JP7203479B2 - Laser processing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、プリント基板に対してレーザ走査により穴あけ加工等を行うためのレーザ加工装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser processing apparatus for performing drilling or the like on a printed circuit board by laser scanning.

レーザ加工装置において、レーザビームが集光レンズに入射すると、熱吸収による集光レンズの温度変化に伴い集光レンズ内の光の屈折率が変化し、ガルバノスキャナの走査位置のずれの要因となる。 In a laser processing apparatus, when a laser beam is incident on a condenser lens, the refractive index of the light in the condenser lens changes due to a change in the temperature of the condenser lens due to heat absorption, which causes deviation of the scanning position of the galvanometer scanner. .

従来のレーザ加工装置には、例えば特許文献１の図１に示すように、レーザビームをガルバノスキャナの方向に反射する反射ミラーの裏面に設置した温度センサにより反射ミラーの裏面の温度を検出し、その検出温度に基づきガルバノスキャナの走査位置の補正を行うようにしたものが開示されている。また、特許文献２の図１に示すように、集光レンズの外周部に設置した温度センサにより集光レンズの温度を検出し、その検出温度に基づきガルバノスキャナの走査位置の補正を行うようにしたものが開示されている。 In a conventional laser processing apparatus, for example, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, the temperature of the back surface of the reflecting mirror is detected by a temperature sensor installed on the back surface of the reflecting mirror that reflects the laser beam in the direction of the galvanometer scanner. It is disclosed that the scanning position of the galvanometer scanner is corrected based on the detected temperature. Further, as shown in FIG. 1 of Patent Document 2, a temperature sensor installed on the outer circumference of the condenser lens detects the temperature of the condenser lens, and corrects the scanning position of the galvanometer scanner based on the detected temperature. is disclosed.

特許文献１の構造のものにおいては、ＣＯ2レーザを用いる場合、一般的には、集光レンズの材質としてはゲルマニウム、セレン化亜鉛等が用いられ、反射ミラーの材質としては表面に反射膜が形成されたシリコン材が用いられており、集光レンズと反射ミラーの温度上昇特性は異なっている。
従って、集光レンズと温度上昇特性が異なる反射ミラーの温度を測定しており、ガルバノ補正制御の精度が悪い問題があった。また、反射ミラーの反射膜が劣化し交換する必要があり、交換するたびに、温度センサの検出温度によるガルバノスキャナの補正量を取り直す必要がある。 In the structure of Patent Document 1, when a CO 2 laser is used, germanium, zinc selenide, or the like is generally used as the material of the condenser lens, and a reflecting film is used as the material of the reflecting mirror. A formed silicon material is used, and the temperature rise characteristics of the condensing lens and the reflecting mirror are different.
Therefore, the temperature of the reflecting mirror, which has a temperature rise characteristic different from that of the condenser lens, is measured, and the accuracy of the galvano correction control is poor. In addition, the reflecting film of the reflecting mirror deteriorates and needs to be replaced, and each time it is replaced, it is necessary to recalculate the correction amount of the galvanometer scanner based on the temperature detected by the temperature sensor.

また、特許文献２の構造のものでは、集光レンズの外周の温度を測定するため、レーザ入射位置から温度測定位置までの距離が大きく、レーザ入射位置と温度測定位置での温度差が大きく、温度測定精度が悪い。さらに、温度測定のタイムラグのためガルバノ補正制御が遅い問題があった。 Further, in the structure of Patent Document 2, since the temperature of the outer periphery of the condenser lens is measured, the distance from the laser incidence position to the temperature measurement position is large, and the temperature difference between the laser incidence position and the temperature measurement position is large. Poor temperature measurement accuracy. Furthermore, there was a problem that the galvano correction control was slow due to the time lag of temperature measurement.

