JP2004066323A - Positioning working method and positioning working apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ加工装置等で穴あけ加工、切断加工等を行う際に、被加工物に前記加工する位置決めを行う、画像認識装置等の認識処理装置を用いた位置決め加工方法および位置決め加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、プリント配線板の製造工程に代表される穴あけ加工は、電子デバイス等の小型化により配線パターンの高密度化が進んでいる。それに伴い、加工穴の小径化や穴加工位置の高精度化が要求されている。
【0003】
従来、この位置決め加工方法は特開平8−71780号公報に記載されたものが知られている。図7は上記従来の位置決め加工方法及び装置を示すもので、71はレーザ発振器、72はXY軸ガルバノミラースキャン装置、73は撮像カメラ、74はfθスキャンレンズ、75は実際に加工される加工物と同じ形状の仮の被加工物、そして76は加工穴である。そして、77は画像処理装置で、撮像カメラ73で撮影した加工穴76の位置データを取り込んで加工穴76の位置検出を行う。78は制御器で、被加工物75の加工穴76の規定位置を予め格納しており、画像処理装置77で処理した撮像カメラ73の撮影した加工穴76の位置データを取り込んで、前記加工穴の規定位置とのずれ量を算出し、このずれ量に基づきスキャナコントローラ79、スキャナドライバ80を介してXY軸ガルバノミラースキャン装置72にヒィードバックを行い、加工穴76の位置を規定位置に修正し、位置決め加工するものである。
【0004】
以上のように構成された位置決め加工装置について、その動作を説明する。まず、制御器78は制御により、実際に加工される加工物と同じ形状の仮の被加工物25上に予め穴あけ位置として形成されている画像認識用マークを撮像カメラ23で取得し、その画像を元に画像処理装置77で穴あけ位置の検出を行い、制御器78における穴あけの規定位置とのずれ量を算出する。このずれ量は、撮像カメラ23の撮像能力、画像認識用マークの大きさ等で穴あけ位置を撮影した検出位置が不正確になり、規定位置との差がどうしても生じるものである。
【0005】
そこで、制御器78は算出したずれ量に基づき、補正データをスキャナコントローラ79、スキャナドライバ80を介してXY軸ガルバノミラースキャン装置72にヒィードバックを行うのである。XY軸ガルバノミラースキャン装置72は制御器78による補正データに基づきX軸の方向にX軸ミラーを、Y軸の方向にY軸ミラーをそれぞれ追従させ、レーザ光が規定位置へ照射されるように位置決め加工をする。
【0006】
以上のようにして、穴あけ加工の位置決め加工が決まれば、これ以降では制御器78はレーザ発振器71、XY軸ガルバノミラースキャン装置72を制御し、レーザ発振器71からのレーザ光をXY軸ガルバノミラースキャン装置72で屈折し、かつfθスキャンレンズ74で集光して正式の被加工物の規定位置に加工穴76を形成するものである。
【0007】
しかし、従来の位置決め加工装置では、撮像カメラ73で取り込まれた画像認識マークはその画素数がそれ以外を含めた全画素数よりも遥かに少ない場合、つまり、画像認識マークが小面積の場合、特に近年、電子デバイス等の小型化によるプリント基板の配線パターンの高密度化で加工穴が小さい等、また撮像カメラ73の撮像能力等から、上記加工位置の検出の高精度認識が行えないという課題を有していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、主にレーザの加工スポット径が微小な場合でも、高精度な位置決め加工を可能とする位置決め加工方法および位置決め加工装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の位置決め加工方法は、仮被加工物にレーザ光を照射して加工原点と外周縁を有する被認識部の加工を行う被認識部加工手段と、被認識部の位置を検出する被認識部加工位置検出手段と、この被認識部加工位置検出手段の検出した被認識部の加工原点を加工の中心位置として処理する認識処理手段と、仮被加工物を載せX軸、Y軸の方向に移動するテーブル手段と、被加工物を加工する加工手段を制御し、被加工物の規定位置に加工を行えるように位置決めをする制御手段とを備え、加工原点を有する被認識部の加工を行うステップと、被認識部の位置を検出するステップと、検出した被認識部の位置を処理して得た加工の中心位置と規定位置との差を得るステップと、前記差に基づく補正データにより前記加工手段を制御し、位置決め加工を行うステップとを有する方法である。
【0010】
また、本発明の位置決め加工装置は、仮被加工物にレーザ光を照射して加工原点と外周縁を有する被認識部の加工を行う被認識部加工手段と、被認識部の位置を検出する被認識部加工位置検出手段と、被認識部加工位置検出手段の検出した被認識部の加工原点を加工の中心点として処理する認識処理手段と、仮の被加工物を載せX軸、Y軸の方向にスライドさせるテーブル手段と、被加工物を加工する加工手段を制御し、被加工物の規定位置に加工が行えるように位置決めをする制御手段とを備え、制御手段は、被認識部加工位置検出手段の検出した被認識部の位置を処理して得た加工の中心位置と規定位置との差に基づく補正データにより前記加工手段を制御し、位置決め加工を行うものである。
【0011】
上記方法および装置によれば、加工原点と外周縁を有する被認識部は比較的に大きくなり、これを仮被加工物に加工することにより、その被認識部の位置検出が容易になり、結果として高精度な位置決め加工を可能とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
上記した本発明の目的は、各請求項に記載した構成を実施の形態とすることにより達成できるので、以下には各請求項の構成にその構成による作用効果を併記し併せて請求項記載の構成のうち説明を必要とする特定用語については詳細な説明を加えて、本発明における実施の形態の説明とする。
【0013】
請求項1記載の発明は、仮被加工物にレーザ光を照射し画像認識マークの加工を行うステップと、前記画像認識マークの位置を検出するステップと、検出した前記画像認識マークの位置を処理して得た加工の中心点と規定加工位置との差を得るステップと、前記差に基づく補正データにより加工手段を制御し、位置決め加工を行うステップとを有し、前記画像認識マークを加工する際、外周縁と重心を有する加工を行い、さらに前記画像認識マークの位置を検出する際、その重心を加工中心点として検出する位置決め加工方法である。
【0014】
上記方法によれば、重心である加工原点と外周縁を有する比較的に大きな画像認識マークを加工でき、かつ加工原点を加工の中心点として検出できる作用を有する。
【0015】
請求項2記載の発明は、請求項1記載において、画像認識マークを加工する際、X軸とY軸の両方向にレーザ光を走査させる機能を持つXY軸ガルバノミラースキャン系を駆動し、加工中心点を基点にレーザ光を渦状に1回または複数回回転させて円状の外周縁の加工を行う位置決め加工方法である。
【0016】
上記方法によれば、XY軸ガルバノミラースキャン系により、比較的に大きな円状の画像認識マークを加工でき、かつ加工原点を加工の中心点として検出できる作用を有する。
【0017】
請求項3記載の発明は、請求項1記載において、画像認識マークを加工する際、仮被加工物を載せ、X軸とY軸の両方向に移動する加工テーブルを駆動し、加工中心点を基点にレーザ光を渦状に1回または複数回回転させて円状の外周縁の加工を行う位置決め加工方法である。
【0018】
上記方法によれば、加工テーブルのX軸とY軸の両方向への移動により、比較的に大きな円状の画像認識マークを加工でき、かつ加工原点を加工の中心点として検出できる作用を有する。
【0019】
請求項4記載の発明は、請求項1記載において、画像認識マークを加工する際、X軸とY軸の両方向にレーザ光を走査させる機能を持つXY軸ガルバノミラースキャン系と仮被加工物を載せ、X軸とY軸の両方向に移動する加工テーブルとの両者を駆動し、加工中心点を基点にレーザ光を渦状に1回または複数回回転させて円状の外周縁の加工を行う位置決め加工方法である。
【0020】
上記方法によれば、XY軸ガルバノミラースキャン系と加工テーブルにより、比較的に大きな円状の画像認識マークを加工でき、かつ加工原点を加工の中心点として検出できる作用を有する。
【0021】
