JP3404645B2 - 加工装置における加工用ヘッドの位置制御装置 - Google Patents
加工装置における加工用ヘッドの位置制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工装置における
加工用ヘッドの位置制御装置に関し、特にレーザ加工装
置におけるレーザ照射部を加工用ヘッドとして位置制御
するのに適した位置制御装置に関する。
加工用ヘッドの位置制御装置に関し、特にレーザ加工装
置におけるレーザ照射部を加工用ヘッドとして位置制御
するのに適した位置制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ加工業界では近年の加工形状の微
細化により加工精度の向上と単位時間の加工能力（スル
ープット）の向上が求められている。
細化により加工精度の向上と単位時間の加工能力（スル
ープット）の向上が求められている。
【０００３】図５を参照して、本発明者らにより提案さ
れているレーザ加工装置について説明する。このレーザ
加工装置１０は、石定盤１１にＺ軸コラム１２が立設さ
れると共に、ワーク１３を搭載するためのＸ−Ｙステー
ジ１４が設けられている。Ｘ−Ｙステージ１４は、ワー
ク１３をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させるためのもので
ある。一方、Ｚ軸コラム１２は、レーザ発振器が内蔵さ
れているＺ軸サドル１５を上下方向、すなわちＺ軸方向
に駆動するためのものである。Ｚ軸サドル１５の先端部
には光学系駆動装置１６が装着されている。光学系駆動
装置１６は、そこに搭載されるガスノズル（加工用ヘッ
ド）１７をＸ軸方向、Ｙ軸方向に駆動するためのもので
ある。ガスノズル１７の位置制御を行うために、光学系
駆動装置１６内にガスノズル１７の位置を検出するため
の位置センサ（リニアエンコーダ）が設置され、Ｚ軸サ
ドル１５の先端を基準に計測された計測値が位置制御に
用いられている。
れているレーザ加工装置について説明する。このレーザ
加工装置１０は、石定盤１１にＺ軸コラム１２が立設さ
れると共に、ワーク１３を搭載するためのＸ−Ｙステー
ジ１４が設けられている。Ｘ−Ｙステージ１４は、ワー
ク１３をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させるためのもので
ある。一方、Ｚ軸コラム１２は、レーザ発振器が内蔵さ
れているＺ軸サドル１５を上下方向、すなわちＺ軸方向
に駆動するためのものである。Ｚ軸サドル１５の先端部
には光学系駆動装置１６が装着されている。光学系駆動
装置１６は、そこに搭載されるガスノズル（加工用ヘッ
ド）１７をＸ軸方向、Ｙ軸方向に駆動するためのもので
ある。ガスノズル１７の位置制御を行うために、光学系
駆動装置１６内にガスノズル１７の位置を検出するため
の位置センサ（リニアエンコーダ）が設置され、Ｚ軸サ
ドル１５の先端を基準に計測された計測値が位置制御に
用いられている。
【０００４】このレーザ加工装置１０は、通常、ガスノ
ズル１７は高速かつ小ストロークで駆動されるものであ
り、Ｘ−Ｙステージ１４は、ガスノズル１７のストロー
クに比べて大きなストロークでワーク１３を移動させる
ものである。そして、加工中においては、Ｚ軸サドル１
５は固定であり、ガスノズル１７がＸ軸方向、Ｙ軸方向
に駆動される。すなわち、Ｚ軸サドル１５はワーク１３
の交換、その他においてガスノズル１７を退避位置に置
くために移動される。
ズル１７は高速かつ小ストロークで駆動されるものであ
り、Ｘ−Ｙステージ１４は、ガスノズル１７のストロー
クに比べて大きなストロークでワーク１３を移動させる
ものである。そして、加工中においては、Ｚ軸サドル１
５は固定であり、ガスノズル１７がＸ軸方向、Ｙ軸方向
に駆動される。すなわち、Ｚ軸サドル１５はワーク１３
の交換、その他においてガスノズル１７を退避位置に置
