird die Laserbearbeitungsvorrichtung des Patentdokuments 1 unter Bezugnahme auf die 16 beschrieben. Die 16 ist ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration der in Patentdokument 1 offenbarten Laserbearbeitungsvorrichtung veranschaulicht.
Wie in der 16 dargestellt ist, werden ein Bearbeitungslaserlicht 107 und ein Messlicht 105 in den Schweißkopf 108 eingeführt. Das Messlicht 105 läuft durch das Kollimator-Modul 106 und den dichroitischen Spiegel 110 und hat eine koaxiale Konfiguration, die eine gemeinsame Lichtachse mit dem Bearbeitungslaserlicht 107 hat.
Das Messgerät ist mit einem optischen OCT-System unter Verwendung eines optischen Kohärenztomographiegeräts konfiguriert, das aus einem Analysator 100, einer optischen Faser 101, einem Strahlteiler 103, einer optischen Faser 104, einem Referenzarm 102 und einem Messarm 109 besteht. Das Messlicht 105 wird durch die optische Faser 104 als Messlicht des optischen OCT-Systems emittiert.
Das Bearbeitungslaserlicht 107 und das Messlicht 105 werden durch die Kondensorlinse 111 gebündelt und ein Werkstück 112 wird mit dem Bearbeitungslaserlicht 107 und dem Messlicht 105 bestrahlt. Das Werkstück 112 wird mit dem Bearbeitungslaserlicht 107 bearbeitet. Das heißt, wenn der Bearbeitungsabschnitt 113 von Werkstück 112 mit gebündeltem Bearbeitungslaserlicht 107 bestrahlt wird, wird das Metall, aus dem das Werkstück 112 besteht, geschmolzen. Bei dieser Konfiguration wird beim Verdampfen des geschmolzenen Metalls durch Druck eine Dampfkapillare gebildet. Dann wird die Bodenfläche der Dampfkapillare mit dem Messlicht 105 bestrahlt.
In diesem Fall wird ein Interferenzsignal entsprechend einer optischen Wegdifferenz zwischen dem von der Dampfkapillare reflektierten Messlicht 105 (reflektiertes Licht) und dem Licht (Referenzlicht) auf der Seite des Referenzarms 102 erzeugt. Aus dem Interferenzsignal kann dann eine Tiefe der Dampfkapillare erhalten werden. Die Dampfkapillare wird unmittelbar nach ihrer Bildung mit dem umgebenden, geschmolzenen Metall gefüllt. Aus diesem Grund ist die Tiefe der Dampfkapillare im Wesentlichen gleich der Tiefe (im Folgenden als „Eindringtiefe“ bezeichnet) des geschmolzenen Teils eines Metallbearbeitungsabschnitts. Mit dieser Konfiguration kann die Eindringtiefe des Bearbeitungsabschnitts 113 gemessen werden.
In den letzten Jahren ist eine Laserbearbeitungsvorrichtung bekannt geworden, die einen Galvano-Spiegel und eine fθ-Linse kombiniert. Der Galvano-Spiegel ist ein beweglicher Spiegel, der eine Richtung im Einzelnen steuern kann, in der das Laserlicht reflektiert wird. Die fθ-Linse ist eine Linse, die Laserlicht auf einen Bearbeitungspunkt auf der Oberfläche des Werkstücks bündelt.
Dementsprechend ist eine Konfiguration denkbar, bei der das im Patentdokument 1 offenbarte Verfahren zur Messung der Tiefe der Dampfkapillare auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung angewendet wird, in der der Galvanospiegel und die fθ-Linse kombiniert sind, aber in diesem Fall treten folgende Probleme auf. Das heißt, da das Bearbeitungslaserlicht und das Messlicht unterschiedliche Wellenlängen haben, tritt in der fθ-Linse eine chromatische Aberration auf. Dadurch kommt es zu einer Abweichung zwischen Bestrahlungspositionen des Bearbeitungslaserlichts und des Messlichts auf der Oberfläche des Werkstücks. Es besteht daher die Sorge, dass die Tiefe der Dampfkapillare mit dem Messlicht nicht genau gemessen werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Laserbearbeitungsvorrichtung, ein Laserbearbeitungsverfahren und ein Korrekturdatenerzeugungsverfahren bereit, die in der Lage sind, die Tiefe einer Dampfkapillare genau zu messen.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die einen Laseroszillator, der Bearbeitungslaserlicht in Bezug auf einen Bearbeitungspunkt auf einer Oberfläche eines Werkstücks oszilliert, und ein optisches Interferometer enthält, das Messlicht zum Bearbeitungspunkt emittiert und ein optisches Interferenzintensitätssignal erzeugt, das auf Interferenzen beruht, die durch einen optischen Wegunterschied zwischen dem am Bearbeitungspunkt reflektierten Messlicht und einem Referenzlicht verursacht werden. Die Laserbearbeitungsvorrichtung enthält einen beweglichen Spiegel, der eine Ausbreitungsrichtung des Bearbeitungslaserlichts und eine Ausbreitungsrichtung des Messlichts ändert, einen Tisch, der einen Einfallswinkel des Messlichts auf den beweglichen Spiegel ändert, eine Linse, die das Bearbeitungslaserlicht und das Messlicht auf dem Bearbeitungspunkt bündelt, und einen Speicher, der korrigierte Bearbeitungsdaten speichert. Darüber hinaus enthält die Laserbearbeitungsvorrichtung eine Steuerung, die den Laseroszillator, den beweglichen Spiegel und den Tisch auf der Grundlage der korrigierten Bearbeitungsdaten sowie einen Messprozessor, der eine Tiefe einer Dampfkapillare misst, die am Bearbeitungspunkt durch Bestrahlung mit dem Bearbeitungslaserlicht erzeugt wird, auf der Grundlage des optischen Interferenzintensitätssignals steuert. Bei den korrigierten Bearbeitungsdaten handelt es sich um Daten, die durch Korrigieren von Bearbeitungsdaten erhalten werden, die im Voraus für die Bearbeitung des Werkstücks erzeugt wurden, so dass eine Abweichung einer Ankunftsposition des Bearbeitungslaserlichts und/oder des Messlichts auf der Oberfläche des Werkstücks, die durch chromatische Aberration der Linse verursacht wird, eliminiert wird.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird ein Laserbearbeitungsverfahren bereitgestellt, das von einer Laserbearbeitungsvorrichtung durchgeführt wird, die einen beweglichen Spiegel, der eine Ausbreitungsrichtung des Bearbeitungslaserlichts und eine Ausbreitungsrichtung des Messlichts ändert, einen Tisch, der einen Einfallswinkel des Messlichts auf den beweglichen Spiegel ändert, und eine Linse enthält, die das Bearbeitungslaserlicht und das Messlicht auf einem Bearbeitungspunkt auf einer Oberfläche eines Werkstücks bündelt. Bei dem Laserbearbeitungsverfahren werden der bewegliche Spiegel und der Tisch auf der Grundlage korrigierter Bearbeitungsdaten gesteuert, und das Werkstück wird mit dem Bearbeitungslaserlicht und dem Messlicht bestrahlt. Darüber hinaus wird bei dem Laserbearbeitungsverfahren die Tiefe einer Dampfkapillare, die am Bearbeitungspunkt durch die Bestrahlung mit dem Bearbeitungslaserlicht erzeugt wird, auf der Grundlage von Interferenzen gemessen, die durch einen optischen Wegunterschied zwischen dem am Bearbeitungspunkt reflektierten Messlicht und dem Referenzlicht verursacht werden. Bei den korrigierten Bearbeitungsdaten handelt es sich um Daten, die durch die Korrektur von Bearbeitungsdaten erhalten werden, die im Voraus für die Bearbeitung des Werkstücks erzeugt wurden, so dass eine Abweichung einer Ankunftsposition von dem Bearbeitungslaserlicht und/oder dem Messlicht auf der Oberfläche des Werkstücks, die durch die chromatische Aberration einer Linse verursacht wird, eliminiert wird.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird ein Korrekturdatenerzeugungsverfahren bereitgestellt, das von einer Laserbearbeitungsvorrichtung durchgeführt wird, die einen beweglichen Spiegel, der eine Ausbreitungsrichtung des Bearbeitungslaserlichts und eine Ausbreitungsrichtung des Messlichts ändert, einen Tisch, der einen Einfallswinkel des Messlichts auf den beweglichen Spiegel ändert, und eine Linse enthält, die das Bearbeitungslaserlicht und das Messlicht auf einen Bearbeitungspunkt auf einer Oberfläche eines Werkstücks bündelt. Bei dem Korrekturdatenerzeugungsverfahren werden für jeden Bearbeitungspunkt auf der Oberfläche des Werkstücks Bearbeitungsdaten erzeugt, bei denen eine Ausgangsintensität des Bearbeitungslaserlichts und ein Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels, der bewirkt, dass das Bearbeitungslaserlicht einen Bearbeitungspunkt erreicht, festgelegt werden, und für jede vorbestimmte Position auf der Oberfläche des Werkstücks wird ein erster Betriebsbetrag, der ein Betriebsbetrag des Tischs ist, der bewirkt, dass das Messlicht die vorbestimmte Position erreicht, berechnet. Darüber hinaus wird bei dem Korrekturdatenerzeugungsverfahren auf der Grundlage des ersten Betriebsbetrags für jeden Bearbeitungspunkt ein zweiter Betriebsbetrag, der ein Betriebsbetrag des Tischs ist, der bewirkt, dass das Messlicht den Bearbeitungspunkt erreicht, berechnet. Bei dem Korrekturdatenerzeugungsverfahren werden korrigierte Bearbeitungsdaten, die durch Korrigieren der Bearbeitungsdaten erhalten werden, so dass eine durch chromatische Aberration der Linse verursachte Abweichung einer Ankunftsposition, an der das Bearbeitungslaserlicht und/oder das Messlicht das Werkstück erreichen, eliminiert wird, indem der zweite Betriebsbetrag zu den Bearbeitungsdaten addiert wird, erzeugt.
Nach der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Laserbearbeitungsvorrichtung, ein Laserbearbeitungsverfahren und ein Korrekturdatenerzeugungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, die Tiefe der Dampfkapillare genau zu messen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration einer Laserbearbeitungsvorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
2 ist ein Diagramm, das schematisch die Laserbearbeitungsvorrichtung in einem Zustand darstellt, in dem ein beweglicher Spiegel von der Ursprungsposition aus betrieben wird;
3 ist ein Diagramm, das schematisch die Laserbearbeitungsvorrichtung in einem Zustand darstellt, in dem eine Abweichung der Ankunftsposition jeweils des Bearbeitungslaserlichts und des Messlichts aufgrund einer chromatischen Vergrößerungsaberration korrigiert wird;
4 ist ein Diagramm, das schematisch den Zusammenhang zwischen einem Tisch, einer Messlichteinlassöffnung und einer Kollimatorlinse in der Laserbearbeitungsvorrichtung darstellt;
5 ist ein Diagramm, das schematisch die Bahnen von dem Bearbeitungslaserlicht und dem Messlicht auf einer Bearbeitungsfläche in einem Fall darstellt, in dem nur der bewegliche Spiegel betrieben wird, um eine Oberfläche eines Werkstücks in einem Gittermuster abzutasten;
6 ist ein Flussdiagramm, das ein erstes Beispiel für ein Verfahren zum Erstellen von Korrekturzahlentabellendaten darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm, das ein zweites Beispiel für das Verfahren zum Erstellen der Korrekturzahlentabellendaten darstellt;
8 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für eine Konfiguration von korrigierten Bearbeitungsdaten zeigt;
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erstellen der korrigierten Bearbeitungsdaten veranschaulicht;
10 ist ein Diagramm, das eine Korrekturzahlentabelle zeigt, die schematisch eine Konfiguration der Korrekturzahlentabellendaten darstellt;
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Festlegen eines Korrekturbetrags veranschaulicht;
12 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Abtastwinkel X und Korrekturdatenpunkten um den Abtastwinkel X herum in einem Fall veranschaulicht, in dem der von einem Benutzer eingestellte Abtastwinkel X nicht mit einem Abtastwinkel für die Korrekturzahlentabelle eines beliebigen Datenpunkts auf der Korrekturzahlentabelle übereinstimmt;
13 ist ein Flussdiagramm, das ein Laserbearbeitungsverfahren veranschaulicht;
14 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Messen der Tiefe einer Dampfkapillare veranschaulicht;
15 ist ein Diagramm, das schematisch die Bahnen des Bearbeitungslaserlichts und des Messlichts auf einer Bearbeitungsfläche in einem Zustand darstellt, in dem der Einfluss der chromatischen Vergrößerungsaberration durch eine Operation des Tischs korrigiert wird; und
16 ist ein Diagramm, das schematisch eine in Patentdokument 1 offenbarte Laserbearbeitungsvorrichtung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Den gemeinsamen konstituierenden Elementen in jeder Zeichnung werden die gleichen Bezugszeichen gegeben, und ihre Beschreibung wird entsprechend weggelassen.
BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
Im Folgenden werden eine Laserbearbeitungsvorrichtung, ein Laserbearbeitungsverfahren und ein Korrekturdatenerzeugungsverfahren gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung Punkt für Punkt beschrieben.
(Konfiguration der Laserbearbeitungsvorrichtung)
Zunächst wird die Konfiguration einer Laserbearbeitungsvorrichtung 1 nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben.
Die 1 ist ein Diagramm, das schematisch die Konfiguration der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 nach dieser beispielhaften Ausführungsform darstellt.
Wie in der 1 dargestellt ist, enthält die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 nach dieser beispielhaften Ausführungsform einen Bearbeitungskopf 2, ein optisches Interferometer 3, einen Messprozessor 4, einen Laseroszillator 5, eine Steuerung 6, einen ersten Treiber 7, einen zweiten Treiber 8 und ähnliches.
Das optische Interferometer 3 emittiert ein Messlicht 15 für eine OCT-Messung. Das emittierte Messlicht 15 wird dem Bearbeitungskopf 2 durch die am Tisch 17 installierte Messlichteinlassöffnung 9 zugeführt.
Der Laseroszillator 5 oszilliert ein Bearbeitungslaserlicht 11 für die Laserbearbeitung. Das oszillierte Bearbeitungslaserlicht 11 wird dem Bearbeitungskopf 2 über eine Bearbeitungslichteinlassöffnung 10 zugeführt.
Das dem Bearbeitungskopf 2 zugeführte Bearbeitungslaserlicht 11 wird durch einen dichroitischen Spiegel 12 übertragen und vom beweglichen Spiegel 13 reflektiert. Das reflektierte Bearbeitungslaserlicht 11 wird durch die Linse 14 übertragen und auf der Bearbeitungsfläche 19 auf der Oberfläche des Werkstücks 18 gebündelt. Bei dieser Konfiguration wird der Bearbeitungspunkt 20 auf der Bearbeitungsfläche 19 von Werkstück 18 einer Laserbearbeitung unterzogen. In diesem Fall wird der mit dem Bearbeitungslaserlicht 11 bestrahlte Bearbeitungspunkt 20 geschmolzen und es bildet sich ein Schmelzbad 21. Das geschmolzene Metall wird aus dem gebildeten Schmelzbad 21 verdampft. Infolgedessen wird in Werkstück 18 durch den Druck des beim Verdampfen erzeugten Dampfes eine Dampfkapillare 22 gebildet.
Auf der anderen Seite wird das dem Bearbeitungskopf 2 zugeführte Messlicht 15 durch die Kollimatorlinse 16 in paralleles Licht umgewandelt und durch den dichroitischen Spiegel 12 reflektiert. Danach wird das reflektierte Messlicht 15 durch den beweglichen Spiegel 13 reflektiert, durch die Linse 14 übertragen und an dem Bearbeitungspunkt 20 auf der Oberfläche des Werkstücks 18 gebündelt. Das gebündelte Messlicht 15 wird von der Bodenfläche der Dampfkapillare 22 reflektiert und erreicht das optische Interferometer 3, indem es entlang des Ausbreitungswegs zurückwandert. In diesem Fall interferiert das Messlicht 15 optisch mit dem Referenzlicht (nicht abgebildet) im optischen Interferometer 3, um ein Interferenzsignal zu erzeugen.
Der Messprozessor 4 misst aus dem vom optischen Interferometer 3 erzeugten Interferenzsignal die Tiefe der Dampfkapillare 22, d.h. die Eindringtiefe des Bearbeitungspunkts 20. Die „Eindringtiefe“ ist ein Abstand zwischen der Oberseite eines geschmolzenen Abschnitts des Werkstücks 18 und der Bearbeitungsfläche 19.
Im Allgemeinen sind eine Wellenlänge des Bearbeitungslaserlichts 11 und eine Wellenlänge des Messlichts 15 verschieden. In einem Fall, in dem ein YAG-Laser oder ein Faserlaser als Bearbeitungslaserlicht 11 verwendet wird, beträgt die Wellenlänge des Bearbeitungslaserlichts 11 1064 nm. Wenn dagegen eine Lichtquelle für die OCT als Messlicht 15 verwendet wird, beträgt die Wellenlänge des Messlichts 15 1300 nm.
Der dichroitische Spiegel 12 hat die Eigenschaft, Licht mit der Wellenlänge des Bearbeitungslaserlichts 11 durchzulassen und Licht mit der Wellenlänge des Messlichts 15 zu reflektieren.
Der bewegliche Spiegel 13 wird durch einen Spiegel konfiguriert, der sich um zwei oder mehr Achsen drehen kann. Der bewegliche Spiegel 13 ist z.B. ein Galvanospiegel.
Der Tisch 17 ist durch einen beweglichen Tisch konfiguriert, der parallel auf zwei oder mehr Achsen betrieben werden kann. Der Tisch 17 ist z.B. ein Piezotisch.
Der bewegliche Spiegel 13 und der Tisch 17 sind über den ersten Treiber 7 bzw. den zweiten Treiber 8 mit der Steuerung 6 verbunden und arbeiten unter der Regelung von der Steuerung 6. Insbesondere der erste Treiber 7 betreibt den beweglichen Spiegel 13 auf der Grundlage einer Anweisung von der Steuerung 6. Der zweite Treiber 8 betreibt den Tisch 17 auf der Grundlage der Anweisung von der Steuerung 6.
Die Steuerung 6 enthält einen Speicher 31. Der Speicher 31 speichert Bearbeitungsdaten zur Durchführung der gewünschten Bearbeitung am Werkstück 18 und Korrekturdaten zur Durchführung der unten beschriebenen Korrektur.
In der 1 ist als Beispiel nur der Drehvorgang des beweglichen Spiegels 13 um eine Drehachse in der y-Richtung dargestellt (siehe den gestrichelten Linienteil und den Doppelpfeil in der Abbildung). Tatsächlich ist der bewegliche Spiegel 13 jedoch so konfiguriert, dass er sich, wie oben beschrieben, um zwei oder mehr Achsen drehen kann. Aus diesem Grund kann sich der bewegliche Spiegel 13 z.B. auch um die Drehachse in x-Richtung drehen.
In der 1 wird als Beispiel nur der Vorgang der Verschiebung des Tischs 17 in x-Richtung dargestellt (siehe den gepunkteten Linienteil in der Abbildung). Tatsächlich ist der Tisch 17 jedoch so konfiguriert, dass er, wie oben beschrieben, auf zwei oder mehr Achsen parallel betrieben werden kann. Aus diesem Grund kann der Tisch 17 z.B. auch in die y-Richtung betrieben werden.
Im Folgenden wird der Einfachheit halber nur der Fall beschrieben, in dem sich der bewegliche Spiegel 13 um die Drehachse in der y-Richtung dreht. Ebenso wird nur der Fall beschrieben, in dem der Tisch 17 in der x-Richtung arbeitet.
Wenn sich der Tisch 17 an der Ursprungsposition befindet, wie in der 1 dargestellt ist, fällt die Messlichtachse 23 des Messlichts 15 mit der Bearbeitungslichtachse 24 des Bearbeitungslaserlichts 11 zusammen, nachdem das Messlicht 15 vom dichroitischen Spiegel 12 reflektiert wurde.
Wenn sich der bewegliche Spiegel 13 an der Ursprungsposition befindet, wie in der 1 dargestellt ist, fällt die Bearbeitungslichtachse 24 des Bearbeitungslaserlichts 11 mit der Linsenlichtachse 25 zusammen, die das Zentrum der Linse 14 ist, wenn das Bearbeitungslaserlicht 11 durch die Linse 14 übertragen wird, nachdem es vom beweglichen Spiegel 13 reflektiert wurde.
Im Folgenden wird eine Position (die einer Bestrahlungsposition entspricht), an der das Bearbeitungslaserlicht 11 und das Messlicht 15, die durch das Zentrum der Linse 14 übertragen werden, die Bearbeitungsfläche 19 von Werkstück 18 erreichen, als „Bearbeitungsursprung 26“ bezeichnet (siehe 2). Das heißt, die Ursprungspositionen des beweglichen Spiegels 13 und des Tischs 17 sind Positionen, an denen das Bearbeitungslaserlicht 11 und das Messlicht 15 durch das Zentrum von Linse 14 übertragen werden.
Die Linse 14 ist eine Linse zum Bündeln des Bearbeitungslaserlichts 11 und des Messlichts 15 auf dem Bearbeitungspunkt 20. Die Linse 14 ist zum Beispiel eine fθ-Linse.
Der bewegliche Spiegel 13 und die Linse 14 bilden ein allgemeines optisches Abtastsystem mit einem Galvano-Spiegel und einer fθ-Linse. Daher kann durch Drehen des beweglichen Spiegels 13 um einen vorbestimmten Winkel von der Ursprungsposition aus die Ankunftsposition gesteuert werden, an der das Bearbeitungslaserlicht 11 die Bearbeitungsfläche 19 erreicht. Im Folgenden wird der Winkel, um den der bewegliche Spiegel 13 aus der Ursprungsposition des beweglichen Spiegels 13 gedreht wird, als „Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels 13“ bezeichnet. Der Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels 13 kann eindeutig eingestellt werden, wenn eine Positionsbeziehung zwischen den optischen Elementen, die den Bearbeitungskopf 2 bilden, und der Abstand von der Linse 14 zur Bearbeitungsfläche 19 bestimmt werden. Mit dieser Konfiguration kann der gewünschte Bearbeitungspunkt 20 mit Laserlicht 11 bestrahlt werden.
Hier ist es vorzuziehen, dass der Abstand von der Linse 14 zur Bearbeitungsfläche 19 so gewählt wird, dass eine Brennpunktposition, an der das Bearbeitungslaserlicht 11 am stärksten gebündelt wird, und die Bearbeitungsfläche 19 zusammenfallen, so dass die Bearbeitung mit dem Bearbeitungslaserlicht 11 am effizientesten durchgeführt werden kann. Mit dieser Konfiguration kann die Bearbeitung von Werkstück 18 mit dem Bearbeitungslaserlicht 11 am effizientesten durchgeführt werden. Der Abstand von der Linse 14 zur Bearbeitungsfläche 19 ist nicht darauf beschränkt und kann je nach Anwendung der Bearbeitung als ein geeigneter beliebiger Abstand festgelegt werden.