特開2017-196639号公報JP 2017-196639 A 特開2013-130856号公報JP 2013-130856 A

そこで本発明は、ガルバノスキャナからのレーザビームを、集光レンズを経由させて被加工物に照射するレーザ加工において、集光レンズの熱吸収による加工位置誤差をガルバノスキャナで精度良く補正するレーザ加工装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention provides laser processing in which a laser beam from a galvanometer scanner is passed through a condenser lens to irradiate a workpiece. The object is to provide an apparatus.

上記課題を解決するため、本願において開示される代表的なレーザ加工装置は、レーザビームを走査するガルバノスキャナと、当該ガルバノスキャナからのレーザビームを受光して被加工物に照射する集光レンズと、前記ガルバノスキャナの動作を制御する制御部とを備えるレーザ加工装置において、温度上昇特性が前記集光レンズと同等な材質の光透過部材であって前記ガルバノスキャナに入射されるレーザビームが入射されるものと、前記光透過部材の温度を検出する温度センサとを備え、前記制御部は前記温度センサの検出温度に基づいて前記ガルバノスキャナの走査位置の補正を行うことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a typical laser processing apparatus disclosed in the present application includes a galvanometer scanner that scans a laser beam, and a condenser lens that receives the laser beam from the galvanometer scanner and irradiates it on a workpiece. and a control unit for controlling the operation of the galvano-scanner, wherein a light-transmitting member made of a material having a temperature rise characteristic equivalent to that of the condenser lens is used to receive the laser beam incident on the galvano-scanner. and a temperature sensor for detecting the temperature of the light transmitting member, and the control unit corrects the scanning position of the galvanometer scanner based on the temperature detected by the temperature sensor.

なお、本願において開示される発明の代表的な特徴は以上のとおりであるが、ここで説明していない特徴については、後述する発明を実施するための形態において説明しており、また特許請求の範囲にも示したとおりである。 The typical features of the invention disclosed in the present application are as described above, but the features not described here are described in the detailed description below, and are described in the claims. It is as shown also in the range.

本発明によれば、集光レンズの熱吸収によるレーザビームの位置ずれを、ガルバノスキャナの走査位置で精度よく補正できる。 According to the present invention, the positional deviation of the laser beam due to heat absorption of the condenser lens can be accurately corrected by the scanning position of the galvanometer scanner.

実施例１に係るレーザ加工装置を説明するための図である。1 is a diagram for explaining a laser processing apparatus according to Example 1; FIG. 実施例１に係るレーザ加工装置のブロック図である。1 is a block diagram of a laser processing apparatus according to Example 1; FIG. 実施例２に係るレーザ加工装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the laser processing apparatus which concerns on Example 2. FIG. 実施例２に係るレーザ加工装置のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of a laser processing apparatus according to Example 2; 実施例１に係るレーザ加工装置において、温度センサの検出温度とガルバノスキャナの補正量の関係を説明するための図である。5 is a diagram for explaining the relationship between the detected temperature of the temperature sensor and the correction amount of the galvanometer scanner in the laser processing apparatus according to the first embodiment; FIG.

以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を実施例に沿って説明する。なお、以下の説明において、同等な各部には同一の符号を付して説明を省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described along with examples with reference to the drawings. In addition, in the following description, the same code|symbol is attached|subjected to each equivalent part, and description is abbreviate|omitted.

本発明の実施例１について説明する。図２は、本発明の実施例１に係るレーザ加工装置のブロック図である。図２において、レーザビームで穴あけを行うべきプリント基板１１は、図示しないテーブル上に載置されている。２０はレーザビームを発振するレーザ発振器、２４はレーザビームを直角方向に曲げるミラー、９は反射ミラー８からのレーザビームを２次元方向に走査するガルバノスキャナ、１０はガルバノスキャナ９からのレーザビームをプリント基板１１の穴あけ位置に照射する集光レンズ、６は光透過部材、７は後述するように光透過部材のレーザビームが照射されない部分に取り付けられ、光透過部材６の温度を検出する接触式の温度センサである。本実施例では温度センサ７として熱電対を用いた。 Example 1 of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram of a laser processing apparatus according to Example 1 of the present invention. In FIG. 2, a printed circuit board 11 to be perforated with a laser beam is placed on a table (not shown). 20 is a laser oscillator that oscillates a laser beam, 24 is a mirror that bends the laser beam in a right angle direction, 9 is a galvanometer scanner that scans the laser beam from the reflecting mirror 8 in two dimensions, A condensing lens for irradiating the drilled position of the printed circuit board 11, 6 is a light transmitting member, and 7 is attached to a portion of the light transmitting member which is not irradiated with the laser beam, as will be described later, and is a contact type for detecting the temperature of the light transmitting member 6. temperature sensor. A thermocouple is used as the temperature sensor 7 in this embodiment.

