JP2011524258A - 複数ヘッドレーザ加工システムにおいて共通チャック移動方向に沿ったヘッド間オフセットを除去する方法 - Google Patents

複数ヘッドレーザ加工システムにおいて共通チャック移動方向に沿ったヘッド間オフセットを除去する方法 Download PDF

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Abstract

開示する実施形態は、2以上の加工ヘッドを有するレーザ加工システムにおけるヘッド間オフセットを訂正するシステムおよび方法を提供する。フォーカスレンズは、各加工ヘッドに対応付けられており、入射ビーム伝搬軸に沿った入射レーザビームを受け取るように構成されている。入射ビーム伝搬軸は、フォーカスレンズの主軸からオフセットされている。フォーカスレンズは、入射ビーム伝搬軸の周りで回転し、入射レーザビームの経路を被加工物に対して方向付けるように構成されている。
【選択図】図6

Description

本発明は、共通部品キャリアを有する複数ヘッドレーザ加工システムに関する。特に、同システムにおけるヘッド間オフセットを訂正するシステムおよび方法に関する。
レーザ加工システムは、複数の加工ヘッドが共通部品キャリア(チャック)を共有し、チャック移動方向に沿ってヘッド間オフセットを有する。ヘッド間オフセットは、チャック移動方向に沿った加工ヘッド間の不整合である。ヘッド間オフセットを訂正することができないと、レーザ加工システムの精度と性能が劣化する可能性がある。
図1は、ヘッド間オフセット160を有する2ヘッドレーザ加工システム100を示す。システム100は、被加工物143をY軸方向(矢印138で示す)に移動させるチャック142を備える。チャックは、加工ヘッド126と130の間で共有されており、各ヘッドは同時に被加工物143を加工することができる。加工ヘッド126と130は、X軸梁132に接続されている。加工ヘッド126と130は、X軸梁132に沿ってX軸方向(矢印134と136で示す)に移動することができる。加工ヘッド126と130は、レーザビーム120と128を出射する。各加工ヘッド126と130は、フォーカスレンズ112と110に光学的に対応付けられており、各フォーカスレンズはそれぞれ入射レーザビーム128と120を被加工物143上に集束させる。図示するように、ヘッド間オフセット160は、チャック移動方向におけるレーザビーム128と120の不整合である。チャック142は加工ヘッド126と130の間で共有されているので、ヘッド間オフセット160はチャック142を再配置しても訂正することができない。
レーザ加工システムにおけるヘッド間オフセットの課題に対処する方法として、少なくとも3つの一般的方法がある。1)オフセットを測定し、各ヘッドの所望位置からの最大ズレを最小化する平均位置へチャックを移動させる。2)オフセットを測定し、1以上の加工ヘッドの位置をチャック移動方向に調整することによって(例えば、楔や位置決めネジを用いる)できる限りオフセットを除去する。3)各加工ヘッドが第2ビーム位置決め器(例えば、tip−tiltミラーやガルバノメータのペア)を有するレーザ加工システムの場合、オフセットを測定し、第2ビーム位置決め器によってオフセットを補償する。上記3つのヘッド間オフセットを訂正する標準手法は、実質的な課題を有する。3つの標準手法の詳細を、図2、3、4に示す。
図2は、ヘッド間オフセットによって生じる誤差を最小化するための従来技術の手法を示す。この手法では、チャック242を平均位置または「中間位置」へ移動させることにより、加工ヘッド226と230の間のヘッド間オフセット260の差異を分離する。この手法を用いると、チャック242は、目標加工位置270と274がヘッド間オフセット260の中央にある線262に沿うように位置決めされる。ヘッド間オフセット260のため、2つの加工ヘッド226と230は目標加工位置270と274で加工できないことが理解されよう。したがって、実加工位置272と276から目標加工位置270と274それぞれまでの間の距離は、ヘッド間オフセット260の半分である。この手法はヘッド間オフセット260によって生じる最も悪い加工位置誤差を最小化することができるが、加工位置誤差の広がりはヘッド間オフセット260に等しいままであり、これを減少させることができない。
