JP2009241148A - Laser beam machining apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining apparatus effectively suppressing the error between a position of a laser spot and a machining target position. <P>SOLUTION: The laser beam machining apparatus M includes an allocation section which allocates the machining target position on a machining region to a coordinate position of a coordinate system, and a correction section which, when a designated coordinate position is allocated as the machining target position, suppresses the error between the position of the laser spot and the machining target position by correcting the turning position of a galvanometer mirror based on correction data made to correspond to the designated coordinate position. The spacing between the designated coordinate positions Q, Q made to correspond to the correction data for suppressing the error between the position of the laser spot S and the machining target position is narrower in the region farther from a reference position O than the region nearer the reference position within the coordinate system. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ加工装置に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus.

レーザ加工装置は、レーザ光源と、そこからのレーザ光を反射させるガルバノミラーと、そのガルバノミラーで反射したレーザ光を収束させて加工領域上にレーザスポットを形成する収束レンズとを備える。所定の加工パターンが入力されると、その加工パターンに応じた加工領域上の加工目標位置を、座標系上の座標位置として割り付けて、その座標位置に基づきガルバノミラーの回動位置を制御することにより、上記レーザスポットを加工領域上で移動させて加工を施す。   The laser processing apparatus includes a laser light source, a galvanometer mirror that reflects the laser beam therefrom, and a converging lens that converges the laser beam reflected by the galvanometer mirror to form a laser spot on the processing region. When a predetermined machining pattern is input, a machining target position on the machining area corresponding to the machining pattern is assigned as a coordinate position on the coordinate system, and the rotational position of the galvano mirror is controlled based on the coordinate position. Thus, the laser spot is moved on the processing region to perform processing.

ところが、ガルバノミラーを上記各座標位置に対応した回動位置に正確に変位させたとしても、収束レンズの収差等の影響により、加工領域上のレーザスポットの位置と上記加工目標位置との間に誤差が生じてしまう。そこで、従来から、この誤差を抑制する機能を備えたレーザ加工装置がある(特許文献1〜3参照)。具体的には、この従来のレーザ加工装置は、座標系において等間隔に並ぶ各座標位置ごとに対応付けられた複数の補正データ(補正値マトリックス)がメモリに記憶されており、加工目標位置として割り付けられた座標位置に対応付けられた補正データをメモリから読み出して、この補正データに基づきガルバノミラーの回動位置を補正することによりレーザスポットの位置と加工目標位置との誤差を抑制するようにしている。
特開昭62−45493号公報 特開平8−174256号公報 特開2002−316288公報
However, even if the galvano mirror is accurately displaced to the rotation position corresponding to each coordinate position, due to the influence of the aberration of the converging lens, the position of the laser spot on the machining area and the machining target position are not affected. An error will occur. Therefore, there is a conventional laser processing apparatus having a function of suppressing this error (see Patent Documents 1 to 3). Specifically, in this conventional laser processing apparatus, a plurality of correction data (correction value matrix) associated with each coordinate position arranged at equal intervals in the coordinate system is stored in a memory, and the processing target position is The correction data associated with the allocated coordinate position is read from the memory, and the rotation position of the galvano mirror is corrected based on the correction data, thereby suppressing an error between the laser spot position and the processing target position. ing.
JP 62-45493 A JP-A-8-174256 JP 2002-316288 A

上記従来のレーザ加工装置は、座標系において等間隔ごとに並んだ各座標位置に対して補正データが1つずつ対応付けられた構成であるが、レーザスポットの位置と加工目標位置との誤差を抑制するための更なる技術が要望されていた。   The conventional laser processing apparatus has a configuration in which correction data is associated with each coordinate position arranged at equal intervals in the coordinate system, but the error between the position of the laser spot and the processing target position is calculated. There has been a demand for further technology to suppress.

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、レーザスポットの位置と加工目標位置との誤差を効果的に抑制することが可能なレーザ加工装置を提供するところにある。   The present invention has been completed based on the above circumstances, and an object thereof is to provide a laser processing apparatus capable of effectively suppressing an error between the position of a laser spot and a processing target position. By the way.