請求項5記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれかの記載において、画像認識マークの位置を撮像カメラで検出する際、仮被加工物を載せ、X軸とY軸の両方向に移動する加工テーブルを用い、画像認識マークの加工中心点を前記撮像カメラの中心位置に移動させるステップと、前記撮像カメラの中心位置に対する画像認識マークの加工中心点のずれ量を検出するステップと、前記ずれ量に基づき前記加工テーブルを移動させ補正を行うステップとを有し、前記画像認識マークにおける加工中心点を撮像カメラの中心位置への補正を行う位置決め加工方法である。
【0022】
上記方法によれば、画像認識マークの位置を撮像カメラで検出する際、撮像カメラの中心位置に対する画像認識マークの加工中心点のずれ量を補正する作用を有する。
【0023】
請求項6記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれかの記載において、仮被加工物のあるエリアに、XY軸ガルバノミラースキャン系を用いてレーザ光を走査し、かつfθスキャンレンズを介して画像認識マークを加工する際、仮被加工物を載せ、X軸とY軸の両方向に移動する加工テーブルを用い、画像認識マークの加工中心点を前記撮像カメラの中心位置に移動させるステップと、前記撮像カメラの中心位置に対する画像認識マークの加工中心点のずれ量を検出するステップと、前記ずれ量に基づき前記加工テーブルを移動させ補正を行うステップとを有し、fθスキャンレンズの特性上発生する加工位置歪みの補正を行う位置決め加工方法である。
【0024】
上記方法によれば、仮被加工物のあるエリアに、XY軸ガルバノミラースキャン系を用いてレーザ光を走査し、かつfθスキャンレンズを介して画像認識マークを加工する際、撮像カメラの中心位置に対する画像認識マークの加工中心点のずれ量に基づき加工テーブルを移動させ、fθスキャンレンズの加工位置歪みを補正する作用を有する。
【0025】
請求項7記載の発明は、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の位置決め加工方法を実施するものにおいて、仮被加工物にレーザ光を照射して重心と外周縁を有する画像認識マークの加工を行う画像認識マーク加工手段と、前記画像認識マークの位置を検出する撮像カメラと、前記撮像カメラの検出した画像認識マークの重心を加工の中心位置として処理する画像認識装置と、仮被加工物を載せ、X軸、Y軸の方向に移動する加工テーブルと、被加工物を加工する加工手段を制御し、被加工物の規定位置に加工が行えるように位置決めをする制御手段とを備え、制御手段は、前記撮像カメラの検出した画像認識マークの位置を処理して得た加工の中心点と規定位置との差に基づく補正データにより前記加工手段を制御し、位置決め加工を行う位置決め加工装置である。
【0026】
上記装置によれば、加工原点と外周縁を有する比較的に大きな画像認識マークなので、撮像カメラは画像認識マークを精度よく検出でき、かつ加工原点を加工の中心点として画像認識装置が精度よく検出でき、制御手段は加工の中心点と規定位置との差に基づく補正データにより前記加工手段を制御し、精度よく位置決め加工する作用を有する。
【0027】
請求項8記載の発明は、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の位置決め加工方法を実施する請求項7記載のものにおいて、制御手段は仮被加工物を載せた加工テーブルを、X軸とY軸の両方向に移動させて画像認識マークの加工中心点を撮像カメラの中心位置に移動させるとともに、前記撮像カメラの中心位置に対する画像認識マークの加工中心点のずれ量を検出し、前記ずれ量に基づき前記加工テーブルを移動させ、前記画像認識マークにおける加工中心点を撮像カメラの中心位置への補正を行う位置決め加工装置である。
【0028】
上記装置によれば、制御手段により撮像カメラの中心位置に対する画像認識マークの加工中心点のずれ量を補正する作用を有する。
【0029】
請求項9記載の発明は、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の位置決め加工方法を実施する請求項7記載のものにおいて、制御手段は仮被加工物のあるエリアに、XY軸ガルバノミラースキャン系を用いてレーザ光を走査し、かつfθスキャンレンズを介して画像認識マークを加工する際、仮被加工物を載せ、X軸とY軸の両方向に移動する加工テーブルを用い、画像認識マークの加工中心点を前記撮像カメラの中心位置に移動させるとともに、前記撮像カメラの中心位置に対する画像認識マークの加工中心点のずれ量を検出し、前記ずれ量に基づき前記加工テーブルを移動させて、fθスキャンレンズの特性上発生する加工位置歪みの補正を行う位置決め加工装置である。
【0030】
上記装置によれば、制御手段により撮像カメラの中心位置に対する画像認識マークの加工中心点のずれ量に基づき加工テーブルを移動させ、fθスキャンレンズの加工位置歪みを補正する作用を有する。
【0031】
請求項10記載の発明は、仮被加工物にレーザ光を照射し画像認識マークの加工を行うステップと、前記画像認識マークの位置を検出するステップと、検出した前記画像認識マークの位置を処理して得た加工の中心位置と規定加工位置との差を得るステップと、前記差に基づく補正データにより加工手段を制御し、位置決め加工を行うステップとを有し、前記画像認識マークを加工する際、外周縁と加工原点を有する十字状、三角形状、星形状、菱形状等の特殊形状の加工を行い、さらに前記特殊形状の画像認識マークの位置を検出する際、その加工原点を加工中心点として検出する位置決め加工方法である。
【0032】
上記方法によれば、加工原点と外周縁を有する比較的に大きな特殊形状の画像認識マークを加工でき、かつ加工原点を加工の中心点として検出できる作用を有する。
【0033】
請求項11記載の発明は、請求項10記載において、特殊形状の画像認識マークを加工する際、X軸とY軸の両方向にレーザ光を走査させる機能を持つXY軸ガルバノミラースキャン系を駆動し、加工中心点を原点にレーザ光を走査し、特殊形状の画像認識マークにおける外周縁の加工を行う位置決め加工方法である。
【0034】
上記方法によれば、XY軸ガルバノミラースキャン系により、比較的に大きな特殊形状の画像認識マークを加工でき、かつ加工原点を加工の中心点として検出できる作用を有する。
【0035】
請求項12記載の発明は、請求項10記載において、特殊形状の画像認識マークを加工する際、仮被加工物を載せ、X軸とY軸の両方向に移動する加工テーブルを駆動し、加工中心点を原点にレーザ光を走査し、特殊形状の画像認識マークにおける外周縁の加工を行う位置決め加工方法である。
【0036】
上記方法によれば、加工テーブルのX軸とY軸の両方向への移動により、比較的に大きな特殊形状の画像認識マークを加工でき、かつ加工原点を加工の中心点として検出できる作用を有する。
【0037】
請求項13記載の発明は、請求項10記載において、特殊形状の画像認識マークを加工する際、X軸とY軸の両方向にレーザ光を走査させる機能を持つXY軸ガルバノミラースキャン系と仮被加工物を載せ、X軸とY軸の両方向に移動する加工テーブルとの両者を駆動し、加工中心点を原点にレーザ光を走査し、特殊形状の画像認識マークにおける外周縁の加工を行う位置決め加工方法である。
【0038】
上記方法によれば、XY軸ガルバノミラースキャン系と加工テーブルにより、比較的に大きな特殊形状の画像認識マークを加工でき、かつ加工原点を加工の中心点として検出できる作用を有する。
【0039】
請求項14記載の発明は、請求項10〜請求項13のいずれかの記載において、特殊形状の画像認識マークの位置を撮像カメラで検出する際、仮被加工物を載せ、X軸とY軸の両方向に移動する加工テーブルを用い、特殊形状の画像認識マークの加工中心点を前記撮像カメラの中心位置に移動させるステップと、前記撮像カメラの中心位置に対する特殊形状の画像認識マークにおける加工中心点のずれ量を検出するステップと、前記ずれ量に基づき前記加工テーブルを移動させ補正を行うステップとを有し、前記画像認識マークにおける加工中心点を撮像カメラの中心位置への補正を行う位置決め加工方法である。
【0040】
上記方法によれば、特殊形状の画像認識マークの位置を撮像カメラで検出する際、撮像カメラの中心位置に対する特殊形状の画像認識マークにおける加工中心点のずれ量を補正する作用を有する。
【0041】
請求項15記載の発明は、請求項10〜請求項14のいずれかの記載において、仮被加工物のあるエリアに、XY軸ガルバノミラースキャン系を用いてレーザ光を走査し、かつfθスキャンレンズを介して特殊形状の画像認識マークを加工する際、仮被加工物を載せ、X軸とY軸の両方向に移動する加工テーブルを用い、特殊形状の画像認識マークの加工中心点を前記撮像カメラの中心位置に移動させるステップと、前記撮像カメラの中心位置に対する特殊形状の画像認識マークにおける加工中心点のずれ量を検出するステップと、前記ずれ量に基づき前記加工テーブルを移動させ補正を行うステップとを有し、fθスキャンレンズの特性上発生する加工位置歪みの補正を行う位置決め加工方法である。
