JP6643837B2 - レーザー加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス板や半導体ウエーハ等の被加工物にレーザー光線を照射して曲線加工を施すレーザー加工装置に関する。
IC、LSI等のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
レーザー加工装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射する集光器を含むレーザー光線照射手段と、該保持手段をX軸方向、Y軸方向に加工送りする加工送り手段と、制御手段と、から少なくとも構成されており、被加工物に高精度な加工を施すことができる。また、直進性を必要とする切削ブレードを備えたダイシング装置とは異なり、レーザー加工装置は曲線加工を可能とし、例えば、半導体ウエーハやガラス板に対して、曲線を含む形状に切断加工を施すことができることが知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2008−062289号公報
ここで、被加工物に対して曲線加工を施す場合に、上記加工送り手段の加工送り速度を遅くして、時間を掛けてゆっくり加工した場合は所望の曲線に加工が可能であるものの、加工効率を上げるために、加工送り速度を上げて制御手段に記憶された目標軌道座標に従って保持手段をX軸方向、Y軸方向に加工送りして曲線加工を施すと、該保持手段と被加工物の慣性力によってレーザー光線の集光点が加工しようとしている曲線座標から外れて正確な曲線加工が施せないという問題が生じる。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、被加工物に対して曲線加工を施すレーザー加工装置において、加工送り速度を上げて曲線加工をする場合であっても、正確な曲線加工が可能なレーザー加工装置を提供することにある。
上記主体技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を集光する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、該保持手段を加工送りする加工送り手段と、制御手段と、から少なくとも構成され、被加工物に曲線加工を施すレーザー加工装置であって、該加工送り手段は、制御軌道座標に基づいて該保持手段をX軸方向に加工送りするX軸方向移動手段と、該X軸と直交するY軸方向に該保持手段を加工送りするY軸方向移動手段と、から構成され、該制御手段は、レーザー光線の集光点を被加工物の加工予定ラインに沿って移動させるための保持手段が実際に移動すべき目標軌道座標をX座標、Y座標で記憶する目標軌道座標記憶部と、該制御軌道座標に基づいてレーザー光線を照射せずに該X軸方向移動手段、及びY軸方向移動手段を同時に作動して該保持手段が実際に移動した軌跡座標をX座標、Y座標で記憶する軌跡座標記憶部と、該目標軌道座標と該軌跡座標とを比較して該軌跡座標が該目標軌道座標と一致するように該制御軌道座標を修正する制御軌道座標修正手段と、を備えるレーザー加工装置が提供される。
該制御手段は、該制御軌道座標修正手段により修正された制御軌道座標を制御軌道座標記憶部に記憶し、修正された該制御軌道座標に基づいて該X軸方向移動手段及び該Y軸方向移動手段を作動して該保持手段に保持された被加工物にレーザー加工を施すようにすることが好ましい。
また、該制御手段は、該制御軌道座標に基づいて該X軸方向移動手段及び該Y軸方向移動手段を作動させて、該軌跡座標と該目標軌道座標とが一致するか否かの確認動作を実施し、該確認動作の結果、両者が一致するとみなせる許容範囲内であれば、該制御軌道座標記憶部に記憶された制御軌道座標に対する修正を終了し、許容範囲内でない場合は更に該軌跡座標が該目標軌道座標と一致する方向に該制御軌道座標を修正して該確認動作を繰り返すようにすることが好ましい。
本発明のレーザー加工装置によれば、該制御手段は、レーザー光線の集光点を被加工物の加工予定ラインに沿って移動させるための保持手段が実施に移動すべき目標軌道座標をX座標、Y座標で記憶する目標軌道座標記憶部と、該制御軌道座標に基づいてレーザー光線を照射せずに該X軸方向移動手段、及びY軸方向移動手段を同時に作動して該保持手段が実際に移動した軌跡座標をX座標、Y座標で記憶する軌跡座標記憶部と、該目標軌道座標と該軌跡座標とを比較して該軌跡座標が該目標軌道座標と一致するように該制御軌道座標を修正する制御軌道座標修正手段とを備えるので、加工送り速度を高く設定しても、保持手段と被加工物の慣性力の影響により、レーザー光線の集光点が設計上の加工予定ラインから外れることがなく、正確な曲線加工を施すことが可能となる。
本発明によるレーザー加工装置の斜視図。 図1に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段のブロック構成図。 図1に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。 図1に示すレーザー加工装置によって実施するレーザー加工状態を示す説明図。 図3に示す制御手段に記憶されたチャックテーブルの目標軌道座標を示す図。 図3に示す制御手段によって実際にチャックテーブルが移動した軌跡を示す軌跡座標を示す図。 図3に示す制御手段に記憶された制御軌道座標を、目標軌道座標と軌跡座標とにより修正すること示す説明図。