上記の目的を達成するための手段として、第1の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光を反射させるガルバノミラーを回動可能に有するガルバノスキャナと、前記ガルバノミラーで反射したレーザ光を収束させて加工領域上にレーザスポットを形成する収束レンズと、前記加工領域上の加工目標位置を、座標系の座標位置に割り付ける割付部と、前記割付部で前記加工目標位置が割り付けられた座標位置に基づき前記ガルバノミラーを回動させて前記レーザスポットを前記加工領域上で移動させる制御部と、前記座標系から指定された複数の指定座標位置それぞれに対応付けられた複数の補正データが記憶されるメモリと、前記指定座標位置が前記加工目標位置として割り付けられた場合に、当該指定座標位置に対応付けられた補正データに基づき前記ガルバノミラーの回動位置を補正して、前記レーザスポットの位置と前記加工目標位置との誤差を抑制する補正部と、を備え、前記座標系内において前記収束レンズのレンズ中心に対応する基準位置に近い領域よりも遠い領域の方が、前記指定座標位置同士の間隔が狭い構成である。   As a means for achieving the above object, a laser processing apparatus according to a first aspect of the present invention is a galvanometer having a laser light source that emits laser light and a galvano mirror that reflects the laser light from the laser light source. A scanner, a converging lens that converges the laser light reflected by the galvanometer mirror to form a laser spot on the processing region, an assignment unit that assigns a processing target position on the processing region to a coordinate position of the coordinate system, and A control unit that moves the laser spot on the processing region by rotating the galvano mirror based on the coordinate position to which the processing target position is allocated by the allocation unit, and a plurality of specified coordinate positions specified from the coordinate system A memory in which a plurality of correction data associated with each of them is stored, and the designated coordinate position is assigned as the processing target position. A correction unit that corrects the rotational position of the galvano mirror based on correction data associated with the designated coordinate position and suppresses an error between the position of the laser spot and the processing target position. In the coordinate system, the distance between the designated coordinate positions is narrower in the area farther from the area near the reference position corresponding to the lens center of the convergent lens.

レーザスポットの位置と加工目標位置との誤差は、収束レンズのレンズ中心に対応する座標位置(基準位置)から離れるほど大きくなる傾向にある。そこで、本発明によれば、座標系内において収束レンズのレンズ中心に対応する基準位置に近い領域よりも遠い領域の方が、指定座標位置(補正データが対応付けられた座標位置)同士の間隔が狭い構成である。このように、上記誤差の度合いに応じて座標系に指定座標位置の間隔を変えることにより、レーザスポットの位置と加工目標位置との誤差を効果的に抑制することができる。   The error between the position of the laser spot and the processing target position tends to increase as the distance from the coordinate position (reference position) corresponding to the lens center of the convergent lens increases. Therefore, according to the present invention, the distance between the designated coordinate positions (coordinate positions associated with the correction data) is greater in the area closer to the reference position corresponding to the lens center of the convergent lens in the coordinate system. Is a narrow configuration. As described above, by changing the interval between the designated coordinate positions in the coordinate system in accordance with the degree of the error, the error between the position of the laser spot and the processing target position can be effectively suppressed.

第2の発明は、第1の発明のレーザ加工装置であって、前記座標系において前記基準位置からの距離が遠い領域になるに連れて、前記指定座標位置同士の間隔が徐々に狭くなっている構成である。
本発明によれば、レーザスポットの位置と加工目標位置との誤差の傾向に即して、精度よく補正を行うことができる。
A second invention is the laser processing apparatus according to the first invention, wherein an interval between the designated coordinate positions is gradually narrowed as the distance from the reference position is increased in the coordinate system. It is the composition which is.
According to the present invention, the correction can be performed with high accuracy in accordance with the tendency of the error between the position of the laser spot and the processing target position.

第3の発明は、第2の発明のレーザ加工装置であって、前記指定座標位置同士の間隔は、前記基準位置からの距離が遠い領域になるに連れて指数関数的に狭くなる構成である。
レーザスポットの位置と加工目標位置との誤差は、収束レンズのレンズ中心に対応する基準位置からの距離が遠い領域になるに連れて指数関数的に大きくなる。そこで、本発明のように、指定座標位置同士の間隔を、基準位置からの距離が遠い領域になるに連れて指数関数的に狭くした構成が好ましい。
3rd invention is a laser processing apparatus of 2nd invention, Comprising: The space | interval of the said designated coordinate position becomes a structure which becomes exponentially narrow as the distance from the said reference position becomes a far region. .
The error between the position of the laser spot and the processing target position increases exponentially as the distance from the reference position corresponding to the lens center of the convergent lens increases. Therefore, as in the present invention, a configuration in which the interval between the designated coordinate positions is narrowed exponentially as the distance from the reference position is increased is preferable.

第4の発明は、第1から第3のいずれか一つの発明のレーザ加工装置であって、前記基準位置で交差する2直線それぞれの上に位置し、且つ、前記基準位置からの距離が同じ2つの領域間で、前記指定座標位置同士の間隔が互いに異なる。
基準位置で交差する2直線それぞれの上に位置し、且つ、基準位置からの距離が同じ2つの領域であっても、レーザスポットの位置と加工目標位置との誤差が異なることがある。この場合には、本発明のように、両領域間で、指定座標位置同士の間隔が互いに異なる構成とするのが好ましい。
A fourth invention is the laser processing apparatus according to any one of the first to third inventions, and is located on each of two straight lines intersecting at the reference position, and the distance from the reference position is the same. The spacing between the designated coordinate positions is different between the two regions.
Even in two regions that are located on two straight lines that intersect at the reference position and have the same distance from the reference position, the error between the position of the laser spot and the processing target position may be different. In this case, it is preferable that the distance between the designated coordinate positions is different between the two regions as in the present invention.