Der bewegliche Spiegel 13 ändert den Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels 13 gemäß einem vorgegebenen Betriebsplan. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Position des willkürlichen Bearbeitungspunkts 20, der mit dem Bearbeitungslaserlicht 11 bestrahlt werden soll, auf der Bearbeitungsfläche 19 abzutasten.
Darüber hinaus regelt die Steuerung 6 das Ein- und Ausschalten des Laseroszillators 5. Mit dieser Konfiguration kann eine Laserbearbeitung mit einem beliebigen Muster an einer beliebigen Position auf der Bearbeitungsfläche 19 innerhalb eines Bereichs, in dem das Bearbeitungslaserlicht 11 abgetastet werden kann, durchgeführt werden.
(Einwirkung der chromatischen Aberration)
Als nächstes wird die Einwirkung einer chromatischen Aberration der Linse 14 unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben.
Die 2 ist ein Diagramm, das die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 schematisch in einem Zustand darstellt, in dem der bewegliche Spiegel 13 von der Ursprungsposition aus betrieben wird. In der 2 wird angenommen, dass sich der Tisch 17 in der Ursprungsposition befindet.
Wie in der 2 dargestellt ist, bewegen sich das Bearbeitungslaserlicht 11 und das vom beweglichen Spiegel 13 reflektierte Messlicht 15 auf derselben Lichtachse, bis das Bearbeitungslaserlicht 11 und das Messlicht 15 die Linse 14 erreichen. Nachdem jedoch das Bearbeitungslaserlicht 11 und das Messlicht 15 durch die Linse 14 übertragen wurden, tritt eine Abweichung in den Ausbreitungsrichtungen des Bearbeitungslaserlichts 11 und des Messlichts 15 auf. Das heißt, wie in der 2 dargestellt ist, werden die Bearbeitungslichtachse 24a, die die Lichtachse des Bearbeitungslaserlichts 11 ist, und die Messlichtachse 23a, die die Lichtachse des Messlichts 15 ist, abgelenkt. Daher erreicht das Messlicht 15 eine Position, die vom Bearbeitungspunkt 20 verschieden ist.
Dies ist auf die chromatische Aberration der Linse 14 zurückzuführen. Die chromatische Aberration ist eine Aberration, die auftritt, weil ein allgemeines optisches Material einschließlich der Linse 14 die Eigenschaft hat, unterschiedliche Brechungsindizes in Bezug auf die Wellenlänge von Licht zu haben.
Es gibt zwei Arten von chromatischer Aberration: die axiale chromatische Aberration und die chromatische Vergrößerungsaberration. Die axiale chromatische Aberration ist eine Aberration aufgrund der Eigenschaft, dass die Brennpunktposition der Linse je nach der Wellenlänge des Lichts unterschiedlich ist. Auf der anderen Seite ist die chromatische Vergrößerungsaberration eine Aberration aufgrund der Eigenschaft, dass eine Bildhöhe in einer Brennebene (Bearbeitungsfläche 19) je nach der Wellenlänge des Lichts unterschiedlich ist. Die Abweichung der Ausbreitungsrichtungen des Bearbeitungslaserlichts 11 (Bearbeitungslichtachse 24a) und des Messlichts 15 (Messlichtachse 23a) nach dem Durchgang durch die in 2 dargestellte Linse 14 wird durch die oben beschriebene chromatische Vergrößerungsaberration verursacht.
In diesem Fall tritt gleichzeitig auch eine axiale chromatische Aberration in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 dieser beispielhaften Ausführungsform auf. Die durch die axiale chromatische Aberration bedingte Abweichung zwischen dem Bearbeitungslaserlicht 11 und dem Messlicht 15 kann jedoch durch Anpassung des Abstandes zwischen der Kollimatorlinse 16 und der Messlichteinlassöffnung 9 behoben werden. Das heißt, es ist möglich, das Auftreten der axialen chromatischen Aberration zu unterdrücken, indem die Kollimatorlinse 16 veranlasst wird, das Messlicht 15 unmittelbar nach der Übertragung von einem parallelen Lichtzustand in einen leicht divergenten oder konvergenten Zustand zu versetzen.
In 2 ist die Position, an der das Messlicht 15 die Bearbeitungsfläche 19 erreicht, vom Bearbeitungsursprung 26 aus betrachtet, weiter entfernt als die Position, an der das Bearbeitungslaserlicht 11 die Bearbeitungsfläche 19 erreicht. Die oben beschriebene Positionsbeziehung ist jedoch ein Beispiel. Das heißt, abhängig von einer Linsenkonfiguration der Linse 14 und einem Größenverhältnis zwischen den Wellenlängen des Bearbeitungslaserlichts 11 und des Messlichts 15 kann das Messlicht 15 eine Position erreichen, die näher am Bearbeitungsursprung 26 liegt als das Bearbeitungslaserlicht 11. Im Allgemeinen erreicht langwelliges Licht eine Position, die weiter vom Bearbeitungsursprung 26 entfernt ist.
Als Verfahren zum Korrigieren der chromatischen Vergrößerungsaberration gibt es zum Beispiel eine Verfahren, bei dem die Linse 14 die Eigenschaft einer achromatischen Linse hat. Wenn die Linse 14 jedoch sowohl die Eigenschaft einer fθ-Linse als auch die Eigenschaft einer achromatischen Linse haben soll, ist eine sehr fortschrittliche optische Konstruktionstechnik erforderlich. Aus diesem Grund ist es sehr zeit- und kostenintensiv, die Linse 14 zu gestalten.
Deshalb wird in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 nach dieser beispielhaften Ausführungsform, wie unten beschrieben, der Tisch 17 betrieben (bewegt), um die Korrektur der chromatischen Vergrößerungsaberration kostengünstig zu realisieren.
(Verfahren zur Korrektur einer chromatischen Vergrößerungsaberration)
Als nächstes wird ein Verfahren zum Korrigieren der oben beschriebenen chromatischen Vergrößerungsaberration der Linse 14 unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben.
Die 3 ist ein Diagramm, das die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 schematisch in einem Zustand darstellt, in dem Abweichungen einer Ankunftsposition des Bearbeitungslaserlichts 11 und des Messlichts 15 aufgrund der chromatischen Vergrößerungsaberration korrigiert werden.
In der 3 wird der Tisch 17 um einen vorgegebenen Betriebsbetrag (Betriebsabstand) von der Ursprungsposition aus betrieben. Bei dieser Konfiguration sind, wie in der 3 dargestellt ist, die Bearbeitungslichtachse 24 des Bearbeitungslaserlichts 11 und die Messlichtachse 23 des Messlichts 15 in einem Bereich von der Kollimatorlinse 16 bis zur Linse 14 nicht koaxial. Allerdings erreichen das Bearbeitungslaserlicht 11 und das Messlicht 15, die durch die Linse 14 übertragen werden, jeweils die gleiche Position auf der Bearbeitungsfläche 19, d.h. den Bearbeitungspunkt 20.
In diesem Fall, wie in der 3 dargestellt ist, durchläuft die Bearbeitungslichtachse 24a des Bearbeitungslaserlichts 11 dieselbe Position wie die Bearbeitungslichtachse 24a in 2. Auf der anderen Seite durchläuft die Messlichtachse 23b des Messlichts 15, korrigiert durch den oben beschriebenen Betrieb des Tischs 17, eine andere Position als die in 2 dargestellte Messlichtachse 23a.
Der Betriebsbetrag des Tischs 17 (d.h. ein Betriebsabstand um den Tisch 17 von der Ursprungsposition des sich bewegenden Tischs 17 zu betreiben) ist mit dem Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels 13 in einer Eins-zu-Eins-Beziehung assoziiert. In diesem Fall wird der Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels 13 eindeutig durch die Position des Bearbeitungspunkts 20 bestimmt, der mit dem Bearbeitungslaserlicht 11 (und dem Messlicht 15) bestrahlt wird. Daher wird der Betriebsbetrag des Tischs 17 ebenfalls eindeutig durch die Position des Bearbeitungspunkts 20 bestimmt, der mit dem Messlicht 15 bestrahlt wird.
Im Folgenden wird der Betriebsbetrag des Tischs 17 von der Ursprungsposition aus als „Korrekturbetrag“ bezeichnet (entsprechend einem „zweiten Anweisungswert“, der später beschrieben wird), und das Verfahren zum Erhalten des Korrekturbetrags besch ri eben.
(Beziehung zwischen dem Betrieb des Tischs und einem Messlichtachsenwinkel)
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 4 ein Mechanismus zur Änderung des Winkels der Messlichtachse 23 durch Betreiben des Tischs 17 von der Ursprungsposition aus beschrieben.
Die 4 ist ein Diagramm, das schematisch die Beziehung zwischen dem Tisch 17, der Messlichteinlassöffnung 9 und der Kollimatorlinse 16 in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 darstellt.
Die 4 veranschaulicht eine Situation, in der sich die Position der Messlichtachse 23 entsprechend der Änderung der Position der Messlichteinlassöffnung 9 ändert, die den Betrieb des Tischs 17 begleitet.
In der 4 ist die Messlichtachse 23 die Messlichtachse in einem Fall, bei dem sich der Tisch 17 an der Ursprungsposition befindet, und das Messlicht 15 ist das Messlicht zu diesem Zeitpunkt. Die Messlichtachse 23c ist die Messlichtachse in einem Fall, bei dem sich der Tisch 17 in der Figur von der Ursprungsposition aus nach links bewegt und das Messlicht 15a das Messlicht zu diesem Zeitpunkt ist. Darüber hinaus ist die Messlichtachse 23d die Messlichtachse in einem Fall, bei dem sich der Tisch 17 in der Figur von der Ursprungsposition aus nach rechts bewegt, und das Messlicht 15b ist das Messlicht zu diesem Zeitpunkt.
Ein Endabschnitt der Messlichteinlassöffnung 9 zum Abstrahlen des Messlichts 15 ist in der Brennebene der Kollimatorlinse 16 angeordnet. Daher wird das von der Messlichteinlassöffnung 9 abgestrahlte Messlicht 15 nach dem Durchgang durch die Kollimatorlinse 16 in paralleles Licht entlang der Messlichtachse 23 umgewandelt. Dies gilt auch für das Messlicht 15a und das Messlicht 15b, und nach dem Durchgang durch die Kollimatorlinse 16 werden das Messlicht 15a und das Messlicht 15b entlang der Messlichtachsen 23c und 23d in paralleles Licht umgewandelt.
Auf der anderen Seite werden, wie in der 4 dargestellt ist, die Messlichtachse 23c und die Messlichtachse 23d in einem Fall, bei dem der Tisch 17 aus der Ursprungsposition bewegt wird, im Gegensatz zur Messlichtachse 23 nach dem Durchgang durch die Kollimatorlinse 16 gebrochen. Die Messlichtachsen 23, 23c und 23d stehen jedoch alle in einer Lichtachsenbeziehung, die durch die Brennpunktposition 35 der Kollimatorlinse verläuft.
Das heißt, der Winkel der Messlichtachse 23 kann durch Bewegen des Tischs 17 verändert werden.
(Beziehung zwischen einem Korrekturbetrag und einem Abtastwinkel)
Als nächstes wird die Beziehung zwischen einem Korrekturbetrag des Tischs 17 und einem Abtastwinkel des beweglichen Spiegels 13 beschrieben.
Dabei ist die Brennweite der Linse 14 f, der Winkel des von der Linsenlichtachse 25 auf die Linse 14 einfallenden Lichts ist θ und der Abstand (im folgenden „Bildhöhe“) von der Lichtachse auf eine Bildebene eines durch die Linse 14 übertragenen Lichtstrahls ist h. In diesem Fall ist in der Linse 14, also der fθ-Linse, die Beziehung h = fθ hergestellt.