図3は、加工ヘッド330の位置をチャック移動方向に調整することによって、加工ヘッド326と330の間のヘッド間オフセット360を訂正するための他の従来技術の手法を示す。この手法では、加工ヘッド330は第1位置から第2位置へ移動する(細線の再配置後の加工ヘッド330’で示す)。加工ヘッド330の再配置は、チャック移動方向(Y軸方向)であり、ヘッド間オフセット360を補償することができる。換言すると、再配置後の加工ヘッド330’は、加工ヘッド326に揃えて整列することができる。加工ヘッド330は、楔または位置決めネジを用いて再配置することができる。この手法はヘッド間オフセット360を訂正することができるが、チャック移動方向に沿って再配置することができる加工ヘッドを設計することが難しく、また加工ヘッド330を再配置することによってヘッド間オフセット360を訂正する手順が難しい上に時間がかかる。X軸梁332に対して再配置することができる加工ヘッドは、X軸梁332に固定された加工ヘッドと比べて不安定である。このステージ剛性の低下により、加工ヘッドが移動するときシステムに振動が生じる可能性がある。最後に、位置決めネジまたは楔が長時間にわたって移動するので、再びヘッド間オフセットが生じる可能性がある。
図4は、他の従来技術の手法を示す。1以上の第2ビーム位置決め器480と485を用いてヘッド間オフセット460を補償している。2つの加工ヘッド(図示せず)は、第2ビーム位置決め器480と485に光学的に対応付けられている。各加工ヘッドは、入射レーザビーム420と428を出射することができる。第2ビーム位置決め器480と485は、それぞれガルバノメータのペア481と482、および486と487を備える。これらガルバノメータは、それぞれステアリングミラー483と484、および488と489に接続されている。第2ビーム位置決め器480と485は、入射レーザビーム420と428を、それぞれのスキャン領域490と492の範囲内に高速に導くことができる。第2ビーム位置決め器480と485は、加工ヘッド(図示せず)またはチャック442を移動させずにレーザビーム420と428を再配置することができるので、レーザビームを「高速に」誘導することができる。図示するように、第2ビーム位置決め器485は、ヘッド間オフセット460を除去するように位置決めすることができる。しかしこの手法は、第2ビーム位置決め器485に対応するスキャン領域492の一部を犠牲にする必要がある。第2ビーム位置決め器485を用いてヘッド間オフセット460を訂正するときは、スキャン領域492の部分領域491のみを用いることができる。この手法は、ヘッド間オフセットがスキャン領域492との関連で小さい場合にはまずまずの効果を発揮するが、別の制約がある。例えば、加工レーザビームと実質的に同軸の補助ガス流を用いるレーザ加工システムでは、補助ガス流を方向付けるための微小オリフィスを有するノズルのため、スキャン領域は初めから大幅に制限されている。このようなシステムでは、ヘッド間オフセットを補償するために犠牲にすべき部分が、スキャン領域内に実質的に存在しない可能性がある。
本発明は、複数ヘッドレーザ加工システムに関する。特に、複数加工レーザヘッドが共通部品キャリアを共有するシステムにおけるヘッド間オフセットを訂正するシステムおよび方法に関する。1実施形態において、フォーカスレンズは各加工ヘッドに対応付けられており、入射ビーム伝搬軸に沿った入射レーザビームを受け取るように構成されている。入射ビーム伝搬軸は、フォーカスレンズの主軸からオフセットされている。フォーカスレンズはさらに、入射ビーム伝搬軸の周りで回転し、入射ビームの経路を被加工物に導くように構成されている。
他実施形態において、入射レーザビームの経路を被加工物に対して方向付ける方法が用いられる。同方法では、複数のレーザビームが出射され、フォーカスレンズを用いて被加工物上のそれぞれの目標位置に集束される。レーザビームは、フォーカスレンズの主軸からオフセットされた入射ビーム伝搬軸に沿って受け取られる。フォーカスレンズは、入射ビーム伝搬軸の周りで回転し、入射ビームの経路を被加工物に対して方向付けることができる。レーザビームの経路は、ヘッド間オフセットを除去した地点に方向付けられる。
1実施形態において、入射ビーム伝搬軸とフォーカスレンズ主軸の間のオフセットを、調整することができる。1実施形態において、このオフセットは機械的オフセット調整器によって生じる。
他実施形態において、第2ビーム位置決め器は、入射レーザビームをスキャン領域内に導くことができる。第2ビーム位置決め器は、ガルバノメータのペアを備えることができる。各ガルバノメータは、ステアリングミラーに接続することができる。他実施形態において、第2ビーム位置決め器はtip−tiltミラーを備えることができる。
他実施形態において、入射レーザビームとともに補助ガス流を用いることができる。ノズルは、オリフィスを備えることができる。補助ガス流はオリフィスを介して流軸に沿って流れ、入射レーザビームはオリフィスを介して伝搬する。流軸は、入射ビーム伝搬軸と実質的に同軸であってもよい。
さらなる側面と利点は、添付する図面を参照する以下の実施形態の詳細説明から明らかになるであろう。
