JP7123788B2 - Laser processing equipment - Google Patents
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Description
ここに開示する技術は、レーザマーキング装置等、被加工物にレーザ光を照射することによって加工を行うレーザ加工装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a laser processing apparatus, such as a laser marking apparatus, that performs processing by irradiating a laser beam onto a workpiece.
従来、被加工物までの距離を測定可能なレーザ加工装置が知られている。 Conventionally, a laser processing apparatus capable of measuring a distance to a workpiece is known.
例えば特許文献1には、レーザ光源から出射される加工用のレーザ光(パルスレーザ光)を集光する対物集光用レンズと、この対物集光用レンズと被加工物(加工対象物)との距離を計測する測距センサと、この測距センサによる計測結果に基づき、レーザ光の焦点位置を調整するアクチュエータと、を備えたレーザ加工装置が開示されている。
For example,
また特許文献2には、前記特許文献1に係る測距センサの一例として、レーザ光を発光する半導体レーザと、レーザ光の反射光が結像するよう配置された1対の受光素子(半導体位置検出素子)と、を備えたものが開示されている。
Further, in
また特許文献3には、前記特許文献1及び2に係る測距センサの別例として、被加工物(加工対象物)までの距離を測定するための測距光(計測用レーザ光)を出射する変位センサを備えたレーザ加工装置が開示されている。
Further, in
前記特許文献3に開示されているレーザ加工装置は、ステージ上に設置された被加工物に対して変位センサから測距光を照射するとともに、その反射光を変位センサによって適宜検出することで、被加工物までの距離を測定するようになっている。
The laser processing apparatus disclosed in
しかし、前記特許文献3に記載されているような測距光は、その出射方向に沿って略直線状に伝搬するところ、実際には円錐状に拡がりながら伝搬することになる。
However, the distance measuring light as described in
ここで、例えば円柱など、特定の曲面部が形成された被加工物へ測距光を照射する場合を考える。この場合、仮に、測距光が拡がらずに伝搬したとすると、曲面部において局所的に反射された測距光は、特定の反射角を以て伝搬する正反射光となる。 Here, let us consider the case of irradiating distance measuring light onto a workpiece having a specific curved surface portion, such as a cylinder. In this case, if the distance measuring light propagates without spreading, the distance measuring light locally reflected by the curved surface becomes specularly reflected light that propagates with a specific reflection angle.
しかしながら、前述のように、測距光が拡がりながら伝搬したとすると、曲面部の各所において略同時に反射された測距光が、それぞれ、特定の反射角を以て伝搬する正反射光となる。この場合、各正反射光の反射角は、曲面部の曲率が大きくなるに従って、より一層バラツクようになっている。 However, as described above, if the distance measuring light spreads while propagating, the distance measuring light that is reflected at various points on the curved surface at substantially the same time becomes specularly reflected light that propagates with a specific angle of reflection. In this case, the reflection angles of the specularly reflected lights become more dispersed as the curvature of the curved surface portion increases.
したがって、例えば円柱状の被加工物にあっては、板状の被加工物に比して、各正反射光が受光素子に至る可能性が高まる。そのため、単に受光素子のレイアウトに工夫を凝らしたり、受光素子を複数配置したりするだけでは、正反射光が受光素子に至る可能性が、少なからず残り得る。 Therefore, for a cylindrical workpiece, for example, the specularly reflected light is more likely to reach the light-receiving element than for a plate-shaped workpiece. Therefore, simply devising the layout of the light-receiving elements or arranging a plurality of light-receiving elements may leave a considerable possibility that specularly reflected light reaches the light-receiving elements.
そして、受光素子に到達した正反射光は、拡散反射光と同時に検出されることになるため、いずれの検出値を用いるべきか判断することを考慮すると、測定誤差の要因となり不都合である。 Since the specularly reflected light that has reached the light receiving element is detected at the same time as the diffusely reflected light, considering which detection value should be used is a factor of measurement error, which is inconvenient.
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、曲面部が形成された被加工物を測距対象とした場合に、正反射に起因した測定誤差を抑制することにある。 The technology disclosed herein has been made in view of this point, and its purpose is to reduce measurement errors caused by specular reflection when a workpiece having a curved surface portion is used as a distance measurement target. is to suppress
具体的に、本開示の第1の側面は、励起光を生成する励起光生成部と、前記励起光生成部により生成された励起光に基づいてレーザ光を生成するとともに、該レーザ光を出射するレーザ光出力部と、前記レーザ光出力部から出射されたレーザ光を被加工物へ照射するとともに、該被加工物の表面上で2次元走査するレーザ光走査部と、を備えるレーザ加工装置に係る。 Specifically, a first aspect of the present disclosure includes an excitation light generation unit that generates excitation light, and generates laser light based on the excitation light generated by the excitation light generation unit, and emits the laser light. and a laser beam scanning unit that irradiates a workpiece with the laser beam emitted from the laser beam output unit and performs two-dimensional scanning on the surface of the workpiece. related to.
そして、本開示の第1の側面によれば、前記レーザ加工装置は、前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定するための測距光を、前記レーザ光走査部へ向けて出射する測距光出射部と、前記測距光出射部から出射されて前記被加工物により反射された測距光を、前記レーザ光走査部を介して受光する測距光受光部と、前記測距光受光部における測距光の受光位置に基づいて、三角測距方式により前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定する距離測定部と、前記被加工物のうち、特定の曲率を有する曲面部の形状情報を設定する設定部と、前記設定部により設定された形状情報に基づいて、前記曲面部における曲率半径と直交する方向に並んだ複数箇所に測距光が照射されるように、前記レーザ光走査部及び前記測距光出射部を制御する制御部と、前記制御部によって前記複数箇所の各々に測距光が照射された場合に、前記測距光受光部における複数の受光位置の中から、拡散反射光に起因した受光位置を特定する位置特定部と、を備え、前記距離測定部は、前記位置特定部により特定された受光位置に基づいて、前記被加工物における前記曲面部までの距離を測定する。 Then, according to the first aspect of the present disclosure, the laser processing device directs distance measuring light for measuring a distance from the laser processing device to the surface of the workpiece to the laser beam scanning unit. a distance measuring light emitting unit that emits the distance measuring light through the laser beam scanning unit; a distance measuring unit for measuring the distance from the laser processing device to the surface of the workpiece by a triangulation method based on the light receiving position of the ranging light in the ranging light receiving unit; a setting unit for setting shape information of a curved surface portion having a specific curvature; and based on the shape information set by the setting unit, distance measuring light is provided at a plurality of locations aligned in a direction orthogonal to the curvature radius of the curved surface portion. and a control unit for controlling the laser beam scanning unit and the distance measuring light emitting unit so that the distance measuring light is irradiated to each of the plurality of locations, and when the distance measuring light is irradiated to each of the plurality of locations by the control unit a position specifying unit that specifies a light receiving position caused by the diffusely reflected light from among a plurality of light receiving positions in the light receiving unit, and the distance measuring unit, based on the light receiving position specified by the position specifying unit, A distance to the curved surface portion of the workpiece is measured.
この構成によれば、レーザ加工装置から被加工物の表面までの距離を測定する場合、測距光出射部が測距光を出射する。測距光出射部から出射された測距光は、レーザ光走査部を介して被加工物に照射される。被加工物に照射された測距光は、被加工物によって反射された後、レーザ光走査部を逆行して測距光受光部に至る。この測距光受光部における測距光の受光位置に基づいて、距離測定部が被加工物の表面までの距離を測定する。 According to this configuration, when measuring the distance from the laser processing device to the surface of the workpiece, the distance measuring light emitting section emits the distance measuring light. The distance measuring light emitted from the distance measuring light emitting section is irradiated onto the workpiece through the laser light scanning section. After being reflected by the object to be processed, the distance measuring light irradiated to the object travels backward through the laser beam scanning unit and reaches the distance measuring light receiving unit. Based on the light receiving position of the distance measuring light in the distance measuring light receiving part, the distance measuring part measures the distance to the surface of the workpiece.
ここで、被加工物のうち、特定の曲率を有する曲面部における形状情報は、設定部により設定される。この形状情報に基づいて、曲率半径と直交する方向に並んだ複数箇所に、測距光を照射することができる。 Here, the shape information of the curved surface portion having a specific curvature in the workpiece is set by the setting unit. Based on this shape information, it is possible to irradiate the distance measuring light to a plurality of locations arranged in a direction orthogonal to the radius of curvature.
この場合、拡散反射光に起因した受光位置は、被加工物までの距離に応じて変動する。それに対し、正反射光に起因した受光位置は、曲面部との位置関係に応じて変動する。 In this case, the light receiving position caused by the diffusely reflected light varies according to the distance to the workpiece. On the other hand, the light-receiving position due to specularly reflected light varies according to the positional relationship with the curved surface portion.
そして、前記のように、曲率半径と直交する方向に測距光の照射先を移動させた場合、被加工物までの距離は、曲面部との位置関係に比して変動しない。したがって、拡散反射光に起因した受光位置は、正反射光に起因した受光位置に比して変位しないようになっている。 As described above, when the irradiation target of the distance measuring light is moved in the direction orthogonal to the radius of curvature, the distance to the workpiece does not fluctuate compared to the positional relationship with the curved surface portion. Therefore, the light-receiving position caused by the diffusely reflected light is not displaced compared to the light-receiving position caused by the specularly reflected light.
よって、例えば受光位置の変位量等をモニタすることで、位置特定部は、測距光受光部における複数の受光位置の中から、拡散反射光に起因した受光位置を特定することが可能となる。そして、距離測定部は、位置特定部により特定された受光位置(拡散反射光に起因した受光位置)に基づいて、曲面部までの距離を測定する。これにより、正反射に起因した受光の影響を排除することができ、測定誤差を抑制することができる。 Therefore, for example, by monitoring the amount of displacement of the light receiving position, the position specifying unit can specify the light receiving position caused by the diffusely reflected light from among the plurality of light receiving positions in the distance measuring light receiving unit. . Then, the distance measuring section measures the distance to the curved surface section based on the light receiving position (the light receiving position caused by the diffusely reflected light) specified by the position specifying section. As a result, the influence of light reception due to regular reflection can be eliminated, and measurement errors can be suppressed.
また、本開示の第2の側面によれば、前記制御部は、前記曲率半径と直交する方向に測距光を走査することにより、前記複数箇所の各々に対して測距光を順番に照射する、としてもよい。 Further, according to the second aspect of the present disclosure, the control unit sequentially irradiates each of the plurality of locations with the distance measuring light by scanning the distance measuring light in a direction orthogonal to the radius of curvature. You can do it.
この構成によれば、測距光出射部は、レーザ光走査部を介して測距光を出射することから、制御部がレーザ光走査部を制御することで、測距光を走査して照射先を移動させることができる。そうして走査して得られた検出結果を時系列に沿って解析することで、各受光位置の変位量を直接的、又は、間接的にモニタすることができる。前記のように、拡散反射光に起因した受光位置は、正反射光に起因した受光位置に比して変位しない。 According to this configuration, since the distance measuring light emitting unit emits the distance measuring light through the laser beam scanning unit, the controller controls the laser beam scanning unit to scan and irradiate the distance measuring light. You can move ahead. By analyzing the detection results obtained by scanning along the time series, the amount of displacement of each light receiving position can be directly or indirectly monitored. As described above, the light-receiving position due to diffusely reflected light is not displaced compared to the light-receiving position due to specularly reflected light.
このような傾向を利用して、拡散反射光に起因した受光位置を特定することができ、正反射光に起因した測定誤差を抑制する上で有利になる。 By using such a tendency, it is possible to specify the light receiving position caused by the diffusely reflected light, which is advantageous in suppressing the measurement error caused by the specularly reflected light.
また、本開示の第3の側面によれば、前記距離測定部は、前記制御部が測距光を走査した場合に、前記測距光受光部における複数の受光位置それぞれに対応した距離を測定し、前記位置特定部は、前記制御部が測距光を走査した場合に、前記複数の受光位置それぞれに対応した各距離の変位量に基づいて、拡散反射光に起因した受光位置を特定する、としてもよい。 Further, according to the third aspect of the present disclosure, when the control unit scans the distance measuring light, the distance measuring unit measures the distance corresponding to each of the plurality of light receiving positions in the distance measuring light receiving unit. and, when the control unit scans the distance measuring light, the position specifying unit specifies the light receiving position caused by the diffusely reflected light based on the amount of displacement of each distance corresponding to each of the plurality of light receiving positions. , may be
この構成によれば、拡散反射光に起因した受光位置を特定することができ、正反射に起因した測定誤差を抑制する上で有利になる。 With this configuration, it is possible to specify the light receiving position caused by the diffusely reflected light, which is advantageous in suppressing measurement errors caused by specular reflection.