Wie oben beschrieben, hat der bewegliche Spiegel 13 zwei Achsen, um die sich der bewegliche Spiegel 13 dreht.
Es wird angenommen, dass die beiden Achsen die x-Achse und die y-Achse sind, ein Winkel der x-Achsen-Komponente von der Linsenlichtachse 25 des vom beweglichen Spiegel 13 reflektierten Lichts θx ist und ein Winkel der y-Achsen-Komponente von der Linsenlichtachse 25 des vom beweglichen Spiegel 13 reflektierten Lichts θy ist. In einem Fall, bei dem die Bildhöhen in der x-Richtung und der y-Richtung auf der Bildebene x bzw. y sind, wird die Beziehung x = fθx und y = fθy hergestellt. Wenn demnach die Position des Bearbeitungspunkts, an dem Bearbeitungslaserlicht 11 die Bearbeitungsfläche 19 erreicht, (x, y) ist, dann ist (x, y) = (fθx, fθy).
Ein Emissionswinkel des vom beweglichen Spiegel 13 reflektierten Lichts ändert sich bei Lichteinfall auf den beweglichen Spiegel 13 um den zweifachen Winkelbetrag. Daher wird in einem Fall, in dem der Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels 13 (ϕx, ϕy) ist, die Beziehung (2ϕx, 2ϕy) = (θx, θy) hergestellt.
In der folgenden Beschreibung wird der Betriebsbetrag (ϕx, ϕy) des beweglichen Spiegels 13 als „Abtastwinkel“ bezeichnet (entsprechend einem später beschriebenen „ersten Anweisungswert“).
Wie oben beschrieben, wird in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 dieser beispielhaften Ausführungsform bei der Bestimmung des Abtastwinkels (ϕx, ϕy) des beweglichen Spiegels 13 auch die Ankunftsposition des Bearbeitungslaserlichts 11 auf der Bearbeitungsfläche 19, d.h. die Position (x, y) des Bearbeitungspunkts 20 bestimmt.
Der Abtastwinkel wird, wie oben beschrieben, eindeutig durch die Position des Bearbeitungspunkts 20 bestimmt. Ebenso wird der Korrekturbetrag des Tischs 17 ebenfalls eindeutig durch die Position des Bearbeitungspunkts 20 bestimmt.
Daher wird in dieser beispielhaften Ausführungsform die Beziehung zwischen dem Abtastwinkel und dem Korrekturbetrag für jede Position des vorgegebenen Bearbeitungspunkts 20 im Voraus berechnet. Dann wird während der Bearbeitung der Tisch 17 mit einem Korrekturbetrag betrieben, der der Position des Bearbeitungspunkts 20 entspricht. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Abweichung der Bestrahlungsposition des Messlichts 15 in Bezug auf die Bestrahlungsposition des Bearbeitungslaserlichts 11 aufgrund der oben beschriebenen chromatischen Vergrößerungsabweichung der Linse 14 zu korrigieren.
(Verfahren zum Erstellen von Korrekturzahlentabellendaten)
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Erstellen der Korrekturzahlentabellendaten beschrieben. Bei den Korrekturzahlentabellendaten handelt es sich um Daten (ein Beispiel für korrigierte Bearbeitungsdaten), die die Entsprechung zwischen dem Abtastwinkel und dem Korrekturbetrag für jeden Bearbeitungspunkt 20 veranschaulichen.
Zunächst werden die Bahnen des Bearbeitungslaserlichts 11 und des Messlichts 15 auf der Bearbeitungsfläche 19 des Werkstücks 18 unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben.
Die 5 ist ein Diagramm, das schematisch die Bahnen des Bearbeitungslaserlichts 11 und des Messlichts 15 auf der Bearbeitungsfläche 19 in einem Fall veranschaulicht, in dem die Bearbeitungsfläche 19 des Werkstücks 18 in einem Gittermuster abgetastet wird, indem nur der bewegliche Spiegel 13 ohne den Tisch 17 betrieben wird.
Hier veranschaulicht die 5 einen Zustand, in dem die Bearbeitungsfläche 19 von der Seite der Linse 14 aus betrachtet wird. In der 5 ist die Bearbeitungslichtbahn 28, die die Bahn des Bearbeitungslaserlichts 11 ist, durch eine durchgezogene Linie dargestellt, und die Messlichtbahn 27, die die Bahn des Messlichts 15 ist, ist durch eine gepunktete Linie dargestellt.
In dem in 5 dargestellten Beispiel wird der Tisch 17 nicht betrieben und damit die Bahn, in der die chromatische Vergrößerungsaberration nicht korrigiert wird, dargestellt. Daher fallen die Bahnen des Bearbeitungslaserlichts 11 und des Messlichts 15 in der Nähe des Bearbeitungsursprungs 26 zusammen. Mit zunehmendem Abstand vom Bearbeitungsursprung 26 aufgrund der chromatischen Vergrößerungsaberration wird jedoch die Abweichung der Bahnen von dem Bearbeitungslaserlicht 11 und dem Messlicht 15 größer. Bei dieser Konfiguration zeichnet die Bearbeitungslichtbahn 28 ein Gittermuster ohne Verzerrung. Dagegen zeichnet die Messlichtbahn 27 eine Kissen-verzerrte Bahn. Die in der 5 dargestellte Form der Messlichtbahn 27 ist ein Beispiel. Das heißt, die verzerrte Form der Messlichtbahn 27 ändert sich normalerweise in Abhängigkeit von den optischen Eigenschaften der Linse 14.
In ähnlicher Weise hängt der Betrag der Positionsabweichung, der jeweils der Bearbeitungslichtbahn 28 und der Messlichtbahn 27 entspricht, auch von den optischen Eigenschaften und dem optischen Design der Linse 14 ab. Bei einer kommerziell erhältlichen fθ-Linse mit einer Brennweite der Linse 14 von 250 mm und einer Bearbeitungsfläche von etwa 200 mm Durchmesser, als allgemeines Beispiel, tritt nahe der äußersten Peripherie der Bearbeitungsfläche eine Abweichung von 0,2 mm bis 0,4 mm auf.
Im Gegensatz dazu hängt der Durchmesser der Dampfkapillare 22 (siehe z.B. 1), die durch die Bestrahlung des Bearbeitungspunkts 20 mit Bearbeitungslaserlicht 11 erzeugt wird, zwar von der Leistung und der räumlichen Kohärenz des Bearbeitungslaserlichts sowie von der Lichtbündelungsfähigkeit der Linse 14 ab, doch ist der Durchmesser der Dampfkapillare 22 im Allgemeinen nur 0,03 mm bis 0,2 mm groß. Infolgedessen kann es vorkommen, dass das Messlicht 15 die Bodenfläche der Dampfkapillare 22 aufgrund der durch die chromatische Aberration der Linse 14 verursachten Positionsabweichung zwischen Bearbeitungslaserlicht 11 und Messlicht 15 nicht erreicht. Daher kann die Eindringtiefe mit dem Messlicht 15 nicht genau gemessen werden.
Die 5 zeigt als Beispiel ein Gittermuster von 4x4 Zellen in gleichen Abständen, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf dieses Gittermuster beschränkt. Das Gittermuster für das Abtasten kann z.B. als Gittermuster mit einer größeren Anzahl feinerer Zellen festgelegt werden. Hinsichtlich der Charakteristik der chromatischen Vergrößerungsaberration der fθ-Linse, insbesondere in einem Bereich, in dem Genauigkeit erforderlich ist, kann ein Gitterintervall des Gittermusters verengt werden. Außerdem kann ein radiales Gittermuster als Gittermuster für die Abtastung festgelegt werden. In dieser beispielhaften Ausführungsform wird der Korrekturbetrag jedoch auf den beiden Achsen der x-Achse und der y-Achse eingestellt, so dass ein orthogonales Gittermuster, wie in der 5 dargestellt ist, vorzuziehen ist.
Beim Vergleich der in 5 dargestellten Bearbeitungslichtbahn 28 mit der Messlichtbahn 27 ist zu erkennen, dass an jedem entsprechenden Gitterpunkt des Gittermusters eine Abweichung auftritt.
Das heißt, um die Daten der Korrekturzahlentabelle zu erstellen, ist es notwendig, den Korrekturbetrag so zu bestimmen, dass der Bearbeitungslichtgitterpunkt 30, der ein Gitterpunkt auf der Bearbeitungslichtbahn 28 ist, und der entsprechende Messlichtgitterpunkt 29 der Messlichtbahn 27 miteinander übereinstimmen.
Im Folgenden wird ein Ablauf des Verfahrens zum Erstellen der Korrekturzahlentabellendaten beschrieben.
Zunächst wird ein erstes Beispiel für das Verfahren zum Erstellen der Korrekturzahlentabellendaten unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben.
Die 6 ist ein Flussdiagramm, das das erste Beispiel für das Verfahren zum Erstellen von Korrekturzahlentabellendaten veranschaulicht.
Wie in der 6 dargestellt ist, legt zunächst die Steuerung 6 ein Gittermuster (z.B. die in der 5 dargestellte Bearbeitungslichtbahn 28), d.h. einen Bereich, in dem die Laserbearbeitung durchgeführt wird, auf der Bearbeitungsfläche 19 des Werkstücks 18 fest (Schritt S1). In diesem Fall wählt die Steuerung 6 zunächst einen Gitterpunkt aus einer Vielzahl von Gitterpunkten aus, die in dem Gittermuster enthalten sind.
Als nächstes installiert die Steuerung 6 einen zweidimensionalen Strahlprofiler (nicht abgebildet) am ausgewählten Gitterpunkt (Schritt S2). In diesem Fall wird der zweidimensionale Strahlprofiler so installiert, dass eine Höhenposition einer Erfassungsfläche mit der Bearbeitungsfläche 19 von Werkstück 18 zusammenfällt.
Als nächstes stellt die Steuerung 6 den Abtastwinkel (erster Anweisungswert) ein, der dem Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels 13 entspricht, so dass das Bearbeitungslaserlicht 11 den ausgewählten Gitterpunkt erreicht (Schritt S3).
Anschließend bewirkt die Steuerung 6, dass die Bearbeitungsfläche 19 mit dem Bearbeitungslaserlicht 11 bestrahlt wird. Dann verwendet die Steuerung 6 den zweidimensionalen Strahlprofiler, um die Position (im Folgenden als Ankunftsposition des Bearbeitungslaserlichts 11 bezeichnet) zu erhalten, an der das Bearbeitungslaserlicht 11 tatsächlich die Bearbeitungsfläche 19 erreicht (Schritt S4).
Als nächstes bewirkt die Steuerung 6, dass die Bearbeitungsfläche 19 mit dem Messlicht 15 bestrahlt wird. Dann verwendet die Steuerung 6 den zweidimensionalen Strahlprofiler, um die Position (im Folgenden als „Ankunftsposition des Messlichts 15“ bezeichnet) zu erhalten, an der das Messlicht 15 tatsächlich die Bearbeitungsfläche 19 erreicht (Schritt S5).
Als nächstes legt die Steuerung 6 unter Bezugnahme auf das Messergebnis des zweidimensionalen Strahlprofilers den Korrekturbetrag (zweiter Anweisungswert) fest, der dem Betriebsbetrag des Tischs 17 entspricht, so dass die Ankunftsposition des Bearbeitungslaserlichts 11 und die Ankunftsposition des Messlichts 15 miteinander übereinstimmen (Schritt S6).
Anschließend speichert die Steuerung 6 den in Schritt S3 eingestellten Abtastwinkel (erster Anweisungswert) und den in Schritt S6 festgelegten Korrekturbetrag (zweiter Anweisungswert) als Korrekturzahlentabellendaten (korrigierte Bearbeitungsdaten) im Speicher 31 (Schritt S7).