【0042】
上記方法によれば、仮被加工物のあるエリアに、XY軸ガルバノミラースキャン系を用いてレーザ光を走査し、かつfθスキャンレンズを介して特殊形状の画像認識マークを加工する際、撮像カメラの中心位置に対する特殊形状の画像認識マークにおける加工中心点のずれ量に基づき加工テーブルを移動させ、fθスキャンレンズの加工位置歪みを補正する作用を有する。
【0043】
請求項16記載の発明は、請求項10〜請求項15のいずれかに記載の位置決め加工方法を実施するものにおいて、仮被加工物にレーザ光を照射して加工原点と外周縁を有する特殊形状の画像認識マークの加工を行う画像認識マーク加工手段と、前記特殊形状の画像認識マークの位置を検出する撮像カメラと、前記撮像カメラの検出した特殊形状の画像認識マークの加工原点を加工の中心位置として処理する画像認識装置と、仮被加工物を載せ、X軸、Y軸の方向に移動する加工テーブルと、被加工物を加工する加工手段を制御し、被加工物の規定位置に加工が行えるように位置決めをする制御手段とを備え、制御手段は、前記撮像カメラの検出した特殊形状の画像認識マークの位置を処理して得た加工の中心点と規定位置との差に基づく補正データにより前記加工手段を制御し、位置決め加工を行う位置決め加工装置である。
【0044】
上記装置によれば、加工原点と外周縁を有する比較的に大きな特殊形状の画像認識マークなので、撮像カメラは特殊形状の画像認識マークを精度よく検出でき、かつ加工原点を加工の中心点として画像認識装置が精度よく検出でき、制御手段は加工の中心点と規定位置との差に基づく補正データにより前記加工手段を制御し、精度よく位置決め加工する作用を有する。
【0045】
請求項17記載の発明は、請求項10〜請求項15のいずれかに記載の位置決め加工方法を実施する請求項16記載のものにおいて、制御手段は仮被加工物を載せた加工テーブルを、X軸とY軸の両方向に移動させて特殊形状の画像認識マークの加工中心点を撮像カメラの中心位置に移動させるとともに、前記撮像カメラの中心位置に対する特殊形状の画像認識マークにおける加工中心点のずれ量を検出し、前記ずれ量に基づき前記加工テーブルを移動させ、前記特殊形状の画像認識マークにおける加工中心点を撮像カメラの中心位置への補正を行う位置決め加工装置である。
【0046】
上記装置によれば、制御手段により撮像カメラの中心位置に対する特殊形状の画像認識マークにおける加工中心点のずれ量を補正する作用を有する。
【0047】
請求項18記載の発明は、請求項10〜請求項15のいずれかに記載の位置決め加工方法を実施する請求項16記載のものにおいて、制御手段は仮被加工物のあるエリアに、XY軸ガルバノミラースキャン系を用いてレーザ光を走査し、かつfθスキャンレンズを介して特殊形状の画像認識マークを加工する際、仮被加工物を載せ、X軸とY軸の両方向に移動する加工テーブルを用い、特殊形状の画像認識マークの加工中心点を前記撮像カメラの中心位置に移動させるとともに、前記撮像カメラの中心位置に対する特殊形状の画像認識マークにおける加工中心点のずれ量を検出し、前記ずれ量に基づき前記加工テーブルを移動さて、fθスキャンレンズの特性上発生する加工位置歪みの補正を行う位置決め加工装置である。
【0048】
上記装置によれば、制御手段により撮像カメラの中心位置に対する特殊形状の画像認識マークにおける加工中心点のずれ量に基づき加工テーブルを移動させ、fθスキャンレンズの加工位置歪みを補正する作用を有する。
【0049】
請求項19記載の発明は、仮被加工物にレーザ光を照射して加工原点と外周縁を有する被認識部の加工を行う被認識部加工手段と、被認識部の位置を検出する被認識部加工位置検出手段と、この被認識部加工位置検出手段の検出した被認識部の加工原点を加工の中心位置として処理する認識処理手段と、仮被加工物を載せX軸、Y軸の方向に移動するテーブル手段と、被加工物を加工する加工手段を制御し、被加工物の規定位置に加工を行えるように位置決めをする制御手段とを備え、加工原点を有する被認識部の加工を行うステップと、被認識部の位置を検出するステップと、検出した被認識部の位置を処理して得た加工の中心点と規定位置との差を得るステップと、前記差に基づく補正データにより前記加工手段を制御し、位置決め加工を行うステップとを有する位置決め加工方法である。
【0050】
請求項20記載の発明は、仮被加工物にレーザ光を照射して加工原点と外周縁を有する被認識部の加工を行う被認識部加工手段と、被認識部の位置を検出する被認識部加工位置検出手段と、被認識部加工位置検出手段の検出した被認識部の加工原点を加工の中心位置として処理する認識処理手段と、仮の被加工物を載せX軸、Y軸の方向に移動するテーブル手段と、被加工物を加工する加工手段を制御し、被加工物の規定位置に加工が行えるように位置決めをする制御手段とを備え、制御手段は、被認識部加工位置検出手段の検出した被認識部の位置を処理して得た加工の中心点と規定位置との差に基づく補正データにより前記加工手段を制御し、位置決め加工を行う位置決め加工装置である。
【0051】
上記方法および装置によれば、加工原点と外周縁を有する比較的に大きな被認識部なので、被認識部加工位置検出手段は被認識部を精度よく検出でき、かつ加工原点を加工の中心点として認識処理手段が精度よく検出でき、制御手段は加工の中心点と規定位置との差に基づく補正データにより前記加工手段を制御し、精度よく位置決め加工する作用を有する。
【0052】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図6を用いて説明する。
【0053】
(実施の形態1)
図1は本発明の位置決め加工装置及び位置決め加工方法を示す概略図で、図2は位置決め加工装置の画像認識マークの加工方法を示す図である。図1に示す本位置決め加工装置は、レーザ発振器11、XY軸ガルバノミラースキャン装置14、fθスキャンレンズ15により正式の被加工物に穴あけ等の加工を行うレーザ加工装置等の加工手段が加工する前に、前記加工の規定位置に基づき、位置決め加工を行うものである。そして、実際の加工を行うレーザ加工装置を、本位置決め加工装置では位置決め加工を行うのにも兼用しているものである。
【0054】
レーザ出力手段であるレーザ発振器11は、仮被加工物12にレーザ光を照射して図2に示す被認識部としての、加工中心となる重心である加工原点131と認識する外周縁132である円の画像認識マーク13を描く加工を行うレーザ光を出力する。XY軸ガルバノミラースキャン装置14は、正式の被加工物に設計どおりの規定位置にレーザ光を照射し加工が行えるようにするため、事前に規定位置に基づき仮被加工物12を利用して加工の位置決めを行う加工位置決め手段である。
【0055】
そして、XY軸ガルバノミラースキャン装置14は、規定位置に基づき仮被加工物12にレーザ光を照射して図2に示す画像認識マーク13を描く加工ができるように、X軸の方向に移動するX軸ミラー(図示せず)とY軸の方向に移動するY軸ミラー(図示せず)のそれぞれを独立して、レーザ光のスポットにより中心から渦状に軌跡を描くように角度調整を行って走査(スキャニング)することにより、結果として大きな画像認識マーク13を加工するものである。
【0056】
fθスキャンレンズ15は、XY軸ガルバノミラースキャン装置14により走査されたレーザ光を仮被加工物12に集光させる。16は画像認識マーク14の位置を検出する被認識部加工位置検出手段であるCCD電荷素子等を使用した撮像カメラ、17は撮像カメラ16の検出した画像認識マーク13の位置データを取り込んで、画像認識マーク13の重心を加工原点131(加工の中心点)として処理する認識処理手段としての画像認識装置である。
【0057】
18は制御手段としての制御器で、正式の被加工物における例えば、加工穴の規定位置を予め記憶しており、画像認識装置17で処理した撮像カメラ16の撮影した画像認識マーク13の位置データを取り込んで、前記加工穴の規定位置とのずれ量を補正演算回路19で算出し、このずれ量に基づき補正データを、XY軸スキャナドライバ20を介してXY軸ガルバノミラースキャン装置14にヒィードバックを行い、加工穴の位置(仮被加工物の画像認識マーク)を規定位置に修正し、位置決め加工する制御シーケンスを格納している。
【0058】
また制御器18は、画像認識マーク13を加工するために規定位置に基づき上記したようにレーザ光を走査するXY軸ガルバノミラースキャン装置14を制御する制御シーケンスも格納している。
【0059】
21は加工テーブル制御手段としての制御器18のXY軸テーブル制御部で、レーザ光を照射して仮被加工物12に加工した画像認識マーク13を撮影する時に、制御器18の制御指令に基づき撮像カメラ16の真下の撮影エリアに画像認識マーク13が位置するように仮被加工物12を載せた移動可能な加工テーブル22をX軸方向とY軸方向に移動調整の制御を行うものである。