当該分野で知られている2ヘッドレーザ加工システムのブロック図を示す。同図はまた、2つの加工ヘッド間のチャック移動軸に沿ったヘッド間オフセットの存在を示す。 目標加工位置がヘッド間オフセットの中点に位置するように被加工物を位置決めすることによってヘッド間オフセットを最小化するための従来技術手法のブロック図を示す。 加工ヘッドの1つをチャック移動軸に沿って物理的に再配置することによってヘッド間オフセットを訂正するための従来技術手法のブロック図を示す。 第2ビーム位置決め器を利用してヘッド間オフセットを訂正するための従来技術手法のブロック図を示す。 入射レーザビームを集束させるフォーカスレンズの側面図を示す。本図では、入射レーザビームの伝搬軸が、フォーカスレンズの主軸と重なっている。 入射レーザビームを集束させるフォーカスレンズの側面図を示す。本図では、入射レーザビームの伝搬軸が、1実施形態に基づきフォーカスレンズの主軸からオフセットされている。 入射レーザビームを集束させるフォーカスレンズの斜視図を示す。本図では、入射レーザビームの伝搬軸はフォーカスレンズの主軸からオフセットされている。フォーカスレンズは、1実施形態に基づき、入射レーザビーム伝搬軸の周りで回転する。 入射レーザビームを集束させるフォーカスレンズの斜視図を示す。本図では、入射レーザビームの伝搬軸はフォーカスレンズの主軸からオフセットされている。フォーカスレンズは、1実施形態に基づき、入射レーザビーム伝搬軸の周りで回転する。 入射ビームの伝搬軸からオフセットされた主軸を有するフォーカスレンズを用いてレーザ加工システムにおけるヘッド間オフセットを訂正するシステムのブロック図を示す。フォーカスレンズは、1実施形態に基づき、入射ビーム伝搬軸の周りで回転する。 1実施形態に基づき各加工ヘッドに光学的に対応付けられた第2ビーム位置決め器を備えたレーザ加工システムのブロック図を示す。 1実施形態に基づくオフセット調整器の側面図である。 1実施形態に基づくオフセット調整器の断面図である。 1実施形態に基づくオフセット調整器を見通す上面図である。 1実施形態に基づく切断ヘッドに接続されたオフセット調整器の概略図を示す。
以下の説明では、開示する実施形態を完全に理解するための数々の詳細が提示される。しかし当業者は、実施形態が1以上の詳細部分なしに、または他の手法、部品、材質を用いて実施できることを理解するであろう。さらに、場合によっては、よく知られた構造、材質、動作は、実施形態の特徴を没却させないため、詳細には説明しない。さらに、説明する特徴、構造、特性は、1以上の実施形態において任意の適当な態様で組み合わせることができる。
図5A、5B、5C、5Dに示すように、フォーカスレンズ510は入射レーザビーム520を集束させ、偏向させるために用いることができる。フォーカスレンズ510は、単一素子レンズまたは複数素子レンズとして実装することができる。様々な実施形態において、フォーカスレンズ510は、ガラス、溶融石英、その他当業者に知られている任意の適切な材質を用いて形成することができる。図5Aにおいて、フォーカスレンズ510は、フォーカスレンズの主軸530の周りで対称になっており、凸レンズである。フォーカスレンズの焦点距離578は、入射ビーム520が焦点540に収束する距離である。入射レーザビーム520の入射ビーム伝搬軸がフォーカスレンズ530の主軸と同軸であるとき、焦点540はフォーカスレンズ530の主軸と同一線上にある。
図5Bにおいて、入射レーザビーム520の入射ビーム伝搬軸522は、フォーカスレンズの主軸530から距離595だけオフセットされている。フォーカスレンズ510が焦点距離578にあるとき、焦点540はフォーカスレンズの主軸530と同一線上にあり、焦点540と入射ビーム伝搬軸522の間の距離はオフセット595の距離に等しい。
図5Cは、フォーカスレンズ510を入射ビーム伝搬軸522の周りで180度回転した結果を示す斜視図である。回転位置は、細線で示している。入射ビーム520が回転したフォーカスレンズ510’を通過するとき、その後の焦点540’は入射ビーム伝搬軸522に対して焦点540の反対側になる。したがって、フォーカスレンズ510が焦点距離にある場合、焦点540はフォーカスレンズ530の主軸と同一線上を維持し、焦点540と入射ビーム伝搬軸522の間の距離はオフセット595に等しい。
フォーカスレンズ510は、入射ビーム伝搬軸522の周りで適宜回転することができる。フォーカスレンズ510が入射ビーム伝搬軸522の周りで回転すると、焦点540は円形軌道544を巡回する。円形軌道544の中心は、入射ビーム伝搬軸522と同一線上にあり、半径は入射ビーム伝搬軸522とフォーカスレンズの主軸530の間のオフセット595に等しい。円形軌道544は、X軸とY軸で定義される平面内にある。
図5Dは、フォーカスレンズの主軸530と入射ビーム伝搬軸522の間の距離595を増加させることによって円形軌道544の半径が増加し得ることを示す。フォーカスレンズ510を入射ビーム伝搬軸522の周りで回転させることによって得られる円形軌道544の半径は、これに対応して増加する。フォーカスレンズ510を回転させることにより、焦点540はY軸方向に移動する。