Als nächstes bestimmt die Steuerung 6, ob die Daten der Korrekturzahlentabelle an allen Gitterpunkten des Gittermusters gespeichert sind oder nicht (Schritt S8). Wenn in diesem Fall festgestellt wird, dass die Korrekturzahlentabellendaten an allen Gitterpunkten gespeichert sind (JA in Schritt S8), endet der Ablauf.
Wenn andererseits festgestellt wird, dass die Daten der Korrekturzahlentabelle nicht an allen Gitterpunkten gespeichert sind (NEIN in Schritt S8), wählt die Steuerung 6 einen neuen Gitterpunkt aus (d.h. einen Gitterpunkt, an dem die Daten der Korrekturzahlentabelle nicht gespeichert sind) (Schritt S9).
Danach kehrt der Prozess zu Schritt S2 zurück, und die nachfolgenden Schritte des Ablaufs werden in ähnlicher Weise ausgeführt.
Das erste Beispiel für das Verfahren zum Erstellen der Korrekturzahlentabellendaten wurde wie oben beschrieben.
Als nächstes wird ein zweites Beispiel für das Verfahren zum Erstellen der Korrekturzahlentabellendaten unter Bezugnahme auf die 7 beschrieben.
Die 7 ist ein Flussdiagramm, das das zweite Beispiel für das Verfahren zum Erstellen von Korrekturzahlentabellendaten veranschaulicht.
Im zweiten Beispiel wird beispielsweise eine flache Metallplatte (im Folgenden als „Metallplatte“ bezeichnet) als temporäres Werkstück verwendet.
Wie in der 7 dargestellt ist, legt zunächst die Steuerung 6 ein Gittermuster (z.B. die in 5 dargestellte Bearbeitungslichtbahn 28), also einen Bereich, in dem eine Laserbearbeitung durchgeführt wird, auf der Bearbeitungsfläche 19 der Metallplatte fest (Schritt S11). In diesem Fall wählt die Steuerung 6 einen Gitterpunkt aus der Vielzahl der im Gittermuster enthaltenen Gitterpunkte aus.
Als nächstes stellt die Steuerung 6 den Abtastwinkel (erster Anweisungswert) ein, der dem Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels 13 entspricht, so dass das Bearbeitungslaserlicht 11 den ausgewählten Gitterpunkt erreicht (Schritt S12).
Als nächstes bewirkt die Steuerung 6, dass der ausgewählte Gitterpunkt mit dem Bearbeitungslaserlicht 11 bestrahlt wird, um ein Mikroloch auf der Oberfläche der Metallplatte zu bilden (Schritt S13). In diesem Fall werden die Ausgangsintensität und die Bestrahlungszeit des Bearbeitungslaserlichts 11 so eingestellt, dass es die Metallplatte nicht durchdringt. Der Durchmesser des gebildeten Mikrolochs wird vorzugsweise auf etwa die zwei- bis dreifache Messauflösung des optischen Interferometers 3 eingestellt.
Als nächstes misst die Steuerung 6 die Form des gebildeten Mikrolochs mit dem optischen Interferometer 3 (Schritt S14). In diesem Fall wird der Tisch 17 bis zu einem gewissen Grad von der Ursprungsposition aus betrieben (bewegt), um das Messlicht 15 abzutasten. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, eine dreidimensionale Form in der Nähe des Mikrolochs zu messen.
Als nächstes verwendet die Steuerung 6 Daten, die das in Schritt S14 gemessene Ergebnis anzeigen, um den Korrekturbetrag (zweiter Anweisungswert) zu erhalten, der der Betriebsbetrag des Tischs 17 ist, der es dem Messlicht 15 ermöglicht, den tiefsten Teil des Mikrolochs zu erreichen (Schritt S15).
Anschließend speichert die Steuerung 6 den in Schritt S12 eingestellten Abtastwinkel (erster Anweisungswert) und den in Schritt S15 erhaltenen Korrekturbetrag (zweiter Anweisungswert) im Speicher 31 als Korrekturzahlentabellendaten (korrigierte Bearbeitungsdaten) (Schritt S16).
Als nächstes bestimmt die Steuerung 6, ob die Daten der Korrekturzahlentabelle an allen Gitterpunkten des Gittermusters gespeichert sind oder nicht (Schritt S17). Wenn in diesem Fall festgestellt wird, dass die Korrekturzahlentabellendaten an allen Gitterpunkten gespeichert sind (JA in Schritt S17), endet der Ablauf.
Wenn andererseits festgestellt wird, dass die Daten der Korrekturzahlentabelle nicht an allen Gitterpunkten gespeichert sind (NEIN in Schritt S17), wählt die Steuerung 6 einen neuen Gitterpunkt aus (d.h. einen Gitterpunkt, an dem die Daten der Korrekturzahlentabelle nicht gespeichert sind) (Schritt S18).
Danach kehrt der Prozess zu Schritt S12 zurück, und die nachfolgenden Schritte des Ablaufs werden in ähnlicher Weise ausgeführt.
Das zweite Beispiel für das Verfahren zum Erstellen der Korrekturzahlentabellendaten wurde wie oben beschrieben.
Die Daten der Korrekturzahlentabelle (korrigierte Bearbeitungsdaten) können durch das oben beschriebene erste oder zweite Beispiel erhalten werden. Diese Korrekturzahlentabellendaten werden als „erster Betriebsbetrag“ bezeichnet.
In dem Fall, dass das in Schritt S1 des ersten Beispiels oder Schritt S11 des zweiten Beispiels eingestellte Gittermuster das in 5 dargestellte 4x4 Gittermuster ist, können nur die Daten der Korrekturzahlentabelle für sechzehn Gitterpunkte erstellt werden. Dementsprechend ist es vorzuziehen, ein Gittermuster mit sechzehn oder mehr Gitterpunkten einzustellen und weitere Korrekturzahlentabellendaten zu erstellen. Mit dieser Konfiguration können hochgenaue Korrekturzahlentabellendaten erhalten werden.
Aber selbst wenn viele Korrekturzahlentabellendaten erstellt werden, kann auf dem Mechanismus ein Betriebswinkel (Abtastwinkel) des beweglichen Spiegels 13 auf einen beliebigen Wert innerhalb eines Betriebsbereichs festgelegt werden. Aus diesem Grund kann es vorkommen, dass der Abtastwinkel des beweglichen Spiegels 13 nicht mit den Daten der Korrekturzahlentabelle übereinstimmt. In diesem Fall ist es notwendig, die Korrekturzahlentabellendaten zu interpolieren, um den Korrekturbetrag zu erhalten.
Ein Verfahren zur Interpolation der Daten der Korrekturzahlentabelle, um den Korrekturbetrag zu erhalten, wird später beschrieben.
(Verfahren zum Erstellen von Bearbeitungsdaten)
Als nächstes wird ein Verfahren zum Erstellen von Bearbeitungsdaten zum Bearbeiten von Werkstück 18 beschrieben.
In einer Laserbearbeitungsvorrichtung mit einer fθ-Linse und einem Galvano-Spiegel steuert eine Steuerung konventionell einen Laseroszillator und den Galvano-Spiegel unter Verwendung einer Vielzahl von Bearbeitungsdaten, die in Zeitreihen festgelegt sind. Bei dieser Konfiguration erfolgt die Bearbeitung in Zeitreihen für jeden Bearbeitungspunkt auf der Oberfläche des Werkstücks. Bei den Bearbeitungsdaten handelt es sich z.B. um Daten, in denen für jeden Bearbeitungspunkt Datenelemente für einen Ausgabeanweisungswert an den Laseroszillator und ein Abtastwinkel eingestellt werden.
In dieser beispielhaften Ausführungsform wird jedoch als Datenelement der in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 verwendeten Bearbeitungsdaten der oben beschriebene Korrekturbetrag (zweiter Anweisungswert) zusätzlich zum Ausgabeanweisungswert (Laserausgabedaten) an den Laseroszillator 5, der Position des Bearbeitungspunkts 20 und dem Abtastwinkel (erster Anweisungswert) hinzugefügt. Daher werden im Folgenden die Bearbeitungsdaten, zu denen der Korrekturbetrag als Datenelement hinzugefügt wird, als „korrigierte Bearbeitungsdaten“ bezeichnet.
Im Folgenden wird ein Beispiel für die korrigierten Bearbeitungsdaten unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben. Die 8 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für eine Konfiguration von korrigierten Bearbeitungsdaten veranschaulicht.
Wie in der 8 dargestellt ist, umfassen die korrigierten Bearbeitungsdaten als Satz von Datenelementen die Datenzahl k, die Laserausgabedaten L_k, die Bearbeitungspunktposition x_k, die Bearbeitungspunktposition y_k, den Abtastwinkel ϕx_k, den Abtastwinkel ϕy_k, den Korrekturbetrag ψx_k und den Korrekturbetrag ψy_k.
Die Datenzahl k gibt die Reihenfolge der Bearbeitung der Daten an. Die Laserausgabedaten L_k geben einen Ausgabeanweisungswert an den Laseroszillator 5 an. Die Bearbeitungspunktposition x_k gibt die Position des Bearbeitungspunkts 20 in x-Richtung an. Die Bearbeitungspunktposition y_k gibt die Position des Bearbeitungspunkts 20 in y-Richtung an. Der Abtastwinkel ϕx_k gibt den Abtastwinkel des beweglichen Spiegels 13 an, der für die Durchführung der Abtastung in x-Richtung verantwortlich ist. Der Abtastwinkel ϕy_k gibt den Abtastwinkel des beweglichen Spiegels 13 an, der für das Abtasten in y-Richtung verantwortlich ist. Der Korrekturbetrag ψx_k gibt den Korrekturbetrag des Tischs 17 an, der für die Korrektur der Position des Messlichts 15 in x-Richtung verantwortlich ist. Der Korrekturbetrag ψy_k gibt den Korrekturbetrag des Tischs 17 an, der für die Korrektur der Position des Messlichts 15 in y-Richtung verantwortlich ist.
In der 8 zeigt der an jedes Datenelement mit Ausnahme der Datenzahl k angehängte tiefgestellte Index k an, dass das Datenelement, an das der tiefgestellte Index k angehängt ist, ein k-tes Datenelement ist, wobei k die Datenzahl ist. Der Abtastwinkel in den korrigierten Bearbeitungsdaten ist ein Beispiel für den „ersten Anweisungswert“, der, wie oben beschrieben, den Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels angibt. Der Korrekturbetrag in den korrigierten Bearbeitungsdaten ist ein Beispiel für den „zweiten Anweisungswert“, der, wie oben beschrieben, den Betriebsbetrag des Tischs angibt.
Ein Beispiel für die Konfiguration der korrigierten Bearbeitungsdaten wurde wie oben beschrieben.
Als nächstes wird ein Ablauf des Verfahrens zum Erstellen von Bearbeitungsdaten unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben. Die 9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erteilen der Bearbeitungsdaten veranschaulicht.
Wie in der 9 dargestellt ist, setzt zunächst die Steuerung 6 die zu referenzierende Datenzahl k auf Null (0) (Schritt S21). Die Datenzahl k wird einem Bereich im Speicher 31 zugewiesen, in dem die Bearbeitungsdaten gespeichert werden.
Anschließend legt (speichert) die Steuerung 6 die Laserausgabedaten L_k und die Bearbeitungspunktpositionen x_k und y_k im Bereich (Speicherposition) der Datenzahl k im Speicher 31 fest (Schritt S22). Bei diesen Werten handelt es sich um Sollwerte, die vom Benutzer der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 mit Hilfe einer Bedieneinheit (nicht abgebildet) eingestellt werden, um die gewünschte Laserbearbeitung zu realisieren. Die Bedieneinheit ist z.B. eine Tastatur, eine Maus, ein Bildschirmtastfeld oder ähnliches.