第5の発明は、第1から第4のいずれか一つの発明のレーザ加工装置であって、前記補正部は、前記指定座標位置以外の座標位置が前記加工目標位置として割り付けられた場合に、前記指定座標位置及び当該指定座標位置に対応付けられた補正データに基づき前記ガルバノミラーの回動位置を補正する構成である。
指定座標位置以外の座標位置が加工目標位置として割り付けられた場合には、指定座標位置及び当該指定座標位置に対応付けられた補正データに基づきガルバノミラーの回動位置を補正することが好ましい。
5th invention is the laser processing apparatus of any one of 1st to 4th invention, Comprising: The said correction | amendment part, when coordinate positions other than the said designated coordinate position are allocated as the said process target position, The rotation position of the galvano mirror is corrected based on the specified coordinate position and correction data associated with the specified coordinate position.
When a coordinate position other than the designated coordinate position is assigned as the machining target position, it is preferable to correct the rotational position of the galvano mirror based on the designated coordinate position and the correction data associated with the designated coordinate position.

本発明によれば、レーザスポットの位置と加工目標位置との誤差を効果的に抑制することができる。   According to the present invention, the error between the position of the laser spot and the processing target position can be effectively suppressed.

本発明の一実施形態を図1〜図3を参照しつつ説明する。
(レーザ加工装置の全体構成)
図1は、本実施形態のレーザ加工装置の全体構成図である。同図には、レーザ加工装置Mが、加工台Z上の所定の加工領域E内に配置された加工対象物W(本実施形態では、携帯電話に使用される絶縁シート)に加工を施す例が示されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Overall configuration of laser processing equipment)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a laser processing apparatus according to the present embodiment. In the figure, an example in which a laser processing apparatus M processes a processing object W (in this embodiment, an insulating sheet used for a mobile phone) disposed in a predetermined processing area E on a processing table Z. It is shown.

レーザ加工装置Mは、主として、レーザ光源10と、ガルバノスキャナ20と、コントローラ30とを備える。ガルバノスキャナ20は、レーザ光源10から出射されたレーザ光11の向きを変えて上記加工領域E上に照射させる。具体的には、ガルバノスキャナ20は、上記レーザ光源10からのレーザ光を反射させる一対のガルバノミラー20V,20Wと、それら一対のガルバノミラー20V,20Wで反射したレーザ光11を収束させて加工領域E上にレーザスポットSを形成する収束レンズ20Z(例えばfθレンズ)と、を有する。一方のガルバノミラー20Vを回動させることで上記レーザスポットSを所定の一方向(後述する直交座標系のX軸方向に対応)に移動させることができ、他のガルバノミラー20Wを回動させることで上記レーザスポットSを上記一方向に直交する他方向(直交座標系のY軸方向に対応)に移動させることができる。   The laser processing apparatus M mainly includes a laser light source 10, a galvano scanner 20, and a controller 30. The galvano scanner 20 changes the direction of the laser beam 11 emitted from the laser light source 10 and irradiates the processing area E with the laser beam 11. Specifically, the galvano scanner 20 converges the pair of galvanometer mirrors 20V and 20W for reflecting the laser beam from the laser light source 10 and the laser beam 11 reflected by the pair of galvanometer mirrors 20V and 20W to process the region. And a converging lens 20Z (for example, an fθ lens) that forms a laser spot S on E. By rotating one galvanometer mirror 20V, the laser spot S can be moved in a predetermined direction (corresponding to the X-axis direction of an orthogonal coordinate system described later), and the other galvanometer mirror 20W is rotated. The laser spot S can be moved in the other direction (corresponding to the Y-axis direction of the orthogonal coordinate system) orthogonal to the one direction.

(レーザ加工装置の電気的構成)
図2に示すようにコントローラ30は、文字図形等の加工データが記憶されているメモリ32と、CPU34(割付部、制御部、補正部の一例)とからなり、CPU34に対して入力装置31(例えばコンソール)が接続されている。
(Electric configuration of laser processing equipment)
As shown in FIG. 2, the controller 30 includes a memory 32 that stores processing data such as characters and graphics, and a CPU 34 (an example of an allocation unit, a control unit, and a correction unit). For example, a console) is connected.