図6は、ヘッド間オフセット660を有するレーザ加工システム600を示す。システム600は、被加工物643を搬送するチャック642を備える。チャック642は、被加工物643をY軸方向(矢印638で示す)に移動させる。フォーカスレンズ610と612は、レーザビーム620と628の光路内に配置されている。オフセット695と696は、入射レーザビーム620および628のビーム伝搬軸622および624と、フォーカスレンズの主軸630および631との間にある。フォーカスレンズ610と612は、それぞれのビーム伝搬軸622および624の周りで回転することができる。
フォーカスレンズ610を入射ビーム伝搬軸622の周りで回転させると、焦点640は被加工物643上で円形軌道644内を移動する。円形軌道644は、チャック642表面と被加工物643の平面(すなわち、X軸とY軸で定義される平面)内にある。チャック移動方向はチャック642の平面内にあるため、フォーカスレンズ610を回転させることにより、焦点640をチャック移動方向(すなわちY軸)に所望位置へ向けて操作することができる。円形軌道644は、チャック移動軸に直交する方向(すなわちX軸)の動き成分を有する。しかし、加工ヘッド(図示せず)はX軸に沿って移動することができ、したがってフォーカスレンズ610を入射ビーム伝搬軸622の周りで回転させることによって生じたX軸内の移動を補償することができる。
図6に示すように、フォーカスレンズ610は第1位置から第2位置へ回転する(回転後フォーカスレンズ610’を細線で示す)。回転後のフォーカスレンズ610’は、角度662だけ回転している。フォーカスレンズ610を第1位置と第2位置の間で回転させると、入射レーザビーム620の焦点640は円形軌道644に沿って焦点640’へ移動し、ヘッド間オフセット660は実質的に除去される。円形軌道644の半径(レンズ610が焦点にあると想定する)は、入射ビーム伝搬軸622とフォーカスレンズの主軸630との間のオフセット695に等しい。
図示するように、レーザビーム620は被加工物643に対して垂直でない衝突角を有する。衝突角が垂直でないことにより、入射レーザビーム620の逆反射を効果的に防ぐことができる。
当業者は、N個の加工ヘッドを有する複数ヘッドレーザ加工システムにおいて、N−1個の加工ヘッドのみ対応するフォーカスレンズのオフセットと回転を実装すればよいことを理解するであろう。しかしこのような構成は、実際には問題になる可能性がある。これは、N−1個の「調整可能」加工ヘッドが非調整加工ヘッドに合わせなければならないからである。これは、補償しようとするオフセットによっては不可能である。もし偶然、1つの非調整加工ヘッドがオフセットを有する場合、その加工ヘッドを固定したまま維持し、その他の加工ヘッド全てをこれに合わせようとすると、総合的な調整可能範囲は(最悪のシナリオで)半分になる。
図7は、2つの加工ヘッド(図示せず)に光学的に対応付けられた第2ビーム位置決め器780と785を備えたレーザ加工システムの実施形態を示す。各第2ビーム位置決め器780と785は、ガルバノメータのペア781および782と786および787を備える。ガルバノメータ781および782と786および787は、それぞれミラー783および784と788および789に接続されている。これらミラーはそれぞれレーザビーム720と728を方向付ける。レーザビーム720と728は、フォーカスレンズ710と712によって集束され、偏向される。フォーカスレンズ710は、入射ビーム伝搬軸722の周りで回転し、ヘッド間オフセット(図示せず)を補償する。したがって、第2ビーム位置決め器780および785は、レーザビーム720と728をそれぞれのスキャン領域790および791内全体で方向付けすることができる。他実施形態において、第2ビーム位置決め器はtip−tiltミラーを備える。
入射レーザビームの伝搬軸とフォーカスレンズの主軸との間のオフセットは、オフセット調整器800によって生成することもできる。図8A、8B、8Cは、オフセット調整器800の実施形態を示す。図8Aにおいて、オフセット調整器800の第1端部801は、レーザビームを出射するように構成された加工ヘッド(図示せず)に接続することができる。第2端部802は、フォーカスレンズ(図示せず)を含む切断ヘッドに接続することができる。図8Bの断面図に示すように、オフセット調整器800の第1部分805は第1軸803に対して対称であり、第2部分808は第2軸804に対して対称である。図8Cは、オフセット調整器800を見通す上面図を示す。同図はさらに、第1端部801と第2端部802それぞれの対称軸803と804(それぞれ、「+」記号で示す)との間のオフセットを示す。オフセット調整器800は、アルミニウム、ステンレス鋼などを用いて製造することができる。他実施形態において、対称軸803と804の間のオフセットは、調整することができる。
