JP5288987B2 - Laser processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、加工位置の位置ずれを補正しながらワークのレーザ加工を行うレーザ加工装置に関するものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus that performs laser processing of a workpiece while correcting a displacement of a processing position.
レーザビームを加工対象物であるワーク(被加工物)に照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置は、ワーク上の所定位置に位置精度良く穴あけ加工する必要がある。このため、レーザ加工装置は、ガルバノスキャナミラーなどによって加工位置の位置ずれを補正しながら被加工物のレーザ加工を行っている。 A laser processing apparatus that performs laser processing by irradiating a workpiece (workpiece) that is an object to be processed with a laser beam needs to drill a hole at a predetermined position on the workpiece with high positional accuracy. For this reason, the laser processing apparatus performs laser processing of the workpiece while correcting the displacement of the processing position by a galvano scanner mirror or the like.
例えば、特許文献1に記載のずれ補正方法(レーザ加工の位置決め方法)は、XYテーブル上に基準マークと位置決め用穴とを設けている。さらに、作業開始時の補正では、ワークにレーザ光を照射して加工穴を形成するとともに、位置決め用穴を基点とした加工穴の相対座標を算出している。そして、この相対座標が設計値となるようXYテーブルのテーブル移動量を補正してレーザ加工を行っている。また、複数のワークを同時加工する場合には、ガルバノスキャナの制御量にオフセットを付加してワーク間のズレを解消している。 For example, in the deviation correction method (laser machining positioning method) described in Patent Document 1, a reference mark and a positioning hole are provided on an XY table. Furthermore, in the correction at the time of starting work, the workpiece is irradiated with laser light to form a machining hole, and the relative coordinates of the machining hole with the positioning hole as a base point are calculated. Then, laser processing is performed by correcting the table movement amount of the XY table so that the relative coordinates become design values. Further, when a plurality of workpieces are processed simultaneously, an offset is added to the control amount of the galvano scanner to eliminate the deviation between the workpieces.
しかしながら、上記従来の技術では、固定されたテーブル上での基準マークと加工穴との相対座標を、テーブル全体の基準スケールとして規定しているので、レーザ加工を実施するテーブル位置によっては、テーブルの位置決めに誤差が発生し、加工穴の位置ずれが発生するという問題があった。これは、テーブル移動時の位置の基準として設定された基準スケールが実際のテーブルと必ずしも一致していないからである。 However, in the above conventional technique, the relative coordinate between the reference mark and the processing hole on the fixed table is defined as the reference scale of the entire table, so that depending on the table position where laser processing is performed, the table There was a problem that an error occurred in the positioning and the position of the machining hole was displaced. This is because the reference scale set as the reference for the position when moving the table does not necessarily match the actual table.
例えば、XYテーブルのスケール設定方法として、XYテーブルをある固定した測定位置から単軸移動させた際の誤差を、軸ごとに補正する方法が一般的に知られている。ところが、XYテーブルには、XYテーブル自体の加工精度に依存する直角度や真直度が存在する。そのため、XYテーブルを移動させた際には、軸ごとの1次元ずれに限らず、2次元(回転)ずれが必ず存在する。したがって、XYテーブルのテーブル位置毎にそのテーブル位置に移動した際の位置決めの誤差は異なる。このことを踏まえると、一般的なスケール設定を基準としたテーブル移動を行っても、大部分のテーブル位置において指令値と実測値は一致しないので、そのずれが加工穴の位置ずれとして現れてしまい、安定した高い加工位置精度を実現する妨げとなっていた。このため、上記従来の技術では、基準マークと対になる加工穴の周辺では、精度の高いレーザ加工を実施できるが、例えば基準マークと対になる加工穴から長距離のテーブル移動を必要とするワークの隅を加工した場合には、テーブル位置(移動)に起因するずれの分だけ加工位置精度が悪化するという問題があった。 For example, as a scale setting method for an XY table, a method is generally known in which an error when a single axis is moved from a fixed measurement position is corrected for each axis. However, the XY table has a squareness and a straightness that depend on the processing accuracy of the XY table itself. For this reason, when the XY table is moved, there is always a two-dimensional (rotational) deviation, not limited to a one-dimensional deviation for each axis. Therefore, the positioning error when moving to the table position differs for each table position of the XY table. Based on this, even if the table is moved based on the general scale setting, the command value and the actual measurement value do not match at most table positions, so that the deviation appears as the position deviation of the machining hole. This has hindered the realization of stable and high machining position accuracy. For this reason, in the conventional technique, high-precision laser processing can be performed around the processing hole paired with the reference mark, but for example, it is necessary to move the table over a long distance from the processing hole paired with the reference mark. When the corner of the workpiece is machined, there is a problem that the machining position accuracy deteriorates by the amount of deviation caused by the table position (movement).
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、位置精度の良いレーザ加工を行うレーザ加工装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a laser processing apparatus that performs laser processing with high positional accuracy.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、XYテーブル上に載置されたワークにレーザ光を照射して前記ワークにレーザ加工を行うレーザ加工装置において、
複数のスキャンエリアが設定されたワークに対し、各スキャンエリア内で前記レーザ光の照射位置を位置決めするガルバノスキャナと、前記XYテーブルが移動する際の位置の基準として設定された基準スケールの誤差に対応する加工位置の位置ずれ量として、第1のワーク上の所定位置にレーザ加工を行なう場合の加工の指令位置と、前記指令位置にレーザ加工を行った場合の実加工位置と、の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、レーザ加工後の実加工位置がずれないようレーザ加工時の位置補正を行う際に用いる位置ずれ補正情報を、前記位置ずれ量に基づいて算出する補正情報算出部と、第2のワークにレーザ加工を行なう際に、前記位置ずれ補正情報に基づいて前記第2のワークへの加工目標位置に応じた位置補正を行うよう位置補正指令を出力する補正指令部と、前記位置補正指令に従った位置補正を行いながらレーザ加工を行うレーザ加工部と、を備え、前記位置ずれ量算出部は、前記第1のワーク上の複数のスキャンエリアでそれぞれの位置ずれ量を算出し、前記補正情報算出部は、前記位置ずれ量算出部が算出した複数の位置ずれ量に基づいて前記位置ずれ補正情報を算出することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a laser processing apparatus that performs laser processing on a workpiece by irradiating the workpiece placed on an XY table with laser light.
For a workpiece with a plurality of scan areas set, an error of a galvano scanner that positions the irradiation position of the laser beam in each scan area and a reference scale error set as a position reference when the XY table moves As a positional deviation amount of a corresponding machining position, a positional deviation between a machining command position when laser machining is performed at a predetermined position on the first workpiece and an actual machining position when laser machining is performed at the command position. A positional deviation amount calculation unit for calculating the amount, and positional deviation correction information used when performing positional correction at the time of laser processing so that the actual processing position after laser processing does not shift is calculated based on the positional deviation amount. When performing laser processing on the calculation unit and the second workpiece, position correction corresponding to the processing target position on the second workpiece is performed based on the positional deviation correction information. A correction command section for outputting a position correction command, and a laser processing unit that performs laser processing while performing the position correction command to follow the position correction, the positional deviation amount calculating section, on the first workpiece A positional deviation amount is calculated in each of a plurality of scan areas, and the correction information calculation unit calculates the positional deviation correction information based on the plurality of positional deviation amounts calculated by the positional deviation amount calculation unit. To do.