そして、入力装置31では、加工領域Eの加工対象物Wに形成すべき加工パターンの入力できるようになっている。所定の加工パターンが入力装置31に入力されると、CPU34はメモリ32から上記加工パターンに対応する加工データ(ベクトルデータ)を読み出す。そして、読み出した加工データの線要素について、始点及び終点を含む複数の加工点を抽出し、この抽出した各加工点を図3に示すXYの直交座標系上の各座標位置P(同図において、直交する2本のグリッドの各交点)に割り付けることにより各点ごとの座標データを生成する。このとき、CPU34は「割付部」として機能する。   The input device 31 can input a machining pattern to be formed on the workpiece W in the machining area E. When a predetermined machining pattern is input to the input device 31, the CPU 34 reads machining data (vector data) corresponding to the machining pattern from the memory 32. Then, a plurality of machining points including a start point and an end point are extracted from the read machining data line elements, and each of the extracted machining points is represented as a coordinate position P (in the same figure in the XY orthogonal coordinate system shown in FIG. 3). The coordinate data for each point is generated by assigning to each intersection of two grids orthogonal to each other. At this time, the CPU 34 functions as an “allocation unit”.

ここで、直交座標系は、CPU34が加工領域E上の各位置を擬似的に把握するために使用されるものであり、上記各加工点の座標位置Pが、加工領域E上でレーザスポットSを移動させるべき加工目標位置に対応する。直交座標系の基準位置Oは、収束レンズ20Zのレンズ中心軸を通る直線と加工領域Eとの交点である。なお、図3には、基準位置Oを通る直線の加工パターンB1を加工目標の一例とし、この直線の加工データから抽出した加工点が各座標位置(P1、P2・・・P20)に割り付けられた状態が示されている。   Here, the orthogonal coordinate system is used for the CPU 34 to pseudo-understand each position on the machining area E, and the coordinate position P of each machining point is a laser spot S on the machining area E. Corresponds to the processing target position to be moved. The reference position O of the orthogonal coordinate system is the intersection of the straight line passing through the lens central axis of the convergent lens 20Z and the processing area E. In FIG. 3, a straight machining pattern B1 passing through the reference position O is taken as an example of a machining target, and machining points extracted from this straight machining data are assigned to each coordinate position (P1, P2,... P20). The state is shown.

次に、CPU34は座標データに対して後述する補正処理を行う。その後、CPU34は、補正された座標データを一時的にメモリ32に格納し、所定のタイミングで信号線Lを通じて出力する。CPU34から出力された座標データはD/A変換回路36によってディジタル信号からアナログ信号に変換され、その後、ガルバノ駆動手段20X、20Yを構成する各駆動回路(図示せず)に入力される。これにより、ガルバミラー20W、20Vの回動位置が調整・制御されることでレーザスポットSが加工領域E上で走査されて、加工対象物W上に上記の加工パターンを施すことができる。   Next, the CPU 34 performs correction processing described later on the coordinate data. Thereafter, the CPU 34 temporarily stores the corrected coordinate data in the memory 32 and outputs it through the signal line L at a predetermined timing. The coordinate data output from the CPU 34 is converted from a digital signal to an analog signal by the D / A conversion circuit 36, and then input to each drive circuit (not shown) constituting the galvano drive means 20X, 20Y. Thereby, the laser spot S is scanned on the processing region E by adjusting and controlling the rotational positions of the galvanic mirrors 20W and 20V, and the processing pattern can be applied on the processing target W.

(補正処理)
後述する補正処理をせずに、上記各座標データに従ってガルバノミラー20W、20Vを回動させると、例えば収束レンズ20Zの収差等に起因するピンクッション歪やリニアリティ歪などが生じる。即ち、加工領域E上におけるレーザスポットSの位置と加工目標位置との間に誤差(以下、「レーザ加工誤差」という)が生じてしまう。例えば図4に示すように、例えば長方形の加工パターンB2(図4で一点鎖線で図示)を加工目標として、補正処理なしで加工対象物W上に形成してみると、実際に形成された加工パターンB3(図4で実線で図示)は、左右辺の始点と終点付近では外側に膨らみ、中央付近では内側に凹む一方で、上下辺の始点と終点付近では内側に凹み、中央付近では外側に膨らむ形状になってしまう。
(Correction process)
If the galvanometer mirrors 20W and 20V are rotated according to the coordinate data without performing a correction process described later, for example, pincushion distortion or linearity distortion due to the aberration of the converging lens 20Z occurs. That is, an error (hereinafter referred to as “laser processing error”) occurs between the position of the laser spot S on the processing region E and the processing target position. For example, as shown in FIG. 4, for example, when a rectangular processing pattern B2 (shown by a one-dot chain line in FIG. 4) is used as a processing target and formed on the processing target W without correction processing, the processing actually formed The pattern B3 (shown by a solid line in FIG. 4) bulges outward near the start point and end point of the left and right sides and dents inward near the center, while it dents inward near the start point and end point of the upper and lower sides and outwards near the center. It becomes a bulging shape.