くために移動される。
【０００５】なお、光学系駆動装置１６は、内蔵したボ
イスコイル型のリニアモータ駆動によるＸ−Ｙステージ
によりガスノズル１７を駆動するものであり、具体的な
構造は、特願平１０−２４５２７５号に示されているの
で、ここでは詳しい説明は省略する。
イスコイル型のリニアモータ駆動によるＸ−Ｙステージ
によりガスノズル１７を駆動するものであり、具体的な
構造は、特願平１０−２４５２７５号に示されているの
で、ここでは詳しい説明は省略する。
【０００６】ここで、一般工作機械の刃物に対応するレ
ーザ光の焦点は、集光用のレンズが収められたガスノズ
ル１７の運動に応じてワーク１３上を走査される。一
方、Ｘ−Ｙステージ１４の可動部は石定盤１１を基準と
して位置が計測され、この計測値を使用して位置制御が
行われる。
ーザ光の焦点は、集光用のレンズが収められたガスノズ
ル１７の運動に応じてワーク１３上を走査される。一
方、Ｘ−Ｙステージ１４の可動部は石定盤１１を基準と
して位置が計測され、この計測値を使用して位置制御が
行われる。
【０００７】本レーザ加工装置１０の加工精度は、レー
ザ光に起因する誤差を除いたとき、Ｘ−Ｙステージ１４
とガスノズル１７間の相対運動が支配的である。また、
本レーザ加工装置１０においては、ガスノズル１７をＸ
−Ｙステージ１４の上面に位置させるために、Ｚ軸サド
ル１５が片持ち支持式のオーバハング構造となってお
り、光学系駆動装置１６及びガスノズル１７を支持する
Ｚ軸サドル１５の剛性は高くない。
ザ光に起因する誤差を除いたとき、Ｘ−Ｙステージ１４
とガスノズル１７間の相対運動が支配的である。また、
本レーザ加工装置１０においては、ガスノズル１７をＸ
−Ｙステージ１４の上面に位置させるために、Ｚ軸サド
ル１５が片持ち支持式のオーバハング構造となってお
り、光学系駆動装置１６及びガスノズル１７を支持する
Ｚ軸サドル１５の剛性は高くない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような片持ち支持
構造において、Ｚ軸サドル１５の先端を基準としてガス
ノズル１７の位置を検出してフィードバック制御を行う
と、前述した相対運動に光学系駆動装置１６の反力でＺ
軸サドル１５にはＺ軸方向の構造変形が運動誤差として
生じる。すなわち、図３に示す力学モデル（図３は、本
発明における力学モデルであるが、説明を理解し易くす
るために引用する）とそのブロック線図である図６にお
いて、本来、Ｘ−Ｙステージ１４とガスノズル１７の相
対運動はＸ1 （ｓ）であるが、上記の提案装置ではＸ´
（ｓ）をフィードバックしているため、Ｘ2 （ｓ）の変
位（Ｚ軸構造の力学特性）が誤差として含まれている。
その結果、光学系駆動装置１６によりガスノズル１７を
高い加減速度で運動させた場合、その反力Ｆ（ｓ）によ
る誤差Ｘ2 （ｓ）は反力Ｆ（ｓ）に比例して大きくなる
ため、許容誤差の範囲で運動できる加速度に限界があ
る。特に、スループットを向上させるためには、ガスノ
ズル１７が高い加速度運動を行い、加減速時間を押さえ
ることが必要条件となる。
構造において、Ｚ軸サドル１５の先端を基準としてガス
ノズル１７の位置を検出してフィードバック制御を行う
と、前述した相対運動に光学系駆動装置１６の反力でＺ
軸サドル１５にはＺ軸方向の構造変形が運動誤差として
生じる。すなわち、図３に示す力学モデル（図３は、本
発明における力学モデルであるが、説明を理解し易くす
るために引用する）とそのブロック線図である図６にお
いて、本来、Ｘ−Ｙステージ１４とガスノズル１７の相
対運動はＸ1 （ｓ）であるが、上記の提案装置ではＸ´
（ｓ）をフィードバックしているため、Ｘ2 （ｓ）の変
位（Ｚ軸構造の力学特性）が誤差として含まれている。
その結果、光学系駆動装置１６によりガスノズル１７を
高い加減速度で運動させた場合、その反力Ｆ（ｓ）によ
る誤差Ｘ2 （ｓ）は反力Ｆ（ｓ）に比例して大きくなる