また、本開示の第4の側面によれば、前記測距光受光部は、前記測距光出射部から出射されて前記被加工物により反射された測距光の光量を検出し、前記位置特定部は、前記制御部が測距光を走査したときの受光量を時系列に沿って積算するとともに、該積算後の受光量が相対的に大きな受光位置を、拡散反射光に起因した受光位置と判定する、としてもよい。 Further, according to the fourth aspect of the present disclosure, the distance measuring light receiving section detects the amount of distance measuring light emitted from the distance measuring light emitting section and reflected by the workpiece, and detects the position of the workpiece. The specifying unit integrates the amount of light received when the control unit scans the distance measuring light along the time series, and determines the light receiving position where the amount of light received after the integration is relatively large is the light received due to the diffusely reflected light. It may be determined as the position.
前記のように、拡散反射光に起因した受光位置は、正反射光に起因した受光位置に比して変位しない。よって、前記のように受光量を積算すると、拡散反射光に起因した受光量は、正反射光に起因した受光量に比して大きなピークを形成することになる。 As described above, the light-receiving position due to diffusely reflected light is not displaced compared to the light-receiving position due to specularly reflected light. Therefore, when the amount of light received is integrated as described above, the amount of light received due to diffusely reflected light forms a larger peak than the amount of light received due to specularly reflected light.
このような傾向を利用して、拡散反射光に起因した受光位置を特定することができ、そのことで、正反射に起因した測定誤差を抑制する上で有利になる。 Using such a tendency, it is possible to specify the light receiving position caused by the diffusely reflected light, which is advantageous in suppressing the measurement error caused by the specular reflection.
また、本開示の第5の側面によれば、前記設定部は、前記形状情報として、円柱の中心軸、円錐の中心軸、及び、球の中心のうちの少なくとも1つを設定可能に構成されている。 Further, according to the fifth aspect of the present disclosure, the setting unit is configured to be able to set at least one of a central axis of a cylinder, a central axis of a cone, and a center of a sphere as the shape information. ing.
以上説明したように、前記レーザ加工装置によれば、曲面部が形成された被加工物を測距対象とした場合に、正反射に起因した測定誤差を抑制することができる。 As described above, according to the laser processing apparatus, measurement errors due to specular reflection can be suppressed when a workpiece having a curved surface portion is a distance measurement object.
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described based on the drawings. Note that the following description is an example.
すなわち、本明細書では、レーザ加工装置の一例としてのレーザマーカについて説明するが、ここに開示する技術は、レーザ加工装置及びレーザマーカという名称に拘らず、レーザ応用機器一般に適用することができる。 That is, in this specification, a laser marker will be described as an example of a laser processing apparatus, but the technology disclosed herein can be applied to general laser application equipment regardless of the names of laser processing apparatus and laser marker.
また、本明細書においては、加工の代表例として印字加工について説明するが、印字加工に限定されず、画像のマーキング等、レーザ光を使ったあらゆる加工処理において利用することができる。 In this specification, printing processing will be described as a representative example of processing, but the present invention is not limited to printing processing, and can be used in any processing processing using laser light, such as image marking.
<全体構成>
図1は、レーザ加工システムSの全体構成を例示する図であり、図2はレーザ加工システムSにおけるレーザ加工装置Lの概略構成を例示する図である。図1に例示するレーザ加工システムSは、レーザ加工装置Lと、これに接続される操作用端末800及び外部機器900と、を備えている。
<Overall composition>
FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of a laser processing system S, and FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a laser processing device L in the laser processing system S. As shown in FIG. A laser processing system S illustrated in FIG. 1 includes a laser processing device L, an
そして、図1及び図2に例示するレーザ加工装置Lは、マーカヘッド1から出射されたレーザ光を、被加工物としてのワークWへ照射するとともに、そのワークWの表面上で3次元走査することによって加工を行うものである。なお、ここでいう「3次元走査」とは、レーザ光の照射先をワークWの表面上で走査する2次元的な動作(いわゆる「2次元走査」)と、レーザ光の焦点位置を調整する1次元的な動作と、の組み合わせを総称した概念を指す。
1 and 2 irradiates a laser beam emitted from the
特に、本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、ワークWを加工するためのレーザ光として、1064nm付近の波長を有するレーザ光を出射することができる。この波長は、近赤外線(Near-InfraRed:NIR)の波長域に相当する。そのため、以下の記載では、ワークWを加工するためのレーザ光を「近赤外レーザ光」と呼称して、他のレーザ光と区別する場合がある。なお、近赤外線以外のレーザ光をワークWの加工に用いてもよい。 In particular, the laser processing apparatus L according to this embodiment can emit a laser beam having a wavelength of around 1064 nm as a laser beam for processing the workpiece W. This wavelength corresponds to the near infrared (Near-InfraRed: NIR) wavelength range. Therefore, in the following description, the laser beam for processing the workpiece W may be referred to as "near-infrared laser beam" to distinguish it from other laser beams. Laser beams other than near-infrared rays may be used for processing the workpiece W.
また、本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、マーカヘッド1に内蔵された測距ユニット5を介してワークWまでの距離を測定するとともに、その測定結果を利用して近赤外レーザ光の焦点位置を調整することができる。
In addition, the laser processing apparatus L according to the present embodiment measures the distance to the workpiece W via the
図1及び図2に示すように、レーザ加工装置Lは、レーザ光を出射するためのマーカヘッド1と、マーカヘッド1を制御するためのマーカコントローラ100と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2 , the laser processing apparatus L includes a
マーカヘッド1及びマーカコントローラ100は、この実施形態においては別体とされており、電気配線を介して電気的に接続されているとともに、光ファイバーケーブルを介して光学的に結合されている。
The
より一般には、マーカヘッド1及びマーカコントローラ100の一方を他方に組み込んで一体化することもできる。この場合、光ファイバーケーブル等を適宜省略することができる。
More generally, one of the
操作用端末800は、例えば中央演算処理装置(Central Processing Unit:CPU)及びメモリを有しており、マーカコントローラ100に接続されている。この操作用端末800は、印字設定など、種々の加工条件を設定するとともに、レーザ加工に関連した情報をユーザに示すための端末として機能する。この操作用端末800は、ユーザに情報を表示するための表示部801と、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部802と、種々の情報を記憶するための記憶装置803と、を備えている。
The
具体的に、表示部801は、例えば液晶ディスプレイ又は有機ELパネルにより構成されている。表示部801には、レーザ加工に関連した情報として、レーザ加工装置Lの動作状況および加工条件等が表示される。一方、操作部802は、例えばキーボード及び/又はポインティングデバイスにより構成されている。ここで、ポインティングデバイスには、マウス及び/又はジョイスティック等が含まれる。操作部802は、ユーザによる操作入力を受け付けるように構成されており、マーカコントローラ100を介してマーカヘッド1を操作するために用いられる。
Specifically, the
上記のように構成される操作用端末800は、ユーザによる操作入力に基づいて、レーザ加工における加工条件を設定することができる。この加工条件には、例えば、ワークWに印字されるべき文字列等の内容(マーキングパターン)、レーザ光に求める出力(目標出力)、及び、ワークW上でのレーザ光の走査速度(スキャンスピード)が含まれる。
The
また、本実施形態に係る加工条件には、前述の測距ユニット5に関連した条件及びパラメータ(以下、これを「測距条件」ともいう)も含まれる。そうした測距条件には、例えば、測距ユニット5による検出結果を示す信号と、ワークWの表面までの距離と、を関連付けるデータ等が含まれる。
The processing conditions according to the present embodiment also include the conditions and parameters related to the distance measurement unit 5 (hereinafter also referred to as "distance measurement conditions"). Such distance measurement conditions include, for example, data that associates a signal indicating the detection result by the
操作用端末800により設定される加工条件は、マーカコントローラ100に出力されて、その条件設定記憶部102に記憶される。必要に応じて、操作用端末800における記憶装置803が加工条件を記憶してもよい。
The processing conditions set by the operating
なお、操作用端末800は、例えばマーカコントローラ100に組み込んで一体化することができる。この場合は「操作用端末」ではなく、コントロールユニット等の呼称が用いられることになるが、少なくとも本実施形態においては、操作用端末800とマーカコントローラ100は互いに別体とされている。
Note that the
外部機器900は、必要に応じてレーザ加工装置Lのマーカコントローラ100に接続される。図1に示す例では、外部機器900として、画像認識装置901及びプログラマブルロジックコントローラ(Programmable Logic Controller:PLC)902が設けられている。
The
具体的に、画像認識装置901は、例えばライン上で搬送されるワークWの種別及び位置を判定する。画像認識装置901として、例えばイメージセンサを用いることができる。PLC902は、予め定められたシーケンスに従ってレーザ加工システムSを制御するために用いられる。
Specifically, the
レーザ加工装置Lには、上述した機器や装置以外にも、操作及び制御を行うための装置、その他の各種処理を行うためのコンピュータ、記憶装置、周辺機器等を接続することもできる。この場合の接続は、例えば、IEEE1394、RS-232、RS-422及びUSB等のシリアル接続、又はパラレル接続としてもよい。あるいは、10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T等のネットワークを介して電気的、磁気的、又は光学的な接続を採用することもできる。また、有線接続以外にも、IEEE802等の無線LAN、又は、Bluetooth(登録商標)等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続でもよい。さらに、データの交換や各種設定の保存等を行うための記憶装置に用いる記憶媒体としては、例えば、各種メモリカード、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等を利用することができる。 In addition to the devices and devices described above, the laser processing device L can also be connected to a device for operation and control, a computer for performing various other processes, a storage device, peripheral devices, and the like. The connection in this case may be serial connection such as IEEE1394, RS-232, RS-422 and USB, or parallel connection, for example. Alternatively, electrical, magnetic, or optical connections can be employed through networks such as 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, and the like. In addition to the wired connection, a wireless LAN such as IEEE802, or a wireless connection using radio waves such as Bluetooth (registered trademark), infrared rays, optical communication, or the like may be used. Furthermore, various memory cards, magnetic disks, magneto-optical disks, semiconductor memories, hard disks, etc., can be used as storage media used in storage devices for exchanging data and storing various settings.