２７は装置全体の動作を制御する全体制御部であり、例えばプログラム制御の処理装置によって実現され、いくつかの要素が含まれる。２２はレーザ発振器２０での個々のレーザビームの発振を指示するレーザ発振指令信号を出力するレーザ発振制御部、２８はガルバノスキャナ９の動作を指示するガルバノ動作制御信号を出力するガルバノスキャナ制御部である。これらの制御部のうちの一部または全部は全体制御部２７と別個に設けられていてもよい。
なお、図２において、各構成要素や接続線は、主として本実施例を説明するために必要と考えられるものを示してあり、レーザ加工装置として必要なもの全てを示している訳ではない。 Reference numeral 27 denotes an overall control unit for controlling the operation of the entire apparatus, which is implemented by, for example, a program-controlled processor and includes several elements. A laser oscillation control unit 22 outputs a laser oscillation command signal for instructing the oscillation of each laser beam in the laser oscillator 20. A galvano scanner control unit 28 outputs a galvano operation control signal for instructing the operation of the galvano scanner 9. be. Some or all of these control units may be provided separately from the general control unit 27 .
It should be noted that FIG. 2 shows components and connection lines that are considered to be necessary mainly for explaining this embodiment, and does not show all the elements that are necessary for the laser processing apparatus.

図１は図２における集光レンズ１０の周辺の実装構造を示す図である。図１において、図２と同じ番号のものは同じものを示している。１は可動照射ユニット、２は固定ユニット、３はカバー、４は筒、５は穴、６は光透過部材、７は温度センサ、８は反射ミラー、９はガルバノスキャナ、１０は集光レンズ、１１はプリント基板である。
１は穴あけ加工を行うべきプリント基板１１の厚みに応じて垂直方向となるＺ方向に移動ができるように装置本体に取り付けられている可動照射ユニットであり、反射ミラー８、ガルバノスキャナ９及び集光レンズ１０が配置されている。２は装置本体に固定されている固定ユニットである。可動照射ユニット１は固定ユニット２からレーザビームを反射ミラー８で受光する位置関係にあり、反射ミラー８で受光したレーザビームはガルバノスキャナ９及び集光レンズ１０を経由してプリント基板１１に照射されるようになっている。可動照射ユニット１内にはベースプレート１５があり、集光レンズ１０はこのベースプレート１５に固定されており、ガルバノスキャナ９がその上を覆うように固定されている。また、反射ミラー８の上部には光透過部材６が配置されており、レーザビームは光透過部材６を透過して反射ミラー８で受光する。光透過部材６は、集光レンズ１０と温度上昇特性が同等な材質で構成されている。 FIG. 1 is a diagram showing a mounting structure around the condenser lens 10 in FIG. In FIG. 1, the same numbers as in FIG. 2 indicate the same items. 1 is a movable irradiation unit; 2 is a fixed unit; 3 is a cover; 11 is a printed circuit board.
Reference numeral 1 denotes a movable irradiation unit attached to the main body of the apparatus so as to be movable in the Z direction, which is the vertical direction, according to the thickness of the printed circuit board 11 to be drilled. A lens 10 is arranged. A fixed unit 2 is fixed to the main body of the apparatus. The movable irradiation unit 1 is positioned so that the reflecting mirror 8 receives the laser beam from the fixed unit 2 , and the laser beam received by the reflecting mirror 8 passes through the galvanometer scanner 9 and the condenser lens 10 and is applied to the printed circuit board 11 . It has become so. A base plate 15 is provided in the movable irradiation unit 1, the condenser lens 10 is fixed to this base plate 15, and the galvanometer scanner 9 is fixed so as to cover the top thereof. A light transmitting member 6 is arranged above the reflecting mirror 8 , and the laser beam passes through the light transmitting member 6 and is received by the reflecting mirror 8 . The light transmission member 6 is made of a material having a temperature rise characteristic equivalent to that of the condenser lens 10 .