この発明によれば、ワーク上の複数位置に対してそれぞれの位置ずれ量を算出し、算出した複数の位置ずれ量に基づいて位置ずれ補正情報を算出するので、位置精度の良いレーザ加工を行うことが可能になるという効果を奏する。 According to the present invention, the positional deviation amounts are calculated for a plurality of positions on the workpiece, and the positional deviation correction information is calculated based on the calculated plural positional deviation amounts. Therefore, laser processing with high positional accuracy is performed. There is an effect that it becomes possible.
以下に、本発明に係るレーザ加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a laser processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。図1では、レーザ加工装置1のうちワーク(被加工物)Wにレーザ加工処理を行う機構(後述のレーザ加工機構4)の構成を図示している。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 illustrates a configuration of a mechanism (a laser processing mechanism 4 described later) that performs laser processing on a workpiece (workpiece) W in the laser processing apparatus 1.
レーザ加工装置1は、ワークW上の所定位置に穴あけ加工を行わせる場合の、加工目標位置(後述の指令点B)と実際に加工した穴の位置(後述の加工点A)との位置ずれ(誤差)量に基づいて、実製品などの穴あけ加工を行う際の位置ずれ(レーザビーム照射位置でのテーブル位置など)を補正してレーザ加工する装置である。 When the laser processing apparatus 1 performs drilling at a predetermined position on the workpiece W, a positional deviation between a processing target position (a command point B described later) and a position of a hole that is actually processed (a processing point A described later). Based on the (error) amount, it is a laser processing apparatus that corrects a positional shift (such as a table position at a laser beam irradiation position) when drilling a real product or the like.
本実施の形態のレーザ加工装置1は、予めワーク(第1のワーク)W上の複数の位置で、指令点Bと加工点Aとの位置ずれ量を測定するとともに、測定値に基づいて、穴あけ加工の位置ずれを補正するための補正係数(以下、位置ずれ補正係数という)を算出しておく。そして、実製品などの穴あけ加工を行う際には、算出した位置ずれ補正係数(位置ずれ補正情報)を用いてワーク(第2のワーク)W上の加工位置を補正する。 The laser processing apparatus 1 of the present embodiment measures the amount of positional deviation between the command point B and the processing point A at a plurality of positions on the workpiece (first workpiece) W in advance, and based on the measured value, A correction coefficient (hereinafter referred to as a positional deviation correction coefficient) for correcting the positional deviation in the drilling process is calculated. Then, when drilling a real product or the like, the machining position on the workpiece (second workpiece) W is corrected using the calculated misalignment correction coefficient (misalignment correction information).
レーザ加工装置1は、ガルバノスキャナ11、fθレンズ12、XYテーブル(加工テーブル)13、ビジョンセンサ14、図示しないハイトセンサ、図示しないレーザ発振器(レーザ光源)などを含んで構成されている。
The laser processing apparatus 1 includes a
ガルバノスキャナ11は、レーザ発振器からのレーザ光を走査させるサーボモータであり、レーザ光をガルバノミラーで揺動することによって、レーザ光の照射位置をワークWの加工目標位置に高速に位置決めする。ガルバノスキャナ11は、例えば所定の振り角の範囲内で動作する。ガルバノスキャナ11は、レーザ加工装置1から指令を受けて、目標の加工位置にレーザ光が照射されるよう、レーザ光の照射位置を移動させて停止する。ガルバノスキャナ11は、レーザ光が照射された後に、次の目標の位置にレーザ光の照射位置を移動させて停止する動作を繰り返す。レーザ加工装置1は、2つのガルバノスキャナ11を有しており、一方のガルバノスキャナ11がワークWに対するレーザ光の照射位置をX方向に移動させ、他方のガルバノスキャナ11がワークWに対するレーザ光の照射位置をY方向に移動させる。
The
XYテーブル13は、ワークWを載置するとともに、ワークWをXY方向に移動させる。XYテーブル13は、ワークWの底面を吸着することによってワークWをXYテーブル13上に固定するとともに、X軸およびY軸方向へ移動することによって、ワークWへのレーザ照射位置を調節する。 The XY table 13 places the workpiece W and moves the workpiece W in the XY direction. The XY table 13 fixes the workpiece W on the XY table 13 by sucking the bottom surface of the workpiece W, and adjusts the laser irradiation position on the workpiece W by moving in the X-axis and Y-axis directions.
fθレンズ12は、レーザ光をXYテーブル13上のワークW上に集光させる。ビジョンセンサ14は、レーザ加工後の加工穴の位置(座標)を検出する。レーザ加工装置1は、位置ずれ補正係数を算出するためにあけられた加工穴のXYテーブル13上の座標を検出して測定する。
The
レーザ発振器からのレーザ光(ビーム)は、軸ごとに取り付けられたガルバノスキャナ11と、fθレンズ12とを介して、所定のスキャンエリア内のワークWに照射される。レーザ加工装置1では、スキャンエリアに対してワークWの面積が大きいので、スキャンエリアごとにXYテーブル13の移動を実施し、ワークWの全体を加工する。
Laser light (beam) from the laser oscillator is irradiated to a workpiece W in a predetermined scan area via a
つぎに、レーザ発振器から出射されたレーザ光の転写マスク通過後の光路構成について説明する。図2は、実施の形態1に係るレーザ加工装置の転写マスク通過後の光路構成を示す図である。レーザ発振器から出射されたレーザ光Bxは、加工穴形状と略同一形状のピンホールを具備した転写マスクを通過すると、ミラー17やリターダ16を介してガルバノスキャナ11に送られてくる。ガルバノスキャナ11に送られてくるレーザ光Bxは、ガルバノスキャナ11によって所定位置に揺動されたガルバノミラーで反射されてfθレンズ12に送られる。fθレンズ12に送られてきたレーザ光Bxは、fθレンズ12によってワークW上に集光させられる。
Next, the optical path configuration after the laser beam emitted from the laser oscillator passes through the transfer mask will be described. FIG. 2 is a diagram showing an optical path configuration after passing through the transfer mask of the laser processing apparatus according to the first embodiment. The laser beam Bx emitted from the laser oscillator is sent to the