ため、許容誤差の範囲で運動できる加速度に限界があ
る。特に、スループットを向上させるためには、ガスノ
ズル１７が高い加速度運動を行い、加減速時間を押さえ
ることが必要条件となる。
【０００９】しかし、上記提案のレーザ加工装置では加
速度をあげていった場合、加工誤差が大きくなり、スル
ープットの向上は望めない。
速度をあげていった場合、加工誤差が大きくなり、スル
ープットの向上は望めない。
【００１０】そこで、本発明の課題は、加工用ヘッドを
高精度で位置制御するのに適した加工装置における加工
用ヘッドの位置制御装置を提供することにある。
高精度で位置制御するのに適した加工装置における加工
用ヘッドの位置制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、本発明者らに
提案されている上記の光学系駆動装置（特願平１０−２
４５２７５）を搭載したレーザ加工装置に適した位置制
御装置であり、加工用ヘッドを高速・高精度で位置制御
するのに適している。すなわち、レーザ光を用いてワー
クに対する任意形状の切断や穴あけ等の加工を行うこと
を目的とするレーザ加工装置に適している。
提案されている上記の光学系駆動装置（特願平１０−２
４５２７５）を搭載したレーザ加工装置に適した位置制
御装置であり、加工用ヘッドを高速・高精度で位置制御
するのに適している。すなわち、レーザ光を用いてワー
クに対する任意形状の切断や穴あけ等の加工を行うこと
を目的とするレーザ加工装置に適している。
【００１２】具体的には、石定盤に設けられたアームの
先端に、ワークに対して加工を行うための加工用ヘッド
をＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動する駆動装置を搭載し、
前記加工用ヘッドの位置を位置センサで検出して検出さ
れた信号を前記駆動装置にフィードバックすることによ
り前記加工用ヘッドの位置制御を行うようにした加工装
置であり、前記加工用ヘッドの周囲に、前記石定盤に固
定された位置計測の基準となる計測フレームを設け、該
計測フレームに対する前記加工用ヘッドの相対位置変化
を前記位置センサで検出してフィードバックによる位置
制御を行うようにしたことを特徴とする。
先端に、ワークに対して加工を行うための加工用ヘッド
をＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動する駆動装置を搭載し、
前記加工用ヘッドの位置を位置センサで検出して検出さ
れた信号を前記駆動装置にフィードバックすることによ
り前記加工用ヘッドの位置制御を行うようにした加工装
置であり、前記加工用ヘッドの周囲に、前記石定盤に固
定された位置計測の基準となる計測フレームを設け、該
計測フレームに対する前記加工用ヘッドの相対位置変化
を前記位置センサで検出してフィードバックによる位置
制御を行うようにしたことを特徴とする。
【００１３】特に、レーザ加工装置の場合、前記加工用
ヘッドはレーザ光を前記ワークに照射して加工を行うも
のであり、前記ワークは、該ワークを前記Ｘ軸方向及び
前記Ｙ軸方向に移動させるために前記石定盤に設けられ
たＸ−Ｙステージに搭載される。
ヘッドはレーザ光を前記ワークに照射して加工を行うも
のであり、前記ワークは、該ワークを前記Ｘ軸方向及び
前記Ｙ軸方向に移動させるために前記石定盤に設けられ
たＸ−Ｙステージに搭載される。
【００１４】また、前記アームはレーザ発振器を内蔵
し、前記石定盤に立設されて該アームをＺ軸方向に駆動
するためのＺ軸コラムに装着されている。
し、前記石定盤に立設されて該アームをＺ軸方向に駆動
するためのＺ軸コラムに装着されている。
【００１５】更に、前記加工用ヘッドは、前記Ｘ−Ｙス
テージに比べて高速かつ小ストロークで駆動されるもの
であり、前記Ｘ−Ｙステージは、前記加工用ヘッドのス
トロークに比べて大きなストロークで駆動するものであ