オフセット調整器800は、レーザ加工システム内に組み込むことができる。このとき第1軸803は入射レーザビーム伝搬軸に対応し、第2軸804はフォーカスレンズの主軸に対応する。これにより、入射レーザビーム伝搬軸とフォーカスレンズ主軸との間のオフセットを生成することができる。オフセット調整器800は、第1軸803に沿った入射レーザビームを生成するように構成された加工ヘッドに接続することができる。オフセット調整器800は、オフセット調整器が第1軸803の周りで回転できるように、加工ヘッドへ接続することができる。
図9は、切断ヘッド901に接続されたオフセット調整器900の実施形態を示す。切断ヘッド901は、流軸に沿って補助ガスを方向付けるように構成されている。切断ヘッド901は、ノズル902を備える。補助ガスはノズル902を介して流れる。入射レーザビームはノズル902を通過する。調整ネジ904を中心に備える1以上のノズルは、ノズル902位置をXY平面内で調整することができる。入射レーザビームは、実質的に流軸と同軸である。切断ヘッド901はさらに、入射レーザビームを集束するための調整フォーカスリング903を備えることができる。切断ヘッド903はさらに、フォーカスレンズ(図示せず)を備える。
1実施形態において、オフセット調整器900は位置決めネジによって切断ヘッド901に固定することができる。オフセット調整器900の他面は、サーボクランプによって加工ヘッド(図示せず)またはガルバノメータブロック(図示せず)に固定することができる。フォーカスレンズは、切断ヘッド901内に備えられており、調整器を加工ヘッド底部またはガルバノメータブロックに対して保持しているサーボクランプを緩めることによって入射ビーム伝搬軸の周りで回転することができる。これにより、オフセット調整器900を手動回転することができる。所望位置に達したら、サーボクランプを締め付けて調整器を新たな回転後位置に固定することができる。他実施形態において、電気機械的機構、例えばモータ駆動のウォーム駆動を用いて、オフセット調整器900を加工ヘッドまたはガルバノメータブロックに対して回転することができる。
当業者は、本発明に原理から逸脱することなく上述の実施形態に対して多くの変更をなし得ることを理解するであろう。したがって本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定められる。

Claims (19)

  1. 被加工物を加工するレーザ加工システムであって、
    前記被加工物上の目標位置に対してそれぞれレーザビームを出射するように構成された複数の加工ヘッドと、
    各前記加工ヘッドに対応付けられ、前記レーザビームを前記被加工物上のそれぞれの目標位置に集束するフォーカスレンズと、
    を備え、
    少なくとも1つの前記フォーカスレンズは、
    前記フォーカスレンズの主軸からオフセットされている入射ビーム伝搬軸に沿った入射レーザビームを受け取り、
    前記入射ビーム伝搬軸の周りで回転して前記入射レーザビームの経路を前記被加工物に対して方向付ける
    ように構成されていることを特徴とするレーザ加工システム。
  2. 少なくとも1つの前記フォーカスレンズはさらに、前記入射ビーム伝搬軸と前記フォーカスレンズの主軸との間のオフセットを調整するように構成されている
    ことを特徴とする請求項1記載のレーザ加工システム。
  3. 前記被加工物をチャック移動方向に搬送するように構成されたチャックを備え、
    前記オフセットと前記フォーカスレンズの前記ビーム伝搬軸の周りの回転により、チャック移動方向に沿った前記複数加工ヘッド間のヘッド間オフセットを補償する
    ことを特徴とする請求項1記載のレーザ加工システム。
  4. 各加工ヘッドに光学的に対応付けられた第2レーザビーム位置決め器を備え、
    前記第2レーザビーム調整器は、前記入射レーザビームをスキャン領域内で方向付けるように構成されている
    ことを特徴とする請求項1記載のレーザ加工システム。
  5. 前記第2レーザビーム位置決め器は、複数のガルバノメータを備え、
    各前記ガルバノメータはステアリングミラーに接続されている
    ことを特徴とする請求項4記載のレーザ加工システム。
  6. 前記第2レーザビーム位置決め器は、tip−tiltミラーを備える
    ことを特徴とする請求項4記載のレーザ加工システム。
  7. 流軸に沿って補助ガスが通過し、前記入射レーザビームが伝搬するオリフィスを有するノズルを備え、前記流軸は実質的に前記入射ビーム伝搬軸と同軸である