図3は、実施の形態1に係るレーザ加工装置の機能構成を示すブロック図である。レーザ加工装置1は、位置ずれ補正部3、レーザ加工機構(レーザ加工部)4、制御装置5を有している。なお、ここではレーザ加工機構4の構成要素として、ビジョンセンサ14、ガルバノスキャナ11、XYテーブル13のみを図示しており、他の構成要素の図示を省略している。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the laser processing apparatus according to the first embodiment. The laser processing apparatus 1 includes a positional
位置ずれ補正部3は、位置ずれ量算出部31、測定データ記憶部32、補正係数算出部(補正情報算出部)33、補正指令部34を備えている。位置ずれ量算出部31は、レーザ加工機構4に接続されており、レーザ加工機構4のビジョンセンサ14から送られてくる実加工穴の位置(XYテーブル13上の座標)を入力する。また、位置ずれ量算出部31は、制御装置5に接続されており、制御装置5から送られてくる加工穴の目標位置(指令座標)を入力する。ビジョンセンサ14から位置ずれ量算出部31に送られてくる実加工穴の位置は、制御装置5から位置ずれ量算出部31に送られてくる加工穴の目標位置に対応している。本実施の形態の制御装置5は、位置ずれ補正係数を算出する際に、XYテーブル13上の所定位置に加工穴をあけるようレーザ加工機構4に指示を送るとともに、この所定位置の座標を位置ずれ量算出部31に送っておく。位置ずれ量算出部31は、ビジョンセンサ14から送られてくる実加工穴の位置(加工点Aの座標)と、制御装置5から送られてくる加工穴の位置(指令点Bの座標)と、を比較して、指令点Bに対する加工点Aの位置ずれ量(位置誤差)を算出する。
The
本実施の形態のレーザ加工装置1は、位置ずれ補正係数を算出するための加工穴をXYテーブル13上のワークWで複数形成する。このため、制御装置5は、複数の指令点Bに加工穴を形成するようレーザ加工機構4に指示を送るとともに、この複数のBの座標が位置ずれ量算出部31へ送られる。また、ビジョンセンサ14は、XYテーブル13上のワークWに形成された複数の加工穴を検出し、各加工穴での加工点Aの座標を位置ずれ量算出部31へ送る。したがって、位置ずれ量算出部31へは、指令点Bの座標と、この指令点Bに対応する加工点Aの座標と、からなる複数組の座標(以下、座標組という)が入力される。位置ずれ量算出部31は、指令点Bに対する加工点Aの位置ずれ量を、指令点B毎に算出し、算出した位置ずれ量と指令点BのXYテーブル13上の座標とを対応付けする。位置ずれ量算出部31は、位置ずれ量と指令点Bの座標とを対応付けした情報を、測定データとして測定データ記憶部32に送る。測定データ記憶部32は、位置ずれ量算出部31から送られてくる測定データを記憶するメモリなどである。
The laser processing apparatus 1 according to the present embodiment forms a plurality of processing holes for calculating a misregistration correction coefficient with the work W on the XY table 13. For this reason, the
補正係数算出部33は、測定データ記憶部32内の測定データを用いて指令点Bと加工点Aとの位置ずれ量を補正する位置ずれ補正係数を算出する。この位置ずれ補正係数は、XYテーブル13やガルバノスキャナ11の動作を補正して位置ずれを相殺するための情報であり、位置ずれ補正係数を用いてXYテーブル13やガルバノスキャナ11の動作を補正することによって穴の加工位置が補正される。本実施の形態の補正係数算出部33は、XYテーブル13上の各位置に応じた位置ずれ補正係数を算出する。補正係数算出部33は、例えば、最小二乗近似によって求めた補正式の係数を位置ずれ補正係数として算出する。補正係数算出部33は、算出した位置ずれ補正係数を補正係数算出部33内のメモリ(図示せず)などに保存しておく。
The correction
補正指令部34は、実製品などの加工を行う際には、制御装置5から送られてくる指令点Bの座標と、補正係数算出部33が算出した位置ずれ補正係数と、を用いて加工位置を補正するための補正指令を作成する。補正指令部34は、作成した補正指令を制御装置5に送る。
When processing an actual product or the like, the
制御装置5は、位置ずれ補正係数を算出する際には、指令点Bの座標を位置ずれ量算出部31に送るとともに、指令点Bへの穴加工をレーザ加工機構4に行わせる。また、制御装置5は、実製品などの加工を行う際には、指令点Bの座標を補正指令部34に送るとともに、補正指令部34からの補正指令を用いて穴の加工位置を補正し、補正した加工位置に穴加工が施されるようXYテーブル13やガルバノスキャナ11に動作指示を送信する。レーザ加工機構4は、制御装置5からの動作指示に従ってXYテーブル13やガルバノスキャナ11を動作させる。
When calculating the misregistration correction coefficient, the
つぎに、ワークW(XYテーブル13)上の加工穴の位置について説明する。ここでは、ワークWがXYテーブル13のステージSx上に載置される場合について説明する。図4は、実施の形態1に係るレーザ加工装置のステージ上の加工穴の位置を説明するための図である。 Next, the position of the machining hole on the workpiece W (XY table 13) will be described. Here, a case where the workpiece W is placed on the stage Sx of the XY table 13 will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining the positions of the processing holes on the stage of the laser processing apparatus according to the first embodiment.
ステージSx上に載置されたワークWは、種々の位置に穴があけられる。この穴の位置が加工点Aであり、加工点Aの位置によってテーブル移動時の位置の基準として設定された基準スケールが変化する。例えば、穴あけ加工は、ステージSx上の左端である加工位置21xLやステージSx上の右端である加工位置21xRなどの種々の位置で行われる。穴あけ加工が加工位置21xLで行われた場合の加工点Aと、穴あけ加工が加工位置21xRで行われた場合の加工点Aとでは、基準スケールが異なるので、各加工点Aの位置を測定した場合には、加工点Aの位置に応じて位置ずれ量が異なる。これは、XYテーブル13が移動する際の位置の基準として設定された基準スケールが実際のXYテーブル13の位置と必ずしも一致していないからである。そこで、本実施の形態では、予めワークW上の複数の位置で、指令点Bと加工点Aとの位置ずれ量を測定しておき、この測定値に基づいて各穴を加工する際の位置ずれを補正する。 The workpiece W placed on the stage Sx is drilled at various positions. The position of this hole is the machining point A, and the reference scale set as the position reference when moving the table changes depending on the position of the machining point A. For example, drilling is performed at various positions such as a machining position 21xL that is the left end on the stage Sx and a machining position 21xR that is the right end on the stage Sx. Since the reference scale is different between the machining point A when the drilling is performed at the machining position 21xL and the machining point A when the drilling is performed at the machining position 21xR, the position of each machining point A was measured. In this case, the amount of misalignment varies depending on the position of the processing point A. This is because the reference scale set as the reference for the position when the XY table 13 moves does not necessarily match the actual position of the XY table 13. Therefore, in the present embodiment, the positional deviation amount between the command point B and the machining point A is measured in advance at a plurality of positions on the workpiece W, and the position when machining each hole based on this measured value. Correct the deviation.