【0060】
なお、画像認識装置17、制御器18、補正演算回路19、XY軸テーブル制御部21は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路で構成されている。また、レーザ発振器11より出力されたレーザ光は、XY軸ガルバノミラースキャン装置14に到達し、規定位置にレーザ光を照射できるようXY軸ガルバノミラースキャン装置14の持つ両方のガルバノミラーの角度調整を行い、そしてfθスキャンレンズ15を介して、正式の被加工物上に例えば加工穴を形成することができる装置でもある。
【0061】
上記実施の形態において、加工の規定位置を位置決め加工する装置と加工方法について説明する。画像認識マークの大面積化のために、例えば図2に示したような認識マーク加工を行う。このような加工が必要なのは前述したとおり、近年、電子デバイス等の小型化によるプリント基板の配線パターンの高密度化で加工穴が小さいため、その加工位置を示す画像認識マークが小面積となり、撮像カメラの撮像能力等から加工位置の検出の高精度認識が行えない、つまりレーザ光のスポット133のサイズがφ20μm程度であれば、画像認識画面の全画素数よりも遥かに小さいので、加工穴径がスポット133に等しい一点加工では高精度な位置認識が行えないためである。
【0062】
そこで、制御器18によりXY軸スキャナドライバ20を介してXY軸ガルバノミラースキャン装置14を制御し、図2に示したとおり加工原点131を基点にし、レーザ光を渦状に2回転させ認識用の外周縁132を有する画像認識マーク13を形成する。この時、加工原点131は円形の外周縁132の重心(中心)位置にあるため撮像カメラ16で外周縁132の重心を検出し、つまり、レーザ光のスポットを徐々に移動させながら重ね合わせ、大面積の画像認識マーク13を形成するのである。
【0063】
そして、制御器18、XY軸テーブル制御部21により仮被加工物12に加工した画像認識マーク13が、撮像カメラ16の真下に位置するよう仮被加工物12を載せた加工テーブル22を移動させ、撮像カメラ16で画像認識マーク13の位置を検出する。続いて、画像認識装置17は撮像カメラ16が検出した画像認識マーク13の検出データを取り込んで画像認識マーク13の加工原点131である円形の外周縁132の中心点を加工中心点として処理する。
【0064】
さらに、制御器18は画像認識装置17で処理した撮像カメラ16の撮影した画像認識マーク13の位置データを取り込んで、前記加工穴の規定位置に対する画像認識マーク13の加工原点131のずれ量を補正演算回路19で算出し、このずれ量に基づき補正データを、XY軸スキャナドライバ20を介してXY軸ガルバノミラースキャン装置14にヒィードバックを行い、加工穴の位置を規定位置に修正し、位置決め加工するのである。
【0065】
また、図3に示す特殊形状の画像認識マーク13aを形成する方法もある。図3において、加工原点131aを基点に上下、左右にそれぞれ一定量、レーザ光を移動させることによって、十字形の外周縁132aが形成できる。この時は、上記のような重心となる加工中心の検出の他に、パターン検出を行うとより精度が向上する。パターン検出とは、予め十字形のマークを作成し、その加工原点131aの位置が画像認識装置17の原点位置と一致させて登録しておく。そして、画像認識マーク13aの位置検出を行う際、登録パターンと撮像カメラ16の認識した画像認識マーク13aの画像とのマッチングを行い、加工原点131aの位置のずれ量検出を行う方法でもよい。この場合も上記同様にレーザ光のスポットを重ね合わせて、位置検出精度上問題のないサイズの認識マークを形成することができる。
【0066】
以上のように本実施の形態は、仮の被加工物にレーザ光を照射して加工原点と外周縁を有する被認識部の加工を行う被認識部加工手段と、被認識部の位置を検出する被認識部加工位置検出手段と、被認識部加工位置検出手段の検出した被認識部の加工原点を加工の中心位置として処理する認識処理手段と、仮被加工物を載せX軸、Y軸の方向に移動するテーブル手段と、被加工物を加工する加工手段を制御し、被加工物の規定位置に加工を行えるように位置決めをする制御手段とを備え、制御手段は、被認識部加工位置検出手段の検出した被認識部の位置を処理して得た加工の中心位置と規定加工位置との差に基づく補正データにより前記加工手段を制御し、位置決め加工を行う装置である。
【0067】
そして、この位置決め加工装置を使用して、加工原点と外周縁を有する被認識部の加工を行うステップと、被認識部の位置を検出するステップと、検出した被認識部の位置を処理して得た加工の中心位置と規定加工位置との差を得るステップと、前記差に基づく補正データにより前記加工手段を制御し、位置決め加工を行うステップとを有する位置決め加工方法でもある。
【0068】
従って、本実施の形態によれば被認識部である大きなサイズの画像認識マークの加工を行うことが可能となり、この大きな被認識部を認識処理装置である画像認識装置での位置検出することで、高精度かつ安定した検出結果を得ることができる。
【0069】
なお、本実施の形態では、画像認識マークとして図2に示す円形、図3に示す十字形を使用したが、被認識部である画像認識マークとして加工原点と外周縁があれば十字状、×状、三角形状、星形状、菱形状等でもよく、これらの形状に限定されるものではない。
【0070】
また、本実施の形態では、画像認識マークを加工するのにXY軸ガルバノミラースキャン装置14を使用したが、X軸方向とY軸方向にスライド可能な加工テーブル22を用い、XY軸テーブル制御部21によりXY両軸を同様に駆動させることでも同様の位置決め加工が得られ、さらに、一方の軸はXY軸ガルバノミラースキャン装置14、他方の軸は加工テーブル22を割り当てて、前記両者を同時に駆動して同様の位置決め加工を得ることも可能で、この場合は加工時間の短縮にもなる。
【0071】
(実施の形態2)
図4は、本発明の位置決め加工装置及び位置決め加工方法を示す概略図で、撮像カメラの撮影時における画像認識マークの加工原点と撮像カメラの中心位置との補正関係を示したものである。
【0072】
本実施の形態は、撮像カメラの撮影時における画像認識マークの加工原点と撮像カメラの中心位置とのずれ量が規定精度内に入るまで、前記ずれ量補正を実行する点で、実施の形態1の発明と異なり、それ以外の同じ構成及び作用効果を奏する部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【0073】
制御手段である制御器18aは、被加工物12に画像認識マーク13を加工した後において、撮像カメラ16の中心位置へ画像認識マーク13の加工原点131を一致させるように、XY軸テーブル制御部21を介して加工テーブル22をX0、Y0のシフト分を移動させるとともに、前記X0、Y0のシフト分を撮像カメラ16と画像認識装置17を用いて撮像カメラ16の中心位置とのずれ量ΔX、ΔYを検出し、かつ前記ずれ量を補正量として補正演算回路19で加工テーブル22のシフト量である、X=ΔX+X0、Y=ΔY+Y0を算出してXY軸テーブル制御部21を介して加工テーブル22を移動させ、このシフト量で再度、撮像カメラ16、画像認識装置17により前記と同様に認識させ規定精度内になるまでこの検証が繰り返し実行される制御シーケンス(画像認識マークにおける加工中心点の撮像カメラの中心位置への補正機能ともいう)を格納している。
【0074】
また制御器18aは、実施の形態1で説明したように、正式の被加工物における例えば、加工穴の規定位置を予め記憶しており、画像認識装置17で処理した撮像カメラ16の撮影した画像認識マーク13の位置データを取り込んで、前記加工穴の規定位置とのずれ量を補正演算回路19で算出し、このずれ量に基づき補正データを、XY軸スキャナドライバ20を介してXY軸ガルバノミラースキャン装置14にヒィードバックを行い、加工穴の位置(仮被加工物の画像認識マーク)を規定位置に修正し、位置決め加工する制御シーケンスを格納している。
【0075】
また制御器18aは、画像認識マーク13を加工するために規定位置に基づき上記したようにレーザ光を走査するXY軸ガルバノミラースキャン装置14を制御する制御シーケンスも格納している。
【0076】
なお、XY軸スキャナドライバ20は図6に示すように、X軸スキャニングドライバとこれに駆動されるX軸スキャンミラー、そしてY軸スキャニングドライバとこれに駆動されるY軸スキャンミラーで構成され、またXY軸テーブル制御部21はX軸テーブル制御部とこれに制御されるX軸スライド機構モータ、そしてY軸テーブル制御部とこれに制御されるX軸スライド機構モータで構成される。
【0077】
以下、本実施の形態における画像認識マークにおける加工中心点のカメラ中心位置への補正機能について、その動作を説明する。制御器18aによりXY軸スキャナドライバ20を介してXY軸ガルバノミラースキャン装置14を制御し、図2に示したとおり画像認識マーク13を形成する。