そこで、上記レーザ加工誤差を抑制するようにガルバノミラー20W、20Vの回動位置を補正するための補正データが必要になる。この補正データは、本実施形態では座標データ(座標位置P)を補正するためのデータである。この補正データは、次のようにして取得できる。即ち、直交座標系の各座標位置Pごとに、加工目標位置を割り付けて生成した座標データに補正することなく、当該座標データに基づきガルバノスキャナ20を駆動させてレーザ加工誤差を実測する。そして、このレーザ加工誤差を相殺するのに必要な座標データ(座標位置)の変更量が補正データである。   Therefore, correction data for correcting the rotational positions of the galvanometer mirrors 20W and 20V is required so as to suppress the laser processing error. This correction data is data for correcting the coordinate data (coordinate position P) in this embodiment. This correction data can be acquired as follows. That is, for each coordinate position P in the orthogonal coordinate system, the laser processing error is measured by driving the galvano scanner 20 based on the coordinate data without correcting the coordinate data generated by assigning the processing target position. The amount of change in coordinate data (coordinate position) necessary to cancel out this laser processing error is correction data.

ところで、従来のレーザ加工装置と同様、直交座標系上において等間隔で並んだ全ての座標位置P(図3の2の本のグリッドの交点全て)に対して、補正データを1つずつ対応付けてなる補正テーブル(補正値マトリックス)を利用すれば、直交座標系のどの座標位置Pに加工目標位置が割り付けられたとしても、同様の補正精度が期待できる。しかし、その反面、補正データの量が多くなり、メモリ容量負担が増大するというデメリットがある。   By the way, as with the conventional laser processing apparatus, correction data is associated one by one with all coordinate positions P (all intersection points of two grids in FIG. 3) arranged at equal intervals on the orthogonal coordinate system. If the correction table (correction value matrix) is used, the same correction accuracy can be expected regardless of which coordinate position P in the orthogonal coordinate system is assigned. However, there is a demerit that the amount of correction data increases and the memory capacity burden increases.

ところが、上記レーザ加工誤差の実測値を分析してみると、基準位置Oからの距離が遠い座標位置Pほど、レーザ加工誤差が大きい傾向にあることが分かる。換言すれば、ガルバノスキャナ20からのレーザ光11が収束レンズ20Zに入射する位置が、当該収束レンズ20Zの周縁に近いほどレーザ加工誤差が大きい傾向にある。即ち、直交座標系の各領域によってレーザ加工誤差の度合いにばらつきがあり、直交座標系の全領域において同じ補正精度が必ずしも求められるわけではない。   However, when the measured value of the laser processing error is analyzed, it can be seen that the laser processing error tends to increase as the coordinate position P is farther from the reference position O. In other words, the laser processing error tends to increase as the position where the laser beam 11 from the galvano scanner 20 enters the converging lens 20Z is closer to the periphery of the converging lens 20Z. That is, the degree of laser processing error varies depending on each area of the orthogonal coordinate system, and the same correction accuracy is not necessarily required in all areas of the orthogonal coordinate system.

そこで、本実施形態では、補正テーブルは、直交座標系上の一部の座標位置Pだけに対して補正データを1つずつ対応付けている。以下、補正データが対応付けられた座標位置Pを特に「指定座標位置Q」(図3で「×」印で図示)という。具体的には、直交座標系において基準位置Oからの距離が遠くなるに連れて、指定座標位置Q,Q同士の間隔が徐々に狭くなっている構成である。より具体的には、X軸(Y軸)上において基準位置Oから4つ目、7つ目、9つ目、10つ目の座標位置Pが指定座標位置Qとされている。また、X軸上の指定座標位置Qを通過するY軸に平行な直線(補正グリッド)と、Y軸上の指定座標位置Qを通過するX軸に平行な直線(補正グリッド)との交点も、指定座標位置Qとされている。その結果、図3の加工パターンB1上のうち座標位置P1、P2、P4、P7、基準位置O、座標位置P14、P17、P19、P20が指定座標位置Qであり、これらの座標位置については、それぞれに対応付けられた補正データに基づき座標データが補正される。   Therefore, in the present embodiment, the correction table associates correction data one by one with only some coordinate positions P on the orthogonal coordinate system. Hereinafter, the coordinate position P associated with the correction data is particularly referred to as “designated coordinate position Q” (indicated by “x” in FIG. 3). Specifically, in the orthogonal coordinate system, the distance between the designated coordinate positions Q and Q is gradually narrowed as the distance from the reference position O increases. More specifically, the fourth, seventh, ninth, and tenth coordinate positions P from the reference position O on the X axis (Y axis) are designated coordinate positions Q. Also, the intersection of a straight line (correction grid) parallel to the Y axis passing through the designated coordinate position Q on the X axis and a straight line (correction grid) parallel to the X axis passing through the designated coordinate position Q on the Y axis , The designated coordinate position Q. As a result, the coordinate positions P1, P2, P4, and P7, the reference position O, the coordinate positions P14, P17, P19, and P20 are the designated coordinate positions Q on the processing pattern B1 in FIG. The coordinate data is corrected based on the correction data associated with each.

