JP4705437B2 - レーザ加工装置及びレーザ加工装置の焦点位置指示方法 - Google Patents
レーザ加工装置及びレーザ加工装置の焦点位置指示方法 Download PDFInfo
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レーザ加工装置から照射されるレーザ光の焦点位置を、レーザ光を走査する作業領域において、ガイド用光源から照射されるガイド光とポインタ用光源から照射されるポインタ光とを交差させた交差位置で指示する方法であって、ポインタ用光源を消灯させた状態で、ガイド光を走査する第1のミラー及び第1のミラーと直交する回転軸を有する第2のミラーの角度を調整して、ガイド用光源を点灯し、ガイド用光源からのガイド光で、レーザ光の作業領域における照射位置を示すガイドパターンを表示する工程と、ガイド用光源を消灯させた状態で、ポインタ光がガイドパターンが表示される作業領域に位置するように、第2のミラーの裏面に形成された第3のミラーの角度を調整し、第3のミラーを停止させた状態でポインタ用光源を点灯させポインタ光を照射する工程と、ガイドパターンを表示する工程とポインタ光を照射する工程を繰り返すことで、ポインタ光とガイド光とを交互に点灯させ、設定されたレーザ光の焦点位置でポインタ光とガイド光が交差されて焦点位置が指示されると共に、レーザ光の焦点位置に関する設定情報の変更入力を入力部で受け付け、入力部により変更された設定情報を焦点位置設定記憶部に記憶し、入力部を用いた設定情報の変更入力に応じて、焦点位置設定記憶部に記憶された設定情報に基づいて、レーザ光の焦点位置が変更前の焦点位置から変更後の焦点位置に移動するように焦点可変光学系を走査させると共に、変更前の焦点位置で交差していたガイド光とポインタ光とが変更後の焦点位置で交差するようにレーザ光走査系及びポインタ光調整系を走査させる工程とを含む。これによってガイド光とポインタ光が一致する位置をレーザ光の焦点位置として指示できるので、ユーザは容易に焦点位置を把握でき、加工対象物の位置合わせ等が可能となる。
(入力部3)
(レーザ制御部1)
(レーザ励起部6)
(レーザ出力部2)
(レーザ媒質8)
(走査系)
(ディスタンスポインタ)
(制御ブロック図)
(Z軸スキャナ14cの動作)
(焦点補正機能)
(設置支援機能)
(設定の入力)
(ガイド光G)
(ポインタ光P)
(ガイドパターンGP)
(時分割点灯)
(ガイド光光学系の他の形態)
2…レーザ出力部
3…入力部
4…制御部
5…メモリ部;5A…焦点位置設定記憶部
6…レーザ励起部
7…電源
8…レーザ媒質
9…走査部
10…レーザ励起光源
11…レーザ励起光源集光部
12…レーザ励起部ケーシング
13…光ファイバケーブル
14…スキャナ;14a…X軸スキャナ;14b…Y軸スキャナ
14c…Z軸スキャナ;14d…ポインタ用スキャナミラー
15…集光部
16…入射レンズ
18…出射レンズ
50…レーザ発振部
51、51a、51b…ガルバノモータ
52…スキャナ駆動回路
53…ビームエキスパンダ
54…光学部材
60…ガイド用光源
62…ハーフミラー;62B…全反射ミラー
64…ポインタ用光源
66…固定ミラー
74…スキャナ制御部
80…演算部
82…表示部
84…ポインタ光制御回路
86…ガイド光制御回路
90…LEDポインタ
150…マーキングヘッド
160、160B…調整機構
170…設置台
L、L’…レーザ光
G…ガイド光
GP…ガイドパターン
P…ポインタ光
W…ワーク
WS…作業領域
Claims (11)
- レーザ光を発生させるためのレーザ発振部と、
前記レーザ発振部から照射されるレーザ光のスポット径を調整して、作業領域に向けて照射されるレーザ光の焦点位置を変更するための焦点可変光学系と、
前記レーザ発振部より出射され前記焦点可変光学系を透過したレーザ光を作業領域内において2次元的に走査させるためのレーザ光走査系と、
前記レーザ光を作業領域内に走査させる際の照射位置を示すガイドパターンを表示するためのガイド光を発するガイド用光源と、
前記ガイド用光源からのガイド光をレーザ光走査系により走査されるレーザ光の光軸と一致させるためのガイド光光学系と、
前記ガイド用光源からのガイド光によりガイドパターンが表示される作業領域にレーザ光の焦点位置を示すポインタ光を照射するためのポインタ用光源と、
前記ガイド用光源からのガイド光とポインタ用光源からのポインタ光とがレーザ光の焦点位置にて交差するように調整するためのポインタ光調整系と、
レーザ光の焦点位置に関する設定情報の変更入力を受け付けるための入力部と、
前記入力部により変更された設定情報を記憶するための焦点位置設定記憶部と、
前記入力部を用いた設定情報の変更入力に応じて、前記焦点位置設定記憶部に記憶された設定情報に基づいて、レーザ光の焦点位置が変更前の焦点位置から変更後の焦点位置に移動するように前記焦点可変光学系を制御すると共に、変更前の焦点位置で交差していたガイド光とポインタ光とが変更後の焦点位置で交差するように前記レーザ光走査系及びポインタ光調整系を制御するための制御部と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項1に記載のレーザ加工装置であって、