つぎに、レーザ加工装置1の動作手順として、位置ずれ補正係数の算出処理と、位置ずれ補正係数を用いたレーザ加工処理の各処理手順について説明する。図5は、位置ずれ補正係数の算出処理手順を示すフローチャートである。 Next, as an operation procedure of the laser processing apparatus 1, each processing procedure of calculation processing of a positional deviation correction coefficient and laser processing using the positional deviation correction coefficient will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a calculation process procedure of the misregistration correction coefficient.
レーザ加工装置1は、XYテーブル13の基準スケールを測定し直した場合や、XYテーブル13またはXYテーブル13の駆動系を変更(交換や調整など)した場合に、位置ずれ補正係数の算出処理を行う。 The laser processing apparatus 1 performs a process for calculating a misalignment correction coefficient when the reference scale of the XY table 13 is measured again or when the XY table 13 or the drive system of the XY table 13 is changed (exchange or adjustment). Do.
レーザ加工装置1は、位置ずれ補正係数の算出処理を開始すると、過去に算出して設定した位置ずれ補正係数があれば(補正有効の場合)、この位置ずれ補正係数を無効(補正無効)にする(ステップS110)。 When the laser processing apparatus 1 starts the calculation process of the misregistration correction coefficient, if there is a misregistration correction coefficient calculated and set in the past (when correction is valid), the misregistration correction coefficient is invalidated (correction invalid). (Step S110).
制御装置5は、XYテーブル13に載置されたワークW上の任意の位置に加工ヘッドがくるようXYテーブル13を移動させる(ステップS120)。この後、レーザ加工機構4は、ハイトセンサによって、加工位置から加工ヘッドまでの高さ(Z軸高さ)を検出する。そして、レーザ加工機構4は、検出した高さに基づいて、加工位置から加工ヘッドまでの高さを調整する(ステップS130)。
The
レーザ加工装置1へは、予め位置ずれ補正係数を算出する際に穴あけ加工する目標位置(指令点B)を複数登録しておく。図6は、XYテーブル上に設定される複数の指令点を説明するための図である。同図に示すように、本実施の形態では、XYテーブル13上に設定した座標上に複数の指令点(指令位置)Bを設定しておく。各指令点Bは、例えばXYテーブル13上で等間隔に配置しておく。そして、レーザ加工装置1は、複数登録された各指令点Bで穴あけを行えるワークW(全指令点Bを配置できるワークW)をXYテーブル13上に載置しておく。 In the laser processing apparatus 1, a plurality of target positions (command points B) to be drilled when calculating the positional deviation correction coefficient are registered in advance. FIG. 6 is a diagram for explaining a plurality of command points set on the XY table. As shown in the figure, in the present embodiment, a plurality of command points (command positions) B are set on the coordinates set on the XY table 13. The command points B are arranged at regular intervals on the XY table 13, for example. The laser processing apparatus 1 places on the XY table 13 a workpiece W that can be drilled at each of the registered command points B (a workpiece W that can arrange all the command points B).
制御装置5は、複数登録された穴あけ位置で穴あけ加工を行うよう、レーザ加工機構4を制御する。このとき、制御装置5は、複数登録された穴あけ位置の中から1つ目の穴あけ位置(1つ目の指令点B)を選択し、選択した位置上(レーザビーム照射位置)に加工ヘッドがくるようレーザ加工機構4を制御する。これにより、レーザ加工機構4は、ガルバノスキャナ11を原点位置に設定した状態(ガルバノ原点位置)で、1つ目の穴あけ位置に加工ヘッドがくるようXYテーブル13を移動させる。そして、レーザ加工機構4は、1つ目の穴あけ位置でレーザ加工を実施する(ステップS140)。制御装置5は、穴あけ位置が1つ目の指令点BとなるようXYテーブル13を移動させる際に、1つ目の指令点Bの座標を位置ずれ量算出部31に送っておく。
The
この後、レーザ加工機構4は、1つ目の穴あけ位置がビジョンセンサ14上(カメラ測定位置)にくるよう、XYテーブル13を移動させる。そして、ビジョンセンサ14は、1つ目の加工穴のXYテーブル13上の位置(1つ目の加工点Aの座標)を検出して測定する(ステップS150)。ビジョンセンサ14は、測定した加工穴の位置を位置ずれ量算出部31に送る。
Thereafter, the laser processing mechanism 4 moves the XY table 13 so that the first drilling position is on the vision sensor 14 (camera measurement position). The
位置ずれ量算出部31は、ビジョンセンサ14から送られてくる加工点Aの座標と、制御装置5から送られてくる指令点Bの座標と、を比較して、指令点Bに対する加工点Aの位置ずれ量を算出する。位置ずれ量算出部31は、算出した位置ずれ量と指令点BのXYテーブル13上の座標とを対応付けするとともに、対応付けした情報を測定データとして測定データ記憶部32に送る。これにより、測定データが測定データ記憶部32内にバックアップされる(ステップS160)。
The positional deviation amount calculation unit 31 compares the coordinates of the machining point A sent from the
レーザ加工装置1は、全ての加工点Aに対して加工穴の位置測定が完了したか否かを判断する(ステップS170)。全ての加工点Aに対して加工穴の位置測定が完了していなければ(ステップS170、No)、レーザ加工装置1は、ステップS120〜S170の処理を繰り返す。これにより、レーザ加工装置1は、ワークW上の複数の位置で、指令点Bと加工点Aとの位置ずれ量を測定する。換言すると、ステップS120〜S170の処理(指令点Bと加工点Aとの位置ずれ量を測定する処理)をXYテーブル13全面の複数地点で繰返し、XYテーブル13全面の位置ずれ補正量を測定する。 The laser processing apparatus 1 determines whether or not the position measurement of the processing holes has been completed for all the processing points A (step S170). If the machining hole position measurement has not been completed for all machining points A (No in step S170), the laser machining apparatus 1 repeats the processes in steps S120 to S170. Thereby, the laser processing apparatus 1 measures the amount of positional deviation between the command point B and the processing point A at a plurality of positions on the workpiece W. In other words, the processing in steps S120 to S170 (processing for measuring the positional deviation amount between the command point B and the machining point A) is repeated at a plurality of points on the entire surface of the XY table 13, and the positional deviation correction amount on the entire surface of the XY table 13 is measured. .