    ことを特徴とする請求項1記載のレーザ加工システム。
  8. 加工ヘッドとフォーカスレンズの間に配置されたオフセット調整器を備え、
    前記オフセット調整器は、
    第1軸に対して対称な第1部分と、
    第2軸に対して対称な第2部分と、
    を有し、
    前記第1軸は前記第2軸からオフセットされている
    ことを特徴とする請求項1記載のレーザ加工システム。
  9. レーザ加工システムを用いて被加工物を加工する方法であって、
    複数の加工ヘッドから前記被加工物上の目標位置に対してレーザビームをそれぞれ出射するステップ、
    各加工ヘッドに対応付けられたフォーカスレンズを用いて各入射レーザビームをそれぞれの前記被加工物上の目標位置に集束させるステップ、
    前記フォーカスレンズの主軸からオフセットされている入射ビーム伝搬軸に沿った入射レーザビームを受け取るステップ、
    前記フォーカスレンズを前記入射ビーム伝搬軸の周りで回転させて前記入射レーザビームの経路を前記被加工物に対して方向付けるステップ、
    を有することを特徴とする加工方法。
  10. 前記入射ビーム伝搬軸と前記フォーカスレンズの主軸との間のオフセットを調整するステップを有する
    ことを特徴とする請求項9記載の加工方法。
  11. 第2ビーム位置決め器を用いて前記入射レーザビームをスキャン領域内で方向付けるステップを有する
    ことを特徴とする請求項9記載の加工方法。
  12. 前記フォーカスレンズを回転させて前記入射レーザビームの経路をヘッド間オフセットが実質的に除去される位置へ向けて方向付けるステップを有する
    ことを特徴とする請求項9記載の加工方法。
  13. 流軸に沿ってノズルを通過するように補助ガス流を方向付けるステップを有し、
    前記入射レーザビームは前記流軸と実質的に同軸となる関係となって伝搬する
    ことを特徴とする請求項9記載の加工方法。
  14. オフセット調整器を加工ヘッドに接続するステップを有し、
    前記オフセット調整器は、
    第1軸に対して対称な第1部分と、
    第2軸に対して対称な第2部分と、
    を有し、
    前記第1軸は前記第2軸からオフセットされている
    ことを特徴とする請求項9記載の加工方法。
  15. 被加工物を加工するレーザ加工システムであって、
    前記被加工物上の目標位置に対してそれぞれレーザビームを出射する複数の手段と、
    前記被加工物上の目標位置に前記レーザビームを集束させる手段と、
    を備え、
    少なくとも1つの前記レーザビームを集束させる手段は、
    前記フォーカスレンズの主軸からオフセットされている入射ビーム伝搬軸に沿った入射レーザビームを受け取る手段と、
    前記フォーカスレンズを前記入射ビーム伝搬軸の周りで回転させて前記入射レーザビームの経路を前記被加工物に対して方向付ける手段と、
    を備えることを特徴とするレーザ加工システム。
  16. 少なくとも1つの前記レーザビームを集束させる手段は、前記入射ビーム伝搬軸と前記フォーカスレンズの主軸との間のオフセットを調整するように構成されている
    ことを特徴とする請求項15記載のレーザ加工システム。
  17. 前記被加工物を第1方向に搬送するように構成された手段を備え、
    前記オフセットと少なくとも1つの前記レーザビームを集束させる手段の前記ビーム伝搬軸の周りの回転により、前記第1方向に沿った前記複数のレーザビームを出射する手段のヘッド間オフセットを補償する
    ことを特徴とする請求項15記載のレーザ加工システム。
  18. スキャン領域内で前記入射レーザビームを方向付ける手段を備え、
    前記入射レーザビームを方向付ける手段は、各加工ヘッドに光学的に対応付けられている
    ことを特徴とする請求項15記載のレーザ加工システム。
  19. 流軸に沿って補助ガス流を方向付ける手段を備え、
    前記流軸は前記入射ビーム伝搬軸と実質的に同軸である
    ことを特徴とする請求項15記載のレーザ加工システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019206025A (ja) * 2018-05-29 2019-12-05 武井電機工業株式会社 レーザー加工方法及びレーザー加工装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013217126B4 (de) 2013-08-28 2015-09-03 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zum Feststellen von Abweichungen einer Ist-Lage eines Laserbearbeitungskopfes von einer Soll-Lage, Laserbearbeitungsmaschine und Computerprogrammprodukt