なお、CPU34は、指定座標位置Q以外の座標位置P(図3の加工パターンB1上の座標位置P3、P5、P6、P8〜P10、P11〜P13、P15、P16、P18)に加工目標位置を割り付けた場合には、当該座標位置Pの近傍に位置する指定座標位置Qの補正データを利用して重心位置演算処理(例えばバイリニア、トライリニア補間等の補間演算処理)により座標データを補正する。例えば座標位置P11〜P13の座標データについては、その近傍の指定座標位置Q(基準位置O、座標位置P14)及びこれらの対応付けられた補正データに基づき補正する。   The CPU 34 sets the machining target positions at coordinate positions P other than the designated coordinate position Q (coordinate positions P3, P5, P6, P8 to P10, P11 to P13, P15, P16, and P18 on the machining pattern B1 in FIG. 3). When assigned, the coordinate data is corrected by the gravity center position calculation process (for example, the interpolation calculation process such as bilinear or trilinear interpolation) using the correction data of the designated coordinate position Q located in the vicinity of the coordinate position P. For example, the coordinate data of the coordinate positions P11 to P13 is corrected based on the designated coordinate position Q (reference position O, coordinate position P14) in the vicinity thereof and the correction data associated therewith.

(本実施形態の効果)
上述したように、基準位置O付近の座標位置Pに加工目標位置が割り付けられた場合には、レーザ加工誤差は小さいから、指定座標位置Q、Q同士の間隔を広げて大雑把に補正しても加工品質に対する影響は比較的に小さい。これに対して、基準位置Oから離れた座標位置Pに加工目標位置が割り付けられた場合には、レーザ加工誤差が大きいから、指定座標位置Q、Q同士の間隔を狭くして詳細な補正を行う必要がある。
(Effect of this embodiment)
As described above, when the machining target position is assigned to the coordinate position P in the vicinity of the reference position O, the laser machining error is small, so that even if the gap between the designated coordinate positions Q and Q is increased and roughly corrected. The effect on processing quality is relatively small. On the other hand, when the machining target position is assigned to the coordinate position P that is distant from the reference position O, the laser machining error is large, so that the detailed coordinate correction is performed by narrowing the interval between the designated coordinate positions Q and Q. There is a need to do.

そこで、本実施形態では、直交座標系において基準位置Oからの距離が遠くなるに連れて、指定座標位置Q,Q同士の間隔が徐々に狭くなっているように補正テーブルが作成されている。従って、基準位置O付近の座標位置(図3の加工パターンB1上のP7〜P12参照)に加工目標位置が割り付けられた場合には、大雑把な補正を行う一方で、基準位置Oから離れた座標位置(図3の加工パターンB1上のP1〜P6、P13〜P20参照)に加工目標位置が割り付けられた場合には、詳細な補正を行うことができる。従って、本実施形態のレーザ加工装置Mは、直交座標系の全ての座標位置を指定座標位置として指定する構成に比べて、補正精度の低下を抑制しつつ補正データのデータ量を軽減できる。   Therefore, in the present embodiment, the correction table is created so that the distance between the designated coordinate positions Q and Q gradually decreases as the distance from the reference position O increases in the orthogonal coordinate system. Therefore, when a processing target position is assigned to a coordinate position near the reference position O (see P7 to P12 on the processing pattern B1 in FIG. 3), a rough correction is performed, while coordinates far from the reference position O are performed. When the processing target position is assigned to the position (see P1 to P6 and P13 to P20 on the processing pattern B1 in FIG. 3), detailed correction can be performed. Therefore, the laser processing apparatus M of the present embodiment can reduce the amount of correction data while suppressing a decrease in correction accuracy, compared to a configuration in which all coordinate positions in the orthogonal coordinate system are designated as designated coordinate positions.

また、直交座標系の全領域において一律に、指定座標位置同士の間隔を例えば2交点分(図3の3マス分)開けるとすると、本実施形態に比べて補正データのデータ量を削減できるが、基準位置Oから離れた座標位置に対する補正精度が低下してしまう。また、補正データが少ない分だけ、それを補うための補間演算処理の負担が大きく処理速度が低下する。これに対して、本実施形態のレーザ加工装置Mは、高い補正精度を維持しつつ、補間演算処理負担を軽減し処理速度の低下を抑制することができる。   Further, if the interval between the designated coordinate positions is uniformly opened in, for example, two intersections (three squares in FIG. 3) in the entire region of the orthogonal coordinate system, the amount of correction data can be reduced as compared with the present embodiment. The correction accuracy with respect to the coordinate position away from the reference position O is lowered. In addition, the amount of correction data is small, so that the burden of interpolation calculation processing for compensating the correction data is large and the processing speed is reduced. On the other hand, the laser processing apparatus M of the present embodiment can reduce the load of the interpolation calculation processing and suppress the decrease in the processing speed while maintaining high correction accuracy.