Als nächstes berechnet die Steuerung 6 die Abtastwinkel ϕx_k und ϕy_k des beweglichen Spiegels 13 auf der Grundlage der in Schritt S22 eingestellten Bearbeitungspunktpositionen x_k und y_k. Die Steuerung 6 speichert die berechneten Abtastwinkel ϕx_k und ϕy_k im Bereich der Datenzahl k im Speicher 31 (Schritt S23). Wenn die Brennweite von Linse 14 f ist, haben hier die Bearbeitungspunktposition und der Abtastwinkel die oben beschriebene Beziehung (x_k, y_k) = (2f·ϕx_k, 2f·ϕy_k). Daher wird der Abtastwinkel automatisch aus der Bearbeitungspunktposition bestimmt.
Ein Beziehungsausdruck zwischen der Position des Bearbeitungspunkts und dem Abtastwinkel, eine Korrespondenzzahlentabelle und ähnliches kann vom Benutzer voreingestellt werden. In diesem Fall kann die Steuerung 6 die Abtastwinkel ϕx_k und ϕy_k des beweglichen Spiegels 13 unter Verwendung des Beziehungsausdrucks zwischen der Position des Bearbeitungspunkts und dem Abtastwinkel, der Korrespondenzzahlentabelle oder ähnlichem bestimmen.
Anschließend bestimmt die Steuerung 6, ob das Festlegen der Bearbeitungsdaten für alle Datenzahlen k abgeschlossen ist oder nicht (Schritt S24). Wenn in diesem Fall festgestellt wird, dass das Festlegen der Bearbeitungsdaten für alle Datenzahlen k abgeschlossen ist (JA in Schritt S24), endet der Ablauf.
Wenn andererseits festgestellt wird, dass das Festlegen der Bearbeitungsdaten nicht für alle Datenzahlen k (NEIN in Schritt S24) abgeschlossen ist, wird die zu referenzierende Datenzahl k um 1 inkrementiert (Schritt S25).
Danach kehrt der Prozess zu Schritt S22 zurück, und die nachfolgenden Schritte des Ablaufs werden in ähnlicher Weise ausgeführt.
Mit dem oben beschriebenen Ablauf werden die Bearbeitungsdaten für alle Datenzahlen k gesetzt.
(Verfahren zum Festlegen eines Korrekturbetrags)
Als nächstes wird ein Verfahren zum Festlegen des Korrekturbetrags für jeden durch den Ablauf von 9 gesetzten Bearbeitungsdatenwert beschrieben.
Zunächst wird die Konfiguration der Daten der Korrekturzahlentabelle unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben.
Die 10 ist eine schematische Darstellung der Korrekturzahlentabelle 34, die die Konfiguration der Korrekturzahlentabellendaten schematisch veranschaulicht.
Die 10 stellt schematisch die für jeden Gitterpunkt auf der Bearbeitungsfläche 19 festgelegten, korrigierten Bearbeitungsdaten als Datenpunkte 32 dar. Wie oben beschrieben, enthält jeder der Datenpunkte 32, d.h. die korrigierten Bearbeitungsdaten, eine Position (d.h. die Bearbeitungspunktposition) auf der Bearbeitungsfläche 19, den Abtastwinkel und den Korrekturbetrag. Der in 10 dargestellte Korrekturdatenpunkt 33 ist ein Punkt, der dem Bearbeitungsursprung 26 auf der Bearbeitungsfläche 19 entspricht.
In der folgenden Beschreibung wird die Position jedes Datenpunkts 32 der Korrekturzahlentabelle 34 der Einfachheit halber durch einen Abtastwinkel (ϕx, ϕy) angegeben. Die Datenzahl in der Richtung, die dem Abtastwinkel ϕx entspricht, ist i, und die Datenzahl in der Richtung, die dem Abtastwinkel ϕy entspricht, ist j. Jeder Datenpunkt 32 speichert (Φx_i, Φy_j, Ψx_ij, Ψy_ij), der ein Satz aus einem Abtastwinkel (Φx_i, Φy_j) für die Korrekturzahlentabelle und einem Korrekturbetrag (Ψx_ij, Ψy_ij) für die Korrekturzahlentabelle ist. Der Abtastwinkel (Φx_i, Φy_j) für die Korrekturzahlentabelle enthält ein Element des Abtastwinkels (ϕx, ϕy).
Als nächstes wird ein Ablauf eines Verfahrens zum Festlegen des Korrekturbetrags unter Bezugnahme auf die 11 beschrieben.
Die 11 ist ein Flussdiagramm, das das Verfahren zum Festlegen des Korrekturbetrags veranschaulicht.
Wie in der 11 dargestellt ist, setzt zunächst die Steuerung 6 die zu referenzierende Datenzahl k auf Null (0) (Schritt S31).
Als nächstes vergleicht die Steuerung 6 den Abtastwinkel (ϕx_k, ϕy_k), der im Bereich der Datenzahl k im Speicher 31 gespeichert ist, mit allen Abtastwinkeln (Φx_i, Φy_j) für die Korrekturzahlentabelle innerhalb der Korrekturzahlentabelle 34. Dann bestimmt die Steuerung 6, ob es Datenzahlen i, j gibt, die ϕx_k = Φx_i und ϕy_k = Φy_j erfüllen oder nicht (Schritt S32). In Schritt S32 bestimmt die Steuerung 6 insbesondere, ob ein Datenelement mit einem Abtastwinkel vorhanden ist, der genau dem Abtastwinkel entspricht, der vom Benutzer in der in 10 dargestellten Korrekturzahlentabelle 34 eingestellt wurde, oder nicht.
In diesem Fall, wenn festgestellt wird, dass es Datenzahlen i, j gibt, die ϕx_k = Φx_i und ϕy_k = Φy_j erfüllen (JA in Schritt S32), stellt die Steuerung 6 den Korrekturbetrag als (φx_k, φy_k) = (Ψx_ij, Ψy_ij) unter Verwendung der Datenzahlen i, j, die ϕx_k = Φx_i und ϕyk = Φy_j erfüllen, ein (Schritt S33). Das heißt, da in Schritt S33 ein Datenelement vorhanden ist, das denselben Abtastwinkel enthält wie der vom Benutzer eingestellte Abtastwinkel, stellt die Steuerung 6 den entsprechenden Korrekturbetrag für die Korrekturzahlentabelle als Korrekturbetrag so ein, wie er ist.
Wenn andererseits festgestellt wird, dass es keine Datenzahlen i, j gibt, die ϕx_k = Φx_i und ϕy_k = Φy_j erfüllen (NEIN in Schritt S32), führt die Steuerung 6 eine Interpolationsverarbeitung unter Verwendung der Daten der vier nächstgelegenen Punkte durch, die den vom Benutzer in der Korrekturzahlentabelle 34 eingestellten Abtastwinkel (ϕx_k, ϕy_k) umgeben, und stellt den Korrekturbetrag (φx_k, φy_k) ein (Schritt S34). Einzelheiten zu Schritt S34 werden später beschrieben.
Als nächstes setzt (speichert) die Steuerung 6 den in Schritt S33 oder Schritt S34 eingestellten Korrekturbetrag (ψx_k, ψy_k) im Bereich der Datenzahl k der Bearbeitungsdaten im Speicher 31 (Schritt S35).
Anschließend bestimmt die Steuerung 6, ob die Einstellung des Korrekturbetrags für alle im Speicher 31 gespeicherten Bearbeitungsdaten abgeschlossen ist oder nicht (Schritt S36). Wenn festgestellt wird, dass die Einstellung des Korrekturbetrags für alle Bearbeitungsdaten abgeschlossen ist (JA in Schritt S36), endet der Ablauf.
Wenn andererseits festgestellt wird, dass die Einstellung des Korrekturbetrags nicht für alle Bearbeitungsdaten abgeschlossen ist (NEIN in Schritt S36), inkrementiert die Steuerung 6 die zu referenzierende Datenzahl k um 1 (Schritt S37).
Danach kehrt der Prozess zu Schritt S32 zurück, und die nachfolgenden Schritte des Ablaufs werden auf ähnliche Weise ausgeführt.
Mit dem oben beschriebenen Ablauf werden die korrigierten Bearbeitungsdaten für alle Datenzahlen k festgelegt.
(Einzelheiten der Interpolationsverarbeitung)
Als nächstes wird die Interpolationsverarbeitung in Schritt S34, der in der 11 dargestellt ist, unter Bezugnahme auf die 12 ausführlich beschrieben.
Die Interpolationsverarbeitung in Schritt S34 wird ausgeführt, wenn der vom Benutzer eingestellte Abtastwinkel (ϕx_k, ϕy_k) nicht mit einem der Abtastwinkel für die Korrekturzahlentabelle (Φx_i, Φy_j) in den Datenpunkten 32 übereinstimmt.
Die 12 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Abtastwinkel X (ϕx_k, ϕy_k), der vom Benutzer als Bearbeitungsdaten festgelegt wurde, und den Korrekturdatenpunkten um den Abtastwinkel X (ϕx_k, ϕy_k) in dem Fall veranschaulicht, wenn der Abtastwinkel X (ϕx_k, ϕy_k) nicht mit dem Abtastwinkel (Φx_i, Φy_j) für die Korrekturzahlentabelle eines der Datenpunkte 32 der in 10 dargestellten Korrekturzahlentabelle 34 übereinstimmt.
Wie in der 12 dargestellt ist, wird der Punkt, der dem Abtastwinkel X (ϕx_k, ϕy_k) entspricht, innerhalb eines Gitters positioniert, das aus vier Korrekturdatenpunkten A (Φx_i,Φ y_j, Ψx_ij, Ψy_ij), B(Φx_i+1, Φy_j, ΨX_i+1j, Ψy_i+1j), C(Φx_i, Φy_j+1, ΨX_ij+1, Ψy_ij+1) und D(Φx_i+1, Φy_j+1, Ψx_i+1j+1, Ψyi_+1j+1) besteht. In diesem Fall wird die Beziehung von Φx_i ≤ ϕx_k ≤ Φx_i+1 (Gleichheitszeichen ist nicht gleichzeitig erfüllt) und Φy_j ≤ ϕy_k ≤ Φy_j+1 (Gleichheitszeichen ist nicht gleichzeitig erfüllt) hergestellt.
Dann wird der Korrekturbetrag (φx_k, φy_k) durch den folgenden Ausdruck (1) und den Ausdruck (2) unter Verwendung des Wertes des Abtastwinkels X (ϕx_k, ϕy_k) und der Werte der Korrekturdatenpunkte A, B, C und D erhalten. $φ x_{k} = (E Ψ x_{ij} + F Ψ x_{i+1j} + G Ψ x_{ij+1} + H Ψ x_{i+1j+1}) /J$
$φ y_{k} = (E Ψ y_{ij} + F Ψ y_{i+1j} + G Ψ y_{ij+1} + H Ψ y_{i+1j+1}) /J$
E, F, G, H und J in dem Ausdruck (1) und dem Ausdruck (2) werden durch die folgenden Ausdrücke (3) bis (7) erhalten. $E = (ϕ x_{k} - Φ x_{i}) (ϕ y_{k} - Φ y_{j})$
$F = (Φ x_{i+1} - ϕ x_{k}) (ϕ y_{k} - Φ y_{j})$
$G = (ϕ x_{k} - Φ x_{i}) (Φ y_{j+1} −ϕ y_{k})$
$H = (Φ x_{i+1} - ϕ x_{k}) (Φ y_{j+1} −ϕ y_{k})$
$J = (Φ x_{i+1} - Φ x_{i}) (Φ y_{j+1} - Φ y_{j})$
Durch die oben beschriebene Interpolationsverarbeitung kann der Korrekturbetrag auf der Grundlage des vom Benutzer eingestellten Abtastwinkels berechnet werden.