本実施例では、レーザビームにＣＯ2レーザを用い、集光レンズ１０の材質をゲルマニウムとしたので、光透過部材６の材質を集光レンズの材質と同じゲルマニウムとした。また、光透過部材６はレーザビームが通過すればよいので光透過部材６の径はレーザビームが通過する程度に小さくした。さらに光透過部材６のレーザビームが照射されない部分には、接触式の温度センサ７が取り付けられており、この温度センサ７で光透過部材６の温度を検出する。
可動照射ユニット１は塵埃などが侵入しにくいようにカバー３で覆われている。可動照射ユニット１と固定ユニット２の間には伸縮自在の蛇腹状の筒４が設けられており、固定ユニット２からのレーザビームは筒４を通ってカバー３にあけられた穴５から可動照射ユニット１に入るようになっている。 In this embodiment, a CO 2 laser is used for the laser beam, and the material of the condenser lens 10 is germanium, so the material of the light transmission member 6 is germanium, which is the same as the material of the condenser lens. Further, since the light transmitting member 6 is sufficient for the laser beam to pass through, the diameter of the light transmitting member 6 is made small enough for the laser beam to pass through. Further, a contact-type temperature sensor 7 is attached to a portion of the light transmitting member 6 that is not irradiated with the laser beam, and the temperature sensor 7 detects the temperature of the light transmitting member 6 .
The movable irradiation unit 1 is covered with a cover 3 to prevent dust from entering. A telescopic bellows-shaped tube 4 is provided between the movable irradiation unit 1 and the fixed unit 2, and the laser beam from the fixed unit 2 passes through the tube 4 and passes through a hole 5 made in the cover 3 for movable irradiation. It is designed to be in Unit 1.

以上の構成において、穴あけ加工を行う前に、あらかじめガルバノスキャナ９の走査位置の補正をするための補正情報を以下のようにして得ておく。
レーザパルスの繰り返し周期によって集光レンズ１０の温度の差がある。レーザパルスの繰り返し周期が最も短くなる場合には集光レンズ１０の温度が最も高くなる。また、レーザパルスの繰り返し周期が最も長くなる場合には集光レンズ１０の温度がもっとも低くなる。
そこで、集光レンズ１０の温度が最も低い場合の光透過部材６の検出温度と、その時の穴あけ位置のずれ量を計測する。つぎに、動作中に集光レンズ１０の温度が一番高い場合の温度センサ７による光透過部材６の検出温度とその時の穴あけ位置のずれ量を計測する。 In the above configuration, correction information for correcting the scanning position of the galvanometer scanner 9 is obtained in advance as follows before drilling.
There is a difference in the temperature of the condenser lens 10 depending on the repetition period of the laser pulse. When the repetition period of the laser pulse is the shortest, the temperature of the condenser lens 10 is the highest. Also, when the repetition period of the laser pulse is the longest, the temperature of the condenser lens 10 is the lowest.
Therefore, the detected temperature of the light transmitting member 6 when the temperature of the condensing lens 10 is the lowest and the deviation amount of the drilling position at that time are measured. Next, the temperature of the light transmitting member 6 detected by the temperature sensor 7 when the temperature of the condensing lens 10 is the highest during operation and the deviation amount of the drilling position at that time are measured.