【0078】
そして、制御器18aにより仮被加工物12上にレーザ光を照射し、その時の加工テーブル22の絶対座標位置を画像認識マーク13の加工原点131として、XY軸テーブル制御部21を介して加工原点を撮像カメラ16の中心位置の真下へ一致するように加工テーブル22を図4に示す如くX0、Y0のシフト分を移動させ、撮像カメラ16と画像認識装置17を用いて画像認識マーク13の位置を検出する。
【0079】
続いて、制御器18aは画像認識装置17で処理した撮像カメラ16の撮影した画像認識マーク13の位置データを取り込んで、撮像カメラ16の中心位置に対する画像認識マーク13の加工原点131のずれ量ΔX、ΔYを検出する。このずれ量を補正量として補正演算回路19で加工テーブル22のシフト量である、X=ΔX+X0、Y=ΔY+Y0を算出する。
【0080】
そして、制御器18aは前記シフト量だけ、XY軸テーブル制御部21を介して加工テーブル22を移動させ、このシフト量で再度、撮像カメラ16、画像認識装置17により前記と同様に認識させ規定精度内になるまでこの検証を繰り返し実行する。
【0081】
このような画像認識マークにおける加工中心点の撮像カメラの中心位置への補正を行った後は、実施の形態1で説明したように、制御器18aは画像認識装置17で処理した撮像カメラ16の撮影した画像認識マーク13の位置データを取り込んで、前記加工穴の規定位置に対する画像認識マーク13の加工原点131のずれ量を補正演算回路19で算出し、このずれ量に基づき補正データを、XY軸スキャナドライバ20を介してXY軸ガルバノミラースキャン装置14にヒィードバックを行い、加工穴の位置を規定位置に修正し、位置決め加工するのである。
【0082】
以上のように、本実施の形態によれば、撮像カメラの加工原点に対するオフセット量補正を行うことにより、実施の形態1よりも、さらに常に加工する規定位置での位置決め加工の精度を向上させることができ、結果として常に規定の位置精度で加工することができる。
【0083】
(実施の形態3)
図5(a)、(b)は、本発明の位置決め加工装置および位置決め加工方法におけるfθスキャンレンズの位置歪みと実加工位置の関係を、fθスキャンレンズの位置歪みの補正前後で比較した図である。
【0084】
本実施の形態は、fθスキャンレンズの位置歪み補正を実行する点で、実施の形態1及び2の発明と異なり、それ以外は同じ構成及び作用効果を奏するので、係る部分の詳細な説明を省略し、実施の形態1及び2の図を利用して異なるところを中心に説明する。
【0085】
以下、本実施の形態におけるfθスキャンレンズ15の位置歪み補正機能について、その動作を説明する。
【0086】
一般にfθスキャンレンズの位置歪みとは、このスキャンレンズの特性上スキャンエリアを広くして加工すればするほど程度の大きい図5(a)のような歪みが発生することをいう。
【0087】
制御器18aによりXY軸スキャナドライバ20を介してXY軸ガルバノミラースキャン装置14を制御し、図2に示したとおり画像認識マーク13を、図1のように仮被加工物12上にレーザ光を照射して画像認識マーク13を、例えば格子パターン状に配列した加工をすると、図5(a)に示すように、左右辺、上下辺の真中の画像認識マーク13が外側にずれ、位置歪が起こる。
【0088】
そこで、それぞれの画像認識マーク13の加工原点131について実施の形態2で説明したように撮像カメラ16の中心位置へ一致させるように、加工テーブル22をシフト分だけ移動させる。
【0089】
そして、それぞれの画像認識マーク13の加工原点131について撮像カメラ16の中心位置と一致するように加工テーブル22をシフト分だけ移動させ、実施の形態2と同様に図6の撮像カメラ16と画像認識装置17を用いて撮像カメラ16の中心位置とのずれ量を検出する。このずれ量を補正量として補正演算回路19でXY軸ガルバノミラースキャン装置14の補正指令値を算出する。
【0090】
この補正値で制御器18aによりXY軸ガルバノミラースキャン装置14を制御して上記したように再度同様に仮被加工物12上にレーザ光を照射して画像認識マーク13を格子パターン状に配列した加工とし、それぞれの画像認識マーク13の加工原点131を実施の形態2で説明したように撮像カメラ16の中心位置へ、加工テーブル22をシフト分だけ移動させる。
【0091】
さらに、それぞれの再加工した画像認識マーク13の加工原点131について撮像カメラ16の中心位置と一致するように加工テーブル22をシフト分だけ移動させ、実施の形態2と同様に図6の撮像カメラ16と画像認識装置17を用いて撮像カメラ16の中心位置とのずれ量を検出する。このずれ量を補正量として補正演算回路19でXY軸ガルバノミラースキャン装置14の補正指令値を算出する。この補正値が図5(b)に示すように規定精度内に入るまで格子状配列の加工および撮像カメラ及び画像認識装置、制御器による検証を行うものである。
【0092】
このようなfθスキャンレンズ15の位置歪み補正を行った後は、実施の形態1で説明したようにして規定位置への位置決め加工が行われるものである。
【0093】
以上のように、本実施の形態によれば、fθスキャンレンズ15の位置歪み補正を行うことにより、実施の形態1よりも、さらに常に加工する規定位置での位置決め加工の精度を向上させることができ、結果として常に規定の位置精度で加工することができ、図6(b)に示したような位置歪みのない高精度加工が実現できる。
【0094】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、加工原点と外周縁を有する被認識部を被加工物に加工することにより、その被認識部の位置検出が容易になり、高精度な位置決め加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における位置決め加工装置を示す概略図
【図2】同実施の形態1における位置決め加工装置の画像認識マークの加工方法を示す図
【図3】同実施の形態1における位置決め加工装置の画像認識マークで、他の例の加工方法を示す図
【図4】本発明の実施の形態2における位置決め加工装置の撮像カメラの中心位置への補正方法を示す図
【図5】(a)本発明の実施の形態3における位置決め加工装置のfθスキャンレンズの位置歪み補正前を示す図(b)同実施の形態3における位置決め加工装置のfθスキャンレンズの位置歪み補正後を示す図
【図6】本発明の実施の形態2、3における位置決め加工装置のフィードバック制御図
【図7】従来の位置決め加工装置を示す概略図
【符号の説明】
11 レーザ発振器(被認識部加工手段、加工手段)
12 仮被加工物
13 画像認識マーク(被認識部)
13a 特殊形状の画像認識マーク(被認識部)
14 XY軸ガルバノミラースキャン装置(XY軸ガルバノミラースキャン系、加工位置決め手段)
15 fθスキャンレンズ
16 撮像カメラ(被認識部加工位置検出手段)
17 画像認識装置(認識処理手段)
18、18a 制御器(制御手段)
19 補正演算回路
22 加工テーブル(テーブル手段)
131、131a 加工原点
132、132a 外周縁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a positioning processing method and a positioning processing apparatus using a recognition processing apparatus such as an image recognition apparatus for performing positioning of the processing on a workpiece when performing drilling or cutting with a laser processing apparatus or the like. It is.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in a drilling process typified by a printed wiring board manufacturing process, the density of wiring patterns has been increasing due to the miniaturization of electronic devices and the like. Accordingly, it is required to reduce the diameter of the processing hole and to increase the accuracy of the drilling position.