DE102014207170B4 (de) 2014-04-15 2016-09-22 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Freischneiden eines Werkstückteils mittels eines Laserstrahls und zugehörige Laserschneidmaschine
US20150298253A1 (en) * 2014-04-18 2015-10-22 Revolaze, LLC Systems and methods for patterning using a laser
CN104061888A (zh) * 2014-06-19 2014-09-24 深圳市大族激光科技股份有限公司 机器人三维激光加工头tcp坐标修正方法及装置
KR102540188B1 (ko) * 2015-06-22 2023-06-07 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 다중 축 공작기계 및 이를 제어하는 방법
US10596662B2 (en) * 2017-04-10 2020-03-24 General Electric Company Adaptive melting beam configuration for additive manufacturing
JP2019051529A (ja) * 2017-09-13 2019-04-04 東芝メモリ株式会社 半導体製造装置
CN109991754B (zh) * 2018-01-02 2022-01-11 财团法人工业技术研究院 出光方法及出光装置
CN110243316B (zh) * 2019-07-05 2024-08-02 新代科技(苏州)有限公司 一种加工装置
CN113634961B (zh) * 2021-10-18 2021-12-28 武汉逸飞激光股份有限公司 焊接焦距补偿值获得方法、装置、电子设备和存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02169195A (ja) * 1988-12-21 1990-06-29 Amada Co Ltd レーザ加工機の加工ヘッド
JP2002079390A (ja) * 2000-07-07 2002-03-19 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd 極薄金属板のレーザ切断加工装置
JP2003220483A (ja) * 2002-01-23 2003-08-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置、及びそれにおけるずれ補正方法
JP2007203375A (ja) * 2001-02-16 2007-08-16 Electro Scientific Industries Inc メモリリンク処理用の走査ビーム経路の誤差の補正

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56122690A (en) 1980-02-28 1981-09-26 Nec Corp Laser welding device
US4427873A (en) 1982-03-18 1984-01-24 Amada Engineering & Service Co. Method and apparatus for aligning axes of assisting gas nozzles with laser beam axes in laser processing machines
JPS58205690A (ja) 1982-05-24 1983-11-30 Nec Corp ガルバノメ−タ光走査型レ−ザ加工装置
US4461947A (en) * 1982-08-24 1984-07-24 Allied Corporation Rotating laser beam with coincident gas jet
JPH0211288A (ja) 1988-06-29 1990-01-16 Matsushita Electron Corp レーザ加工装置
JPH03189088A (ja) * 1989-12-18 1991-08-19 Koike Sanso Kogyo Co Ltd レーザー加工装置
DE9013943U1 (de) * 1990-10-06 1991-01-03 Trumpf GmbH & Co, 7257 Ditzingen Laserdüse