次に、穴あけ位置のずれ量からガルバノスキャナ９の補正量が定まるので、温度センサ７の最低検出温度と最高検出温度におけるガルバノスキャナ９の補正量との関係を求めることができ、その関係をガルバノスキャナ制御部２８の中にある補正情報記憶部２９に補正情報として記憶させておく。 Next, since the correction amount of the galvano scanner 9 is determined from the deviation amount of the drilling position, the relationship between the minimum detection temperature of the temperature sensor 7 and the correction amount of the galvano scanner 9 at the maximum detection temperature can be obtained. The correction information is stored in the correction information storage section 29 in the scanner control section 28 as correction information.

図５は、温度センサ７の検出温度とガルバノスキャナ９の補正量との関係を示す図である。ここでは、温度センサ７の最低検出温度と最高検出温度との間で、ガルバノスキャナ９の補正量を比例関数的に変化させており、この関係が補正情報として補正情報記憶部２９に記憶される。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the detected temperature of the temperature sensor 7 and the correction amount of the galvanometer scanner 9. As shown in FIG. Here, the correction amount of the galvanometer scanner 9 is changed proportionally between the minimum detection temperature and the maximum detection temperature of the temperature sensor 7, and this relationship is stored in the correction information storage unit 29 as correction information. .

穴あけ加工を行う場合は、ガルバノスキャナ制御部２８は温度センサ７からの検出温度に基づいて補正情報記憶部２９から該当する補正情報を読み出し、ガルバノスキャナ９の走査位置を最終的に決定して、ガルバノスキャナ９を動作させる。 When drilling, the galvano-scanner control unit 28 reads the corresponding correction information from the correction information storage unit 29 based on the temperature detected by the temperature sensor 7, finally determines the scanning position of the galvano-scanner 9, The galvanometer scanner 9 is operated.

以上の実施例１によれば、光透過部材６の材質を集光レンズ１０の材質と同じゲルマニウムとしている。従って、温度上昇特性が集光レンズ１０と同じ光透過部材６の温度検出に基づいてガルバノスキャナ９の走査位置の補正を行うので、ガルバノスキャナ９の補正制御を精度よく行うことができる。
また、光透過部材６はレーザビームが通過すればよく、光透過部材６の径をレーザビームと同等に小さくできるので、レーザビームの入射位置と温度センサ７の位置が近くでき、レーザビームの入射位置と温度測定位置での温度の差が小さく、高精度に光透過部材６の温度を検出でき、ガルバノスキャナ９の位置補正を高精度にできる。 According to the first embodiment described above, the material of the light transmitting member 6 is germanium, which is the same as the material of the condensing lens 10 . Therefore, since the scanning position of the galvano-scanner 9 is corrected based on the temperature detection of the light transmitting member 6 having the same temperature rise characteristic as that of the condenser lens 10, the correction control of the galvano-scanner 9 can be accurately performed.
Further, the light transmitting member 6 only needs to pass the laser beam, and the diameter of the light transmitting member 6 can be made as small as that of the laser beam. The temperature difference between the position and the temperature measurement position is small, the temperature of the light transmitting member 6 can be detected with high accuracy, and the position correction of the galvanometer scanner 9 can be performed with high accuracy.

また、レーザビームの入射位置と温度センサ７の位置が近いのでレーザビームによる熱が温度センサ７に伝達するまでの時間が短く、ガルバノ制御の遅れを小さくできる。
さらに、反射ミラーを使用した特許文献１の構造では、反射膜の劣化で反射ミラーを交換するたびに、温度センサの検出温度によるガルバノスキャナの補正量を取り直す必要があったのに対し、そのような必要がなくなる。 In addition, since the incident position of the laser beam and the position of the temperature sensor 7 are close to each other, the time required for the heat generated by the laser beam to be transmitted to the temperature sensor 7 is short, and the delay in galvano control can be reduced.
Furthermore, in the structure of Patent Document 1 using a reflecting mirror, each time the reflecting mirror is replaced due to deterioration of the reflecting film, it is necessary to recalculate the correction amount of the galvanometer scanner based on the temperature detected by the temperature sensor. no longer needed.