In der oben beschriebenen Interpolationsverarbeitung wird ein Beispiel unter Verwendung eines linearen Interpolationsverfahrens beschrieben, ist aber nicht darauf beschränkt. Als Interpolationsverarbeitung kann z.B. ein bekanntes zweidimensionales Interpolationsverfahren (Spline-Interpolation, quadratische Flächenapproximation u.ä.) verwendet werden. Bei der Interpolationsverarbeitung kann aus dem Korrekturbetrag (Ψx_ij, Ψy_ij) für die Korrekturzahlentabelle auf der Korrekturzahlentabelle 34 eine approximativ gekrümmte Fläche höherer Ordnung des Korrekturbetrags in Bezug auf den Abtastwinkel im Voraus berechnet werden, und der dem Abtastwinkel entsprechende Korrekturbetrag kann berechnet werden. Der Korrekturbetrag, der durch die oben beschriebene Interpolationsverarbeitung berechnet und erhalten wird, wird als „zweiter Betriebsbetrag“ bezeichnet.
(Laserbearbeitungsverfahren)
Als nächstes wird ein Ablauf eines Laserbearbeitungsverfahrens mit der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf die 13 beschrieben.
Die 13 ist ein Flussdiagramm, das das Laserbearbeitungsverfahren veranschaulicht.
Wie in der 13 dargestellt ist, setzt zunächst die Steuerung 6 die zu referenzierende Datenzahl k auf Null (0) (Schritt S41).
Als nächstes liest die Steuerung 6 die korrigierten Bearbeitungsdaten (Laserausgangsdaten L_k, Abtastwinkel ϕx_k und ϕy_k, Korrekturbeträge φx_k und φy_k) entsprechend der Datenzahl k aus dem Speicher 31 (Schritt S42).
Anschließend steuert die Steuerung 6 den beweglichen Spiegel 13 auf der Grundlage des Abtastwinkels (ϕx_k, ϕy_k) und den Tisch 17 auf der Grundlage des Korrekturbetrags (φx_k, φy_k) (Schritt S43).
Insbesondere teilt die Steuerung 6 dem ersten Treiber 7 den Abtastwinkel (ϕx_k, ϕy_k) mit. Bei dieser Konfiguration betreibt der erste Treiber 7 den beweglichen Spiegel 13 auf der Grundlage des Abtastwinkels (ϕx_k, ϕy_k). Die Steuerung 6 teilt dem zweiten Treiber 8 den Korrekturbetrag (φx_k, φy_k) mit. Bei dieser Konfiguration betreibt der zweite Treiber 8 den Tisch 17 auf der Grundlage des Korrekturbetrags (φx_k, φy_k).
Anschließend überträgt die Steuerung 6 die Laserausgabedaten L_k als Laserausgabewert an den Laseroszillator 5. Dann oszilliert die Steuerung 6 das Bearbeitungslaserlicht 11 auf der Grundlage der Laserausgabedaten L_k von Laseroszillator 5 (Schritt S44).
Als nächstes bestimmt die Steuerung 6, ob die Laserbearbeitung, die allen im Speicher 31 gespeicherten Datenzahlen k entspricht, beendet ist oder nicht (Schritt S45). Wenn in diesem Fall festgestellt wird, dass die Laserbearbeitung, die allen Datenzahlen k entspricht, beendet ist (JA in Schritt S45), wird der Ablauf beendet (Schritt S45).
Andererseits, wenn festgestellt wird, dass die allen Datenzahlen k entsprechende Laserbearbeitung nicht beendet ist (NEIN in Schritt S45), inkrementiert die Steuerung 6 die zu referenzierenden Datenzahl k um 1 (Schritt S46).
Danach kehrt der Prozess zu Schritt S42 zurück, und die nachfolgenden Schritte des Ablaufs werden in ähnlicher Weise ausgeführt.
Mit dem oben beschriebenen Ablauf wird die Laserbearbeitung für alle Datenzahlen k durchgeführt.
(Verfahren zur Messung einer Tiefe einer Dampfkapillare)
Als nächstes wird ein Ablauf des Verfahrens zum Messen der Tiefe der Dampfkapillare 22 (siehe z.B. 1) bei der Ausführung des oben beschriebenen Laserbearbeitungsverfahrens unter Bezugnahme auf die 14 beschrieben.
Die 14 ist ein Flussdiagramm, das das Verfahren zum Messen der Tiefe der Dampfkapillare 22 veranschaulicht.
Wie in der 14 dargestellt ist, erteilt zunächst die Steuerung 6 dem Messprozessor 4 den Befehl, das Messen der Tiefe der Dampfkapillare 22 zu starten (Schritt S51). Daraufhin sendet der Messprozessor 4 das Messlicht 15 vom optischen Interferometer 3 aus und beginnt mit dem Messen der Tiefe der Dampfkapillare 22.
Anschließend erzeugt der Messprozessor 4 ein optisches Interferenzsignal entsprechend dem optischen Wegunterschied zwischen dem von der Dampfkapillare 22 reflektierten und zurückgeworfenen Messlicht 15 und dem Referenzlicht (Schritt S52).
Anschließend berechnet der Messprozessor 4 anhand des erzeugten optischen Interferenzsignals die Tiefe der Dampfkapillare 22 (d.h. die Eindringtiefe). Dann speichert die Steuerung 6 Daten (nachfolgend als „Dampfkapillare-Tiefendaten“ bezeichnet), die die berechnete Tiefe von Dampfkapillare 22 im Speicher 31 (Schritt S53) anzeigen.
Insbesondere speichert die Steuerung 6 die Datenzahl k der korrigierten Bearbeitungsdaten, die gegenwärtig verwendet werden, und die Dampfkapillare-Tiefendaten, indem sie als Satz im Speicher 31 gebildet werden. In diesem Fall, wenn die Laserbearbeitung nicht gestartet wird oder die Laserbearbeitung bereits beendet wurde, wird die Datenzahl k auf z.B. -1 gesetzt und zusammen mit den Dampfkapillare-Tiefendaten im Speicher 31 gespeichert. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, anzuzeigen, dass sich Werkstück 18 in einem nicht bearbeiteten Zustand befindet oder dass es korrigierte Bearbeitungsdaten sind, die nicht verwendet werden.
Unabhängig von der Datenzahl k können Daten, die angeben, ob eine Laserbearbeitung auf der Grundlage der korrigierten Bearbeitungsdaten durchgeführt wird oder nicht, separat im Speicher 31 als Markierungsdaten zusammen mit den Dampfkapillare-Tiefendaten und der Datenzahl k der verwendeten korrigierten Bearbeitungsdaten gespeichert werden, indem sie als ein Satz gebildet werden.
Als nächstes bestimmt die Steuerung 6, ob seit dem Beginn des Messens der Tiefe der Dampfkapillare 22 in Schritt S51 (Schritt S54) eine vorgegebene Zeit vor der voreingestellten Bearbeitung verstrichen ist oder nicht. Wenn in diesem Fall festgestellt wird, dass die vorgegebene Zeit vor der Bearbeitung nicht verstrichen ist (NEIN in Schritt S54), kehrt der Prozess zu Schritt S52 zurück, und die nachfolgenden Schritte des Ablaufs werden in ähnlicher Weise ausgeführt.
Wenn andererseits festgestellt wird, dass die vorgegebene Zeit vor der Bearbeitung verstrichen ist (JA in Schritt S54), gibt die Steuerung 6 einen Laserbearbeitungs-Startbefehl an Laseroszillator 5, den ersten Treiber 7 und den zweiten Treiber 8 aus (Schritt S55). Der Laserbearbeitungs-Startbefehl enthält die oben beschriebenen korrigierten Bearbeitungsdaten. Das heißt, die Steuerung 6 teilt dem Laseroszillator 5, dem ersten Treiber 7 und dem zweiten Treiber 8 die korrigierten Bearbeitungsdaten mit, um das in 13 dargestellte Laserbearbeitungsverfahren auszuführen. Bei dieser Konfiguration führt der Laseroszillator 5, der erste Treiber 7 und der zweite Treiber 8 auf der Grundlage der korrigierten Bearbeitungsdaten jeweils eine Operation aus (siehe die oben beschriebene Beschreibung von 13).
Als nächstes bestimmt die Steuerung 6, ob die Laserbearbeitung abgeschlossen ist oder nicht (Schritt S56). In diesem Fall führt die Steuerung 6, wie unter Bezugnahme auf die 13 beschrieben ist, die Laserbearbeitung entsprechend der Datenzahl k der korrigierten Bearbeitungsdaten sequentiell fort. In dem Fall, bei dem die Laserbearbeitung auf der Grundlage des Befehls einschließlich der korrigierten Bearbeitungsdaten entsprechend der letzten Datenzahl k beendet wird, ist die Laserbearbeitung dann abgeschlossen.
Wenn dann festgestellt wird, dass die Laserbearbeitung nicht abgeschlossen ist (NEIN in Schritt S56), kehrt der Prozess zu Schritt S52 zurück, und die nachfolgenden Schritte werden auf ähnliche Weise ausgeführt.
Wenn andererseits festgestellt wird, dass die Laserbearbeitung abgeschlossen ist (JA in Schritt S56), bestimmt die Steuerung 6, ob ab dem Zeitpunkt des Abschlusses der Laserbearbeitung (Schritt S57) eine vorgegebene Zeit nach der voreingestellten Bearbeitung verstrichen ist oder nicht.
Wenn in diesem Fall festgestellt wird, dass die vorgegebene Zeit nach der Bearbeitung nicht verstrichen ist (NEIN in Schritt S57), kehrt der Prozess zu Schritt S52 zurück, und die nachfolgenden Schritte des Ablaufs werden in ähnlicher Weise ausgeführt.
Wenn andererseits festgestellt wird, dass die vorgegebene Zeit nach der Bearbeitung verstrichen ist (JA in Schritt S57), erteilt die Steuerung 6 dem Messprozessor 4 den Befehl, das Messen der Tiefe der Dampfkapillare 22 zu beenden (Schritt S58). Bei dieser Konfiguration stoppt der Messprozessor 4 das Ausstrahlen von Messlicht 15 vom optischen Interferometer 3 und beendet das Messen der Tiefe der Dampfkapillare 22.
Entsprechend dem oben beschriebenen Ablauf des Verfahrens zum Messen der Tiefe der Dampfkapillare 22 wird der Zeitraum, in dem die Laserbearbeitung durchgeführt wird, immer in den Zeitraum einbezogen, in dem die Tiefe der Dampfkapillare gemessen wird. Bei dieser Konfiguration werden die Positionsdaten der unbearbeiteten Bearbeitungsfläche 19 in einem oberen Abschnitt und einem Endabschnitt der im Speicher 31 gespeicherten Dampfkapillare-Tiefendaten aufgezeichnet. Daher eignen sie sich zur Analyse der Dampfkapillare-Tiefendaten, wie z.B. zum Vergleich der Tiefe der Dampfkapillare 22 mit der Bearbeitungsfläche 19. Das liegt daran, dass bei der Erörterung der Qualität des Schweißens eine Information, die man normalerweise wissen möchte, die „Eindringtiefe“ ist, die in einem Verhältnis von „Eindringtiefe“ ≈ „Dampfkapillare-Tiefe“ = „Position der Bearbeitungsoberfläche (Tiefe) während der Nicht-Bearbeitung“ - „Dampfkapillare-Tiefe während der Bearbeitung“ steht. Aus diesem Grund kann es vorkommen, dass die „Eindringtiefe“ des geschmolzenen Teils des Metallmaterials nicht korrekt ausgewertet wird, wenn die Auswertung nur mit den während der Bearbeitung erhaltenen Daten durchgeführt wird. Die „Eindringtiefe“ des geschmolzenen Anteils des Metallmaterials kann jedoch durch das oben beschriebene Verfahren zum Messen der Tiefe der Dampfkapillare 22 korrekt bewertet werden.