前記焦点可変光学系として、
入射レンズと出射レンズを備えるビームエキスパンダであって、前記レーザ発振部から照射されるレーザ光の光軸に一致させて、入射レンズと出射レンズ間の相対距離を変化させてレーザ光の焦点距離を調整可能なビームエキスパンダを備え、
前記レーザ光走査系として、
前記ビームエキスパンダを透過したレーザ光を第1の方向に走査させるための第1のミラーと、
前記第1のミラーで反射されたレーザ光を前記第1の方向と直交する第2の方向に走査させるための第2のミラーと、
前記第2のミラーで反射されたレーザ光を作業領域に照射させるよう集光するための集光レンズと、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項2に記載のレーザ加工装置であって、
前記ポインタ光調整系が、前記第2のミラーの裏面に形成された第3のミラーと、
前記ポインタ用光源から前記第3のミラーに照射されたポインタ光が、レーザ光の焦点位置でガイド光と交差する位置に反射されるよう調整された反射ミラーと、
で構成されることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項3に記載のレーザ加工装置であって、さらに、
前記ガイド用光源とポインタ用光源の点灯を交互に切り替えてガイド光及びポインタ光を異なるタイミングで点灯するための切替回路
を備え、
前記切替回路で切り替えられて点灯するポインタ光が、前記切替回路で切り替えられて点灯するガイド光と交差するように前記ポインタ光調整系で調整されてなることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項4に記載のレーザ加工装置であって、
前記切替回路でポインタ用光源を点灯させる際、ポインタ光は点状に表示され、
前記切替回路でガイド用光源を点灯させる際、ガイド光は前記レーザ光走査系で走査されて、所定のガイドパターンに表示されてなることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項5に記載のレーザ加工装置であって、
前記ガイドパターンが平行線状であることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項5に記載のレーザ加工装置であって、
前記ガイドパターンが十字状であることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項4に記載のレーザ加工装置であって、
前記切替回路でポインタ用光源を点灯させる際、ポインタ光は点状に表示され、
前記切替回路でガイド用光源を点灯させる際、ガイド光も点状に表示されてなることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項1から8のいずれか一に記載のレーザ加工装置であって、
前記ポインタ光と、ガイド光の色が異なることを特徴とするレーザ加工装置。 - レーザ加工装置から照射されるレーザ光の焦点位置を、レーザ光を走査する作業領域において、ガイド用光源から照射されるガイド光とポインタ用光源から照射されるポインタ光とを交差させた交差位置で指示する方法であって、
ポインタ用光源を消灯させた状態で、ガイド光を走査する第1のミラー及び第1のミラーと直交する回転軸を有する第2のミラーの角度を調整して、前記ガイド用光源を点灯し、前記ガイド用光源からのガイド光で、レーザ光の作業領域における照射位置を示すガイドパターンを表示する工程と、
ガイド用光源を消灯させた状態で、ポインタ光がガイドパターンが表示される作業領域に位置するように、前記第2のミラーの裏面に形成された第3のミラーの角度を調整し、第3のミラーを停止させた状態でポインタ用光源を点灯させポインタ光を照射する工程と、
前記ガイドパターンを表示する工程と前記ポインタ光を照射する工程を繰り返すことで、ポインタ光とガイド光とを交互に点灯させ、設定されたレーザ光の焦点位置でポインタ光とガイド光が交差されて焦点位置が指示されると共に、レーザ光の焦点位置に関する設定情報の変更入力を入力部で受け付け、前記入力部により変更された設定情報を焦点位置設定記憶部に記憶し、前記入力部を用いた設定情報の変更入力に応じて、前記焦点位置設定記憶部に記憶された設定情報に基づいて、レーザ光の焦点位置が変更前の焦点位置から変更後の焦点位置に移動するように前記焦点可変光学系を走査させると共に、変更前の焦点位置で交差していたガイド光とポインタ光とが変更後の焦点位置で交差するように前記レーザ光走査系及びポインタ光調整系を走査させる工程と、
を含むことを特徴とするレーザ加工装置の焦点位置指示方法。 - 請求項10に記載のレーザ加工装置の焦点位置指示方法であって、
前記ポインタ光と、ガイド光の色が異なることを特徴とするレーザ加工装置の焦点位置指示方法。
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