本発明の実施例２について説明する。図４は、本発明の実施例１に係るレーザ加工装置のブロック図である。図２と同じものには同一の符号を付けて説明を省略する。
１３はビームスプリッタであり、反射ミラー２４と光透過部材６の間に設置されている。ビームスプリッタ１３のレーザビームの透過率としてはたとえば１～３％程度のものを用いる。反射ミラー２４で反射したレーザビームはビームスプリッタ１３に照射され、レーザビームの一部がビームスプリッタ１３を通過した後、光透過部材６に入射し、さらに光透過部材６を通過してビームダンパ１４に入射する。光透過部材６のレーザビームが照射されない部分には、接触式の温度センサ７が取り付けられており、この温度センサ７を用いて光透過部材６の温度を検出し、検出温度から実施例１と同様にガルバノスキャナ９の補正制御を行う。 A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram of a laser processing apparatus according to Example 1 of the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as in FIG. 2, and the description thereof is omitted.
A beam splitter 13 is installed between the reflecting mirror 24 and the light transmitting member 6 . The laser beam transmittance of the beam splitter 13 is, for example, about 1 to 3%. The laser beam reflected by the reflecting mirror 24 is applied to the beam splitter 13 , and after a part of the laser beam passes through the beam splitter 13 , enters the light transmission member 6 , passes through the light transmission member 6 , and enters the beam damper 14 . Incident. A contact-type temperature sensor 7 is attached to a portion of the light transmitting member 6 that is not irradiated with the laser beam, and the temperature of the light transmitting member 6 is detected using this temperature sensor 7. Similarly, correction control of the galvanometer scanner 9 is performed.

図３は図４における集光レンズ１０の周辺の実装構造を示す図である。図３において、図４と同じ番号のものは同じものを示している。
１は可動照射ユニット、２は固定ユニット、３はカバー、４は筒、５は穴、６は光透過部材、７は温度センサ、９はガルバノスキャナ、１０は集光レンズ、１１はプリント基板、１３はビームスプリッタ、１４はビームダンパである。
１は穴あけ加工を行うべきプリント基板１１の厚みに応じて垂直方向となるＺ方向に移動ができるように装置本体に取り付けられている可動照射ユニットであり、ビームスプリッタ１３、ガルバノスキャナ９及び集光レンズ１０が配置されている。２は装置本体に固定されている固定ユニットである。 FIG. 3 is a diagram showing a mounting structure around the condenser lens 10 in FIG. In FIG. 3, the same numbers as those in FIG. 4 indicate the same items.
1 is a movable irradiation unit, 2 is a fixed unit, 3 is a cover, 4 is a cylinder, 5 is a hole, 6 is a light transmission member, 7 is a temperature sensor, 9 is a galvanometer scanner, 10 is a condenser lens, 11 is a printed circuit board, 13 is a beam splitter and 14 is a beam damper.
Reference numeral 1 denotes a movable irradiation unit attached to the main body of the apparatus so as to be movable in the Z direction, which is the vertical direction, according to the thickness of the printed circuit board 11 to be drilled. A lens 10 is arranged. A fixed unit 2 is fixed to the main body of the apparatus.