る。
テージに比べて高速かつ小ストロークで駆動されるもの
であり、前記Ｘ−Ｙステージは、前記加工用ヘッドのス
トロークに比べて大きなストロークで駆動するものであ
る。
【００１６】前記センサとしてはＸ−Ｙリニアエンコー
ダを用い、前記加工用ヘッドに該Ｘ−Ｙリニアエンコー
ダのセンサヘッド部もしくはスケール部が設けられ、前
記計測フレームに該Ｘ−Ｙリニアエンコーダのスケール
部もしくはセンサヘッド部が設けられる。
ダを用い、前記加工用ヘッドに該Ｘ−Ｙリニアエンコー
ダのセンサヘッド部もしくはスケール部が設けられ、前
記計測フレームに該Ｘ−Ｙリニアエンコーダのスケール
部もしくはセンサヘッド部が設けられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１〜図４を参照して、本発明に
よるレーザ加工装置の実施の形態について説明する。な
お、図５と同じ部分には同じ番号を付している。本レー
ザ加工装置１０は、石定盤１０をベースプレートとした
Ｘ−Ｙステージ１４及びＺ軸コラム１２、レーザ発振器
を搭載したＺ軸サドル１５、Ｚ軸サドル１５の先端に取
り付けられた光学系駆動装置１６、ガスノズル１７、計
測フレーム２０から構成される。
よるレーザ加工装置の実施の形態について説明する。な
お、図５と同じ部分には同じ番号を付している。本レー
ザ加工装置１０は、石定盤１０をベースプレートとした
Ｘ−Ｙステージ１４及びＺ軸コラム１２、レーザ発振器
を搭載したＺ軸サドル１５、Ｚ軸サドル１５の先端に取
り付けられた光学系駆動装置１６、ガスノズル１７、計
測フレーム２０から構成される。
【００１８】ワーク１３の位置管理はＸ−Ｙステージ１
４のフィードバック用位置センサ（図示せず）で行わ
れ、その基準は石定盤１１にある。すなわち、Ｘ−Ｙス
テージ１４におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向の移動量がそれ
ぞれ、石定盤１１を基準として位置センサで検出され、
Ｘ−Ｙステージ１４の制御装置にフィードバックされ
る。加えて、本レーザ加工装置１０ではＸ−Ｙステージ
１４、すなわちワーク１３と、ガスノズル１７、すなわ
ちレーザ光との間の相対運動を精密に行うため、レーザ
光の運動、即ちガスノズル１７の運動をワーク基準で計
測するようにしている。そして、Ｘ−Ｙステージ１４の
可動範囲の確保などのスペース上の制約から、図１に示
すＸ−Ｙ平面内に高い剛性をもつ計測フレーム２０を用
いてその基準を構成した点に特徴を有する。
４のフィードバック用位置センサ（図示せず）で行わ
れ、その基準は石定盤１１にある。すなわち、Ｘ−Ｙス
テージ１４におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向の移動量がそれ
ぞれ、石定盤１１を基準として位置センサで検出され、
Ｘ−Ｙステージ１４の制御装置にフィードバックされ
る。加えて、本レーザ加工装置１０ではＸ−Ｙステージ
１４、すなわちワーク１３と、ガスノズル１７、すなわ
ちレーザ光との間の相対運動を精密に行うため、レーザ
光の運動、即ちガスノズル１７の運動をワーク基準で計
測するようにしている。そして、Ｘ−Ｙステージ１４の
可動範囲の確保などのスペース上の制約から、図１に示
すＸ−Ｙ平面内に高い剛性をもつ計測フレーム２０を用
いてその基準を構成した点に特徴を有する。
【００１９】すなわち、図２に示されるように、計測フ
レーム２０は、ガスノズル１７のＸ軸方向、Ｙ軸方向の
移動を妨げないようにガスノズル１７の可動範囲の周囲
に位置する略矩形状のフレーム２０−１と、このフレー
ム２０−１を高い剛性を持って支持している支持フレー
ム２０−２、２０−３、２０−４とを有する。支持フレ
ーム２０−２〜２０−４はそれぞれ、石定盤１１に固定
されている。ガスノズル１７の位置検出は、Ｘ−Ｙ平面
の直交する２軸を同時計測できるＸ−Ｙリニアエンコー