以下、本発明によるレーザー加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図1には、本発明によるレーザー加工装置の斜視図が示されている。図1に示すレーザー加工装置1は、静止基台2と、該静止基台2に矢印Xで示すX軸方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構3と、静止基台2上に配設されたレーザー光線照射ユニット4とを具備している。
上記チャックテーブル機構3は、静止基台2上にX軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール31、31と、該案内レール31、31上にX軸方向に移動可能に配設された第1の滑動ブロック32と、該第1の滑動ブロック32上にX軸方向と直交する矢印Yで示すY軸方向に移動可能に配設された第2の滑動ブロック33と、該第2の滑動ブロック33上に円筒部材34によって支持されたカバーテーブル35と、被加工物を保持する保持手段としてのチャックテーブル36を具備している。このチャックテーブル36は通気性を有する多孔性材料から形成された吸着チャック361を具備しており、吸着チャック361の上面である保持面上に図示しない吸引手段を作動することによって被加工物を保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル36は、円筒部材34内に配設された図示しないパルスモータによって回転させられる。なお、チャックテーブル36には、被加工物を、保護テープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ362が配設されている。
上記第1の滑動ブロック32は、下面に上記一対の案内レール31、31と嵌合する一対の被案内溝321、321が設けられているとともに、上面にY軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール322、322が設けられている。このように構成された第1の滑動ブロック32は、被案内溝321、321が一対の案内レール31、31に嵌合することにより、一対の案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動可能に構成される。図示のチャックテーブル機構3は、第1の滑動ブロック32を一対の案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動させるためのX軸方向移動手段37を具備している。X軸方向移動手段37は、上記一対の案内レール31と31との間に平行に配設された雄ネジロッド371と、該雄ネジロッド371を回転駆動するためのパルスモータ372の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド371は、第1の滑動ブロック32の中央部下面に突出して設けられた図示しない雄ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ372によって雄ネジロッド371を正転および逆転駆動することにより、第1の滑動ブロック32は、案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動させられる。
図示のレーザー加工装置1は、上記チャックテーブル36のX軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段374を備えている。X軸方向位置検出手段374は、案内レール31に沿って配設されたリニアスケール374aと、第1の滑動ブロック32に配設され第1の滑動ブロック32とともにリニアスケール374aに沿って移動する読み取りヘッド374bとからなっている。このX軸方向位置検出手段374の読み取りヘッド374bは、例えば1μm毎に1パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして、後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル36のX軸方向位置を検出する。なお、上記X軸方向移動手段37の駆動源としてパルスモータ372を用いた場合には、パルスモータ372に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル36のX軸方向の位置を検出することもできる。また、上記X軸方向移動手段37の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル36のX軸方向位置を検出することもできる。