可動照射ユニット１は固定ユニット２からレーザビームをビームスプリッタ１３で受光する位置関係にあり、ビームスプリッタ１３で受光したレーザビームはガルバノスキャナ９及び集光レンズ１０を経由してプリント基板１１に照射されるようになっている。可動照射ユニット１内にはベースプレート１５があり、集光レンズ１０はこのベースプレート１５にはめ込まれ、ガルバノスキャナ９がその上を覆うように固定されている。また、ビームスプリッタ１３の下部には光透過部材６が配置されており、レーザビームの一部がビームスプリッタ１３を透過した後、光透過部材６を透過しビームダンパ１４で受光する。光透過部材６のレーザビームが照射されない部分には、レーザビームの受光に伴う熱吸収による光透過部材６の温度を検出する接触式の温度センサ７が取り付けられている。 The movable irradiation unit 1 is positioned so that the beam splitter 13 receives the laser beam from the fixed unit 2 , and the laser beam received by the beam splitter 13 passes through the galvanometer scanner 9 and the condenser lens 10 and is applied to the printed circuit board 11 . It has become so. A base plate 15 is provided in the movable irradiation unit 1, the condenser lens 10 is fitted in the base plate 15, and the galvanometer scanner 9 is fixed so as to cover it. A light transmission member 6 is arranged below the beam splitter 13 , and after part of the laser beam passes through the beam splitter 13 , it passes through the light transmission member 6 and is received by the beam damper 14 . A contact-type temperature sensor 7 is attached to a portion of the light transmitting member 6 that is not irradiated with the laser beam to detect the temperature of the light transmitting member 6 due to heat absorption accompanying the reception of the laser beam.

可動照射ユニット１は粉塵などが侵入しにくいようにカバー３で覆われている。可動照射ユニット１と固定ユニット２の間には伸縮自在の蛇腹状の筒４が設けられており、固定ユニット２からのレーザビームは筒４を通ってカバー３にあけられた穴５から可動照射ユニット１に入るようになっている。 The movable irradiation unit 1 is covered with a cover 3 to prevent dust from entering. A telescopic bellows-shaped tube 4 is provided between the movable irradiation unit 1 and the fixed unit 2, and the laser beam from the fixed unit 2 passes through the tube 4 and passes through a hole 5 made in the cover 3 for movable irradiation. It is designed to be in Unit 1.

実施例２によれば、ビームスプリッタ１３を透過したレーザビームが光透過部材６に入射し、光透過部材６の温度を検出するため、ビームスプリッタ１３で反射したレーザビームは光透過部材６を通過することがない。このため、光透過部材６はレーザビームによる熱吸収に伴う膨張で中央部が厚くなってレンズ化することがなく、レーザビームの形状が変化せずにガルバノスキャナ９に入射するため、さらに高品質の加工が可能である。 According to the second embodiment, the laser beam transmitted through the beam splitter 13 is incident on the light transmitting member 6, and the temperature of the light transmitting member 6 is detected. I have nothing to do. For this reason, the light transmission member 6 does not thicken at the central portion due to expansion due to heat absorption by the laser beam and becomes a lens, and the laser beam enters the galvanometer scanner 9 without changing its shape. can be processed.

以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は当該実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもなく、様々な変形例が含まれる。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. is included.

たとえば、以上の実施例においては、光透過部材６の材質は集光レンズ１０と同じゲルマニウムとしたが、セレン化亜鉛の如き温度上昇特性が同等な材質のものでもよい。
また、温度センサ７の最低検出温度と最高検出温度との間でガルバノスキャナ９の補正量を比例関数的に変化させたが、最低温度と最高温度の間にさらに温度と補正量の相関データを取り、ガルバノスキャナ９の位置補正の精度をもっと上げてもよい。
また、穴あけ加工を行うレーザ加工装置としたが、他の加工を行うレーザ加工装置でもよい。 For example, in the above embodiment, the material of the light transmitting member 6 is germanium, which is the same material as that of the condensing lens 10, but a material such as zinc selenide that has the same temperature rise characteristics may also be used.
In addition, the correction amount of the galvanometer scanner 9 is proportionally changed between the minimum detection temperature and the maximum detection temperature of the temperature sensor 7, but the correlation data between the temperature and the correction amount is further changed between the minimum temperature and the maximum temperature. The accuracy of the position correction of the galvanometer scanner 9 may be further increased.
In addition, although the laser processing device for drilling is used, a laser processing device for performing other processing may be used.