以下、マーカコントローラ100及びマーカヘッド1それぞれのハード構成に係る説明と、マーカコントローラ100によるマーカヘッド1の制御に係る構成と、について順番に説明をする。
The hardware configurations of the
<マーカコントローラ100>
図2に示すように、マーカコントローラ100は、上述した加工条件を記憶する条件設定記憶部102と、これに記憶されている加工条件に基づいてマーカヘッド1を制御する制御部101と、レーザ励起光(励起光)を生成する励起光生成部110と、を備えている。
<
As shown in FIG. 2, the
(条件設定記憶部102)
条件設定記憶部102は、操作用端末800を介して設定された加工条件を記憶するとともに、必要に応じて、記憶された加工条件を制御部101へと出力するように構成されている。
(Condition setting storage unit 102)
The condition setting
具体的に、条件設定記憶部102は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ハードディスクドライブ(Hard Disk Drive:HDD)等を用いて構成されており、加工条件を示す情報を一時的または継続的に記憶することができる。なお、操作用端末800をマーカコントローラ100に組み込んだ場合には、記憶装置803が条件設定記憶部102を兼用するように構成することができる。
Specifically, the condition setting
(制御部101)
制御部101は、条件設定記憶部102に記憶された加工条件に基づいて、少なくとも、マーカコントローラ100における励起光生成部110、並びに、マーカヘッド1におけるレーザ光出力部2、レーザ光案内部3、レーザ光走査部4及び測距ユニット5を制御することにより、ワークWの印字加工等を実行する。
(control unit 101)
Based on the processing conditions stored in the condition setting
具体的に、制御部101は、CPU、メモリ、入出力バスを有しており、操作用端末800を介して入力された情報を示す信号、及び、条件設定記憶部102から読み込んだ加工条件を示す信号に基づいて制御信号を生成する。制御部101は、そうして生成した制御信号をレーザ加工装置Lの各部へと出力することにより、ワークWに対する印字加工、及び、ワークWまでの距離の測定を制御する。
Specifically, the
例えば制御部101は、ワークWの加工を開始するときには、条件設定記憶部102に記憶された目標出力を読み込んで、その目標出力に基づき生成した制御信号を励起光源駆動部112へと出力し、レーザ励起光の生成を制御する。
For example, when starting machining of the workpiece W, the
(励起光生成部110)
励起光生成部110は、駆動電流に応じたレーザ光を生成する励起光源111と、その励起光源111に駆動電流を供給する励起光源駆動部112と、励起光源111に対して光学的に結合された励起光集光部113と、を備えている。励起光源111と励起光集光部113は、不図示の励起ケーシング内に固定されている。詳細は省略するが、この励起ケーシングは、熱伝導性に優れた銅等の金属で構成されており、励起光源111から効率よく放熱させることができる。
(Excitation light generator 110)
The excitation
以下、励起光生成部110の各部について順番に説明する。
Each part of the
励起光源駆動部112は、制御部101から出力された制御信号に基づいて、励起光源111へ駆動電流を供給する。詳細は省略するが、励起光源駆動部112は、制御部101が決定した目標出力に基づいて駆動電流を決定し、そうして決定した駆動電流を励起光源111へ供給する。
The excitation light
励起光源111は、励起光源駆動部112から駆動電流が供給されるとともに、その駆動電流に応じたレーザ光を発振する。例えば、励起光源111は、レーザダイオード(Laser Diode:LD)等で構成されており、複数のLD素子を直線状に並べたLDアレイやLDバーを用いることができる。励起光源111としてLDアレイやLDバーを用いた場合、各素子から発振されるレーザ光は、ライン状に出力されて励起光集光部113に入射する。
The
励起光集光部113は、励起光源111から出力されたレーザ光を集光するとともに、レーザ励起光(励起光)として出力する。例えば、励起光集光部113は、フォーカシングレンズ等で構成されており、レーザ光が入射する入射面と、レーザ励起光を出力する出射面と、を有している。励起光集光部113は、マーカヘッド1に対し、前述の光ファイバーケーブルを介して光学的に結合されている。よって、励起光集光部113から出力されたレーザ励起光は、その光ファイバーケーブルを介してマーカヘッド1へ導かれることになる。
The
なお、励起光生成部110は、励起光源駆動部112、励起光源111及び励起光集光部113を予め組み込んだLDユニット或いはLDモジュールとすることができる。また、励起光生成部110から出射される励起光(具体的には、励起光集光部113から出力されるレーザ励起光)は、無偏光とすることができ、これにより偏光状態の変化を考慮する必要がなく、設計上有利となる。特に、励起光源111周辺の構成については、複数のLD素子を数十個配列したLDアレイから各々得られる光を光ファイバーでバンドルして出力するLDユニット自体に、出力光を無偏光とする機構を備えることが好ましい。
The
(他の構成要素)
マーカコントローラ100はまた、測距ユニット5を介してワークWまでの距離を測定する距離測定部103を有している。距離測定部103は、測距ユニット5と電気的に接続されており、測距ユニット5による測定結果に関連した信号(少なくとも、測距光受光部5Bによる測距光の受光位置を示す信号)を受信可能とされている。
(other components)
The
なお、測距ユニット5は、後述の如く、ワークWへと測距光を出射するとともに、出射先のワークWによって反射された測距光を受光することができる。距離測定部103は、そうして反射された測距光の受光位置に基づいて測定を行うよう構成されている。
As will be described later, the
ところが、ワークWの材質又は表面状態次第では、測定に利用可能な拡散反射光(図11の上図を参照)ばかりでなく、測定に不要な正反射光(図11の下図を参照)までもが、測距ユニット5に受光される可能性がある。
However, depending on the material or surface condition of the workpiece W, not only diffuse reflected light that can be used for measurement (see the upper diagram in FIG. 11), but also specular reflected light that is unnecessary for measurement (see the lower diagram in FIG. 11) may be received by the ranging
そこで、本実施形態に係るマーカコントローラ100は、正反射光に起因した受光を特定するための位置特定部104と、位置特定部104に関連した設定部105とを備えている。位置特定部104による判定結果は、距離測定部103、操作用端末800、及び/又は、外部機器900へ出力することができる。
Therefore, the
本実施形態に係る距離測定部103は、そうした位置特定部104を介して測距ユニット5と接続されるようになっている。
The
なお、距離測定部103、位置特定部104及び設定部105は、制御部101によって構成してもよい。例えば、制御部101に距離測定部103を兼用させてもよい。或いは、距離測定部103が、位置特定部104を兼用してもよい。
Note that the
距離測定部103、位置特定部104及び設定部105の詳細については後述する。
Details of the
<マーカヘッド1>
前述のように、励起光生成部110により生成されたレーザ励起光は、光ファイバーケーブルを介してマーカヘッド1へ導かれる。このマーカヘッド1は、レーザ励起光に基づいてレーザ光を増幅・生成して出力するレーザ光出力部2と、レーザ光出力部2から出力されたレーザ光をワークWの表面へ照射して2次元走査を行うレーザ光走査部4と、レーザ光出力部2からレーザ光走査部4へ至る光路を構成するレーザ光案内部3と、レーザ光走査部4を介して投光及び受光した測距光に基づいてワークWの表面までの距離を測定するための測距ユニット5と、を備えている。
<
As described above, the laser excitation light generated by the
ここで、本実施形態に係るレーザ光案内部3は、単に光路を構成するばかりでなく、レーザ光の焦点位置を調整するZスキャナ(焦点調整部)33、及び、ガイド光を出射するガイド光源(ガイド光出射部)36など、複数の部材が組み合わされてなる。
Here, the laser
また、レーザ光案内部3はさらに、レーザ光出力部2から出力される近赤外レーザ光とガイド光源36から出射されるガイド光を合流せしめる上流側合流機構31と、レーザ光走査部4へ導かれるレーザ光と測距ユニット5から投光される測距光を合流せしめる下流側合流機構35と、を有している。
In addition, the laser
図3A~図3Bはマーカヘッド1の概略構成を例示するブロック図であり、図4はマーカヘッド1の外観を例示する斜視図である。図3A~図3Bのうち、図3Aは近赤外レーザ光を用いてワークWを加工する場合を例示し、図3Bは測距ユニット5を用いてワークWの表面までの距離を測定する場合を例示している。
3A and 3B are block diagrams illustrating the schematic configuration of the
図3A~図4に例示するように、マーカヘッド1は、少なくともレーザ光出力部2、レーザ光案内部3、レーザ光走査部4及び測距ユニット5が内部に設けられた筐体10を備えている。この筐体10は、図4に示すような略直方状の外形を有している。筐体10の下面は、板状の底板10aによって区画されている。この底板10aには、マーカヘッド1から、該マーカヘッド1の外部にレーザ光を出射するための透過ウインドウ19が設けられている。透過ウインドウ19は、底板10aを板厚方向に貫く貫通孔に対し、近赤外レーザ光、ガイド光及び測距光を透過可能な板状の部材を嵌め込むことによって構成されている。
As illustrated in FIGS. 3A to 4, the
なお、以下の記載では、図4における筐体10の長手方向を単に「長手方向」又は「前後方向」と呼称したり、同図における筐体10の短手方向を単に「短手方向」又は「左右方向」と呼称したりする場合がある。同様に、図4における筐体10の高さ方向を単に「高さ方向」又は「上下方向」と呼称する場合もある。
In the description below, the longitudinal direction of the
図5は、レーザ光走査部4の構成を例示する斜視図である。また、図6はレーザ光案内部3、レーザ光走査部4及び測距ユニット5の構成を例示する断面図であり、図7はレーザ光案内部3、レーザ光走査部4及び測距ユニット5を結ぶ光路を例示する断面図であり、図8はレーザ光案内部3、レーザ光走査部4及び測距ユニット5を結ぶ光路を例示する斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view illustrating the configuration of the laser
図5~図6に例示するように、筐体10の内部には仕切部11が設けられている。筐体10の内部空間は、この仕切部11によって長手方向の一側と他側に仕切られている。
As illustrated in FIGS. 5 and 6, a
具体的に、仕切部11は、筐体10の長手方向に対して垂直な方向に延びる平板状に形成されている。また、仕切部11は、筐体10の長手方向においては、同方向における筐体10の中央部に比して、長手方向一側(図4における前側)に寄せた配置とされている。
Specifically, the
よって、筐体10内の長手方向一側に仕切られるスペースは、長手方向他側(図4における後側)に仕切られるスペースよりも、長手方向の寸法が短くなっている。以下、筐体10内の長手方向他側に仕切られるスペースを第1スペースS1と呼称する一方、その長手方向一側に仕切られるスペースを第2スペースS2と呼称する。
Therefore, the space partitioned on one longitudinal side in the
この実施形態では、第1スペースS1の内部には、レーザ光出力部2と、レーザ光案内部3における一部の部品と、レーザ光走査部4と、測距ユニット5が配置されている。一方、第2スペースS2の内部には、レーザ光案内部3における主要な部品が配置されている。
In this embodiment, the laser
詳しくは、第1スペースS1は、略平板状のベースプレート12によって、短手方向の一側(図4の左側)の空間と、他側(図4の右側)の空間と、に仕切られている。前者の空間には、主に、レーザ光出力部2を構成する部品が配置されている。
Specifically, the first space S1 is partitioned into a space on one side in the short direction (left side in FIG. 4) and a space on the other side (right side in FIG. 4) by a substantially
さらに詳しくは、レーザ光出力部2を構成する部品のうち、光学レンズや光学結晶など、可能な限り気密状に密閉することが求められる光学部品21については、第1スペースS1における短手方向一側の空間において、ベースプレート12等によって包囲された収容空間の内部に配置されている。
More specifically, among the parts that make up the laser
対して、レーザ光出力部2を構成する部品のうち、電気配線や、図5に示すヒートシンク22など、必ずしも密閉することが求められない部品については、光学部品21に対し、ベースプレート12を挟んで反対側(第1スペースS1における短手方向他側)に配置されている。
On the other hand, among the parts that make up the laser
また、図5及び図6に例示するように、レーザ光走査部4は、レーザ光出力部2における光学部品21と同様に、ベースプレート12を挟んで短手方向の一側に配置することができる。具体的に、この実施形態に係るレーザ光走査部4は、長手方向においては前述の仕切部11に隣接するとともに、上下方向においては筐体10の内底面に沿って配置されている。
Further, as illustrated in FIGS. 5 and 6, the laser
また、図6に示すように、測距ユニット5は、レーザ光出力部2におけるヒートシンク22と同様に、第1スペースS1における短手方向他側の空間に配置されている。
Further, as shown in FIG. 6, the
また、レーザ光案内部3を構成する部品は、主に第2スペースS2に配置されている。この実施形態では、レーザ光案内部3を構成する大部分の部品は、仕切部11と、筐体10の前面を区画するカバー部材17と、により包囲された空間に収容されている。
Also, the components that make up the laser
なお、レーザ光案内部3を構成する部品のうち、下流側合流機構35については、第1スペースS1における仕切部11付近の部位に配置されている(図5を参照)。すなわち、この実施形態では、下流側合流機構35は、第1スペースS1と第2スペースS2との境界付近に位置することになる。
Note that, among the components that configure the laser
またベースプレート12には、該ベースプレート12を板厚方向に貫通する貫通孔(不図示)が形成されている。この貫通孔を通じて、レーザ光案内部3及びレーザ光走査部4と、測距ユニット5とが光学的に結合されることになる。
A through hole (not shown) is formed in the
以下、レーザ光出力部2、レーザ光案内部3、レーザ光走査部4及び測距ユニット5の構成について順番に説明をする。
The configurations of the laser
(レーザ光出力部2)
レーザ光出力部2は、励起光生成部110により生成されたレーザ励起光に基づいて印字加工用の近赤外レーザ光を生成するとともに、その近赤外レーザ光をレーザ光案内部3へと出力するように構成されている。
(Laser light output unit 2)
The laser
具体的に、レーザ光出力部2は、レーザ励起光に基づき所定の波長を有するレーザ光を生成するとともに、これを増幅して近赤外レーザ光を出射するレーザ発振器21aと、レーザ発振器21aから発振された近赤外レーザ光の一部を分離させるためのビームサンプラー21bと、ビームサンプラー21bによって分離せしめた近赤外レーザ光が入射するパワーモニタ21cと、を備えている。
Specifically, the laser
詳細は省略するが、本実施形態に係るレーザ発振器21aは、レーザ励起光に対応した誘導放出を行ってレーザ光を出射するレーザ媒質と、レーザ媒質から出射されるレーザ光をパルス発振するためのQスイッチと、Qスイッチによりパルス発振されたレーザ光を共振させるミラーと、を有している。
Although the details are omitted, the
特に本実施形態では、レーザ媒質としてロッド状のNd:YVO4(イットリウム・バナデイト)が用いられている。これにより、レーザ発振器21aは、レーザ光として、1064nm付近の波長を有するレーザ光(前述の近赤外レーザ光)を出射することができる。ただし、この例に限らず、他のレーザ媒質として、例えば希土類をドープしたYAG、YLF、GdVO4等を用いることもできる。レーザ加工装置Lの用途に応じて、様々な固体レーザ媒質を用いることができる。
Particularly in this embodiment, rod-shaped Nd:YVO 4 (yttrium vanadate) is used as the laser medium. As a result, the
また、固体レーザ媒質に波長変換素子を組み合わせて、出力されるレーザ光の波長を任意の波長に変換することもできる。また、固体レーザ媒質としてバルクに代わってファイバーを発振器として利用した、いわゆるファイバーレーザを利用してもよい。 Also, a wavelength conversion element can be combined with the solid-state laser medium to convert the wavelength of the output laser light to an arbitrary wavelength. A so-called fiber laser, which uses a fiber as an oscillator instead of a bulk as a solid-state laser medium, may also be used.