上記第2の滑動ブロック33は、下面に上記第1の滑動ブロック32の上面に設けられた一対の案内レール322、322と嵌合する一対の被案内溝331、331が設けられており、この被案内溝331、331を一対の案内レール322、322に嵌合することにより、Y軸方向に移動可能に構成される。図示のチャックテーブル機構3は、第2の滑動ブロック33を第1の滑動ブロック32に設けられた一対の案内レール322、322に沿ってY軸方向に移動させるためのY軸方向移動手段38を具備している。Y軸方向移動手段38は、上記一対の案内レール322、322の間に平行に配設された雄ネジロッド381と、該雄ネジロッド381を回転駆動するためのパルスモータ382等の駆動源を含んでいる。該雄ネジロッド381は、一端が上記第1の滑動ブロック32の上面に固定された軸受ブロック383に回転自在に支持されており、他端が上記パルスモータ382の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド381は、第2の滑動ブロック33の中央部下面に突出して設けられた図示しない雄ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ382によって雄ネジロッド381を正転および逆転駆動することにより、第2の滑動ブロック33は案内レール322、322に沿ってY軸方向に移動させられる。
図示のレーザー加工装置1は、上記第2の滑動ブロック33のY軸方向位置を検出するためのY軸方向位置検出手段384を備えている。Y軸方向位置検出手段384は、案内レール322に沿って配設されたリニアスケール384aと、第2の滑動ブロック33に配設され第2の滑動ブロック33とともにリニアスケール384aに沿って移動する読み取りヘッド384bとからなっている。このY軸方向位置検出手段384の読み取りヘッド384bは、例えば1μm毎に1パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして、後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、第2の滑動ブロック33のY軸方向位置を検出する。なお、上記Y軸方向移動手段38の駆動源としてパルスモータ382を用いた場合には、パルスモータ382に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、第2の滑動ブロック33のY軸方向の位置を検出することもできる。また、上記Y軸方向移動手段38の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、第2の滑動ブロック33のY軸方向位置を検出することもできる。
上記レーザー光線照射ユニット4は、上記静止基台2上に配置された支持部材41と、該支持部材41によって支持され実質上水平に延出するケーシング42と、該ケーシング42に配設されたレーザー光線照射手段5と、ケーシング42の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段6を具備している。なお、撮像手段6は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕える光学系と、該光学系によって捕えられた像を撮像する撮像素子(CCD)等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
上記レーザー光線照射手段5について図2を参照して説明する。
図示のレーザー光線照射手段5は、パルスレーザー光線発振手段51と、該パルスレーザー光線発振手段51から発振されたパルスレーザー光線LBの出力を調整する出力調整手段52と、該出力調整手段52によって出力が調整されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル36に保持された被加工物に照射する集光器53を具備している。集光器53は、上記パルスレーザー光線発振手段51から発振され、出力調整手段52によって出力が調整されたパルスレーザー光線を図2において下方に向けて方向変換する方向変換ミラー531と、該方向変換ミラー531によって方向変換されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル36に保持された被加工物10に照射する集光レンズ532とからなっている。なお、集光器53によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置は、図示しない集光点位置調整手段によってチャックテーブル36の上面である保持面に対して垂直な方向(Z軸方向)に調整されるようになっている。このように構成されたレーザー光線照射手段5のパルスレーザー光線発振手段51および出力調整手段52は、後述する制御手段によって制御される。
図示のレーザー加工装置1は、図3に示す制御手段8を具備している。制御手段8は、コンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)81と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)82と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)83と、入力インターフェース84には、上記X軸方向位置検出手段374、Y軸方向位置検出手段384、撮像手段6等からの検出信号が入力される。そして、制御手段8の出力インターフェース85からは、上記X軸方向移動手段37、Y軸方向移動手段38、レーザー光線照射手段5のパルスレーザー光線発振手段51および出力調整手段52等に制御信号を出力する。