[0003]
Conventionally, a positioning method described in JP-A-8-71780 has been known. FIG. 7 shows the above-described conventional positioning processing method and apparatus, in which 71 is a laser oscillator, 72 is an XY-axis galvanometer mirror scanning apparatus, 73 is an imaging camera, 74 is an fθ scan lens, and 75 is a workpiece to be actually processed. A temporary workpiece having the same shape as, and 76 is a processing hole.
[0004]
About the positioning processing apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement is demonstrated. First, the
[0005]
Therefore, the
[0006]
As described above, once the drilling positioning process is determined, the
[0007]
However, in the conventional positioning processing apparatus, when the number of pixels of the image recognition mark captured by the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems of the conventional technology, the problem to be solved by the present invention is to provide a positioning processing method and a positioning processing apparatus that enable highly accurate positioning processing even when the laser processing spot diameter is small. It is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a positioning processing method of the present invention includes a recognized portion processing means for processing a recognized portion having a processing origin and an outer peripheral edge by irradiating a temporary workpiece with laser light, and a recognized target. A recognized part machining position detecting means for detecting the position of the part, a recognition processing means for processing the machining origin of the recognized part detected by the recognized part machining position detecting means as a machining center position, and a temporary workpiece. A table means that moves in the direction of the loading X-axis and Y-axis, and a control means that controls the processing means for processing the workpiece and positions the workpiece so that the workpiece can be processed at a specified position; A step of processing a recognized portion having a step, a step of detecting a position of the recognized portion, and a step of obtaining a difference between a processing center position obtained by processing the detected position of the recognized portion and a specified position. , According to the correction data based on the difference Controls processing means, a method and a step of performing positioning processing.
[0010]
In addition, the positioning processing apparatus of the present invention detects the position of the recognized portion, the recognized portion processing means for processing the recognized portion having the processing origin and the outer periphery by irradiating the temporary workpiece with laser light. Recognized portion machining position detecting means, recognition processing means for processing the recognized origin machining position detected by the recognized portion machining position detecting means as a processing center point, and a temporary workpiece to be placed on the X axis and Y axis A table means that slides in the direction of the workpiece, and a control means that controls the processing means for processing the workpiece and positions the workpiece so as to perform processing at a specified position of the workpiece. Positioning processing is performed by controlling the processing means based on correction data based on the difference between the center position of processing and the specified position obtained by processing the position of the recognized portion detected by the position detection means.
[0011]
According to the above method and apparatus, the recognized portion having the processing origin and the outer peripheral edge is relatively large, and by processing this into a temporary workpiece, the position of the recognized portion can be easily detected, resulting in a result. As a result, a highly accurate positioning process is possible.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Since the object of the present invention described above can be achieved by using the configuration described in each claim as an embodiment, the effects of the configuration will be described together with the configuration of each claim. The specific terms that require explanation in the configuration will be described in detail in the embodiment of the present invention by adding a detailed explanation.
[0013]
The invention according to claim 1 processes the step of irradiating the temporary workpiece with laser light to process the image recognition mark, the step of detecting the position of the image recognition mark, and the position of the detected image recognition mark A step of obtaining a difference between the center point of machining obtained and the specified machining position, and a step of controlling a machining means based on correction data based on the difference to perform positioning machining, and machining the image recognition mark. In this case, the positioning processing method performs processing having an outer peripheral edge and a center of gravity, and further detects the center of gravity as a processing center point when detecting the position of the image recognition mark.
[0014]
According to the above method, a relatively large image recognition mark having a processing origin that is the center of gravity and an outer peripheral edge can be processed, and the processing origin can be detected as a processing center point.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in processing the image recognition mark according to the first aspect, the XY-axis galvanometer mirror scanning system having a function of scanning the laser beam in both the X-axis and Y-axis directions is driven, This is a positioning processing method for processing a circular outer peripheral edge by rotating a laser beam once or a plurality of times in a vortex from a point.
[0016]
According to the above method, the XY-axis galvanometer mirror scanning system can process a relatively large circular image recognition mark and can detect the processing origin as the processing center point.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, when the image recognition mark is processed, a temporary work piece is placed, a processing table that moves in both the X-axis and Y-axis directions is driven, and the processing center point is the base point. In the positioning processing method, the laser beam is rotated once or a plurality of times in a vortex to process a circular outer peripheral edge.
[0018]
According to the above method, it is possible to process a relatively large circular image recognition mark by moving the processing table in both the X-axis and Y-axis directions, and to detect the processing origin as the processing center point.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an XY-axis galvanometer mirror scanning system having a function of scanning a laser beam in both directions of the X-axis and the Y-axis when the image recognition mark is processed. Positioning that drives both the machining table moving in both the X-axis and Y-axis directions, and machining the circular outer periphery by rotating the laser beam once or a plurality of times in a vortex from the machining center point It is a processing method.
[0020]
According to the above method, a relatively large circular image recognition mark can be processed by the XY axis galvanometer mirror scanning system and the processing table, and the processing origin can be detected as the processing center point.
[0021]
According to a fifth aspect of the present invention, when the position of the image recognition mark is detected by the imaging camera according to any one of the first to fourth aspects, a temporary workpiece is placed on both sides of the X axis and the Y axis. Using a processing table to move, moving the processing center point of the image recognition mark to the center position of the imaging camera, detecting a shift amount of the processing center point of the image recognition mark with respect to the center position of the imaging camera; And a step of performing correction by moving the processing table based on the amount of deviation, and a positioning processing method for correcting the processing center point of the image recognition mark to the center position of the imaging camera.
[0022]
According to the above method, when the position of the image recognition mark is detected by the imaging camera, there is an effect of correcting the shift amount of the processing center point of the image recognition mark with respect to the center position of the imaging camera.
[0023]
A sixth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to fifth aspects, wherein an area having a temporary workpiece is scanned with laser light using an XY-axis galvanometer mirror scanning system, and an fθ scan lens is used. When the image recognition mark is processed via the processing table, the processing center point of the image recognition mark is moved to the center position of the imaging camera by using a processing table on which a temporary workpiece is placed and moved in both the X-axis and Y-axis directions. A step of detecting a shift amount of a processing center point of the image recognition mark with respect to a center position of the imaging camera, and a step of performing correction by moving the processing table based on the shift amount of the fθ scan lens. This is a positioning processing method for correcting a processing position distortion generated due to characteristics.
[0024]
According to the above method, when the laser beam is scanned on an area with a temporary workpiece using an XY-axis galvanometer mirror scan system and the image recognition mark is processed via the fθ scan lens, the center position of the imaging camera The processing table is moved based on the amount of shift of the processing center point of the image recognition mark with respect to, and the processing position distortion of the fθ scan lens is corrected.
[0025]
According to a seventh aspect of the present invention, the positioning processing method according to any one of the first to sixth aspects of the present invention is performed. The image recognition mark has a center of gravity and an outer peripheral edge by irradiating a temporary workpiece with laser light. An image recognition mark processing means for performing the above processing, an imaging camera for detecting the position of the image recognition mark, an image recognition device for processing the center of gravity of the image recognition mark detected by the imaging camera as a processing center position, A processing table on which a workpiece is placed and moved in the X-axis and Y-axis directions, and a control means for controlling a processing means for processing the workpiece and positioning so that the processing can be performed at a predetermined position of the workpiece. And the control means controls the processing means by correction data based on a difference between a processing center point obtained by processing the position of the image recognition mark detected by the imaging camera and a specified position, and performs positioning processing. A-decided Me processing equipment.
[0026]
According to the above apparatus, since the image recognition mark is a relatively large image recognition mark having a processing origin and an outer peripheral edge, the imaging camera can accurately detect the image recognition mark, and the image recognition apparatus accurately detects the processing origin as the processing center point. The control means can control the machining means with correction data based on the difference between the center point of machining and the specified position, and has an effect of positioning with high accuracy.