さらには、Nd:YVO4等の固体レーザ媒質と、ファイバーとを組み合わせてレーザ発振器21aを構成してもよい。その場合、固体レーザ媒質を用いたときのように、パルス幅の短いレーザを出射してワークWへの熱ダメージを抑制する一方で、ファイバーを用いたときのように、高出力化を実現してより早い印字加工を実現することが可能となる。
Further, the
パワーモニタ21cは、近赤外レーザ光の出力を検出する。パワーモニタ21cは、マーカコントローラ100と電気的に接続されており、その検出信号を制御部101等へ出力することができる。
The
(レーザ光案内部3)
レーザ光案内部3は、レーザ光出力部2から出射された近赤外レーザ光をレーザ光走査部4へと案内する光路Pを成す。レーザ光案内部3は、そうした光路Pを形成するためのベンドミラー34に加えて、Zスキャナ(焦点調整部)33及びガイド光源(ガイド光出射部)36等を備えている。これらの部品は、いずれも筐体10の内部(主に第2スペースS2)に設けられている。
(Laser beam guide part 3)
The laser
レーザ光出力部2から入射した近赤外レーザ光は、ベンドミラー34によって反射され、レーザ光案内部3を通過する。ベンドミラー34へ至る途中には、近赤外レーザ光の焦点位置を調整するためのZスキャナ33が配置されている。Zスキャナ33を通過してベンドミラー34によって反射された近赤外レーザ光が、レーザ光走査部4に入射することになる。
The near-infrared laser light incident from the laser
レーザ光案内部3により構成される光路Pは、焦点調整部としてのZスキャナ33を境として2分することができる。詳しくは、レーザ光案内部3により構成される光路Pは、レーザ光出力部2からZスキャナ33へ至る上流側光路Puと、Zスキャナ33からレーザ光走査部4へ至る下流側光路Pdと、に区分することができる。
The optical path P formed by the laser
さらに詳しくは、上流側光路Puは、筐体10の内部に設けられており、レーザ光出力部2から、前述の上流側合流機構31を経由してZスキャナ33に至る。
More specifically, the upstream optical path Pu is provided inside the
一方、下流側光路Pdは、筐体10の内部に設けられており、Zスキャナ33から、ベンドミラー34と、前述の下流側合流機構35と、を順番に経由してレーザ光走査部4における第1スキャナ41に至る。
On the other hand, the downstream optical path Pd is provided inside the
このように、筐体10の内部においては、上流側光路Puの途中に上流側合流機構31が設けられているとともに、下流側光路Pdの途中に下流側合流機構35が設けられている。
As described above, inside the
以下、レーザ光案内部3に関連した構成について順番に説明をする。
Hereinafter, configurations related to the laser
-ガイド光源36-
ガイド光源36は、筐体10内部の第2スペースS2に設けられており、所定の加工パターンをワークWの表面上に投影するためのガイド光を出射する。このガイド光の波長は、可視光域に収まるように設定されている。その一例として、本実施形態に係るガイド光源36は、ガイド光として、655nm付近の波長を有する赤色レーザ光を出射する。よって、マーカヘッド1からガイド光が出射されると、使用者は、そのガイド光を視認することできる。
- Guide light source 36 -
The guide light source 36 is provided in the second space S<b>2 inside the
なお、本実施形態では、ガイド光の波長は、少なくとも近赤外レーザ光の波長と相違するように設定されている。また後述のように、測距ユニット5における測距光出射部5Aは、ガイド光及び近赤外レーザ光とは異なる波長を有する測距光を出射する。よって、測距光と、ガイド光と、レーザ光と、は互いに異なる波長を有するようになっている。
In addition, in this embodiment, the wavelength of the guide light is set so as to be at least different from the wavelength of the near-infrared laser light. Further, as will be described later, the distance measuring
具体的に、ガイド光源36は、第2スペースS2において上流側合流機構31と略同じ高さに配置されており、筐体10の短手方向の内側に向かって可視光レーザ(ガイド光)を出射することができる。ガイド光源36はまた、該ガイド光源36から出射されるガイド光の光軸と、上流側合流機構31と、が交わるような姿勢とされている。
Specifically, the guide light source 36 is arranged at substantially the same height as the
なお、ここでいう「略同じ高さ」とは、筐体10の下面をなす底板10aから見て、高さ位置が実質的に等しいことを指す。他の記載においても、底板10aから見た高さを指す。
The term “substantially the same height” as used herein means that the height positions are substantially equal when viewed from the
よって、例えば近赤外レーザ光による加工パターンを使用者に視認させるべく、ガイド光源36からガイド光が出射されると、そのガイド光は、上流側合流機構31へ至る。上流側合流機構31は、光学部品としてのダイクロイックミラー(不図示)を有している。後述のように、このダイクロイックミラーは、ガイド光を透過させつつも、近赤外レーザ光を反射させる。これにより、ダイクロイックミラーを透過したガイド光と、同ミラーにより反射された近赤外レーザ光とが合流して同軸になる。
Therefore, when guide light is emitted from the guide light source 36 in order to allow the user to visually recognize the pattern processed by the near-infrared laser light, the guide light reaches the
なお、本実施形態に係るガイド光源36は、制御部101から出力された制御信号に基づいて、ガイド光を出射するように構成されている。
The guide light source 36 according to this embodiment is configured to emit guide light based on the control signal output from the
-上流側合流機構31-
上流側合流機構31は、ガイド光出射部としてのガイド光源36から出射されたガイド光を、上流側光路Puに合流させる。上流側合流機構31を設けることで、ガイド光源36から出射されたガイド光と、上流側光路Puにおける近赤外レーザ光と、を同軸にすることができる。
-Upstream merging mechanism 31-
The
前述のように、ガイド光の波長は、少なくとも近赤外レーザ光の波長と相違するように設定されている。そのため、上流側合流機構31は、前述のように、例えばダイクロイックミラーを用いて構成することができる。このダイクロイックミラーによって同軸化された近赤外レーザ光及びガイド光は、下方に向かって伝搬し、Zスキャナ33を通過してベンドミラー34へ至る。
As described above, the wavelength of the guide light is set to be at least different from the wavelength of the near-infrared laser light. Therefore, the
-Zスキャナ33-
焦点調整部としてのZスキャナ33は、上流側合流機構31とベンドミラー34との間に配置されており、レーザ光出力部2から出射された近赤外レーザ光の焦点位置を調整することができる。焦点調整部としてのZスキャナ33は、近赤外レーザ光を上下方向に走査するための手段として機能する。
-Z Scanner 33-
なお、Zスキャナ33を通過する近赤外レーザ光は、前述のように、ガイド光源36から出射されるガイド光と同軸とされている。そのため、Zスキャナ33を作動させることにより、近赤外レーザ光ばかりでなく、ガイド光の焦点位置も併せて調整することができる。
The near-infrared laser light passing through the
なお、本実施形態に係るZスキャナ33は、ガイド光源36と同様に、制御部101から出力された制御信号に基づいて作動するように構成されている。
Note that the
-ベンドミラー34-
ベンドミラー34は、下流側光路Pdの途中に設けられており、該光路Pdを折り曲げて後方に指向させるように配置されている。図6に示すように、ベンドミラー34は、下流側合流機構35におけるダイクロイックミラー35aと略同じ高さに配置されており、Zスキャナ33を通過した近赤外レーザ光及びガイド光を反射することができる。
-Bend mirror 34-
The
ベンドミラー34によって反射された近赤外レーザ光及びガイド光は、後方に向かって伝搬し、下流側合流機構35を通過してレーザ光走査部(具体的には第1スキャナ41)へ至る。
The near-infrared laser light and the guide light reflected by the
-下流側合流機構35-
下流側合流機構35は、測距ユニット5における測距光出射部5Aから出射された測距光を、前述の下流側光路Pdに合流させることによりレーザ光走査部4を介してワークWへ導く。加えて、下流側合流機構35は、ワークWにより反射されてレーザ光走査部4及び下流側光路Pdの順に戻る測距光を、測距ユニット5における測距光受光部5Bへ導く。
- Downstream merging mechanism 35 -
The
下流側合流機構35を設けることで、測距光出射部5Aから出射された測距光と、下流側光路Pdにおける近赤外レーザ光及びガイド光と、を同軸にすることができる。それと同時に、下流側合流機構35を設けることで、マーカヘッド1から出射されてワークWにより反射された測距光のうち、マーカヘッド1に入射した測距光を測距光受光部5Bまで導くことができる。
By providing the
前述のように、測距光の波長は、近赤外レーザ光及びガイド光の波長と相違するように設定されている。そのため、下流側合流機構35は、上流側合流機構31と同様に、例えばダイクロイックミラーを用いて構成することができる。
As described above, the wavelength of the ranging light is set to be different from the wavelengths of the near-infrared laser light and guide light. Therefore, the
具体的に、本実施形態に係る下流側合流機構35は、測距光及びガイド光の一方を透過させ、他方を反射するダイクロイックミラー35aを有している(図6及び図7を参照)。より詳細には、ダイクロイックミラー35aは、ベンドミラー34と略同じ高さ位置で、かつベンドミラー34の後方に配置されており、筐体10内の短手方向の左側のスペースに配置される。
Specifically, the downstream joining
ダイクロイックミラー35aはまた、図6等に示すように、その一方側の鏡面をベンドミラー34に向け、かつ他方側の鏡面をベースプレート12に向けた姿勢で固定されている。よって、ダイクロイックミラー35aにおける一方側の鏡面には近赤外レーザ光及びガイド光が入射する一方、他方側の鏡面には測距光が入射することになる。
The
そして、本実施形態に係るダイクロイックミラー35aは、測距光を反射し、かつ近赤外レーザ光とガイド光とを透過させることができる。これにより、例えば測距ユニット5から出射された測距光がダイクロイックミラー35aに入射したときには、その測距光を下流側光路Pdに合流させ、近赤外レーザ光及びガイド光と同軸にすることができる。そうして同軸化された近赤外レーザ光、ガイド光及び測距光は、図3A~図3Bに示すように第1スキャナ41へ至る。
The
一方、ワークWにより反射された測距光は、レーザ光走査部4へ戻ることにより下流側光路Pdに至る。下流側光路Pへ戻った測距光は、下流側合流機構35におけるダイクロイックミラー35aにより反射されて測距ユニット5に至る。
On the other hand, the distance measuring light reflected by the workpiece W returns to the laser
なお、測距ユニット5からダイクロイックミラー35aに入射する測距光、及び、ダイクロイックミラー35aにより反射されて測距ユニット5に入射する測距光は、図7に示すように、双方とも、筐体10を平面視したときの左右方向(筐体10の短手方向)に沿って伝搬するようになっている。
As shown in FIG. 7, the distance measuring light incident on the
(レーザ光走査部4)
図3Aに示すように、レーザ光走査部4は、レーザ光出力部2から出射されてレーザ光案内部3により案内されたレーザ光(近赤外レーザ光)をワークWへ照射するとともに、そのワークWの表面上で2次元走査するように構成されている。
(Laser beam scanning unit 4)
As shown in FIG. 3A, the laser
図5に示す例では、レーザ光走査部4は、いわゆる2軸式のガルバノスキャナとして構成されている。すなわち、このレーザ光走査部4は、レーザ光案内部3から入射した近赤外レーザ光を第1方向に走査するための第1スキャナ41と、第1スキャナ41により走査された近赤外レーザ光を第2方向に走査するための第2スキャナ42と、を有している。
In the example shown in FIG. 5, the laser
ここで、第2方向は、第1方向に対して略直交する方向を指す。よって、第2スキャナ42は、第1スキャナ41に対して略直交する方向に近赤外レーザ光を走査することができる。本実施形態では、第1方向は前後方向(筐体10の長手方向)に等しく、第2方向は左右方向(筐体10の短手方向)に等しい。
Here, the second direction refers to a direction substantially orthogonal to the first direction. Therefore, the
第1スキャナ41は、その先端に第1ミラー41aを有している。第1ミラー41aは、ベンドミラー34及びダイクロイックミラー35aと略同じ高さ位置で、かつダイクロイックミラー35aの後方に配置されている。よって、図5に示すように、ベンドミラー34と、ダイクロイックミラー35aと、第1ミラー41aは、前後方向(筐体10の長手方向)に沿って一列に並ぶようになっている。
The