以上のように構成されたレーザー加工装置1の作用について以下に説明する。なお、当該レーザー加工装置1により被加工物を加工する場合、直線、曲線を組み合わせた形状、あるいは、曲線のみからなる形状等、種々の形状に加工が可能であるが、以下の説明では、本願発明の作用の説明を容易ならしめるため、被加工物であるガラス板をレーザー加工により円形に切断する場合を例にとって説明する。
図4には、本発明の実施形態におけるレーザー加工装置1により被加工物としてのガラス板10が加工される状態が示されている。図4に示すガラス板10は、例えば厚みが200μmの正方形に形成されており、表面10aには設計上設定された加工すべき加工予定ライン100が示されている(なお、当該加工予定ライン100は説明のために便宜上示したものであり、表面10aに実際に示されるものではない。)。このように構成されたガラス板10は、図4に示されているように、環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着された保護テープTの表面に貼着されている。
図5には、設計上設定された加工予定ライン100に沿った加工を施すための、チャックテーブル36が実際に移動すべき目標軌道ライン101を形成する座標位置を示す目標軌道座標(Xm,Yn)が示されており、制御手段8のランダムアクセスメモリ(RAM)83の目標軌道座標記憶部(記憶領域83a)に記憶されている。また、X軸方向移動手段37、およびY軸方向移動手段38を駆動してチャックテーブル36の位置制御をするための制御軌道座標(Xo,Yp)がランダムアクセスメモリ(RAM)83の制御軌道座標記憶部(記憶領域83b)に記憶されている。なお、初期状態では、該制御軌道座標記憶部には、目標軌道座標(Xm,Yn)と同一の座標データが記憶されている。
ここで、本発明のレーザー加工装置1では、レーザー光線を照射して被加工物を実際に加工する前に、レーザー光線を照射せずに、制御軌道座標記憶部に記憶されている制御軌道座標を修正する制御軌道座標修正手段を実行する。
まず、レーザー加工装置1のチャックテーブル36上にガラス板10の保護テープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動させ、保護テープTを介してガラス板10をチャックテーブル36に吸引保持する。そして、ガラス板10が貼着された保護テープTが装着された環状のフレームFは、クランプ362によって固定される。ガラス板10を吸引保持したチャックテーブル36は、X軸方向移動手段37によって撮像手段6の直下に位置付けられ、チャックテーブル36が撮像手段6の直下に位置付けられると、撮像手段6および制御手段8によってガラス板10のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント工程が実行される。即ち、制御手段8により、ガラス板10に形成すべき加工予定ライン100の加工開始位置にレーザー光線照射手段5を位置付けるために、チャックテーブル36を該加工予定ライン100の加工開始位置に対応する座標(X1,Y1)に位置付けるアライメント工程が実施される。
上述したように、アライメント工程を実施したならば、制御手段8は、レーザー光線照射手段5からのレーザー光線の照射をせず、その他は実際の加工条件に従い、制御軌道座標記憶部(記憶領域83b)に記憶された制御軌道座標(Xo,Yp)に基づいて、X軸方向移動手段37、およびY軸方向移動手段38を駆動して所定のレーザー加工開始位置からチャックテーブル36を移動させる。上記したように、初期状態では、該制御軌道座標記憶部に目標軌道座標(Xm,Yn)と同一の座標データが記憶されているため、実際には、目標軌道座標(Xm、Yn)に従いチャックテーブル36が移動させられる。
制御手段8は、制御軌道座標記憶部に記憶されている制御軌道座標に従い、X軸方向移動手段37、およびY軸方向移動手段38を駆動してチャックテーブル36を移動させる一方、X軸方向位置検出手段374、Y軸方向位置検出手段384からの座標位置信号を、入力インターフェース84を介して受け取り、ランダムアクセスメモリ(RAM)83の軌跡座標記憶部(記憶領域83c)に該制御軌道座標に対応させて順次記憶していく。このようにして、チャックテーブル36を制御軌道座標に従い制御終端位置まで移動させると、図6に示すような、実際にチャックテーブル36が移動した軌跡座標(Xo,Yp)が検出され、実際の軌跡座標により形成される軌跡ライン102が把握される。なお、実際に移動した軌跡座標(Xo,Yp)は、上記したように制御軌道座標として格納されている個々の制御軌道座標と対応付けられて格納され、目標軌道座標、制御軌道座標、軌跡座標のデータ数は同一に設定されている。
上記したように、チャックテーブル36が実際に移動した軌跡の座標が記憶されたならば、制御手段8は、リードオンリメモリ(ROM)82に記憶されたプログラムを実行することにより、目標軌道座標記憶部(記憶領域83a)に記憶された目標軌道座標(Xm,Yn)と、該目標軌道座標に対応する実際にチャックテーブル36が移動した軌跡座標(Xo,Yp)との座標間の距離を算出し、目標軌道座標を制御軌道座標としてチャックテーブル36を移動させた場合の目標軌道座標に対するずれを算出する。
