JP2021049542A - レーザ加工装置、レーザ加工方法、および、物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。図1は、第1実施形態に係る加工装置100の構成を示す概略図である。加工装置100は、光源からの光(レーザ光)を用いて対象物(物体)を加工するレーザ加工装置である。本実施形態では、加工装置100はレーザ光源を含むレーザ発振器101(光源部)から射出されたレーザ光を対象物103上に集光させて集光点107を形成し、かかる集光点107を移動させながら対象物の加工エリア(目標位置)に対して加工を行う。
図2は、実施例1に係る加工装置200の構成を示す概略図である。図2を用いて、本実例の加工装置200の詳細について説明する。加工装置200は、コリメートレンズ部203、ガルバノミラー204、205、集光レンズ部206、ノズル部208、および、制御部211を含む。
図5は、実施例2に係る加工装置250の構成を示す概略図である。本実施例の加工装置250は、焦点調整機構212を備えない。加工装置250は、焦点調整機構212を備えずに、複数の光学素子間への流体の流入のみで、目標位置(z)にレーザ光が集光するように、焦点位置を調整する。本実施例において、制御部211は、集光点の目標位置(z)に応じて、流体の流入量を決定する。なお、このとき、アシストガスに起因する集光点のずれ量を考慮して流入量を決定することが好ましい。そして、決定した流入量に応じて、光学素子間に流体を流入する。
図6は、第2実施形態に係るノズル部208周辺の模式図である。上述の実施形態と同様の部分については説明を省略する。本図に示さない構成は、上述の実施形態とほぼ同じである。本実施形態では、第1実施形態に加えてノズル部208の内部圧力を測定するための測定部として、流路214aに圧力センサ303が配置されている。また、複数の光学素子間の圧力を測定するための測定部として流路214bに圧力センサ305が配置されている。
図8は、第3実施形態に係るノズル部208周辺の模式図である。上述の実施形態と同様の部分については説明を省略する。本図に示さない構成は、上述の実施形態とほぼ同じである。本実施形態では、本実施形態では、第1実施形態に加えて流体が通過する流路に分配器413(分岐部)を配置し、ガスをノズル内部空間と光学素子間に分岐させる構成をとっている。
以上に説明した実施形態に係る加工装置は、物品製造方法に使用しうる。当該物品製造方法は、当該加工装置を用いて物体(対象物)の加工を行う工程と、当該工程で加工を行われた物体を処理する工程と、を含みうる。当該処理は、例えば、当該加工とは異なる加工、搬送、検査、選別、組立(組付)、および包装のうちの少なくともいずれか一つを含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストのうちの少なくとも1つにおいて有利である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である
101 レーザ発振器
103 対象物
105,208 ノズル部
108,211 制御部
212 焦点調整機構
Claims (16)
- レーザ光源からの光を対象物に照射し、前記対象物を加工する加工装置であって、
前記光を前記対象物に導く複数の光学素子を有する光学ユニットと、
前記複数の光学素子間に流体を流入する流入部と、
前記流入部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部が前記流入部による流体の流入量を制御することによって、前記複数の光学素子間の流体の屈折率を変化させて、前記光学ユニットから前記対象物に前記光を照射することを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記光学ユニットから出射される前記光の集光点の位置を調整するように、前記制御部が前記流入部による流体の流入量を制御することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記光学ユニットと前記対象物の間にガスを噴射する噴射部を有することを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記噴射部により噴射されるガスの量に応じて、前記流体の流入量を制御することを特徴とする請求項3に記載のレーザ加工装置。
- 前記噴射部内の圧力を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記測定結果に基づいて、前記流体の流入量を制御することを特徴とする請求項4に記載のレーザ加工装置。 - 前記制御部は、前記噴射部内の圧力が高いほど、前記流体の流入量が多くなるように前記流入部を制御することを特徴とする請求項4または5に記載のレーザ加工装置。
- 前記流体はガスであって、
前記流入部は、前記噴射部と前記光学素子間へ前記ガスを分岐させる分岐部を備えることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 - 前記流体はガスを含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
- 前記光学ユニットは、移動可能な光学素子と、
前記移動可能な光学素子を駆動する駆動機構を備え、
前記移動可能な光学素子を駆動することで前記光の集光点の位置を調整することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 - 前記制御部は前記流入部と前記駆動機構を制御することによって、前記光の集光点の位置を調整することを特徴とする請求項9に記載のレーザ加工装置。
- 前記流入部は、前記複数の光学素子間とは別の複数の光学素子間にも前記流体を流入することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
- 前記流入部は、複数種類の流体を選択的に前記複数の光学素子間に流入することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
- 前記流体の温度を調整する温調部を備え、
前記制御部は、前記温調部を制御することによって前記流体の屈折率を調整することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 - 前記複数の光学素子間の少なくとも一方の面は曲面であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
- レーザ光源からの光を複数の光学素子を有する光学ユニットによって対象物に導き、前記光によって前記対象物を加工する加工方法であって、
前記複数の光学素子間に流体を流入することにより、前記複数の光学素子間の流体の屈折率を変化させて、前記光学ユニットから出射される前記光の集光点の位置を調整することを特徴とするレーザ加工方法。 - 請求項1ないし14のうちいずれか1項に記載のレーザ加工装置を用いて物体の加工を行う加工工程と、
前記加工工程で前記加工が行われた前記物体に対して前記加工工程とは異なる処理を行う処理工程と、を含み、処理された物体から物品を得ることを特徴とする物品製造方法。
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