第1ミラー41aはまた、第1スキャナ41に内蔵されたモータ(不図示)によって回転駆動される。このモータは、上下方向に延びる回転軸まわりに第1ミラー41aを回転させることができる。第1ミラー41aの回転姿勢を調整することで、第1ミラー41aによる近赤外レーザ光の反射角を調整することができる。
The
同様に、第2スキャナ42は、その先端に第2ミラー42aを有している。第2ミラー42aは、第1スキャナ41における第1ミラー41aと略同じ高さ位置でかつ、この第1ミラー41aの右方に配置されている。よって、図6に示すように、第1ミラー41aと、第2ミラー42aは、左右方向(筐体10の短手方向)に沿って並ぶようになっている。
Similarly, the
第2ミラー42aはまた、第2スキャナ42に内蔵されたモータ(不図示)によって回転駆動される。このモータは、前後方向に延びる回転軸まわりに第2ミラー42aを回転させることができる。第2ミラー42aの回転姿勢を調整することで、第2ミラー42aによる近赤外レーザ光の反射角を調整することができる。
The
よって、下流側合流機構35からレーザ光走査部4へ近赤外レーザ光が入射すると、その近赤外レーザ光は、第1スキャナ41における第1ミラー41aと、第2スキャナ42における第2ミラー42aとによって順番に反射され、透過ウインドウ19を介してマーカヘッド1の外部へ出射することになる。
Therefore, when the near-infrared laser light is incident on the laser
そのときに、第1スキャナ41のモータを作動させて第1ミラー41aの回転姿勢を調整することで、ワークWの表面上で近赤外レーザ光を第1方向に走査することが可能となる。それと同時に、第2スキャナ42のモータを作動させて第2ミラー42aの回転姿勢を調整することで、ワークWの表面上で近赤外レーザ光を第2方向に走査することが可能になる。
At this time, by operating the motor of the
また前述のように、レーザ光走査部4には、近赤外レーザ光ばかりでなく、下流側合流機構35のダイクロイックミラー35aを通過したガイド光、又は、同ミラー35aによって反射された測距光も入射することになる。本実施形態に係るレーザ光走査部4は、第1スキャナ41及び第2スキャナ42をそれぞれ作動させることで、そうして入射したガイド光又は測距光を2次元走査することができる。
As described above, the laser
なお、第1ミラー41a及び第2ミラー42aが取り得る回転姿勢は、基本的には、第2ミラー42aによって近赤外レーザ光が反射されたときに、その反射光が透過ウインドウ19を通過するような範囲内に設定される(図7~図8も参照)。
In addition, the rotational postures that the
(測距ユニット5)
図3Bに示すように、測距ユニット5は、レーザ光走査部4を介して測距光を投光し、これをワークWの表面に照射する。測距ユニット5はまた、ワークWの表面により反射された測距光を、レーザ光走査部4を介して受光する。
(Range measurement unit 5)
As shown in FIG. 3B, the
測距ユニット5は、主に、測距光を投光するためのモジュールと、測距光を受光するためのモジュールと、に大別される。具体的に、測距ユニット5は、筐体10の内部に設けられ、レーザ加工装置Lにおけるマーカヘッド1からワークWの表面までの距離を測定するための測距光を、レーザ光走査部4に向けて出射する測距光出射部5Aと、筐体10の内部に設けられ、測距光出射部5Aから出射されてワークWにより反射された測距光を、レーザ光走査部4を介して受光する測距光受光部5Bと、を備えている。また、測距ユニット5はさらに、測距光出射部5A及び測距光受光部5Bを下方から支持する支持台50を備えており、この支持台50を介して筐体10の内部に固定されている。
The
前述のように、測距ユニット5は、第1スペースS1における短手方向他側の空間に設けられている。図7に示すように、測距ユニット5は、筐体10の長手方向に沿って前方に測距光を出射するとともに、同長手方向に沿って略後方に伝搬する測距光を受光する。
As described above, the
また、測距ユニット5は、前述のダイクロイックミラー35aを介してレーザ光案内部3と光学的に結合される。前述のように、測距ユニット5は、筐体10の長手方向に沿って測距光を投光する。それに対し、ダイクロイックミラー35aは、筐体10の長手方向ではなく、その短手方向に沿って伝搬した測距光を反射するようになっている。
Further, the
そこで、測距ユニット5とダイクロイックミラー35aを結ぶ光路を構成するべく、筐体10の内部にはベンドミラー59が設けられている(図6及び図7を参照)。
Therefore, a
よって、測距光出射部5Aからベンドミラー59に入射した測距光は、同ミラー59によって反射されてダイクロイックミラー35aに入射する。一方、レーザ光走査部4に戻ってダイクロイックミラー35aによって反射された測距光は、ベンドミラー59に入射するとともに、同ミラー59によって反射されて測距光受光部5Bに入射する。
Therefore, the distance measuring light incident on the
以下、測距ユニット5を成す各部の構成について、順番に説明をする。
The configuration of each part forming the
-測距光出射部5A-
測距光出射部5Aは、筐体10の内部に設けられており、レーザ加工装置Lにおけるマーカヘッド1から、ワークWの表面までの距離を測定するための測距光を出射するよう構成されている。
-Ranging
The distance measuring
具体的に、測距光出射部5Aは、前述の測距光源51及び投光レンズ52と、これらを収容するケーシング53と、投光レンズ52によって集光された測距光を案内する一対のガイドプレート54L、54Rと、を有している。測距光源51、投光レンズ52及びガイドプレート54L、54Rは筐体10の後側から順番に並んでおり、それらの並び方向は、筐体10の長手方向と実質的に等しい。
Specifically, the distance measuring
ケーシング53は、筐体10及び支持台50の長手方向に沿って延びる筒状に形成されており、同方向における一側、すなわち筐体10の後側に対応する一端部には測距光源51が取り付けられている一方、筐体10の前側に対応する他端部には投光レンズ52が取り付けられている。測距光源51と投光レンズ52との間の空間は、略気密状に密閉されている。
The
測距光源51は、制御部101から入力された制御信号にしたがって、筐体10の前側に向かって測距光を出射する。詳しくは、測距光源51は、測距光として、可視光域にあるレーザ光を出射することができる。特に、本実施形態に係る測距光源51は、測距光として、690nm付近の波長を有する赤色レーザ光を出射する。
The distance measuring
測距光源51はまた、測距光として出射される赤色レーザ光の光軸Aoが、ケーシング53の長手方向に沿うような姿勢で固定されている。よって、測距光の光軸Aoは、筐体10及び支持台50の長手方向に沿うこととなり、投光レンズ52の中央部を通過してケーシング53の外部に至る。
The distance measuring
投光レンズ52は、支持台50の長手方向においては、測距光受光部5Bにおける一対の受光素子56L、56Rと、受光レンズ57と、の間に位置している。投光レンズ52は、測距光の光軸Aoが通過するような姿勢とされている。
The
投光レンズ52は、例えば平凸レンズとすることができ、球面状の凸面をケーシング53の外部に向けた姿勢で固定することができる。投光レンズ52は、測距光源51から出射された測距光を集光し、ケーシング53の外部に出射する。ケーシング53の外部に出射された測距光は、ガイドプレート54L、54Rに至る。
The
ガイドプレート54L、54Rは、支持台50の短手方向に並んだ一対の部材として構成されており、それぞれ、支持台50の長手方向に延びる板状体とすることができる。一方のガイドプレート54Lと、他方のガイドプレート54Rとの間には、測距光を出射するためのスペースが区画される。ケーシング53の外部に出射された測距光は、そうして区画されたスペースを通過して出力される。
The
よって、測距光源51から出射された測距光は、ケーシング53内部の空間、投光レンズ52の中央部、ガイドプレート54L、54Rの間のスペースを通過して、測距ユニット5の外部に出力される。そうして出力された測距光は、ベンドミラー59と、下流側合流機構35におけるダイクロイックミラー35aと、によって反射されて、レーザ光走査部4に入射する。
Therefore, the distance measuring light emitted from the distance measuring
レーザ光走査部4に入射した測距光は、第1スキャナ41の第1ミラー41aと、第2スキャナ42の第2ミラー42aと、によって順番に反射され、透過ウインドウ19からマーカヘッド1の外部へ出射することになる。
The distance measuring light incident on the laser
レーザ光走査部4の説明に際して記載したように、第1スキャナ41の第1ミラー41aの回転姿勢を調整することで、ワークWの表面上で測距光を第1方向に走査することできる。それと同時に、第2スキャナ42のモータを作動させて第2ミラー42aの回転姿勢を調整することで、ワークWの表面上で測距光を第2方向に走査することが可能になる。
As described in the description of the laser
そうして走査された測距光は、ワークWの表面上で反射される。そうして反射された測距光の一部(以下、これを「反射光」ともいう)は、透過ウインドウ19を介してマーカヘッド1の内部に入射する。マーカヘッド1の内部に入射した反射光は、レーザ光走査部4を介してレーザ光案内部3に戻る。反射光は、測距光と同じ波長を有することから、レーザ光案内部3における下流側合流機構35のダイクロイックミラー35aによって反射され、ベンドミラー59を介して測距ユニット5に入射する。
The distance measuring light thus scanned is reflected on the surface of the work W. As shown in FIG. A portion of the reflected distance measuring light (hereinafter also referred to as “reflected light”) enters the inside of the
-測距光受光部5B-
測距光受光部5Bは、筐体10の内部に設けられており、測距光出射部5Aから出射されてワークWにより反射された測距光(前述の「反射光」に等しい)を受光するよう構成されている。
-Ranging
The distance measuring
具体的に、測距光受光部5Bは、一対の受光素子56L、56Rと、受光レンズ57と、を有している。一対の受光素子56L、56Rが、それぞれ支持台50の後端部に配置されている一方、受光レンズ57は、それぞれ支持台50の前端部に配置されている。したがって、一対の受光素子56L、56Rと、受光レンズ57と、は実質的に筐体10及び支持台50の長手方向に沿って並ぶようになっている。
Specifically, the distance measuring
一対の受光素子56L、56Rは、筐体10の内部において、測距光出射部5Aにおける測距光の光軸Aoを挟むように各々の光軸Al、Arが配置されている。一対の受光素子56L、56Rは、レーザ光走査部4へ戻った反射光をそれぞれ受光する。
The pair of light-receiving
詳しくは、一対の受光素子56L、56Rは、測距光出射部5Aの光軸Aoに直交する方向に並んでいる。この実施形態では、一対の受光素子56L、56Rの並び方向は、筐体10及び支持台50の短手方向、すなわち左右方向に等しい。同方向において、一方の受光素子56Lが測距光源51の左側に配置され、他方の受光素子56Rが測距光源51の右側に配置されている。
Specifically, the pair of
そして、一対の受光素子56L、56Rは、それぞれ、斜め前方に指向せしめた受光面を有しており、各受光面における反射光の受光位置を検出し、その検出結果を示す信号(検出信号)を出力する。各受光素子56L、56Rから出力される検出信号は、マーカコントローラ100に入力されて距離測定部103に至る。
The pair of light-receiving
各受光素子56L、56Rとして使用可能な素子としては、例えば、相補型MOS(Complementary MOS:CMOS)から成るCMOSイメージセンサ、電荷結合素子(Charge-Coupled Device:CCD)から成るCCDイメージセンサ、光位置センサ(Position Sensitive Detector:PSD)等が挙げられる。
Elements that can be used as the
本実施形態では、各受光素子56L、56Rは、CMOSイメージセンサを用いて構成されている。この場合、各受光素子56L、56Rは、反射光の受光位置ばかりでなく、その受光量分布(受光波形)を検出することができる。すなわち、CMOSイメージセンサを用いて各受光素子56L、56Rを構成した場合、各々の受光面aには、少なくとも左右方向に画素が並ぶことになる。この場合、各受光素子56L、56Rは、画素ごとに信号を読み出して増幅し、外部に出力することができる。各画素における信号の強度は、反射光が受光面56a上でスポットを形成したときに、そのスポットにおける反射光の強度に基づき決定される。
In this embodiment, each of the
なお、CMOSイメージセンサのように、受光量分布(受光波形)を検出可能な素子を用いて各受光素子56L、56Rを構成した場合、各受光素子56L、56Rにおける受光量の大きさは、測距光の強度、すなわち測距光出射部5Aから出射される測距光の強度(以下、これを「投射光量」ともいう)と、画素毎に信号を増幅する際のゲイン(以下、これを「受光ゲイン」ともいう)と、を用いて調整することができる。また、ゲインの他にも、各受光素子56L、56Rにおける露光時間を用いて調整することができる。
Note that when each light receiving
本実施形態に係る一対の受光素子56L、56Rは、少なくとも、反射光の受光位置を示すピーク位置と、その反射光の受光量を検出することができる。受光量を示す指標としては、例えば、反射光の受光量分布における、ピークの高さを用いることができる。これに代えて、受光量分布の合算値、平均値、積分値を用いてもよい。
The pair of
なお、反射光の受光位置を示す指標として、本実施形態では受光量分布のピーク位置を用いているが、これに代えて、受光量分布の重心位置としてもよい。 Although the present embodiment uses the peak position of the distribution of the amount of received light as an index indicating the position of receiving the reflected light, it may instead be the position of the center of gravity of the distribution of the amount of received light.