制御手段8は、上記検出されたずれに基づき、チャックテーブル36が実際に移動させられる軌跡が、設計上の目標とする目標軌道ライン101になるように、制御軌道座標を修正する。すなわち、図7、および図7の一部拡大図に示すように、設計上の目標とする目標軌道ライン101上の点P1に対して、実際の軌跡座標位置が点P2にずれた場合は、例えば、点P1を中心とする点対象の位置にある点P3の位置を新たな制御軌道座標として、制御軌道座標記憶手段(記憶領域83b)に記憶された座標を修正する。なお、この際、当該ずれ量が、許容される所定値以下の場合は、修正しないようにしてもよい。このようにして、初期状態の各制御軌道座標に対応する実際の軌跡座標に基づき、制御軌道座標記憶手段(記憶領域83b)に記憶された値がそれぞれ修正される。そして、該修正された制御軌道座標により、新たな制御軌道ライン103が形成される。
上記修正により新たな制御軌道座標が確定したら、制御手段8は、さらに、確認動作を実行する。当該確認動作では、上記した制御軌道座標修正手段の作動条件と同一の条件に基づきチャックテーブル36を移動させる動作を繰り返すことになるが、上記動作では、初期状態として設定された目標軌道座標を制御軌道座標として、X軸方向移動手段37、およびY軸方向移動手段38を駆動していたのに対し、当該確認動作では、修正された制御軌道座標の値に基づいてX軸方向移動手段37、およびY軸方向移動手段38が駆動される。
そして、修正された新たな制御軌道座標に基づきX軸方向移動手段37、およびY軸方向移動手段38を駆動した結果として得られる新たな軌跡座標と、上記した目標軌道座標との距離を確認し、当該距離が許容範囲として設定される所定値よりも大きい場合は、制御軌道座標記憶部に記憶された制御軌道座標をさらに修正し、当該距離が該所定値よりも小さく、実際の軌跡座標が全周に渡って目標軌道座標と一致しているとみなせる場合は、確認動作を終了し、制御軌道座標修正手段が完了する。
以上のようにして制御軌道座標の修正が完了すると、修正された制御軌道座標に基づいて、該保持手段を加工送りする加工送り手段を実行しつつ、レーザー光線照射手段5を作動させて実際の被加工物に対するレーザー加工を行う。このようにして得られた制御軌道座標は、同一の被加工物に対してレーザー加工を施す場合は、新たな修正動作を実行することなく用いることができる。また、実際に被加工物に対してレーザー加工を施している最中にも、実際の軌跡座標と目標軌道座標とのずれを検出することは可能であるので、当該ずれ量が大きくなった場合は、一旦被加工物に対するレーザー加工を停止し、上記した制御軌道座標修正手段を実行するとよい。
なお、本実施形態の説明では、チャックテーブル36をX軸方向移動手段37、およびY軸方向移動手段38により円形をなす軌道に沿って駆動させる場合を例にして説明したが、目標軌道座標に対する実際の軌跡座標のずれ量は単純に一様にはならない。なぜなら、チャックテーブル36の位置によって、X軸方向移動手段を構成するパルスモータ372、およびY軸方向移動手段を構成するパルスモータ382のうち、一方のみ、あるいは他方のみが作動していたり、両方のパルスモータ372、382が作動していたりする等、作動状態が一定せず、また、該パルスモータ372、382は、それぞれ要求される出力が異なることにより、出力特性も異なるからである。
上記実施形態では、制御軌道座標の修正を、ずれ量に応じた量だけ、すなわち実際の軌跡座標点からみて、目標軌道座標上の座標点を中心とした点対象の位置を新たな制御軌道座標点となるように修正するようにしたが、これに限らず、一度に実行される修正量を制限して、少量ずつ修正するようにし、確認動作を繰り返し行うことで、目標軌道座標に実際の軌跡座標が一致するよう修正してもよい。そのようにすることで、実際にチャックテーブル36が移動する軌跡座標が、目標軌道座標に速やかに収束しないという問題を抑制することができる。
本発明のレーザー加工装置に適用されるレーザー加工の方式は限定されない。被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線で被加工物の表面に対してアブレーション加工を施すもの、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を比較的高い開口数(例えば、NA=0.8)で被加工物の内部に位置付けて照射し、変質させることで改質層を得るもの、さらには、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を比較的低い開口数(例えば、NA=0.4)で被加工物の上面近傍に位置付けて照射し、上面から下面に至る細孔と該細孔を囲繞する非晶質を形成する、いわゆるシールドトンネルを形成する加工を施すもの等、種々の公知のレーザー加工を適用することができる。
1:レーザー加工装置
2:静止基台
3:チャックテーブル機構
36:チャックテーブル
37:X軸方向移動手段
38:Y軸方向移動手段
4:レーザー光線照射ユニット
5:レーザー光線照射手段
51:パルスレーザー光線発振手段
52:出力調整手段
6:撮像手段
8:制御手段
83:ランダムアクセスメモリ(RAM)
10:ガラス板