１：可動照射ユニット
２：固定ユニット
３：カバー
４：筒
５：穴
６：光透過部材
７：温度センサ
８：反射ミラー
９：ガルバノスキャナ
１０：集光レンズ
１１：プリント基板
１２：温度検出部
１３：ビームスプリッタ
１４：ビームダンパ
１５：ベースプレート
２０：レーザ発振器
２２：レーザ発振器制御部
２４：反射ミラー
２５：温度補正値算出部
２６：Ｚ軸制御部
２７：全体制御部
２８：ガルバノスキャナ制御部
２９：補正情報記憶部
1: Movable irradiation unit 2: Fixed unit 3: Cover 4: Cylinder 5: Hole 6: Light transmitting member 7: Temperature sensor 8: Reflecting mirror 9: Galvano scanner 10: Condensing lens 11: Printed circuit board 12: Temperature detector 13 : Beam splitter 14: Beam damper 15: Base plate 20: Laser oscillator 22: Laser oscillator controller 24: Reflecting mirror 25: Temperature correction value calculator 26: Z-axis controller 27: Overall controller 28: Galvano scanner controller 29: Correction Information storage

Claims (3)

レーザビームを走査するガルバノスキャナと、当該ガルバノスキャナからのレーザビームを受光して被加工物に照射する集光レンズと、前記ガルバノスキャナの動作を制御する制御部とを備えるレーザ加工装置において、温度上昇特性が前記集光レンズと同等な材質の光透過部材であって前記ガルバノスキャナに入射されるレーザビームが入射されるものと、前記光透過部材の温度を検出する温度センサとを備え、前記制御部は前記温度センサの検出温度に基づいて前記ガルバノスキャナの走査位置の補正を行うことを特徴とするレーザ加工装置。 In a laser processing apparatus comprising a galvanometer scanner that scans a laser beam, a condenser lens that receives the laser beam from the galvanometer scanner and irradiates it onto a workpiece, and a controller that controls the operation of the galvanometer scanner, temperature a light transmitting member made of a material having the same rising characteristic as that of the condenser lens and receiving a laser beam incident on the galvanometer scanner; and a temperature sensor for detecting the temperature of the light transmitting member. The laser processing apparatus, wherein the control unit corrects the scanning position of the galvanometer scanner based on the temperature detected by the temperature sensor. レーザビームを走査するガルバノスキャナと、当該ガルバノスキャナからのレーザビームを受光して被加工物に照射する集光レンズと、前記ガルバノスキャナの動作を制御する制御部とを備えるレーザ加工装置において、受光したレーザビームを反射して前記ガルバノスキャナに出力するとともに透過するためのビームスプリッタと、温度上昇特性が前記集光レンズと同等な材質の光透過部材であって前記ビームスプリッタで透過されたレーザビームが入射されるものと、前記光透過部材の温度を検出する温度センサとを備え、前記制御部は前記温度センサの検出温度に基づいて前記ガルバノスキャナの走査位置の補正を行うことを特徴とするレーザ加工装置。 A laser processing apparatus comprising a galvanometer scanner that scans a laser beam, a condenser lens that receives the laser beam from the galvanometer scanner and irradiates it onto a workpiece, and a controller that controls the operation of the galvanometer scanner, a beam splitter for reflecting and outputting the laser beam to the galvanometer scanner and transmitting the laser beam; and a temperature sensor for detecting the temperature of the light transmitting member, and the control unit corrects the scanning position of the galvanometer scanner based on the temperature detected by the temperature sensor. Laser processing equipment. 請求項１あるいは２に記載のレーザ加工装置において、前記光透過部材の材質を前記集光レンズの材質と同じにしたことを特徴とするレーザ加工装置。
3. A laser processing apparatus according to claim 1, wherein said light transmitting member is made of the same material as said condensing lens.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013130856A (en) 2011-11-24 2013-07-04 Mitsubishi Electric Corp Lens unit and laser processing device
JP2018520007A (en) 2015-06-19 2018-07-26 アイピージー フォトニクス コーポレーション Laser welding head having dual movable mirrors allowing beam movement, and laser welding system and method using the laser welding head

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