Der Befehl, mit dem Messen der Tiefe der Dampfkapillare 22 zu beginnen, und der Befehl, das Messen der Tiefe der Dampfkapillare 22 zu beenden, müssen insbesondere nicht über die Steuerung 6 ausgeführt werden, sondern können vom Benutzer mit Hilfe einer Bedieneinheit (nicht abgebildet) o.ä. angeordnet werden.
(Wirkung)
Wie oben beschrieben, enthält die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 nach dieser beispielhaften Ausführungsform einen Laseroszillator 5, der das Bearbeitungslaserlicht 11 in Bezug auf den zu bearbeitenden Bearbeitungspunkt 20 auf der Oberfläche (Bearbeitungsfläche 19) des Werkstücks 18 oszilliert. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 enthält ein optisches Interferometer 3, das das Messlicht 15 zum Bearbeitungspunkt 20 aussendet und ein optisches Interferenzintensitätssignal erzeugt, das auf der Interferenz beruht, die durch den optischen Wegunterschied zwischen dem am Bearbeitungspunkt 20 reflektierten Messlicht 15 und dem Referenzlicht verursacht wird. Darüber hinaus enthält die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 einen beweglichen Spiegel 13, der die Ausbreitungsrichtung des Bearbeitungslaserlichts 11 und die Ausbreitungsrichtung des Messlichts 15 ändert, einen Tisch 17, der den Einfallswinkel des Messlichts 15 zum beweglichen Spiegel 13 ändert, und eine Linse 14, die das Bearbeitungslaserlicht 11 und das Messlicht 15 auf dem Bearbeitungspunkt bündelt. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 enthält einen Speicher 31, der korrigierte Bearbeitungsdaten speichert, die für die Bearbeitung von Werkstück 18 verwendet werden, die im Voraus korrigiert und durch Korrigieren der Bearbeitungsdaten erhalten werden, so dass eine Abweichung einer Ankunftsposition des Bearbeitungslaserlichts 11 und/oder des Messlichts 15 auf der Oberfläche von Werkstück 18, die durch chromatische Aberration der Linse 14 verursacht wird, eliminiert wird. Darüber hinaus umfasst die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die Steuerung 6, die den Laseroszillator 5, den beweglichen Spiegel 13 und den Tisch 17 auf der Grundlage der korrigierten Bearbeitungsdaten steuert, sowie den Messprozessor 4, der die Tiefe der Dampfkapillare 22 misst, die am Bearbeitungspunkt durch das Bearbeitungslaserlicht 11 erzeugt wird.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die durch die chromatische Vergrößerungsaberration der Linse 14 verursachte Abweichung der Ankunftsposition des Bearbeitungslaserlichts 11 und der Ankunftsposition des Messlichts 15 auf der Bearbeitungsfläche 19 nach dem Übertragen durch die Linse 14 zu korrigieren. Dadurch kann die Messung der Tiefe der Dampfkapillare 22 mittels OCT angemessen durchgeführt werden. Auf diese Weise kann die Tiefe der Dampfkapillare genauer gemessen werden.
Nachfolgend wird das Korrekturergebnis der chromatischen Vergrößerungsaberration der Linse 14 in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 mit der oben beschriebenen Konfiguration unter Bezugnahme auf die 15 beschrieben.
Die 15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Bahnen des Bearbeitungslaserlichts 11 und des Messlichts 15 auf der Bearbeitungsfläche 19 in einem Zustand zeigt, in dem die Einwirkung der chromatischen Vergrößerungsaberration aufgrund des Betriebs des Tischs 17 korrigiert wird.
Wie in der 15 dargestellt ist, kann man durch die oben beschriebene Korrektur sehen, dass die Bearbeitungslichtbahn 28, die die Bahn des Bearbeitungslaserlichts 11 ist, die Messlichtbahn 27, die die Bahn des Messlichts 15 ist, und jeder Gitterpunkt im Gegensatz zu 5 miteinander zusammenfallen.
In der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform wurde als Beispiel eine Konfiguration mit dem Tisch 17 beschrieben, der ein Piezo-Tisch ist, um die Lichtachsenrichtung des Messlichts 15 zu ändern, aber die vorliegende Offenbarung beschränkt die Konfiguration nicht. Das heißt, dass als Tisch beispielsweise eine Konfiguration erlaubt sein kann, bei der die Messlichteinlassöffnung 9 installiert ist und die Lichtachsenposition des Messlichts 15, das von der Messlichteinlassöffnung 9 abgestrahlt und unter der Regelung der Steuerung 6 auf die Kollimatorlinse 16 gerichtet wird, durch parallele Bewegung innerhalb einer Ebene senkrecht zur Messlichtachse 23 geändert werden kann. Daher kann der in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 verwendete Tisch z.B. durch einen Schrittmotortisch, einen Servomotortisch, einen Ultraschallmotortisch oder ähnliches konfiguriert werden.
Die vorliegende Offenbarung beschränkt sich nicht auf die Beschreibung der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen, und es können verschiedene Änderungen an den beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Sinn der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims

Eine Laserbearbeitungsvorrichtung, umfassend: einen Laseroszillator, der Bearbeitungslaserlicht in Bezug auf einen Bearbeitungspunkt auf einer Oberfläche eines Werkstücks oszilliert; ein beweglicher Spiegel, der eine Ausbreitungsrichtung des Bearbeitungslaserlichts und eine Ausbreitungsrichtung des Messlichts ändert; ein Tisch, der einen Einfallswinkel des Messlichts auf den beweglichen Spiegel verändert; eine Linse, die das Bearbeitungslaserlicht und das Messlicht auf den Bearbeitungspunkt bündelt; einen Speicher, der korrigierte Bearbeitungsdaten speichert; eine Steuerung, die den Laseroszillator, den beweglichen Spiegel und den Tisch auf der Grundlage der korrigierten Bearbeitungsdaten steuert; und einen auf dem optischen Interferenzintensitätssignal basierenden Messprozessor, der eine Tiefe einer Dampfkapillare misst, die am Bearbeitungspunkt durch Bestrahlung mit dem Bearbeitungslaserlicht erzeugt wird, wobei die korrigierten Bearbeitungsdaten Daten sind, die durch Korrigieren von Bearbeitungsdaten erhalten werden, die im Voraus für die Bearbeitung des Werkstücks erzeugt wurden, so dass eine durch chromatische Aberration der Linse verursachte Abweichung einer Ankunftsposition des Bearbeitungslaserlichts und/oder des Messlichts auf der Oberfläche des Werkstücks eliminiert wird.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei die korrigierten Bearbeitungsdaten umfassen einen Ausgabeanweisungswert, der eine Intensität des vom Laseroszillator oszillierten Bearbeitungslaserlichts angibt und für jeden Bearbeitungspunkt voreingestellt ist, einen ersten Anweisungswert, der einen Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels angibt, und einen zweiten Anweisungswert, der einen Betriebsbetrag des Tischs angibt.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei eine Wellenlänge des Bearbeitungslaserlichts und eine Wellenlänge des Messlichts voneinander verschieden sind.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei der bewegliche Spiegel ein Galvano-Spiegel und der Tisch ein Piezo-Tisch ist.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei die Linse eine fθ-Linse ist.
Ein Laserbearbeitungsverfahren, das durch eine Laserbearbeitungsvorrichtung durchgeführt wird, die einen beweglichen Spiegel, der eine Ausbreitungsrichtung von Bearbeitungslaserlicht und eine Ausbreitungsrichtung von Messlicht ändert, einen Tisch, der einen Einfallswinkel des Messlichts auf den beweglichen Spiegel ändert, und eine Linse, die das Bearbeitungslaserlicht und das Messlicht auf einen Bearbeitungspunkt auf einer Oberfläche eines Werkstücks bündelt, enthält, wobei das Verfahren umfasst: Steuern des beweglichen Spiegels und des Tisches auf der Grundlage korrigierter Bearbeitungsdaten und Bestrahlen des Werkstücks mit dem Bearbeitungslaserlicht und dem Messlicht; und Messen einer Tiefe einer Dampfkapillare, die am Bearbeitungspunkt durch Bestrahlen mit dem Bearbeitungslaserlicht erzeugt wird, basierend auf Interferenzen, die durch einen optischen Wegunterschied zwischen dem am Bearbeitungspunkt reflektierten Messlicht und einem Referenzlicht verursacht werden, wobei die korrigierten Bearbeitungsdaten Daten sind, die durch Korrigieren von Bearbeitungsdaten erhalten werden, die im Voraus für die Bearbeitung des Werkstücks erzeugt wurden, so dass eine Abweichung einer Ankunftsposition von dem Bearbeitungslaserlicht und/oder dem Messlicht auf der Oberfläche des Werkstücks, die durch chromatische Aberration einer Linse verursacht wird, eliminiert wird.
Ein Korrekturdatenerzeugungsverfahren, das durch eine Laserbearbeitungsvorrichtung durchgeführt wird, die einen beweglichen Spiegel, der eine Ausbreitungsrichtung von Bearbeitungslaserlicht und eine Ausbreitungsrichtung von Messlicht ändert, einen Tisch, der einen Einfallswinkel des Messlichts auf den beweglichen Spiegel ändert, und eine Linse, die das Bearbeitungslaserlicht und das Messlicht auf einen Bearbeitungspunkt auf einer Oberfläche eines Werkstücks bündelt, enthält, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen von Bearbeitungsdaten, bei denen für jeden Bearbeitungspunkt auf der Oberfläche des Werkstücks eine Ausgangsintensität des Bearbeitungslaserlichts und ein Betriebsbetrag des beweglichen Spiegels, der bewirkt, dass das Bearbeitungslaserlicht den Bearbeitungspunkt erreicht, festgelegt werden; Berechnen eines ersten Betriebsbetrags, der ein Betriebsbetrag des Tischs ist, der bewirkt, dass das Messlicht eine vorbestimmte Position erreicht, für jede vorbestimmte Position auf der Oberfläche des Werkstücks; Berechnen eines zweiten Betriebsbetrags, der ein Betriebsbetrag des Tischs ist, der bewirkt, dass das Messlicht den Bearbeitungspunkt erreicht, basierend auf dem ersten Betriebsbetrag, für jeden Bearbeitungspunkt; und Erzeugen korrigierter Bearbeitungsdaten, die durch Korrektur der Bearbeitungsdaten erhalten werden, so dass eine durch chromatische Aberration der Linse hervorgerufene Abweichung einer Ankunftsposition von dem Bearbeitungslaserlicht und/oder dem Messlicht eliminiert wird, indem der zweite Betriebsbetrag zu den Bearbeitungsdaten addiert wird.
Das Korrekturdatenerzeugungsverfahren nach Patentanspruch 7, wobei bei dem Berechnen des zweiten Betriebsbetrags, wenn der Bearbeitungspunkt und die vorbestimmte Position nicht miteinander übereinstimmen, eine Interpolationsverarbeitung unter Verwendung des ersten Betriebsbetrags bei einer vorbestimmten Anzahl der vorbestimmten Positionen durchgeführt wird, um näher an dem Bearbeitungspunkt zu sein, um den zweiten Betriebsbetrag zu berechnen.
Das Korrekturdatenerzeugungsverfahren nach Patentanspruch 8, wobei die vorbestimmte Position auf einen Bereich der Oberfläche des Werkstücks eingestellt ist, der einem beweglichen Bereich des beweglichen Spiegels entspricht, und so eingestellt ist, dass die Interpolationsverarbeitung innerhalb des Bereichs ausführbar ist.