ダによって行われる。例えば、ガスノズル１７にはＸ−
Ｙリニアエンコーダの一部となるスケールが設けられ、
フレーム２０−１にはセンサヘッドが設けられる。この
ようなＸ−Ｙリニアエンコーダは周知であるので詳しい
説明は省略する。
レーム２０は、ガスノズル１７のＸ軸方向、Ｙ軸方向の
移動を妨げないようにガスノズル１７の可動範囲の周囲
に位置する略矩形状のフレーム２０−１と、このフレー
ム２０−１を高い剛性を持って支持している支持フレー
ム２０−２、２０−３、２０−４とを有する。支持フレ
ーム２０−２〜２０−４はそれぞれ、石定盤１１に固定
されている。ガスノズル１７の位置検出は、Ｘ−Ｙ平面
の直交する２軸を同時計測できるＸ−Ｙリニアエンコー
ダによって行われる。例えば、ガスノズル１７にはＸ−
Ｙリニアエンコーダの一部となるスケールが設けられ、
フレーム２０−１にはセンサヘッドが設けられる。この
ようなＸ−Ｙリニアエンコーダは周知であるので詳しい
説明は省略する。
【００２０】図３は、上記の構造を単純な力学モデルに
置き換えたものでり、ここではＸ軸方向のみのモデルに
ついて示している。図４は、図３のブロック線図であ
る。計測フレーム２０を基準として計測されたガスノズ
ル１７の位置変位は図３に示した力学モデルにおけるＸ
1 （ｓ）にあたる。このＸ1 （ｓ）を用いて光学系駆動
装置１６は位置のフィードバック制御を行う。
置き換えたものでり、ここではＸ軸方向のみのモデルに
ついて示している。図４は、図３のブロック線図であ
る。計測フレーム２０を基準として計測されたガスノズ
ル１７の位置変位は図３に示した力学モデルにおけるＸ
1 （ｓ）にあたる。このＸ1 （ｓ）を用いて光学系駆動
装置１６は位置のフィードバック制御を行う。
【００２１】図３において、Ｚ軸サドル１５を含む支持
部全体の慣性負荷をｍ2 とする。また、Ｚ軸コラム１２
などの支持部構造の剛性をｋとする。光学系駆動装置１
６における可動部、すなわちガスノズル１７を駆動する
ために内蔵されているＸ−Ｙステージは、粘性抵抗が微
少なクロスローラガイドによりＺ軸サドル１５に対し
て、案内される。また、前に述べたように、光学系駆動
装置１６におけるＸ−Ｙステージの駆動源としてはボイ
スコイル型のリニアモータを用いるが、ドライブアンプ
の電流補償により、可動部の運動に伴う渦電流に起因す
る粘性抵抗はほとんど発生しない構成である。そのた
め、光学系駆動装置１６の可動部は、Ｘ軸方向において
慣性負荷のみとみなせる。この慣性負荷をｍ1 とする。
それぞれの慣性負荷の変位をｘ1 、ｘ2 とする。また、
図５に示した提案装置におけるＺ軸コラム１５の先端を
基準としたガスノズル１７の変位計測値をｘ´とする。
ここで、各慣性体における運動方程式を以下に示す。
部全体の慣性負荷をｍ2 とする。また、Ｚ軸コラム１２
などの支持部構造の剛性をｋとする。光学系駆動装置１
６における可動部、すなわちガスノズル１７を駆動する
ために内蔵されているＸ−Ｙステージは、粘性抵抗が微
少なクロスローラガイドによりＺ軸サドル１５に対し
て、案内される。また、前に述べたように、光学系駆動
装置１６におけるＸ−Ｙステージの駆動源としてはボイ
スコイル型のリニアモータを用いるが、ドライブアンプ
の電流補償により、可動部の運動に伴う渦電流に起因す
る粘性抵抗はほとんど発生しない構成である。そのた
め、光学系駆動装置１６の可動部は、Ｘ軸方向において
慣性負荷のみとみなせる。この慣性負荷をｍ1 とする。
それぞれの慣性負荷の変位をｘ1 、ｘ2 とする。また、
図５に示した提案装置におけるＺ軸コラム１５の先端を
基準としたガスノズル１７の変位計測値をｘ´とする。
ここで、各慣性体における運動方程式を以下に示す。
【００２２】
ｍ1 ・ｄ2 ｘ1 ＝ｆ （１）
ｍ2 ・ｄ2 ｘ2 ＝−ｆ−ｋ・ｘ2 （２）
ｘ´＝ｘ1 −ｘ2 （３）
但し、ｄ2 ｘ1 、ｄ2 ｘ2 はそれぞれ、加速度である。