<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、補正テーブルは、直交座標系において基準位置Oからの距離が遠くなるに連れて指定座標位置Q,Q同士の間隔が徐々に狭くなる構成であり、これにより、実際のレーザ加工誤差の傾向に即して、精度よく補正を行うことができる。しかし、これに限らず、例えば基準位置Oから遠い領域のみ、他の領域よりも指定座標位置の間隔を狭くする構成などであってもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the above embodiment, the correction table is configured such that the distance between the designated coordinate positions Q and Q gradually decreases as the distance from the reference position O increases in the orthogonal coordinate system. In accordance with the tendency of the laser processing error, correction can be performed with high accuracy. However, the present invention is not limited to this. For example, only the region far from the reference position O may be configured such that the interval between the designated coordinate positions is narrower than other regions.

(2)上記実施形態では、補正データに基づき、座標データ(座標位置)自体を補正するソフト的処理によりガルバノミラー20V,20Wの回動位置を補正する構成であったが、これに限らず、補正データに基づき、上記ガルバノ駆動手段20X、20Yを構成する各駆動回路に与えるアナログ信号に信号レベルを加減算するハード的処理によりガルバノミラー20V,20Wの回動位置を補正する構成であってもよい。   (2) In the above embodiment, the rotational position of the galvanometer mirrors 20V and 20W is corrected by a software process for correcting the coordinate data (coordinate position) itself based on the correction data. Based on the correction data, the rotational position of the galvano mirrors 20V and 20W may be corrected by hardware processing for adding / subtracting the signal level to / from the analog signal applied to each drive circuit constituting the galvano drive means 20X and 20Y. .

(3)上記実施形態では、図3に示すように基準位置Oで交差する2直線(X軸、Y軸)それぞれの上に位置し、且つ、基準位置Oからの距離が同じである2つの領域(以下、「等距離領域」という)間では、指定座標位置Q、Q同士の間隔が同じであった。しかし、収束レンズ20Zの特性によっては、上記等距離領域間でも、レーザスポットの位置と加工目標位置との誤差が異なることがある。この場合には、本発明のように、例えば図6に示すように2つの等距離領域間で、指定座標位置同士Q、Qの間隔が互いに異なる構成とするのが好ましい。図5の例では、Y軸上では、基準位置Oから4つ目、7つ目、9つ目、10つ目の座標位置Pが指定座標位置Qとして指定されているのに対し、X軸上では、基準位置Oから3つ目、6つ目、8つ目、9つ目、10つ目の座標位置Pが指定座標位置Qとして指定されている。   (3) In the above embodiment, as shown in FIG. 3, two lines that are located on each of two straight lines (X axis and Y axis) intersecting at the reference position O and have the same distance from the reference position O are used. The designated coordinate positions Q and Q have the same interval between the regions (hereinafter referred to as “equal distance regions”). However, depending on the characteristics of the converging lens 20Z, the error between the position of the laser spot and the processing target position may differ between the equidistant regions. In this case, as shown in the present invention, for example, as shown in FIG. 6, it is preferable that the designated coordinate positions Q and Q have different intervals between two equidistant regions. In the example of FIG. 5, on the Y axis, the fourth, seventh, ninth, and tenth coordinate positions P from the reference position O are designated as the designated coordinate positions Q, whereas the X axis In the above, the third, sixth, eighth, ninth, and tenth coordinate positions P from the reference position O are designated as the designated coordinate positions Q.

(4)レーザスポットSの位置と加工目標位置との誤差は、基準位置Oからの距離が遠い領域になるに連れて指数関数的に大きくなることがある。そこで、図6に示すように、指定座標位置Q、Q同士の間隔を、基準位置Oからの距離が遠い領域になるに連れて指数関数(Y=−N N:自然数)的に狭くした構成が好ましい。図6の例では、X軸(Y軸)上において基準位置Oから8つ目、12つ目、14つ目、15つ目の座標位置Pが指定座標位置Qとされている。即ち、指定座標位置Q、Q同士の各間隔は、2の自乗数(8マス、4マス、2マス、1マス)になっている。また、このように2の自乗数であれば、CPU34での演算処理の高速化、簡易化を図ることができる。 (4) The error between the position of the laser spot S and the processing target position may increase exponentially as the distance from the reference position O increases. Therefore, as shown in FIG. 6, the interval between the designated coordinate positions Q and Q is narrowed exponentially (Y = −N X N: natural number) as the distance from the reference position O becomes far. A configuration is preferred. In the example of FIG. 6, the eighth, twelfth, fourteenth, and fifteenth coordinate positions P from the reference position O on the X axis (Y axis) are designated coordinate positions Q. That is, the intervals between the designated coordinate positions Q and Q are squares of 2 (8 squares, 4 squares, 2 squares, and 1 square). In addition, when the square number is 2 as described above, it is possible to speed up and simplify the arithmetic processing in the CPU 34.