[0027]
According to an eighth aspect of the present invention, in the apparatus according to the seventh aspect, wherein the positioning processing method according to any one of the first to sixth aspects is implemented, the control means has a processing table on which a temporary workpiece is placed, X Moving the processing center point of the image recognition mark to the center position of the imaging camera by moving in both directions of the axis and the Y-axis, and detecting a shift amount of the processing center point of the image recognition mark with respect to the center position of the imaging camera, In the positioning processing apparatus, the processing table is moved based on a shift amount, and the processing center point in the image recognition mark is corrected to the center position of the imaging camera.
[0028]
According to the above apparatus, the control means has an effect of correcting the shift amount of the processing center point of the image recognition mark with respect to the center position of the imaging camera.
[0029]
A ninth aspect of the present invention is the one according to the seventh aspect, wherein the positioning processing method according to any one of the first to sixth aspects of the present invention is implemented. When processing a laser beam using a mirror scan system and processing an image recognition mark via an fθ scan lens, a temporary work piece is placed and a processing table that moves in both the X-axis and Y-axis directions is used. The processing center point of the recognition mark is moved to the center position of the imaging camera, the shift amount of the processing center point of the image recognition mark with respect to the center position of the imaging camera is detected, and the processing table is moved based on the shift amount. Thus, the positioning processing apparatus corrects the processing position distortion generated due to the characteristics of the fθ scan lens.
[0030]
According to the above apparatus, the control means moves the processing table based on the shift amount of the processing center point of the image recognition mark with respect to the center position of the imaging camera, thereby correcting the processing position distortion of the fθ scan lens.
[0031]
The invention according to claim 10 is a step of processing the image recognition mark by irradiating the temporary workpiece with laser light, a step of detecting the position of the image recognition mark, and processing the detected position of the image recognition mark. A step of obtaining the difference between the center position of the machining obtained and the specified machining position, and a step of performing a positioning process by controlling the machining means based on correction data based on the difference, and machining the image recognition mark. When processing the special shape such as a cross shape, triangle shape, star shape, rhombus shape having an outer peripheral edge and a processing origin, and further detecting the position of the image recognition mark of the special shape, the processing origin is the processing center. This is a positioning method for detecting as a point.
[0032]
According to the above method, an image recognition mark having a relatively large special shape having a processing origin and an outer peripheral edge can be processed, and the processing origin can be detected as a processing center point.
[0033]
The invention described in claim 11 drives the XY-axis galvanometer mirror scanning system having the function of scanning the laser beam in both the X-axis and Y-axis directions when processing the special shape image recognition mark. In this positioning processing method, laser light is scanned with the processing center point as the origin to process the outer peripheral edge of the image recognition mark having a special shape.
[0034]
According to the above method, an XY-axis galvanometer mirror scanning system can process a relatively large image recognition mark having a special shape, and can detect the processing origin as a processing center point.
[0035]
The invention according to
[0036]
According to the above method, it is possible to process an image recognition mark having a relatively large special shape by moving the processing table in both the X-axis and Y-axis directions, and to detect the processing origin as the processing center point.
[0037]
A thirteenth aspect of the present invention is the provision of the XY axis galvanomirror scanning system having a function of scanning the laser beam in both the X axis and the Y axis when processing the image recognition mark having a special shape. Positioning that places a workpiece, drives both the machining table that moves in both the X-axis and Y-axis directions, scans the laser beam with the machining center point as the origin, and processes the outer periphery of the special shape image recognition mark It is a processing method.
[0038]
According to the above method, the image recognition mark having a relatively large special shape can be processed by the XY axis galvanomirror scanning system and the processing table, and the processing origin can be detected as the processing center point.
[0039]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the method according to any one of the tenth to thirteenth aspects, when the position of the image recognition mark having a special shape is detected by the imaging camera, a temporary workpiece is placed, and the X axis and the Y axis A step of moving the processing center point of the special shape image recognition mark to the center position of the imaging camera, and a processing center point of the special shape image recognition mark with respect to the center position of the imaging camera. A positioning process for correcting the processing center point of the image recognition mark to the center position of the imaging camera, the method including: a step of detecting a shift amount of the image recognition mark; and a step of performing correction by moving the processing table based on the shift amount. Is the method.
[0040]
According to the above method, when the position of the special shape image recognition mark is detected by the imaging camera, there is an effect of correcting the shift amount of the processing center point in the special shape image recognition mark with respect to the center position of the imaging camera.
[0041]
A fifteenth aspect of the present invention is the fifteenth scan lens according to any one of the tenth to fourteenth aspects, wherein an area with a temporary workpiece is scanned with laser light using an XY-axis galvanometer mirror scan system, and an fθ scan lens is used. When processing a specially shaped image recognition mark via a processing table, a processing table is used to place a temporary workpiece and move in both the X-axis and Y-axis directions. Moving to the center position of the imaging camera, detecting a shift amount of the processing center point in the image recognition mark having a special shape with respect to the center position of the imaging camera, and moving and correcting the processing table based on the shift amount Is a positioning processing method for correcting processing position distortion generated due to the characteristics of the fθ scan lens.
[0042]
According to the above method, when an area with a temporary workpiece is scanned with a laser beam using an XY-axis galvanometer mirror scan system and an image recognition mark having a special shape is processed via an fθ scan lens, an imaging camera is used. The processing table is moved based on the shift amount of the processing center point in the image recognition mark having a special shape with respect to the center position of the lens to correct the processing position distortion of the fθ scan lens.
[0043]
The invention according to claim 16 implements the positioning processing method according to any one of claims 10 to 15, and has a special shape having a processing origin and an outer periphery by irradiating a temporary workpiece with laser light. Image recognition mark processing means for processing the image recognition mark, an imaging camera for detecting the position of the special shape image recognition mark, and a processing origin of the special shape image recognition mark detected by the imaging camera. An image recognition device for processing as a position, a processing table on which a temporary workpiece is mounted and moved in the X-axis and Y-axis directions, and a processing means for processing the workpiece are controlled to process at a specified position of the workpiece. Control means for positioning so as to be able to perform, and the control means compensates based on the difference between the processing center point obtained by processing the position of the image recognition mark of the special shape detected by the imaging camera and the specified position. Controlling said processing means by the data, a positioning processing apparatus that performs positioning processing.
[0044]
According to the above apparatus, since the image recognition mark has a relatively large special shape having a processing origin and an outer periphery, the imaging camera can accurately detect the image recognition mark having a special shape, and the processing origin is used as an image as a processing center point. The recognizing device can detect with high accuracy, and the control means has an effect of controlling the processing means with correction data based on the difference between the center point of processing and the specified position, and positioning with high accuracy.
[0045]
According to a seventeenth aspect of the present invention, the positioning processing method according to any one of the tenth to fifteenth aspects implements the positioning processing method according to any one of the sixteenth to fifteenth aspects. The processing center point of the special shape image recognition mark is moved to the center position of the imaging camera by moving in both the Y axis and the Y axis, and the processing center point of the special shape image recognition mark is shifted from the center position of the imaging camera. The positioning processing apparatus detects an amount, moves the processing table based on the shift amount, and corrects the processing center point of the image recognition mark having the special shape to the center position of the imaging camera.
[0046]
According to the above apparatus, the control means has an effect of correcting the shift amount of the processing center point in the image recognition mark having a special shape with respect to the center position of the imaging camera.
[0047]
According to an eighteenth aspect of the present invention, the positioning processing method according to any one of the tenth to fifteenth aspects implements the positioning processing method according to any one of the sixteenth to fifteenth aspects. When processing a laser beam using a mirror scan system and processing an image recognition mark having a special shape via an fθ scan lens, a processing table on which a temporary workpiece is mounted and moved in both the X-axis and Y-axis directions is provided. And moving the processing center point of the special shape image recognition mark to the center position of the imaging camera, detecting the amount of shift of the processing center point in the special shape image recognition mark with respect to the center position of the imaging camera, and In this positioning processing apparatus, the processing table is moved based on the amount to correct the processing position distortion generated due to the characteristics of the fθ scan lens.
[0048]
According to the above apparatus, the control means moves the processing table based on the shift amount of the processing center point in the image recognition mark having a special shape with respect to the center position of the imaging camera, and has an effect of correcting the processing position distortion of the fθ scan lens.