100:加工予定ライン
F:環状フレーム
T:保護テープ

Claims (3)

  1. 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を集光する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、該保持手段を加工送りする加工送り手段と、制御手段と、から少なくとも構成され、被加工物に曲線加工を施すレーザー加工装置であって、
    該加工送り手段は、制御軌道座標に基づいて該保持手段をX軸方向に加工送りするX軸方向移動手段と、該X軸と直交するY軸方向に該保持手段を加工送りするY軸方向移動手段と、から構成され、
    該制御手段は、レーザー光線の集光点を被加工物の加工予定ラインに沿って移動させるための保持手段が実際に移動すべき目標軌道座標をX座標、Y座標で記憶する目標軌道座標記憶部と、該制御軌道座標に基づいてレーザー光線を照射せずに該X軸方向移動手段、及びY軸方向移動手段を同時に作動して該保持手段が実際に移動した軌跡座標をX座標、Y座標で記憶する軌跡座標記憶部と、該目標軌道座標と該軌跡座標とを比較して該軌跡座標が該目標軌道座標と一致するように該制御軌道座標を修正する制御軌道座標修正手段と、を備えるレーザー加工装置。
  2. 該制御手段は、該制御軌道座標修正手段により修正された制御軌道座標を制御軌道座標記憶部に記憶し、修正された該制御軌道座標に基づいて該X軸方向移動手段及び該Y軸方向移動手段を作動して該保持手段に保持された被加工物にレーザー加工を施す請求項1に記載のレーザー加工装置。
  3. 該制御手段は、該制御軌道座標に基づいて該X軸方向移動手段及び該Y軸方向移動手段を作動させて、該目標軌道座標と、該軌跡座標とが一致するか否かの確認動作を実施し、該確認動作の結果、両者が一致するとみなせる許容範囲内であれば、該制御軌道座標記憶部に記憶された制御軌道座標に対する修正を終了し、
    該許容範囲内でない場合は更に該軌跡座標が該目標軌道座標と一致する方向に該制御軌道座標を修正して該確認動作を繰り返す請求項2に記載のレーザー加工装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110587161A (zh) * 2019-10-11 2019-12-20 中船黄埔文冲船舶有限公司 一种焊接压力架拼板的定位装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113695756B (zh) * 2020-05-19 2024-03-12 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光切割的光斑补偿方法、装置、设备以及存储介质

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63230287A (ja) * 1987-01-22 1988-09-26 Jido Hosei Syst Gijutsu Kenkyu Kumiai レ−ザ加工における加工誤差補正方法
JP4277747B2 (ja) * 2004-06-28 2009-06-10 パナソニック株式会社 レーザ加工装置
JP4694900B2 (ja) * 2005-06-28 2011-06-08 株式会社ディスコ レーザー加工方法
JP2007275962A (ja) * 2006-04-10 2007-10-25 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置
JP5007090B2 (ja) * 2006-09-11 2012-08-22 株式会社ディスコ レーザー加工方法
JP5254646B2 (ja) * 2008-03-13 2013-08-07 株式会社ディスコ ワーク加工方法およびワーク加工装置
JP5872799B2 (ja) * 2011-06-17 2016-03-01 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP5872814B2 (ja) * 2011-08-02 2016-03-01 株式会社ディスコ 変位量検出方法およびレーザー加工装置
JP6030299B2 (ja) * 2011-12-20 2016-11-24 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6148075B2 (ja) * 2013-05-31 2017-06-14 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6224462B2 (ja) * 2014-01-09 2017-11-01 株式会社ディスコ レーザー加工装置における加工送り機構の作動特性検出方法およびレーザー加工装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110587161A (zh) * 2019-10-11 2019-12-20 中船黄埔文冲船舶有限公司 一种焊接压力架拼板的定位装置

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