本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置の全体構成図1 is an overall configuration diagram of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. レーザ加工装置のブロック図Block diagram of laser processing equipment 直交座標系を示した模式図Schematic diagram showing Cartesian coordinate system 目標加工パターンと補正処理なしで形成した加工パターンとを示した模式図Schematic diagram showing the target machining pattern and the machining pattern formed without correction 変形例の指定座標位置を示す模式図(その1)Schematic diagram showing the specified coordinate position of the modification (part 1) 変形例の指定座標位置を示す模式図(その2)Schematic diagram showing the specified coordinate position of the modification (part 2)

符号の説明Explanation of symbols

M…レーザ加工装置
10…レーザ光源
11…レーザ光
20…ガルバノスキャナ
20V,20W…ガルバノミラー
20Z…収束レンズ
32…メモリ
34…CPU(割付部、制御部、補正部の一例)
E…加工領域
O…基準位置
P…座標位置
Q…指定座標位置
S…レーザスポット
M ... Laser processing apparatus 10 ... Laser light source 11 ... Laser light 20 ... Galvano scanner 20V, 20W ... Galvano mirror 20Z ... Converging lens 32 ... Memory 34 ... CPU (an example of an allocation unit, a control unit, and a correction unit)
E ... Processing area O ... Reference position P ... Coordinate position Q ... Designated coordinate position S ... Laser spot

Claims (5)

レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を反射させるガルバノミラーを回動可能に有するガルバノスキャナと、
前記ガルバノミラーで反射したレーザ光を収束させて加工領域上にレーザスポットを形成する収束レンズと、
前記加工領域上の加工目標位置を、座標系の座標位置に割り付ける割付部と、
前記割付部で前記加工目標位置が割り付けられた座標位置に基づき前記ガルバノミラーを回動させて前記レーザスポットを前記加工領域上で移動させる制御部と、
前記座標系から指定された複数の指定座標位置それぞれに対応付けられた複数の補正データが記憶されるメモリと、
前記指定座標位置が前記加工目標位置として割り付けられた場合に、当該指定座標位置に対応付けられた補正データに基づき前記ガルバノミラーの回動位置を補正して、前記レーザスポットの位置と前記加工目標位置との誤差を抑制する補正部と、を備え、
前記座標系内において前記収束レンズのレンズ中心に対応する基準位置に近い領域よりも遠い領域の方が、前記指定座標位置同士の間隔が狭い構成であるレーザ加工装置。
A laser light source for emitting laser light;
A galvano scanner having a galvano mirror that reflects the laser light from the laser light source so as to be rotatable;
A converging lens that converges the laser light reflected by the galvanometer mirror to form a laser spot on the processing region;
An allocation unit that allocates a processing target position on the processing region to a coordinate position of a coordinate system;
A control unit that moves the laser spot on the processing region by rotating the galvanometer mirror based on the coordinate position to which the processing target position is allocated by the allocation unit;
A memory for storing a plurality of correction data associated with each of a plurality of designated coordinate positions designated from the coordinate system;
When the designated coordinate position is assigned as the machining target position, the rotational position of the galvano mirror is corrected based on the correction data associated with the designated coordinate position, and the position of the laser spot and the machining target are corrected. A correction unit that suppresses an error from the position,
In the coordinate system, a laser processing apparatus having a configuration in which a distance between the designated coordinate positions is narrower in an area farther from an area close to a reference position corresponding to a lens center of the convergent lens.
請求項1記載のレーザ加工装置であって、
前記座標系において前記基準位置からの距離が遠い領域になるに連れて、前記指定座標位置同士の間隔が徐々に狭くなっている構成である。
The laser processing apparatus according to claim 1,
In the coordinate system, as the distance from the reference position becomes far, the interval between the designated coordinate positions gradually decreases.
請求項2記載のレーザ加工装置であって、
前記指定座標位置同士の間隔は、前記基準位置からの距離が遠い領域になるに連れて指数関数的に狭くなる構成である。
The laser processing apparatus according to claim 2,
The interval between the designated coordinate positions is configured to become exponentially narrow as the distance from the reference position becomes far.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のレーザ加工装置であって、
前記基準位置で交差する2直線それぞれの上に位置し、且つ、前記基準位置からの距離が同じ2つの領域間で、前記指定座標位置同士の間隔が互いに異なる。
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The distance between the designated coordinate positions is different between two regions located on each of two straight lines intersecting at the reference position and having the same distance from the reference position.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のレーザ加工装置であって、
前記補正部は、前記指定座標位置以外の座標位置が前記加工目標位置として割り付けられた場合に、前記指定座標位置及び当該指定座標位置に対応付けられた補正データに基づき前記ガルバノミラーの回動位置を補正する構成である。
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
When the coordinate position other than the specified coordinate position is assigned as the processing target position, the correction unit is configured to rotate the galvano mirror based on the specified coordinate position and correction data associated with the specified coordinate position. It is the structure which correct | amends.
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