受光レンズ57は、筐体10の内部において一対の受光素子56L、56Rそれぞれの光軸が通過するように配置されている。受光レンズ57はまた、下流側合流機構35と一対の受光素子56L、56Rとを結ぶ光路の途中に設けられており、下流側合流機構35を通過した反射光を、一対の受光素子56L、56Rそれぞれの受光面に集光させることができる。
The light-receiving
受光レンズ57は、レーザ光走査部4へ戻った反射光を集光し、各受光素子56L、56Rの受光面上に反射光のスポットを形成させる。各受光素子56L、56Rは、そうして形成されたスポットのピーク位置と、受光量を示す信号を距離測定部103に出力する。
The light-receiving
レーザ加工装置Lは、基本的には、受光素子56L、56R各々の受光面における反射光の受光位置(本実施形態ではスポットのピークの位置)に基づいて、ワークWの表面までの距離を測定することができる。距離の測定手法としては、いわゆる三角測距方式が用いられる。
The laser processing apparatus L basically measures the distance to the surface of the workpiece W based on the light receiving position of the reflected light on the light receiving surface of each of the
<距離の測定手法について>
図9は、三角測距方式について説明する図である。図9においては、測距ユニット5のみが図示されているが、以下の説明は、前述のようにレーザ光走査部4を介して測距光が出射される場合にも適用可能である。
<About distance measurement method>
FIG. 9 is a diagram for explaining the triangulation method. Although FIG. 9 shows only the
図9に例示するように、測距光出射部5Aにおける測距光源51から測距光が出射されると、その測距光は、ワークWの表面に照射される。ワークWによって測距光が反射されると、その反射光(特に拡散反射光)、仮に正反射の影響を除いたならば、略等方的に伝搬することになる。
As illustrated in FIG. 9, when the distance measuring light is emitted from the distance measuring
そうして伝搬する反射光には、受光レンズ57を介して受光素子56Lに入射する成分が含まれるものの、マーカヘッド1とワークWとの距離に応じて、受光素子56Lへの入射角が増減することになる。受光素子56Lへの入射角が増減すると、その受光面56aにおける受光位置が増減することになる。
Although the reflected light thus propagated includes a component incident on the
このように、マーカヘッド1とワークWとの距離と、受光面56aにおける受光位置と、は所定の関係を持って関連付いている。したがって、その関係を予め把握するとともに、例えばマーカコントローラ100に記憶させておくことで、受光面56aにおける受光位置から、マーカヘッド1とワークWまでの距離を算出することができる。このような算出方法は、いわゆる三角測距方式を用いた手法に他ならない。
Thus, the distance between the
すなわち、前述の距離測定部103が、測距光受光部5Bにおける測距光の受光位置に基づいて、三角測距方式によりレーザ加工装置LからワークWの表面までの距離を測定する。
That is, the
具体的に、前述の条件設定記憶部102には、受光面56aにおける受光位置と、マーカヘッド1とワークWの表面までの距離との関係が予め記憶されている。一方、距離測定部103には、測距光受光部5Bにおける測距光の受光位置、詳しくは反射光が受光面56a上に形成するスポットのピークの位置を示す信号が入力される。
Specifically, the relationship between the light-receiving position on the light-receiving
距離測定部103は、そうして入力された信号と、条件設定記憶部102が記憶している関係と、に基づいて、ワークWの表面までの距離を測定する。そうして得られた測定値は、例えば制御部101に入力されて、制御部101によるZスキャナ33等の制御に用いられる。
The
<ワークWの加工手順について>
以下、距離測定部103による測定結果の使用例として、レーザ加工装置LによるワークWの加工手順について説明する。図10は、ワークWの加工手順を例示するフローチャートである。
<Regarding the processing procedure of the workpiece W>
As an example of using the measurement result of the
図10に例示する制御プロセスは、励起光生成部110、レーザ光出力部2、Zスキャナ33、レーザ光走査部4、測距光出射部5A及びガイド光源36を制御可能な制御部101によって実行可能である。
The control process illustrated in FIG. 10 is executed by the
まず、ステップS101において、使用者が操作用端末800を操作することにより、レーザ加工における加工条件が設定される。ステップS101にて設定される加工条件には、例えばワークWの表面上に印字される文字列等の内容(マーキングパターン)、及び、そうした文字列等のレイアウトが含まれる。
First, in step S<b>101 , the processing conditions for laser processing are set by the user operating the
続くステップS102において、制御部101は、ステップS101にて設定された加工条件に基づき、ワークWの表面のうち、マーカヘッド1からの距離を測定するべき箇所(以下、「測定箇所」ともいう)を複数箇所にわたり決定する。
In subsequent step S102, the
続くステップS103において、制御部101は、測距光出射部5Aを制御することにより、レーザ加工装置LからワークWの表面までの距離を、距離測定部103を介して測定する。
In subsequent step S103, the
具体的に、このステップS103において、制御部101は、ステップS102において決定された各測定箇所に対し、測距光出射部5Aから測距光を出射させ、その反射光を測距光受光部5Bにより受光させる。そして、測距光受光部5Bにおける反射光の受光位置を示す信号が距離測定部103に入力されて、距離測定部103がワークWの表面までの距離を測定する。距離測定部103は、そうして測定された距離を示す信号を制御部101へと入力する。
Specifically, in step S103, the
続くステップS104において、制御部101は、ステップS103における測定結果、つまり各測定箇所における距離の測定値に基づいて、それぞれ測定値に見合う焦点位置となるようにZスキャナ33の制御パラメータを決定する。
In subsequent step S104, the
具体的に、このステップS104において、制御部101は、各測定箇所におけるZスキャナ33の制御パラメータを決定する。
Specifically, in step S104, the
続くステップS105において、制御部101は、Zスキャナ33を介して各測定箇所における焦点位置を調整するとともに、Zスキャナ33により焦点位置を調整した後に、ガイド光源36を介してワークWの表面へガイド光を照射させる。それとともに、制御部101は、レーザ光走査部4を制御することにより、ガイド光源36から照射されるガイド光によってマーキングパターンをトレースする。
In subsequent step S105, the
近赤外レーザ光にガイド光を合流させる上流側合流機構31は、Zスキャナ33の上流側に設けられているため、Zスキャナ33により焦点位置を調整することで、近赤外レーザ光ばかりでなく、ガイド光の焦点位置を併せて調整することができる。
Since the
また、ガイド光によるマーキングパターンのトレースは、レーザ光走査部4を適宜制御することにより、繰り返し行われるようになっている。これにより、人間の目の残像作用により、ワークWの表面にはマーキングパターンが連続表示される。この際、残像作用による連続表示を有効なものとするためには、ガイド光の走査速度を残像現象が生じる最低速度以上に設定することが考えられる。一方、ワークWの材料、近赤外レーザ光の出力等の条件によっては、印字加工の際に近赤外レーザ光の走査速度が過度に遅くなる可能性がある。これを受けて、ガイド光の走査速度は、近赤外レーザ光の走査速度よりも速い速度、つまり残像現象が生ずる最低速度以上の速度に設定される。
Further, the tracing of the marking pattern by the guide light is repeatedly performed by appropriately controlling the laser
続くステップS106において、制御部101は、マーキングパターンに係る設定を完了し、その設定に基づいて印字加工を実行する。なお、このステップS106に代えて、マーキングパターンに係る設定を条件設定記憶部102又は操作用端末800に転送し、これを保存してもよい。
In subsequent step S106, the
<円柱ワークにおける正反射光の影響について>
図11Aは拡散反射光を例示する図であり、図11Bは正反射光を例示する図である。また、図12A及び図12Bは測距光の拡がりに起因した正反射光の影響について説明する図であり、図13は、正反射光と、拡散反射とが受光素子56Lに入射する状況について説明する図である。
<Influence of specularly reflected light on a cylindrical workpiece>
FIG. 11A is a diagram illustrating diffuse reflection light, and FIG. 11B is a diagram illustrating specular reflection light. 12A and 12B are diagrams for explaining the influence of specularly reflected light caused by the spread of distance measuring light, and FIG. 13 is for explaining the situation in which specularly reflected light and diffuse reflection are incident on the
さらに、図14は曲率半径と直交する方向に測距光を走査したときの、受光量分布を例示する図であり、図15は拡散反射光の特定手順について例示するフローチャートである。 Further, FIG. 14 is a diagram illustrating the received light amount distribution when the distance measuring light is scanned in a direction orthogonal to the radius of curvature, and FIG. 15 is a flowchart illustrating a procedure for specifying diffusely reflected light.
以下、種々の形状を有するワークWのうち、その加工されるべき表面に曲面が設けられているものについては、符号「W’」を付す場合がある。 Hereinafter, among works W having various shapes, those having a curved surface to be machined may be denoted by a symbol "W'".
ワークWによって測距光が反射されると、図11Aに示すように、いわゆる拡散反射光が略等方的に伝搬することになる。一方、ワークWの材料、又は、表面状態次第では、図11Aに示す拡散反射光に加えて、図11Bに示すような正反射光が生じる可能性がある。正反射光が受光素子56Lに入射してしまうと、距離の測定に悪影響が生じ得るため望ましくない。
When the distance measuring light is reflected by the work W, so-called diffusely reflected light propagates approximately isotropically as shown in FIG. 11A. On the other hand, depending on the material or surface condition of the workpiece W, regular reflection light as shown in FIG. 11B may occur in addition to the diffuse reflection light shown in FIG. 11A. If specularly reflected light enters the
そこで、受光素子56Lのレイアウトに工夫を施したり、本実施形態に係る測距ユニット5のように一対の受光素子56L、56Rを用いたりすることで、受光素子56Lに正反射光が入射しないように構成することが考えられる。
Therefore, by devising the layout of the light-receiving
ところが、測距光をはじめとするレーザ光は、理想的には、図12Aの左図に示すように直線状に伝搬する。この場合、ワークW’の表面により局所的に反射された測距光は、特定の反射角θaを以て伝搬する正反射光となる。 However, laser light including ranging light ideally propagates in a straight line as shown in the left diagram of FIG. 12A. In this case, the distance measuring light locally reflected by the surface of the workpiece W' becomes specularly reflected light propagating with a specific reflection angle θa.
しかしながら、実際の測距光は、図12Aの右図に示すように円錐状に拡がりながら伝搬することになる。この場合、ワークW’の表面によって同時多発的に反射された測距光が、それぞれ、特定の反射角を以て伝搬する正反射光となる。各正反射光の反射角は、ワークW’の表面の曲率が大きくなるに従って、より一層バラツクようになっている。 However, the actual ranging light propagates while expanding in a conical shape as shown in the right diagram of FIG. 12A. In this case, the distance measuring lights simultaneously reflected by the surface of the workpiece W' become specularly reflected lights propagating at specific reflection angles. The angle of reflection of each specularly reflected light varies more as the curvature of the surface of the workpiece W' increases.