測定データが測定データ記憶部32内にバックアップされた後、レーザ加工装置1は、全ての加工点A(例えば360箇所)に対して加工穴の位置測定が完了したか否かを判断する(ステップS170)。全ての加工点Aに対して加工穴の位置測定が完了していれば(ステップS170、Yes)、補正係数算出部33は、測定データ記憶部32内の測定データを用いて指令点Bと加工点Aとの位置ずれ量を補正する位置ずれ補正係数を算出する。
After the measurement data is backed up in the measurement
図7は、指令点と加工点との位置ずれ量を説明するための図である。同図に示すように、指令点B(指令位置)と加工点A(実加工位置)とは、指令点Bの位置によって種々の位置ずれ量を有している。本実施の形態の補正係数算出部33は、XYテーブル13上の各位置に応じた位置ずれ補正係数を算出するため、例えば、最小二乗近似によって求めた補正式の係数を位置ずれ補正係数として算出する。補正係数算出部33は、例えば式(1)〜式(5)を用いて位置ずれ補正係数を算出する。式(1)〜式(5)は、図7に示した9組の座標組(指令点Bの座標と加工点Aの座標)を用いた場合の、指令点Bの座標、加工点Aの座標、位置ずれ補正係数の関係を示している。
FIG. 7 is a diagram for explaining the amount of positional deviation between the command point and the machining point. As shown in the figure, the command point B (command position) and the machining point A (actual machining position) have various displacement amounts depending on the position of the command point B. The correction
ここでのYは、測定値行列であり、XYテーブル13上で測定された加工点Aの座標(実加工位置)である。また、Aは目標値(指令点B)の行列であり、Θは補正係数行列である。また、εは誤差行列であり、指令点Bと加工点Aとのずれ量を示している。 Here, Y is a measurement value matrix, and is the coordinates (actual machining position) of the machining point A measured on the XY table 13. A is a matrix of target values (command point B), and Θ is a correction coefficient matrix. Further, ε is an error matrix and indicates a deviation amount between the command point B and the machining point A.
補正係数算出部33は、式(1)〜式(5)のYとAに、それぞれ加工点Aの座標と指令点Bの座標を入力し、最小二乗近似を用いてεが最小となるようなΘを算出する。具体的には、補正係数算出部33は、式(6)と(7)を用いてΘを算出する。ここでのTは、配置行列であり、ここでのPは、重み行列である。
The correction
補正係数算出部33は、XYテーブル13上に設定した全ての指令点Bの座標および加工点Aの座標に式(1)〜(7)を適用してもよいし、図7に示した9組の座標組毎に式(1)〜(7)を適用してもよい。また、XYテーブル13(ワークW)を所定数のエリア(例えば4組の座標組で構成されるエリアや12組の座標組で構成されるエリアなど)に分割し、分割したエリア毎に位置ずれ補正係数を算出してもよい。この場合、補正係数算出部33は、分割した各エリアに含まれる座標組に式(1)〜(7)を適用する。
The correction
図8は、位置ずれ補正係数の算出対象エリアを説明するための図である。図8ではXYテーブル13上のエリアをエリアw1〜w8に8分割した場合を示している。補正係数算出部33は、このように分割されたエリアw1〜w8毎に位置ずれ補正係数を算出する。XYテーブル13上のエリアの分割は、例えば位置ずれ傾向の似ている加工点Aが同一エリアとなるよう分割する。これにより、正確な位置補正を行うことができる位置ずれ補正係数を算出することが可能となる。なお、各エリアw1〜w8は、隣接するエリアと重なり合ってもよい。これにより、エリアの境界部分であっても、加工穴の位置ずれを正確に補正できる位置ずれ補正係数を算出できる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the calculation target area of the positional deviation correction coefficient. FIG. 8 shows a case where the area on the XY table 13 is divided into 8 areas w1 to w8. The correction
補正係数算出部33は、算出したΘを位置ずれ補正係数として、補正係数算出部33内のメモリに保存する(ステップS180)。なお、算出した位置ずれ補正係数は、補正係数算出部33の外部に配置されているメモリなどに記憶させてもよい。
The correction
つぎに、位置ずれ補正係数を用いたレーザ加工処理手順について説明する。図9は、位置ずれ補正係数を用いたレーザ加工処理手順を示すフローチャートである。レーザ加工装置1は、実製品などのレーザ加工処理を開始すると、位置ずれ補正係数を有効(補正有効)にして、算出しておいた位置ずれ補正係数をレーザ加工装置1に設定する(ステップS210)。 Next, a laser processing procedure using the positional deviation correction coefficient will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a laser processing procedure using the positional deviation correction coefficient. When the laser processing apparatus 1 starts laser processing for an actual product or the like, the misalignment correction coefficient is validated (correction valid), and the calculated misalignment correction coefficient is set in the laser processing apparatus 1 (step S210). ).
制御装置5は、XYテーブル13に載置されたワークW上の任意の位置に加工ヘッドがくるようXYテーブル13を移動させる(ステップS220)。この後、レーザ加工機構4は、ハイトセンサによって、加工位置から加工ヘッドまでの高さ(Z軸高さ)を検出する。そして、レーザ加工機構4は、検出した高さに基づいて、加工位置から加工ヘッドまでの高さを調整する(ステップS230)。
The
制御装置5は、レーザ加工に用いる制御プログラムに基づいて、実製品となるワークW上の所定の加工位置(製品用加工穴)に加工ヘッドがくるようXYテーブル13やガルバノスキャナ11を移動させる(ステップS240)。
Based on a control program used for laser processing, the
このとき、位置ずれ補正部3の補正指令部34は、製品用加工穴のXYテーブル13上の位置(指令点Bの座標)と、保存してある位置ずれ補正係数と、に基づいて、ガルバノスキャナ11のオフセット量(加工位置を補正するためのガルバノミラーの位置補正量)またはXYテーブル13のオフセット量(加工位置を補正するためのXYテーブル13の位置補正量)を算出する(ステップS250)。XYテーブル13上のエリアを複数のエリアに分割してエリア毎に位置ずれ補正係数を算出している場合には、補正指令部34は、指令点Bの座標に対応するエリア(指令点Bが含まれるエリア)の位置ずれ補正係数を用いてガルバノスキャナ11またはXYテーブル13のオフセット量を算出する。
At this time, the
補正指令部34は、算出したオフセット量の分だけガルバノスキャナ11またはXYテーブル13を駆動するよう制御装置5に指示を送る。制御装置5は、補正指令部34からのオフセット量だけガルバノスキャナ11またはXYテーブル13を駆動させる。これにより、ガルバノスキャナ11またはXYテーブル13へのオフセット量だけ加工位置が補正され、レーザ加工機構4がレーザ加工を行う(ステップS260)。なお、位置ずれ補正係数を用いた穴あけ加工の位置補正をXYテーブル13のみによって行う場合、レーザ加工装置1は、ガルバノスキャナ11を有していなくてもよい。
The
このように、本実施の形態では、XYテーブル13上の加工点Aと指令点Bとの位置ずれを複数個所で算出し、この算出結果を用いて位置ずれ補正係数を算出している。これにより、結果的に複数個所での位置ずれ量に基づいてXYテーブル13を移動させる際の基準スケールを設定している。したがって、XYテーブル13の全面(任意のテーブル位置)で、安定した高い加工精度(例えばμm単位の誤差)の穴加工を行うことが可能となる。 Thus, in this embodiment, the positional deviation between the machining point A and the command point B on the XY table 13 is calculated at a plurality of locations, and the positional deviation correction coefficient is calculated using the calculation result. As a result, a reference scale for moving the XY table 13 is set based on the positional deviation amounts at a plurality of locations. Therefore, it is possible to perform hole machining with stable and high machining accuracy (for example, an error in units of μm) on the entire surface of the XY table 13 (any table position).