[0049]
According to a nineteenth aspect of the present invention, recognized part processing means for processing a recognized part having a processing origin and an outer peripheral edge by irradiating a temporary workpiece with laser light, and a recognized part for detecting the position of the recognized part. Part processing position detection means, recognition processing means for processing the processing origin of the recognized part detected by the recognized part processing position detection means as the center position of the processing, and the direction of the X-axis and Y-axis on which the temporary workpiece is placed And a table means for controlling the workpiece, and a control means for controlling the machining means for machining the workpiece and positioning the workpiece at a specified position of the workpiece, and machining the recognized portion having the machining origin. A step of detecting a position of the recognized portion, a step of obtaining a difference between the processing center point obtained by processing the detected position of the recognized portion and the specified position, and correction data based on the difference Control the processing means, positioning processing A positioning processing method and a step of performing.
[0050]
The invention described in
[0051]
According to the above method and apparatus, since the recognized portion has a machining origin and an outer peripheral edge, the recognized portion machining position detecting means can accurately detect the recognized portion, and the machining origin is used as the machining center point. The recognition processing means can detect with high accuracy, and the control means has the effect of controlling the processing means with correction data based on the difference between the processing center point and the specified position, and positioning with high accuracy.
[0052]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0053]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic view showing a positioning processing apparatus and positioning processing method of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a processing method of an image recognition mark of the positioning processing apparatus. The positioning processing apparatus shown in FIG. 1 is before the processing means such as a laser processing apparatus that performs processing such as drilling a formal workpiece by the laser oscillator 11, the XY axis galvanometer
[0054]
A laser oscillator 11 as laser output means is an outer
[0055]
Then, the XY-axis galvanometer
[0056]
The fθ scan
[0057]
[0058]
The
[0059]
[0060]
The
[0061]
In the above embodiment, an apparatus and a processing method for positioning a specified processing position will be described. In order to increase the area of the image recognition mark, for example, recognition mark processing as shown in FIG. 2 is performed. As described above, this type of processing is necessary because, in recent years, the processing holes have become smaller due to the higher density of printed circuit boards due to the miniaturization of electronic devices, etc. If the processing position cannot be detected with high accuracy due to the imaging capability of the camera, that is, if the size of the
[0062]
Therefore, the
[0063]
Then, the processing table 22 on which the
[0064]
Further, the
[0065]
There is also a method of forming the image recognition mark 13a having a special shape shown in FIG. In FIG. 3, a cross-shaped outer peripheral edge 132a can be formed by moving the laser beam by a certain amount vertically and horizontally from the processing origin 131a. At this time, in addition to the detection of the processing center serving as the center of gravity as described above, the accuracy is further improved by performing pattern detection. In pattern detection, a cross-shaped mark is created in advance, and the position of the processing origin 131a is registered in accordance with the origin position of the
[0066]
As described above, the present embodiment detects a recognized part processing unit that processes a recognized part having a processing origin and an outer periphery by irradiating a temporary workpiece with laser light, and detects the position of the recognized part. Recognition portion processing position detection means, recognition processing means for processing the recognition origin processing position detected by the recognition portion processing position detection means as the processing center position, and a temporary workpiece to be placed on the X and Y axes. A table means that moves in the direction of the workpiece, and a control means that controls the machining means for machining the workpiece and positions the workpiece so that machining can be performed at a specified position of the workpiece. This is an apparatus for performing positioning processing by controlling the processing means based on correction data based on the difference between the processing center position obtained by processing the position of the recognized portion detected by the position detection means and the specified processing position.
[0067]
Then, using this positioning processing device, processing the recognized portion having the processing origin and outer periphery, detecting the position of the recognized portion, and processing the detected position of the recognized portion. The positioning processing method includes a step of obtaining a difference between the obtained processing center position and a prescribed processing position, and a step of performing positioning processing by controlling the processing means based on correction data based on the difference.
[0068]
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to process a large-size image recognition mark that is a recognized portion, and by detecting the position of the large recognized portion in the image recognition device that is a recognition processing device. Highly accurate and stable detection results can be obtained.
[0069]
In this embodiment, the circular shape shown in FIG. 2 and the cross shape shown in FIG. 3 are used as the image recognition mark. However, if there is a processing origin and an outer peripheral edge as the image recognition mark that is the recognized portion, Shape, triangle shape, star shape, rhombus shape, etc., and are not limited to these shapes.
[0070]
In this embodiment, the XY-axis galvanometer
[0071]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic diagram showing the positioning processing apparatus and positioning processing method of the present invention, and shows the correction relationship between the processing origin of the image recognition mark and the center position of the imaging camera at the time of shooting by the imaging camera.
[0072]
In the present embodiment, the deviation amount correction is performed until the deviation amount between the processing origin of the image recognition mark and the center position of the imaging camera at the time of shooting by the imaging camera falls within the specified accuracy. Unlike the above-described invention, parts having the same configuration and operational effects are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different points will be mainly described.
[0073]
The controller 18a, which is a control means, controls the XY axis table control unit so that the
[0074]
Further, as described in the first embodiment, the controller 18a stores in advance, for example, a specified position of a processing hole in a formal workpiece, and an image captured by the
[0075]
The controller 18a also stores a control sequence for controlling the XY axis galvanometer
[0076]
As shown in FIG. 6, the XY-
[0077]
Hereinafter, the operation of the function for correcting the processing center point of the image recognition mark in the present embodiment to the camera center position will be described. The controller 18a controls the XY axis galvanometer
[0078]
Then, a laser beam is irradiated onto the
[0079]
Subsequently, the controller 18a takes in the position data of the
[0080]
Then, the controller 18a moves the machining table 22 through the XY axis
[0081]
After correcting the processing center point of the image recognition mark to the center position of the imaging camera, the controller 18a of the
[0082]
As described above, according to the present embodiment, by performing offset amount correction with respect to the processing origin of the imaging camera, it is possible to improve the accuracy of positioning processing at a predetermined position where processing is always performed more than in the first embodiment. As a result, processing can always be performed with a specified positional accuracy.
[0083]
(Embodiment 3)
5A and 5B are diagrams comparing the relationship between the positional distortion of the fθ scan lens and the actual machining position in the positioning processing apparatus and positioning processing method of the present invention before and after correction of the positional distortion of the fθ scan lens. is there.
[0084]
The present embodiment differs from the first and second embodiments in that the positional distortion correction of the fθ scan lens is executed. The rest of the configuration and the operational effects are the same as those of the first and second embodiments. The differences will be mainly described with reference to the drawings of the first and second embodiments.
[0085]
Hereinafter, the operation of the positional distortion correction function of the fθ scan
[0086]
In general, the positional distortion of the fθ scan lens means that a distortion as shown in FIG. 5A is generated as the scan area is widened and processed due to the characteristics of the scan lens.
[0087]
The controller 18a controls the XY-axis galvanometer
[0088]
Therefore, the processing table 22 is moved by the shift amount so that the
[0089]
Then, the processing table 22 is moved by the shift amount so that the
[0090]
The controller 18a controls the XY-axis galvanometer
[0091]
Further, the processing table 22 is moved by the shift amount so that the
[0092]
After correcting the positional distortion of the fθ scan
[0093]
As described above, according to the present embodiment, by correcting the positional distortion of the fθ scan
[0094]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by processing a recognized portion having a processing origin and an outer peripheral edge into a workpiece, it becomes easy to detect the position of the recognized portion and perform highly accurate positioning processing. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a positioning processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a method for processing an image recognition mark of the positioning processing apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing another example of the processing method using the image recognition mark of the positioning processing apparatus according to the first embodiment;
FIG. 4 is a diagram showing a correction method to a center position of an imaging camera of a positioning apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
5A is a diagram showing a position before correction of position distortion of the fθ scan lens of the positioning processing apparatus according to the third embodiment of the present invention; FIG. 5B is a view showing correction of position distortion of the fθ scan lens of the positioning processing apparatus according to the third embodiment; Figure showing the back
FIG. 6 is a feedback control diagram of the positioning processing device according to the second and third embodiments of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing a conventional positioning apparatus.
[Explanation of symbols]
11 Laser oscillator (recognized part processing means, processing means)
12 Temporary workpiece
13 Image recognition mark (recognized part)
13a Special shape image recognition mark (recognized part)
14 XY axis galvanometer mirror scanning device (XY axis galvanometer mirror scanning system, machining positioning means)
15 fθ scan lens
16 Imaging camera (recognized part processing position detection means)
17 Image recognition device (recognition processing means)
18, 18a Controller (control means)
19 Correction arithmetic circuit
22 Processing table (table means)
131, 131a Machining origin
132, 132a outer periphery
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