すなわち、測距光の拡がりに起因した現象は、板状のワークWにおいても共通するところ、特に、円柱状のワークW’のように、ワークW’表面の曲率が相対的に大きいワークW’にあっては、各正反射光が様々な方向に伝搬してしまい、正反射光が受光素子56Lに至る可能性が高まることになる。図12Bに例示するようにワークW’の曲率が大きくなるにして、各正反射光の拡がりは大きくなる。
That is, the phenomenon caused by the spread of the distance measuring light is common to the plate-shaped work W. In this case, each specularly reflected light propagates in various directions, increasing the possibility that the specularly reflected light reaches the
そのため、単に受光素子56Lのレイアウトに工夫を凝らしたり、受光素子56L、56Rを複数配置したりするだけでは、正反射光が受光素子56Lに至る可能性が、少なからず残り得る。
Therefore, if the layout of the light-receiving
そして、図13に例示するように、受光素子56Lに到達した正反射光は、拡散反射光と同時に検出されることになるため、いずれの検出値を用いるべきか判断することを考慮すると、測定誤差の要因となり不都合である。
As illustrated in FIG. 13, the specularly reflected light that reaches the
それに対し、本実施形態に係るマーカコントローラ100は、ワークW’の形状を考慮した処理を実行することで、正反射光に起因した検出値を特定するように構成されている。
On the other hand, the
具体的には、まず、前述の設定部105が、外部からの操作入力等に基づいて、ワークW’毎に、曲面部の形状情報を設定する。ここでいう“曲面部”とは、ワークW’のうち、特定の曲率を有する部位を指す。本実施形態では、操作用端末800を介して、ユーザが曲面部の形状情報を設定するように構成されている。
Specifically, first, the above-described
なお、本実施形態では、曲面部が形成されたワークW’として、円柱状のワークW’を例示している。そのため、曲面部は、いわゆる円周面に相当する。そこで、以下の記載では、曲面部を単に「円周面」と呼称するとともに、図12Bに例示するように、符号「Wa」を付す。 In this embodiment, a columnar work W' is exemplified as the work W' on which the curved surface portion is formed. Therefore, the curved surface portion corresponds to a so-called circumferential surface. Therefore, in the following description, the curved surface portion is simply referred to as the "circumferential surface" and is given the symbol "Wa" as illustrated in FIG. 12B.
ここで、設定部105は、形状情報として、円柱の中心軸、円錐の中心軸、及び、球の中心のうちの少なくとも1つを設定可能に構成されている。
Here, the
そして、制御部101は、設定部105により設定された形状情報に基づいて、円周面Waにおける曲率半径と直交する方向に並んだ複数箇所に測距光が照射されるように、レーザ光走査部4と測距光出射部5Bを制御する。ここで、制御部101は、曲率半径と直交する方向に測距光を走査することにより、この曲率半径と直交する方向に並んだ複数箇所の各々に対して測距光を順番に照射することができる。
Based on the shape information set by the
なお、「曲率半径と直交する方向」は、例えば、操作用端末800を介してユーザが手動で指定してもよいし、形状情報に基づいて、制御部101が自動的に決定してもよい。例えば、形状情報として円柱の中心軸が設定されている場合、その円周面の接線に沿って延び、かつ円柱の中心軸まわりに周回する方向が、「曲率半径と直交する方向」となる。
The "direction orthogonal to the curvature radius" may be manually specified by the user via the
前述のように、本実施形態では、曲面部が形成されたワークW’として、円柱状のワークW’を例示している。この場合、「曲率半径と直交する方向」とは、前述のように、円周面Waの接線に沿って延び、かつ円柱の中心軸まわりに周回する方向に等しい。以下の記載では、同方向を単に「直交方向」と呼称するとともに、図14に例示するように、符号「A1」を付す。 As described above, in the present embodiment, a cylindrical workpiece W' is exemplified as the workpiece W' having the curved surface portion. In this case, the "direction orthogonal to the radius of curvature" is, as described above, the direction extending along the tangential line of the circumferential surface Wa and rotating around the central axis of the cylinder. In the following description, the same direction will simply be referred to as the "perpendicular direction", and will be given the reference symbol "A1" as exemplified in FIG.
ここで、例えば、図14の上図に示すように、ワークW’の円周面Waに測距光を出射したとする。この場合、図13に例示したように、受光素子56Lには、正反射光と拡散反射光が入射する可能性がある。
Here, for example, as shown in the upper diagram of FIG. 14, assume that the distance measuring light is emitted to the circumferential surface Wa of the workpiece W'. In this case, as illustrated in FIG. 13, specularly reflected light and diffusely reflected light may enter the
そこで、図14においては図示を省略するが、受光素子56Lに正反射光と拡散反射光が入射したと仮定すると、そのときに得られる受光量分布には、正反射光に起因した分布(受光位置:X1)と、拡散反射光に起因した分布(受光位置:X0)とが、併存することになる(図14の上図参照)。
Therefore, although illustration is omitted in FIG. 14, if it is assumed that the specularly reflected light and the diffusely reflected light are incident on the
ところで、図9を用いて説明したように、特に拡散反射光に起因した受光位置は、ワークWまでの距離に応じて変動する。それに対し、正反射光に起因した受光位置は、円周面Waとの位置関係(特に、測距光の入射角)に応じて変動する。 By the way, as described with reference to FIG. 9, the light-receiving position caused by the diffusely reflected light varies depending on the distance to the workpiece W. As shown in FIG. On the other hand, the light-receiving position caused by the specularly reflected light fluctuates according to the positional relationship with the circumferential surface Wa (in particular, the incident angle of the distance measuring light).
そのため、直交方向A1に沿って測距光の照射先を移動させた場合、ワークWまでの距離は、円周面Waとの位置関係に比して変動しない。したがって、拡散反射光に起因した受光位置は、正反射光に起因した受光位置に比して変位しないようになっている。 Therefore, when the irradiation target of the distance measuring light is moved along the orthogonal direction A1, the distance to the work W does not change as compared with the positional relationship with the circumferential surface Wa. Therefore, the light-receiving position caused by the diffusely reflected light is not displaced compared to the light-receiving position caused by the specularly reflected light.
例えば、図14の中図に示したように、直交方向A1に測距光の照射先を移動させた場合、正反射光に起因した分布は、受光位置X1から受光位置X2に変位するのに対し、拡散反射光に起因した分布は、受光位置X0から実質的に変位しない。 For example, as shown in the middle diagram of FIG. 14, when the irradiation target of the distance measuring light is moved in the orthogonal direction A1, the distribution caused by the specularly reflected light shifts from the light receiving position X1 to the light receiving position X2. On the other hand, the distribution caused by the diffusely reflected light does not substantially displace from the light receiving position X0.
そして、図14の下図に示したように、測距光の照射先をさらに移動させた場合、正反射光に起因した分布は、受光位置X2から受光位置X3に変位するのに対し、拡散反射光に起因した分布は、受光位置X0から実質的に変位しない。 Then, as shown in the lower diagram of FIG. 14, when the irradiation destination of the distance measuring light is further moved, the distribution caused by the specularly reflected light shifts from the light receiving position X2 to the light receiving position X3. The light-induced distribution does not substantially displace from the light receiving position X0.
図14に示した傾向に基づいて、位置特定部104は、直交方向A1に並んだ複数箇所の各々に測距光が照射された場合に、測距光受光部5Bにおける複数の受光位置の中から、拡散反射光に起因した受光位置X0を特定する。
Based on the tendency shown in FIG. 14 , the
拡散反射光に起因した受光位置X0を特定するべく、位置特定部104は、測距光を走査した場合の、測距光受光部5Bにおける各受光位置の変位量に基づいて、拡散反射光に起因した受光位置X0を特定する。
In order to specify the light receiving position X0 caused by the diffusely reflected light, the
ここで、本実施形態に係る位置特定部104は、受光位置の大きさを直接的に用いるのではなく、これを間接的に用いることで、拡散反射光に起因した受光位置X0を特定する。
Here, the
具体的に、距離測定部103は、制御部101が測距光を走査した場合に、測距光受光部5Bにおける複数の受光位置それぞれに対応した距離を、時系列に沿って測定する。そして、位置特定部104は、そうして得られた各距離(制御部101が測距光を走査した場合に、複数の受光位置それぞれに対応した各距離)の変位量に基づいて、拡散反射光に起因した受光位置X0を特定する。
Specifically, when the
例えば、位置特定部104は、図14の受光位置X1に対応した距離と、受光位置X2に対応した距離との差分を算出したり、図14の上図における受光位置X0に対応した距離と、同中図における受光位置X0に対応した距離との差分を算出したりする。なお、差分の算出は、各受光位置に対応する受光量分布の取得タイミングが異なるもの同士で行うことが好ましい。
For example, the
位置特定部104は、そうして算出された差分が最も小さい受光量分布を、拡散反射光に起因した受光量分布と判断し、同分布に対応した受光位置X0を特定する。
The
このように、各受光位置の変動量を直接モニタするのではなく、受光位置に対応した距離を介して間接的にモニタすることで、拡散反射光に起因した受光位置X0を精度よく特定することが可能となる。距離測定部103は、位置特定部104により特定された受光位置X0に基づいて、ワークW’における円周面Waまでの距離を測定する。具体的に、距離測定部103は、ワークW’における円周面Waまでの距離として、拡散反射光に起因した受光位置X0に対応した距離を出力する。
In this manner, the light receiving position X0 caused by the diffusely reflected light can be accurately specified by indirectly monitoring the amount of variation of each light receiving position through the distance corresponding to the light receiving position instead of directly monitoring the amount of change. becomes possible. The
なお、拡散反射光に起因した受光位置X0を特定する際に、距離以外の物理量を用いた場合、距離測定部103は、この受光位置X0を含んだ所定範囲外の領域をマスクして、その所定範囲外の領域に受光した反射光の影響を除外することができる。これにより、正反射光に起因した受光位置X1、X2、X3を排除することができる。
Note that when a physical quantity other than the distance is used to specify the light receiving position X0 resulting from the diffusely reflected light, the
なお、図14に例示したように、制御部101は、拡散反射光に起因した受光位置X0を特定する場合、円周面Waにおける直交方向A1に並んだ3箇所以上に測距光を照射してもよい。これにより、受光位置X0を精度よく特定することができる。
As illustrated in FIG. 14, when specifying the light receiving position X0 caused by the diffusely reflected light, the
また、「直交方向A1」が複数ある場合、測距光を走査したときの反射光の移動方向が、受光面56a上で画素の並び方向に沿うような方向を選択することが好ましい。
If there are a plurality of "perpendicular directions A1", it is preferable to select a direction in which the direction of movement of the reflected light when scanning with the distance measuring light is along the direction in which the pixels are arranged on the
また図14では、正反射光の波形の大きさ(受光量の大きさ)は、全て同じになっているが、より厳密に言えば、受光位置X0から離れるに従って、波形の大きさは小さくなる。すなわち、受光位置X1、X2、X0と移動するにしたがって正反射光の波形の大きさは大きくなり、また、受光位置X0からX3へと、X0から離れるにしたがって、正反射光の波形の大きさは小さくなる。 Also, in FIG. 14, the magnitude of the waveform of the specularly reflected light (the magnitude of the amount of received light) is all the same, but more strictly speaking, the magnitude of the waveform decreases as the distance from the light receiving position X0 increases. . That is, the magnitude of the waveform of the specularly reflected light increases as the light receiving positions X1, X2, and X0 move, and the magnitude of the waveform of the specularly reflected light increases from the light receiving position X0 to X3 and away from X0. becomes smaller.
(拡散反射光の特定手順の具体例)
以下、拡散反射光の特定手順の具体例について説明する。図15は、拡散反射光の特定手順について例示するフローチャートである。
(Specific example of procedure for specifying diffusely reflected light)
A specific example of the procedure for specifying diffusely reflected light will be described below. FIG. 15 is a flowchart illustrating a procedure for specifying diffusely reflected light.