【００２３】式（１）〜式（３）をラプラス変換する。
【００２４】
ｍ1 ・ｓ2 ・Ｘ1 （ｓ）＝Ｆ（ｓ） （１´）
ｍ2 ・ｓ2 ・Ｘ2 （ｓ）＝−Ｆ（ｓ）−ｋ・Ｘ2 （ｓ） （２′）
Ｘ´（ｓ）＝Ｘ1 （ｓ）−Ｘ2 （ｓ） （３′）
これらの結果が図３のブロック線図に示されている。図
３のＰｃｏｍ（Ｓ）はガスノズル１７の位置指令を示
し、Ｇｃ（ｓ）は制御補償器を示す。
３のＰｃｏｍ（Ｓ）はガスノズル１７の位置指令を示
し、Ｇｃ（ｓ）は制御補償器を示す。
【００２５】図４において、図５に示した提案装置では
Ｘ´（ｓ）を計測し、その値をフィードバックしていた
ため、制御目標となるＸ1 （ｓ）にＸ2 （ｓ）を除いた
変位量しかフィードバックされない。そのため、ガスノ
ズル１７先端の軌跡精度には、加減速時の反力に比例し
たＸ2 （ｓ）の変位がそのまま運動誤差となって残る。
Ｘ´（ｓ）を計測し、その値をフィードバックしていた
ため、制御目標となるＸ1 （ｓ）にＸ2 （ｓ）を除いた
変位量しかフィードバックされない。そのため、ガスノ
ズル１７先端の軌跡精度には、加減速時の反力に比例し
たＸ2 （ｓ）の変位がそのまま運動誤差となって残る。
【００２６】これに対し、本形態では計測フレーム２０
を用いて、制御目標点であるガスノズル１７の変位Ｘ1
（ｓ）を直接計測し、その変位量を用いてフィードバッ
クを行うため、システム構成上、支持構造に起因する運
動誤差を排除できる。
を用いて、制御目標点であるガスノズル１７の変位Ｘ1
（ｓ）を直接計測し、その変位量を用いてフィードバッ
クを行うため、システム構成上、支持構造に起因する運
動誤差を排除できる。
【００２７】以上のように、加工装置内のスペース上の
制約により、高加減速運動能力・高精度を求められる加
工装置における加工用ヘッドの支持が柔軟構造の場合
に、本発明のようにその性能（高速化）向上を目的とし
て計測フレームを用いて計測・制御を行うことは有効で
ある。レーザ光によるワークの切断や穴あけを行う加工
装置以外の具体的なアプリケーションとしては、工作機
械、液晶あるいは半導体用ステッパー等の光露光装置、
各種レーザ加工システムなどがあげられる。
制約により、高加減速運動能力・高精度を求められる加
工装置における加工用ヘッドの支持が柔軟構造の場合
に、本発明のようにその性能（高速化）向上を目的とし
て計測フレームを用いて計測・制御を行うことは有効で
ある。レーザ光によるワークの切断や穴あけを行う加工
装置以外の具体的なアプリケーションとしては、工作機
械、液晶あるいは半導体用ステッパー等の光露光装置、
各種レーザ加工システムなどがあげられる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、加工装置における加工
用ヘッドを高精度で位置制御できることにより、加工精
度の向上とスループットの向上を実現できる。
用ヘッドを高精度で位置制御できることにより、加工精
度の向上とスループットの向上を実現できる。
【図１】本発明を適用したレーザ加工装置の概略構成を
示した図である。
示した図である。
【図２】図１に示された計測フレームと石定盤、ガスノ
ズルの位置関係を示した図である。
ズルの位置関係を示した図である。
【図３】図１に示されたレーザ加工装置の力学モデルを
Ｘ軸方向について示した図である。
Ｘ軸方向について示した図である。
【図４】図３の力学モデルのブロック線図である。
【図５】本発明者らにより提案されているレーザ加工装
置の概略構成を示した図である。
置の概略構成を示した図である。
【図６】図５に示されたレーザ加工装置の力学モデルの
ブロック線図である。
ブロック線図である。
１０ レーザ加工装置
１１ 石定盤
１２ Ｚ軸コラム
１３ ワーク
１４ Ｘ−Ｙステージ
１５ Ｚ軸サドル
１６ 光学系駆動装置
１７ ガスノズル
２０ 計測フレーム
２０−１ フレーム
２０−２〜２０−４ 支持フレーム