また、本実施の形態で用いた加工位置の位置補正と、ワークWに対するワーク補正と、を組み合わせることによって、任意のテーブル位置において高精度な穴加工を実現できる。 Further, by combining the position correction of the machining position used in the present embodiment and the workpiece correction for the workpiece W, it is possible to realize highly accurate hole machining at an arbitrary table position.
なお、本実施の形態で説明した補正アルゴリズム(最小二乗近似よる位置ずれ補正係数の算出処理)は、位置ずれ補正係数算出処理の一例であり、他の方法によって位置ずれ補正係数を算出してもよい。 Note that the correction algorithm described in this embodiment (calculation processing of a positional deviation correction coefficient by least square approximation) is an example of a positional deviation correction coefficient calculation process, and the positional deviation correction coefficient may be calculated by another method. Good.
また、本実施の形態では、位置ずれ補正係数を算出する際に、1つの穴毎にレーザ加工と位置測定を行ったが、複数の穴を連続してレーザ加工した後に複数の加工穴を連続して位置測定してもよい。例えば、全ての穴をレーザ加工した後に全ての加工穴を位置測定してもよい。 Further, in this embodiment, when calculating the misalignment correction coefficient, laser processing and position measurement are performed for each hole. However, after processing a plurality of holes continuously, a plurality of processing holes are continuously performed. Then, the position may be measured. For example, the positions of all processed holes may be measured after laser processing of all the holes.
また、本実施の形態では、1つのXYテーブル13に1つのワークWを載置してレーザ加工を行う場合について説明したが、1つのXYテーブル13に複数のワークWを載置してレーザ加工を行ってもよい。また、1つのテーブル駆動系に複数のXYテーブル13を取り付けて、各XYテーブル13上のワークWをレーザ加工してもよい。 In the present embodiment, the case where one workpiece W is placed on one XY table 13 and laser processing is performed has been described. However, a plurality of workpieces W are placed on one XY table 13 and laser processing is performed. May be performed. Alternatively, a plurality of XY tables 13 may be attached to one table drive system, and the workpiece W on each XY table 13 may be laser processed.
なお、本実施の形態では、レーザ加工装置1が穴あけ加工を行う場合について説明したが、レーザ加工装置1は穴あけ加工以外のレーザ加工処理を行ってもよい。また、本実施の形態では、位置ずれ補正係数を算出するためのワークWを用いて位置ずれ補正係数を算出する場合について説明したが、実製品用のワークWを用いて位置ずれ補正係数を算出してもよい。 In addition, although this Embodiment demonstrated the case where the laser processing apparatus 1 performs drilling, the laser processing apparatus 1 may perform laser processing other than drilling. Further, in the present embodiment, the case where the positional deviation correction coefficient is calculated using the workpiece W for calculating the positional deviation correction coefficient has been described. However, the positional deviation correction coefficient is calculated using the workpiece W for an actual product. May be.
このように実施の形態1によれば、XYテーブル13上の複数個所で測定した穴加工の位置ずれ量に基づいて位置ずれ補正係数を算出し、この位置ずれ補正係数を用いて穴加工の位置ずれを補正するので、位置精度の良いレーザ加工を行うことが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, the positional deviation correction coefficient is calculated based on the positional deviation amount of the hole machining measured at a plurality of positions on the XY table 13, and the position of the hole machining is calculated using the positional deviation correction coefficient. Since the deviation is corrected, laser processing with high positional accuracy can be performed.
また、ガルバノスキャナ11によって加工位置の位置ずれを補正するので正確な位置ずれ補正を行うことが可能となる。また、XYテーブル13によって加工位置の位置ずれを補正するので容易に位置ずれ補正を行うことが可能となる。また、XYテーブル13上のエリアを複数のエリアに分割して、エリア毎に位置ずれ補正係数を算出するので、正確な位置ずれ補正を行うことが可能となる。
In addition, since the misalignment of the machining position is corrected by the
実施の形態2.
つぎに、図10〜図14を用いてこの発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2では、レーザ発振器からのレーザ光を2つに分離してXYテーブル13上の2つのワークWを同時にレーザ加工する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the laser beam from the laser oscillator is separated into two, and two workpieces W on the XY table 13 are laser processed simultaneously.
図10は、本発明の実施の形態2に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。図10の各構成要素のうち図1に示す実施の形態1のレーザ加工装置1と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。図10では、レーザ加工装置51のうちレーザ加工機構4の構成を図示している。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the laser processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Of the constituent elements shown in FIG. 10, the constituent elements that achieve the same functions as those of the laser processing apparatus 1 of the first embodiment shown in FIG. FIG. 10 illustrates the configuration of the laser processing mechanism 4 in the
図10に示すレーザ加工装置51は、レーザ加工装置1と同様の機能を有している。すなわち、レーザ加工装置51は、ワークW上の所定位置に穴あけ加工を行わせる場合の指令点Bと加工点Aとの位置ずれ量に基づいて、実製品などの穴あけ加工を行う際の位置ずれを補正する。レーザ加工装置51は、予め各ワークW上の複数の位置で、指令点Bと加工点Aとの位置ずれ量を測定するとともに、測定値に基づいて位置ずれ補正係数を算出しておく。そして、実製品などの穴あけ加工を行う際には、算出したワークW毎の位置ずれ補正係数を用いて加工位置を補正する。
A
レーザ加工装置51は、実施の形態1で説明したレーザ加工機構4の転写マスク通過後の光路構成を2つ有した構成となっている。具体的には、レーザ加工装置51は、fθレンズ12、ビジョンセンサ14、図示しないハイトセンサをそれぞれ2つずつ有するとともに、ガルバノスキャナ11を2組(合計4つ)有している。また、レーザ加工装置51は、図示しないレーザ発振器やXYテーブル13を、それぞれ1つずつ有しており、XYテーブル13上に2つのワークWを載置して各ワークWのレーザ加工を同時に行う。
The
転写マスク通過後のレーザ光は、左側光路(後述のLステージSL側)と右側光路(後述のRステージSR側)に分離され、各光路の先でそれぞれのワークWに照射される。LステージSL側のワークWとRステージSR側のワークWは、ともにXYテーブル13上に載置されているので、XYテーブル13が移動すると、互いのワークWは略同じ方向に略同じ距離だけ移動する。 The laser light after passing through the transfer mask is separated into a left optical path (L stage SL side described later) and a right optical path (R stage SR side described later), and is irradiated to each workpiece W at the end of each optical path. Since the workpiece W on the L stage SL side and the workpiece W on the R stage SR side are both placed on the XY table 13, when the XY table 13 moves, the workpieces W are moved in substantially the same direction by substantially the same distance. Moving.
