JP5019507B2 - レーザ加工装置および加工対象物の位置検出方法 - Google Patents
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図1は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置1の概略構成を模式的に示す図である。図2は、図1に示すワーク2がX方向で計測用レーザ光の焦点Fから外れた位置にあるときの状態を示す図である。
図3は、図1に示すワーク2のZ方向の位置と、第2受光素子5で測定される反射光量との関係を示すグラフである。
図4は、図1に示す反射板9で計測用レーザ光が反射されたときに撮像素子7で撮影される映像の一例を示す図である。
図5は、図1に示すレーザ加工装置1でのワーク2の位置合せの手順を示すフローチャートである。以上のように構成されたレーザ加工装置1では、以下のように、ワーク2の位置合せを行う。
以上説明したように、本形態では、反射板9で反射された計測用レーザ光を撮像素子7で受光して、ワーク2のX、Y方向の端部を検出している。また、計測用レーザ光の焦点Fとワーク2の端部との距離を算出して、ワーク2の焦点Fに対する位置を検出している。また、本形態では、波長がほぼ等しい加工用レーザ光と計測用レーザ光とが共通のレーザ光源3から出射されている。そのため、加工用レーザ光の焦点と計測用レーザ光の焦点Fとがほぼ一致する。すなわち、X、Y方向で加工用レーザ光の焦点と計測用レーザ光の焦点Fとがほぼ一致する。したがって、計測用レーザ光の焦点Fとワーク2の端部との距離から、加工用レーザ光の焦点とワーク2の端部との距離を精度良く求めることができ、X、Y方向において、加工用レーザ光の焦点とワーク2との位置合せを高精度で行うことが可能になる。
上述した形態では、ワーク2で反射された計測用レーザ光の反射光量は、第2受光素子5で測定されているが、計測用レーザ光の反射光量は、撮像素子7で測定されても良い。また、計測用レーザ光の反射光量は、第2受光素子5と撮像素子7との両者で測定されても良い。ここで、撮像素子7に入射する反射光は、図6の実線で示すように、反射光の中心部が一番明るく、中心部から離れるにしたがって次第に暗くなる。そして、撮像素子7で撮影される反射光の映像において、所定の閾値t以上の明るさを有する領域が反射光のスポットとして特定され、特定されたスポットの明るさの総和が撮像素子7で測定される計測用レーザ光の反射光量となる。また、第2受光素子5で反射光量が測定される場合と同様に、移動機構10でZ方向にワーク2を移動させながら、撮像素子7で計測用レーザ光の反射光量を測定して、ワーク2のZ方向位置との関係で、反射光量の極大点を特定することで、計測用レーザ光の焦点FのZ方向位置の検出が可能である。
2 ワーク(加工対象物)
3 レーザ光源(レーザ光出射手段)
7 撮像素子(撮像手段)
9 反射板(反射手段)
9a 反射面(乱反射面)
10 移動機構(保持手段)
F 焦点
S2 出射ステップ
S3〜S8 位置合せステップ
S9 配置ステップ
S10 端部検出ステップ
S11 距離算出ステップ
Claims (4)
- 加工対象物の加工を行うための加工用レーザ光と上記加工対象物へ照射されるとともに上記加工用レーザ光よりも出力の小さな計測用レーザ光とを出射し出力が調整可能なファイバーレーザを光源とするレーザ光出射手段と、上記レーザ光出射手段に対して、上記計測用レーザ光の光軸方向で上記計測用レーザ光の焦点よりも離れた位置に配置され、上記計測用レーザ光を反射する反射手段と、上記レーザ光出射手段と上記反射手段との間で上記加工対象物を保持する保持手段と、上記反射手段で反射された上記計測用レーザ光を受光する撮像手段とを備えることを特徴とするレーザ加工装置。
- 前記反射手段は、前記計測用レーザ光を乱反射させる乱反射面を備えることを特徴とする請求項1記載のレーザ加工装置。
- 出力が調整可能なファイバーレーザを光源とする加工用レーザ光を用いて加工対象物に加工を行うレーザ加工装置での加工対象物の位置検出方法において、
上記加工用レーザ光および上記加工用レーザ光よりも出力の小さな計測用レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、上記レーザ光出射手段に対して、上記計測用レーザ光の光軸方向で上記計測用レーザ光の焦点よりも離れた位置に配置され、上記計測用レーザ光を反射する反射手段との間に、かつ、上記光軸方向に直交する方向で上記焦点から外れた位置に上記加工対象物を配置する配置ステップと、
上記計測用レーザ光を出射する出射ステップと、
上記反射手段で反射された上記計測用レーザ光を受光して、上記加工対象物の上記光軸方向に直交する方向の端部を検出する端部検出ステップと、
上記焦点と上記端部との距離を算出して、上記加工対象物の位置を検出する距離算出ステップとを備えることを特徴とする加工対象物の位置検出方法。 - 前記配置ステップの前に、前記光軸方向における前記焦点の位置と、前記加工対象物の位置との位置合せを行う位置合せステップを備えることを特徴とする請求項3記載の加工対象物の位置検出方法。
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- 2006-07-28 JP JP2006206067A patent/JP5019507B2/ja active Active
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