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−108876（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23Q 15/00 - 15/28
G05B 19/18 - 19/46
B23K 26/00 - 26/42
H01L 21/268
H01L 21/30
H01L 21/68
Claims (5)
- 【請求項１】 石定盤に設けられたアームの先端に、ワ
ークに対して加工を行うための加工用ヘッドをＸ軸方向
及びＹ軸方向に駆動する駆動装置を搭載し、前記加工用
ヘッドの位置を位置センサで検出して検出された信号を
前記駆動装置にフィードバックすることにより前記加工
用ヘッドの位置制御を行うようにした加工装置におい
て、前記加工用ヘッドの周囲に、前記石定盤に固定され
た位置計測の基準となる計測フレームを設け、該計測フ
レームに対する前記加工用ヘッドの相対位置変化を前記
位置センサで検出してフィードバックによる位置制御を
行うようにしたことを特徴とする加工装置における加工
用ヘッドの位置制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の位置制御装置において、
前記加工用ヘッドはレーザ光を前記ワークに照射して加
工を行うものであり、前記ワークは、該ワークを前記Ｘ
軸方向及び前記Ｙ軸方向に移動させるために前記石定盤
に設けられたＸ−Ｙステージに搭載されていることを特
徴とする加工装置における加工用ヘッドの位置制御装
置。 - 【請求項３】 請求項２記載の位置制御装置において、
前記アームはレーザ発振器を内蔵し、前記石定盤に立設
されて該アームをＺ軸方向に駆動するためのＺ軸コラム
に装着されていることを特徴とする加工装置における加
工用ヘッドの位置制御装置。 - 【請求項４】 請求項２記載の位置制御装置において、
前記加工用ヘッドは、前記Ｘ−Ｙステージに比べて高速
かつ小ストロークで駆動されるものであり、前記Ｘ−Ｙ
ステージは、前記加工用ヘッドのストロークに比べて大
きなストロークで駆動するものであることを特徴とする
加工装置における加工用ヘッドの位置制御装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の位置制御装置において、
前記センサとしてＸ−Ｙリニアエンコーダを用い、前記
加工用ヘッドに該Ｘ−Ｙリニアエンコーダのセンサヘッ
ド部もしくはスケール部が設けられ、前記計測フレーム
に該Ｘ−Ｙリニアエンコーダのスケール部もしくはセン
サヘッド部が設けられることを特徴とする加工装置にお
ける加工用ヘッドの位置制御装置。
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| JP14435899A JP3404645B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 加工装置における加工用ヘッドの位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP14435899A JP3404645B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 加工装置における加工用ヘッドの位置制御装置 |
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| JP2000334637A JP2000334637A (ja) | 2000-12-05 |
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Family Applications (1)
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