まず、図15のステップS201において、マーカコントローラ100が、正反射光を特定すべきタイミングが否かを判定する。このタイミングとしては、操作部802を介してユーザが指定したタイミングとしてもよい。正反射光を特定すべきタイミングであると判定された場合(ステップS201:YES)はステップS202に進み、正反射光を特定すべきタイミングではないと判定された場合(ステップS201:NO)はステップS201を繰り返す。
First, in step S201 of FIG. 15, the
続くステップS202において、制御部101が、設定部105が設定した形状情報を読み込む。制御部101はまた、そうして読み込んだ形状情報に基づいて、測距光の走査方向(直交方向A1)を決定する。
In subsequent step S202, the
続くステップS203において、制御部101が、ステップS202で定めた方向に沿って測距光を走査する。これにより、位置特定部104は、時系列順に、複数の受光量分布を取得する(ステップS204)。
In subsequent step S203, the
続くステップS205において、位置特定部104は、各受光量分布のピーク位置を検出し、これを受光位置とみなす。同ステップで得られる受光位置には、拡散反射光に起因したものと、正反射光に起因したものが併存することになる。そして、ステップS206において、距離測定部104が、各受光位置に対応した距離を測定する。
In subsequent step S205, the
続くステップS207において、位置特定部104は、ステップS206において距離測定部104が測定した距離を、受光量分布の取得タイミングが異なるもの同士で算出する。位置特定部104は、そうして算出された差分(特に、時系列に沿った変位量)に基づいて、拡散反射光に起因した受光位置X0を特定する。
In subsequent step S207, the
そして、ステップS208において、距離測定部103は、ステップS207で特定された受光位置X0に対応する距離を選択し、これを最終的な測定結果として出力する。
Then, in step S208, the
こうして、距離測定部103は、位置特定部104により特定された受光位置X0に基づいて、ワークW’の円周面Waまでの距離を測定し、これを最終的な測定結果として出力することができる。
Thus, the
図16は、表示部801における表示態様のうち、特に、形状情報の設定画面を例示している。同図に示す画面において、例えばボタンB2を操作することで、加工対象とされるワークW’の形状を選択したり、そうして選択されたワークW’において、マーキングパターンのレイアウトを変更したり、することができる。また、矢印A3に例示するように、拡散反射光に起因した受光位置X0を特定する際の走査方向A1についてもこの画面で設定することができる。
FIG. 16 particularly exemplifies a setting screen for shape information among display modes on the
すなわち、図16に示す画面を通じて、ワークW’が円柱形状であることが設定されると、その円柱形状の頂点座標と、同円柱の中心軸に対して垂直な方向を定めることができる。これにより、矢印A3に示す走査方向A1を決定することが可能となる。 That is, when it is set through the screen shown in FIG. 16 that the workpiece W' has a cylindrical shape, the vertex coordinates of the cylindrical shape and the direction perpendicular to the central axis of the cylinder can be determined. This makes it possible to determine the scanning direction A1 indicated by the arrow A3.
以上説明したように、拡散反射光に起因した受光位置X0は、図14に示すように、ワークW’までの距離に応じて変動する。それに対し、正反射光に起因した受光位置X1、X2、X3は、円周面Waとの位置関係に応じて変動する。 As described above, the light receiving position X0 caused by the diffusely reflected light varies according to the distance to the workpiece W', as shown in FIG. On the other hand, the light-receiving positions X1, X2, and X3 caused by specularly reflected light fluctuate according to the positional relationship with the circumferential surface Wa.
例えば、円周面Waの曲率半径と直交する方向に測距光の照射先を移動させた場合、図14に示すように、ワークW’までの距離は、円周面Waとの位置関係に比して変動しない。したがって、拡散反射光に起因した受光位置X0は、正反射光に起因した受光位置X1、X2、X3に比して変位しないようになっている。 For example, when the irradiation target of the distance measuring light is moved in a direction perpendicular to the radius of curvature of the circumferential surface Wa, as shown in FIG. does not change in comparison. Therefore, the light-receiving position X0 caused by the diffusely reflected light is not displaced compared to the light-receiving positions X1, X2, and X3 caused by the specularly reflected light.
よって、図15に示すように、受光位置に基づいた距離の変位量等をモニタすることで、位置特定部104は、測距光受光部5Bにおける複数の受光位置の中から、拡散反射光に起因した受光位置X0を特定することが可能となる。そして、距離測定部103は、位置特定部104により特定された受光位置X0に基づいて、円周面Waまでの距離を測定する。これにより、正反射に起因した受光の影響を排除することができ、測定誤差を抑制することができる。
Therefore, as shown in FIG. 15, by monitoring the displacement amount of the distance based on the light receiving position, the
また、図14に示すように、測距光出射部5Aは、レーザ光走査部4を介して測距光を出射することから、制御部101がレーザ光走査部4を制御することで、測距光を走査して照射先を移動させることができる。そうして走査して得られた検出結果(受光量分布)を時系列に沿って解析することで、各受光位置の変位量を直接的に、又は、間接的にモニタすることができる。前記のように、拡散反射光に起因した受光位置X0は、正反射光に起因した受光位置に比して変位しない。
Further, as shown in FIG. 14, since the distance measuring
このような傾向を利用して、拡散反射光に起因した受光位置X0を特定することができ、正反射光に起因した測定誤差を抑制する上で有利になる。 Using such a tendency, it is possible to specify the light receiving position X0 caused by the diffusely reflected light, which is advantageous in suppressing the measurement error caused by the specularly reflected light.
《他の実施形態》
前記実施形態では、形状情報の設定方法について、図16を用いて説明したが、この構成には限定されない。例えば製造ライン上にレーザ加工システムSを設置する場合は、そのラインを稼動させる前の準備段階であれば、様々な手法を用いて形状情報を設定することができる。
<<Other embodiments>>
In the above embodiment, the method for setting shape information has been described with reference to FIG. 16, but the configuration is not limited to this. For example, when the laser processing system S is installed on a production line, the shape information can be set using various methods in the preparatory stage before starting the line.
例えば、レーザ加工システムSは、同システムSの運用に先立って、加工対象となるワークの形状を示すCADデータを読み込んでもよい。この場合、設定部105は、そうして読み込まれたCADデータに基づいて、ワーク表面の曲率半径を推定することができる。
For example, prior to operation of the system S, the laser processing system S may read CAD data indicating the shape of the workpiece to be processed. In this case, the
また、レーザ加工システムSの運用に先立って、予め、加工対象となるワークに対して網羅的に距離の測定を実施して、その測定結果に基づいて、設定部105がワークの表面形状を推定してもよい。
In addition, prior to the operation of the laser processing system S, the distance is comprehensively measured in advance for the workpiece to be processed, and the
また、前記実施形態では、拡散反射光に起因した受光位置X0に対応した距離の変位量に基づいた手法について説明したが、ここに開示された技術は、そのような手法には限定されない。例えば、各受光位置に対応した受光量の積算値に基づいて、拡散反射光に起因した受光位置X0を特定することができる。 Further, in the above-described embodiment, a method based on the amount of displacement of the distance corresponding to the light receiving position X0 caused by diffusely reflected light has been described, but the technology disclosed here is not limited to such a method. For example, based on the integrated value of the amount of light received corresponding to each light receiving position, the light receiving position X0 caused by the diffusely reflected light can be specified.
図17は、受光量分布の積算値について例示する図である。詳しくは、この図17は、図14に示した3つのグラフを重ね合わせた結果を例示している。同図から見て取れるように、拡散反射光に起因した受光位置X0に係る積算値のピークの高さP0は、正反射光に起因した他の受光位置X1、X2、X3に係る積算値のピークの高さP1に比して大きくなる。 FIG. 17 is a diagram illustrating an integrated value of the received light amount distribution. Specifically, FIG. 17 illustrates the result of superimposing the three graphs shown in FIG. As can be seen from the figure, the height P0 of the peak of the integrated value related to the light receiving position X0 caused by the diffusely reflected light is the height of the peak of the integrated value related to the other light receiving positions X1, X2, and X3 caused by the specular reflected light. It becomes larger than the height P1.
したがって、位置特定部104は、制御部101が測距光を走査したときの受光量を時系列順に沿って積算するとともに、該積算後の受光量が相対的に大きな受光位置X0を、拡散反射光に起因した受光位置X0と判定する、と構成することができる。この構成によれば、前記実施形態と同様に、散反射光に起因した受光位置X0を精度よく判定することができる。
Therefore, the
1 マーカヘッド
10 筐体
2 レーザ光出力部
4 レーザ光走査部
5 測距ユニット
5A 測距光出射部
5B 測距光受光部
56L 受光素子
56R 受光素子
100 マーカコントローラ
101 制御部
102 条件設定記憶部(設定部)
103 距離測定部
104 位置特定部
105 設定部
110 励起光生成部
A1 直交方向(曲面部における曲率半径に直交する方向)
L レーザ加工装置
S レーザ加工システム
W ワーク(被加工物)
W’ ワーク(被加工物)
Ws 円周面(曲面部)
X0 拡散反射光に起因した受光位置
1
103
L Laser processing device S Laser processing system W Work (workpiece)
W' work (workpiece)
Ws Circumferential surface (curved surface)
X0 Light receiving position caused by diffusely reflected light
Claims (5)
前記励起光生成部により生成された励起光に基づいてレーザ光を生成するとともに、該レーザ光を出射するレーザ光出力部と、
前記レーザ光出力部から出射されたレーザ光を被加工物へ照射するとともに、該被加工物の表面上で2次元走査するレーザ光走査部と、を備えるレーザ加工装置であって、
前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定するための測距光を、前記レーザ光走査部へ向けて出射する測距光出射部と、
前記測距光出射部から出射されて前記被加工物により反射された測距光を、前記レーザ光走査部を介して受光する測距光受光部と、
前記測距光受光部における測距光の受光位置に基づいて、三角測距方式により前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定する距離測定部と、
前記被加工物のうち、特定の曲率を有する曲面部の形状情報を設定する設定部と、
前記設定部により設定された形状情報に基づいて、前記曲面部における曲率半径と直交する方向に並んだ複数箇所に測距光が照射されるように、前記レーザ光走査部及び前記測距光出射部を制御する制御部と、
前記制御部によって前記複数箇所の各々に測距光が照射された場合に、前記測距光受光部における複数の受光位置の中から、拡散反射光に起因した受光位置を特定する位置特定部と、を備え、
前記距離測定部は、前記位置特定部により特定された受光位置に基づいて、前記被加工物における前記曲面部までの距離を測定する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 an excitation light generator that generates excitation light;
a laser light output unit that generates laser light based on the excitation light generated by the excitation light generation unit and that emits the laser light;
A laser processing apparatus comprising a laser beam scanning unit that irradiates a laser beam emitted from the laser beam output unit onto a workpiece and two-dimensionally scans the surface of the workpiece,
a distance measuring light emitting unit for emitting distance measuring light for measuring the distance from the laser processing device to the surface of the workpiece toward the laser beam scanning unit;
a distance measuring light receiving section for receiving, via the laser beam scanning section, distance measuring light emitted from the distance measuring light emitting section and reflected by the workpiece;
a distance measuring unit that measures the distance from the laser processing device to the surface of the workpiece by a triangulation method based on the light receiving position of the distance measuring light in the distance measuring light receiving unit;
a setting unit that sets shape information of a curved surface portion having a specific curvature in the workpiece;
Based on the shape information set by the setting unit, the laser light scanning unit and the range-finding light emitting device are arranged so that the range-finding light is emitted to a plurality of locations aligned in a direction perpendicular to the radius of curvature of the curved surface portion. a control unit that controls the unit;
a position specifying unit that specifies a light receiving position caused by diffusely reflected light from among a plurality of light receiving positions in the distance measuring light receiving unit when the distance measuring light is irradiated to each of the plurality of locations by the control unit; , and
The laser processing apparatus, wherein the distance measuring unit measures a distance to the curved surface portion of the workpiece based on the light receiving position specified by the position specifying unit.
前記制御部は、前記曲率半径と直交する方向に測距光を走査することにより、前記複数箇所の各々に対して測距光を順番に照射する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus according to claim 1,
The laser processing apparatus, wherein the control unit sequentially irradiates each of the plurality of locations with the distance measuring light by scanning the distance measuring light in a direction orthogonal to the radius of curvature.
前記距離測定部は、前記制御部が測距光を走査した場合に、前記測距光受光部における複数の受光位置それぞれに対応した距離を測定し、
前記位置特定部は、前記制御部が測距光を走査した場合に、前記複数の受光位置それぞれに対応した各距離の変位量に基づいて、拡散反射光に起因した受光位置を特定する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus according to claim 2,
the distance measurement unit measures distances corresponding to each of a plurality of light receiving positions in the distance measurement light receiving unit when the control unit scans the distance measurement light;
The position specifying unit specifies the light receiving position caused by the diffusely reflected light based on the amount of displacement of each distance corresponding to each of the plurality of light receiving positions when the control unit scans the distance measuring light. A laser processing device characterized by:
前記測距光受光部は、前記測距光出射部から出射されて前記被加工物により反射された測距光の光量を検出し、
前記位置特定部は、前記制御部が測距光を走査したときの受光量を時系列に沿って積算するとともに、該積算後の受光量が相対的に大きな受光位置を、拡散反射光に起因した受光位置と判定する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus according to claim 2,
The distance measuring light receiving unit detects the amount of distance measuring light emitted from the distance measuring light emitting unit and reflected by the workpiece,
The position specifying unit integrates the amount of light received when the control unit scans the range-finding light in a time-series manner, and determines a light-receiving position where the amount of light received after the integration is relatively large is caused by the diffusely reflected light. A laser processing apparatus characterized in that it is determined that the light receiving position is a light receiving position.
前記設定部は、前記形状情報として、円柱の中心軸、円錐の中心軸、及び、球の中心のうちの少なくとも1つを設定可能に構成されている
ことを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The laser processing apparatus, wherein the setting unit is configured to be able to set at least one of a central axis of a cylinder, a central axis of a cone, and a center of a sphere as the shape information.
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