つぎに、レーザ発振器から出射されたレーザ光の転写マスク通過後の光路構成について説明する。図11は、実施の形態2に係るレーザ加工装置の転写マスク通過後の光路構成を示す図である。図11の各構成要素のうち図2に示す実施の形態1で説明した光路構成と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。 Next, the optical path configuration after the laser beam emitted from the laser oscillator passes through the transfer mask will be described. FIG. 11 is a diagram showing an optical path configuration after passing through the transfer mask of the laser processing apparatus according to the second embodiment. Among the constituent elements in FIG. 11, constituent elements that achieve the same function as the optical path configuration described in the first embodiment shown in FIG. 2 are given the same numbers, and redundant descriptions are omitted.
レーザ光源から出射されたレーザ光は、転写マスクを通過し、1〜複数のミラーを介して分光手段(偏光手段)15に送られてくる。分光手段15に送られてきたレーザ光は、分光手段15でLステージSL(XYテーブル13の左側のステージ)側とRステージSR(XYテーブル13の右側のステージ)側とに分離される。 The laser light emitted from the laser light source passes through the transfer mask and is sent to the spectroscopic means (polarizing means) 15 through one to a plurality of mirrors. The laser beam sent to the spectroscopic means 15 is separated by the spectroscopic means 15 into the L stage SL (the left stage of the XY table 13) side and the R stage SR (the right stage of the XY table 13) side.
LステージSL側に分光されてきたレーザ光は、レーザ光BLとしてミラー17やリターダ16を介してLステージSL側のガルバノスキャナ11に送られる。また、RステージSR側に分光されてきたレーザ光は、レーザ光BRとしてミラー17やリターダ16を介してRステージSR側のガルバノスキャナ11に送られる。
The laser beam split to the L stage SL side is sent as a laser beam BL to the
LステージSL側のガルバノスキャナ11に送られてくるレーザ光BLは、ガルバノスキャナ11によってfθレンズ12に送られ、fθレンズ12によってLステージSLのワークW上に集光させられる。また、RステージSR側のガルバノスキャナ11に送られてくるレーザ光BRは、ガルバノスキャナ11によってfθレンズ12に送られ、fθレンズ12によってRステージSRのワークW上に集光させられる。
The laser beam BL sent to the
つぎに、ワークW(XYテーブル13)上の加工穴の位置について説明する。図12は、実施の形態2に係るレーザ加工装置のステージ上の加工穴の位置を説明するための図である。本実施の形態は、ワークWがXYテーブル13のLステージSL上とRステージSR上とに載置される。 Next, the position of the machining hole on the workpiece W (XY table 13) will be described. FIG. 12 is a diagram for explaining the positions of the processing holes on the stage of the laser processing apparatus according to the second embodiment. In the present embodiment, the workpiece W is placed on the L stage SL and the R stage SR of the XY table 13.
例えば、穴あけ加工は、LステージSL上の左端である加工位置22L、LステージSL上の右端である加工位置22R、RステージSR上の左端である加工位置23L、RステージSR上の右端である加工位置23Rなどの種々の位置で行われる。穴あけ加工は、LステージSL上のワークWとRステージSR上のワークWとで同時に行われるので、例えば、LステージSL上の左端である加工位置22LとRステージSR上の左端である加工位置23Lとで同時に穴あけ加工される。また、LステージSL上の右端である加工位置22RとRステージSR上の右端である加工位置23Rとで同時に穴あけ加工される。
For example, the drilling is a
本実施の形態では、LステージSL上とRステージSR上とで同時に位置ずれ補正係数算出用の穴あけ加工を行うとともに、同時にあけられた加工穴をLステージSL上とRステージSR上とで同時に位置測定する。そして、位置ずれ補正部3は、実施の形態1と同様の方法によって、LステージSL上での位置ずれ補正係数とRステージSR上での位置ずれ補正係数を算出する。
In the present embodiment, drilling for calculating the misregistration correction coefficient is simultaneously performed on the L stage SL and the R stage SR, and the simultaneously drilled holes are simultaneously performed on the L stage SL and the R stage SR. Measure the position. Then, the positional
この後、実施の形態1と同様の方法によって、LステージSL上での位置ずれ補正とRステージSR上での位置ずれ補正が行なわれる。本実施の形態のレーザ加工装置51は、穴あけ加工を行う際に、LステージSL側またはRステージSR側の少なくとも一方をガルバノスキャナ11によって位置補正する。そして、LステージSL側またはRステージSR側のうちの他方をガルバノスキャナ11またはXYテーブル13によって位置補正する。
Thereafter, the positional deviation correction on the L stage SL and the positional deviation correction on the R stage SR are performed by the same method as in the first embodiment. The
なお、LステージSL側の加工位置とRステージSR側の加工位置を、それぞれXYテーブル13とガルバノスキャナ11の両方を用いて位置補正してもよい。この場合、XYテーブル13によって所定量だけLステージSL側の加工位置およびRステージSR側の加工位置を位置補正する。その後、LステージSL側での加工位置を、LステージSL側のガルバノスキャナ11によって位置補正し、RステージSR側の加工位置をRステージSR側のガルバノスキャナ11によって位置補正する。
Note that the position correction of the processing position on the L stage SL side and the processing position on the R stage SR side may be performed using both the XY table 13 and the
レーザ加工装置51は、例えば、LステージSL側の加工位置をXYテーブル13によって位置補正し、RステージSR側の加工位置をガルバノスキャナ11によって位置補正する。この場合、レーザ加工装置51は、LステージSL上の加工穴に対して算出した位置ずれ補正係数を用いてLステージSL側の加工位置を位置補正する。このとき、レーザ加工装置51は、XYテーブル13を移動させることによってLステージSL側の加工位置を位置補正する。これにより、RステージSR側の穴の位置は、LステージSL側に行った位置補正分だけ位置ずれすることとなる。したがって、この後、レーザ加工装置51は、RステージSR側の加工穴に対して算出した位置ずれ補正係数と、LステージSL側に行った位置補正量を用いてRステージSR側の加工位置を位置補正する。このとき、レーザ加工装置51は、ガルバノスキャナ11を移動させることによってRステージRL側の加工位置を位置補正する。なお、位置ずれ補正部3は、LステージSL側の加工穴に対して算出した位置ずれ補正係数と、RステージSR側の加工穴に対して算出した位置ずれ補正係数と、を用いて制御装置5への補正指令を作成してもよい。
For example, the
以上のように、LステージSL上のワークWとRステージRL上のワークWを同時に穴あけ加工する場合であっても、実施の形態1の場合と同様に、各ワークW上の複数個所で測定した穴加工の位置ずれ量に基づいて位置ずれ補正係数を算出している。 As described above, even when the workpiece W on the L stage SL and the workpiece W on the R stage RL are simultaneously drilled, measurement is performed at a plurality of locations on each workpiece W, as in the case of the first embodiment. The misalignment correction coefficient is calculated based on the misalignment amount of the drilled hole.