US6057525A (en) * 1995-09-05 2000-05-02 United States Enrichment Corporation Method and apparatus for precision laser micromachining
JPH09239578A (ja) * 1996-03-01 1997-09-16 Fanuc Ltd レーザ加工装置
DE19634190C2 (de) * 1996-08-23 2002-01-31 Baasel Carl Lasertech Mehrkopf-Lasergravuranlage
GB2331038A (en) * 1997-11-06 1999-05-12 Westwind Air Bearings Ltd Apparatus for forming holes in sheet material
JPH11149317A (ja) * 1997-11-14 1999-06-02 Nikon Corp 加工装置
JP3500071B2 (ja) 1998-07-23 2004-02-23 株式会社日平トヤマ レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP2002542043A (ja) * 1999-04-27 2002-12-10 ジーエスアイ ルモニクス インコーポレイテッド 多重レーザビームを使用する材料処理システム及び方法
JP2003126982A (ja) * 2001-10-24 2003-05-08 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工方法及び装置
JP3822188B2 (ja) * 2002-12-26 2006-09-13 日立ビアメカニクス株式会社 多重ビームレーザ穴あけ加工装置
JP2004330271A (ja) * 2003-05-09 2004-11-25 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 透光性薄膜太陽電池の作製方法
US6969822B2 (en) 2003-05-13 2005-11-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Laser micromachining systems
US7923306B2 (en) * 2004-06-18 2011-04-12 Electro Scientific Industries, Inc. Semiconductor structure processing using multiple laser beam spots
JP4684687B2 (ja) * 2005-03-11 2011-05-18 株式会社ディスコ ウエーハのレーザー加工方法および加工装置
EP1779961B1 (en) 2005-10-31 2011-06-15 Advanced Laser Separation International (ALSI) B.V. Method for forming one or more separated scores in a surface of a substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02169195A (ja) * 1988-12-21 1990-06-29 Amada Co Ltd レーザ加工機の加工ヘッド
JP2002079390A (ja) * 2000-07-07 2002-03-19 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd 極薄金属板のレーザ切断加工装置
JP2007203375A (ja) * 2001-02-16 2007-08-16 Electro Scientific Industries Inc メモリリンク処理用の走査ビーム経路の誤差の補正
JP2003220483A (ja) * 2002-01-23 2003-08-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置、及びそれにおけるずれ補正方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019206025A (ja) * 2018-05-29 2019-12-05 武井電機工業株式会社 レーザー加工方法及びレーザー加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201000241A (en) 2010-01-01
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