ここで、本実施の形態のレーザ加工装置51が算出した位置ずれ補正係数によって加工穴の位置を補正した場合の位置ずれ量について説明する。図13は、Rステージ上で穴あけ加工した場合の穴位置のずれ量を示す図であり、図14は、Lステージ上で穴あけ加工した場合の穴位置のずれ量を示す図である。
Here, the amount of misalignment when the position of the machining hole is corrected by the misalignment correction coefficient calculated by the
図13および図14では、位置ずれ補正係数によって加工穴の位置を補正した場合の位置ずれ量(補正後)と、位置ずれ補正することなく穴あけ加工した場合の位置ずれ量(補正前)の分布を示している。図内に示す位置ずれ量Cは補正前の位置ずれ量であり、図内に示す位置ずれ量Dは補正後の位置ずれ量である。位置ずれ量Cおよび位置ずれ量Dの座標が、それぞれX方向の位置ずれ量とY方向の位置ずれ量を示している。 In FIGS. 13 and 14, the distribution of the positional deviation amount (after correction) when the position of the machining hole is corrected by the positional deviation correction coefficient, and the positional deviation amount (before correction) when drilling without correcting the positional deviation. Is shown. A positional deviation amount C shown in the figure is a positional deviation amount before correction, and a positional deviation amount D shown in the figure is a positional deviation amount after correction. The coordinates of the positional deviation amount C and the positional deviation amount D indicate the positional deviation amount in the X direction and the positional deviation amount in the Y direction, respectively.
図13および図14に示すように、位置ずれ補正係数による補正後の実加工穴の方が、位置ずれ補正無しの実加工穴よりも、位置ずれ量が小さくなっている。具体的には、補正前の位置ずれ量Cよりも補正後の位置ずれ量Dの方が、X方向およびY方向で位置ずれ量の最大値が小さくなり、X方向およびY方向で位置ずれ量の平均値も小さくなっている。また、補正前の位置ずれ量Cよりも補正後の位置ずれ量Dの方が、X方向およびY方向で位置ずれ量の標準偏差が小さくなっている。 As shown in FIGS. 13 and 14, the actual machining hole after the correction by the misregistration correction coefficient has a smaller positional deviation amount than the actual machining hole without the misalignment correction. Specifically, the maximum value of the positional deviation amount in the X direction and the Y direction is smaller in the positional deviation amount D after the correction than in the positional deviation amount C before the correction, and the positional deviation amount in the X direction and the Y direction. The average value of is also small. Further, the positional deviation amount D after the correction is smaller in the X direction and the Y direction than the positional deviation amount C before the correction.
なお、本実施の形態では、レーザ加工装置51が2つのワークWを同時に加工する場合について説明したが、レーザ加工装置51は3つ以上のワークWを同時に加工してもよい。この場合、レーザ加工装置51は、実施の形態1で説明したレーザ加工機構4の転写マスク通過後の光路構成を3つ以上有した構成となる。
In the present embodiment, the case where the
このように実施の形態2によれば、LステージSL上のワークWとRステージRL上のワークWを同時に穴あけ加工する場合であっても、各ワークW上の複数個所で測定した穴加工の位置ずれ量に基づいて位置ずれ補正係数を算出するので、位置精度の良いレーザ加工を行うことが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, even when the workpiece W on the L stage SL and the workpiece W on the R stage RL are simultaneously drilled, the hole machining measured at a plurality of locations on each workpiece W is performed. Since the misregistration correction coefficient is calculated based on the misregistration amount, it is possible to perform laser processing with high positional accuracy.
また、本実施の形態のレーザ加工装置51は、穴あけ加工を行う際に、LステージSL側またはRステージSR側の少なくとも一方をガルバノスキャナ11によって位置補正すればよいので、他方の位置補正をXYテーブル13のみで行う場合には、簡易な構成で位置補正を行うことが可能となる。
Further, the
以上のように、本発明に係るレーザ加工装置は、ワークの加工位置の位置ずれ補正に適している。 As described above, the laser processing apparatus according to the present invention is suitable for correcting the displacement of the processing position of the workpiece.
1,51 レーザ加工装置
3 位置ずれ補正部
4 レーザ加工機構
5 制御装置
11 ガルバノスキャナ
13 XYテーブル
14 ビジョンセンサ
15 分光手段
31 位置ずれ量算出部
32 測定データ記憶部
33 補正係数算出部
34 補正指令部
A 加工点
B 指令点
W ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (5)
複数のスキャンエリアが設定されたワークに対し、各スキャンエリア内で前記レーザ光の照射位置を位置決めするガルバノスキャナと、
前記XYテーブルが移動する際の位置の基準として設定された基準スケールの誤差に対応する加工位置の位置ずれ量として、第1のワーク上の所定位置にレーザ加工を行なう場合の加工の指令位置と、前記指令位置にレーザ加工を行った場合の実加工位置と、の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、
レーザ加工後の実加工位置がずれないようレーザ加工時の位置補正を行う際に用いる位置ずれ補正情報を、前記位置ずれ量に基づいて算出する補正情報算出部と、
第2のワークにレーザ加工を行なう際に、前記位置ずれ補正情報に基づいて前記第2のワークへの加工目標位置に応じた位置補正を行うよう位置補正指令を出力する補正指令部と、
前記位置補正指令に従った位置補正を行いながらレーザ加工を行うレーザ加工部と、
を備え、
前記位置ずれ量算出部は、前記第1のワーク上の複数のスキャンエリアでそれぞれの位置ずれ量を算出し、前記補正情報算出部は、前記位置ずれ量算出部が算出した複数の位置ずれ量に基づいて前記位置ずれ補正情報を算出することを特徴とするレーザ加工装置。 In a laser processing apparatus that performs laser processing on a workpiece by irradiating the workpiece placed on the XY table with laser light,
A galvano scanner that positions the irradiation position of the laser beam in each scan area for a workpiece in which a plurality of scan areas are set,
The machining command position when laser machining is performed at a predetermined position on the first workpiece , as a displacement amount of the machining position corresponding to the error of the reference scale set as the reference of the position when the XY table moves. A positional deviation amount calculation unit for calculating a positional deviation amount between the actual machining position when laser processing is performed on the command position;
A correction information calculation unit for calculating position shift correction information used when performing position correction at the time of laser processing so that an actual processing position after laser processing does not shift, based on the amount of position shift;
A correction command unit that outputs a position correction command so as to perform position correction according to a processing target position for the second workpiece based on the positional deviation correction information when performing laser processing on the second workpiece;
A laser processing unit that performs laser processing while performing position correction in accordance with the position correction command;
With
The misregistration amount calculation unit calculates misregistration amounts in a plurality of scan areas on the first workpiece, and the correction information calculation unit calculates a plurality of misregistration amounts calculated by the misregistration amount calculation unit. The laser processing apparatus characterized in that the positional deviation correction information is calculated based on
前記補正指令部は、前記第2のワークの加工目標位置に応じたエリアの位置ずれ補正情報に基づいて前記位置補正指令を出力することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。 The correction information calculation unit sets a plurality of areas in the first work surface, calculates the positional deviation correction information for each set area,
The said correction instruction | command part outputs the said position correction instruction | command based on the positional offset correction information of the area according to the process target position of the said 2nd workpiece | work, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The laser processing apparatus as described.
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