JPH0328991B2 - - Google Patents

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JPH0328991B2
JPH0328991B2 JP62012757A JP1275787A JPH0328991B2 JP H0328991 B2 JPH0328991 B2 JP H0328991B2 JP 62012757 A JP62012757 A JP 62012757A JP 1275787 A JP1275787 A JP 1275787A JP H0328991 B2 JPH0328991 B2 JP H0328991B2
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JP
Japan
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mirror
error
point
laser
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JP62012757A
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Akira Ishii
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Small Business Corp
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  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] この発明は、レーザビームの走査を行うことに
よつて対象物例えば生地、皮などを加工するレー
ザ加工装置において、対象物上の焦点位置誤差の
補正に関する。 [従来の技術] 一般に、レーザ加工装置の加工方式として、裁
断コンベヤ上に支持された被加工物に対し、揺動
自在な揺動ミラーから射出されるレーザ光を2次
元的に走査しつつ照射することによつて、該被加
工物を加工する、いわゆる2軸揺動ミラー方式の
ものが知られている。 この方式を用いたレーザ加工装置について第6
図〜第8図を参照しながら説明する。 第6図及び第7図に示すように、被加工物とな
る生地100が上部に支持されて、該生地100
を右方に移動させる支持台であるコンベヤ102
の左方には、生地100の延反装置104が配置
されている。この延反装置104には、生地10
0が巻回された原反ロール106がセツトされて
おり、この原反ロール106に巻回された生地1
00は、延反装置104によつてコンベヤ102
上に送り出されるようになつている。コンベヤ1
02の右方には、スクラツプ処理装置108が配
置されており、加工終了後の残余のスクラツプが
収容されるようになつている。 コンベヤ102の中央付近適宜位置には、略コ
字状のフレーム110が配置されており、更にフ
レーム110の水平部の略中央には、レーザヘツ
ド112が固定されている。このレーザヘツド1
12は、例えばジルバル状に構成された第1のミ
ラー駆動部114、第2のミラー駆動部116及
び集光手段118を各々含んでいる。レーザヘツ
ド112の光学系の一例は、第8図に示されてい
る。この図に示すように、レーザ光は、図の一点
鎖線の如く凸面鏡120、凹面鏡122から成る
ビーム拡大手段を介してビーム径が拡大された
後、集光手段118であるレンズ124に入射さ
れ、更にはミラー126によつて反射され、生地
100に入射するようになつている。 第1のミラー駆動部114は、ミラー126
を、軸PXを中心として第7図の矢印FA又は第8
図の矢印FBの如く揺動駆動するものであり、こ
の軸PXは、集光手段118のレンズ124の光
軸(レーザ光の光線束の中心軸)と一致してい
る。 第2のミラー駆動部116は、ミラー126
を、軸PYを中心として第7図の矢印FC又は第8
図の矢印FDの如く揺動するものである。 すなわち、レーザ光RB(第6図参照)は、凸
面鏡120、凹面鏡122及びレンズ124によ
つて焦点が生地100上となるように合わせられ
るとともに、第1のミラー駆動部114によつて
生地100上に想定される座標X方向に走査さ
れ、第2のミラー駆動部116によつて生地10
0上に想定される座標Y方向に走査されるように
なつている。 なお、凸面鏡120及び凹面鏡122から成る
ビーム拡大手段は、生地100上におけるレーザ
光RBのスポツト径dを絞るためのものである。
すなわち、スポツト径dは、レンズ124の焦点
距離F、レンズ124に入射するレーザ光のビー
ム径D、定数kに対して d=kF/D で表わされる。従つて焦点距離Fを大きくとる場
合であつても、スポツト径dを一定にしようとす
ると、ビーム径DもFに比例して大きくする必要
がある。この装置においては、レンズ124の焦
点距離Fを大きくし、レーザヘツド112と生地
100との距離を大とする方がミラー126の揺
動の程度を小さくすることができるため、かかる
ビーム拡大手段を含む方が好ましい。 次に、コンベヤ102あるいは延反装置104
の近辺には、レーザ発振器128が配置されてお
り、更にフレーム110の一方の肩110Aに
は、プリズム、ミラーなどから成る光学手段13
0が配置固定されている。レーザ発振器128と
光学手段130との間にはビームダクトなどから
成る伝送体132が設けられており、光学手段1
30と集光手段118の間には同様の伝送体13
4が設けられている。すなわち、伝送体132,
134及び光学手段130によつてレーザ発振器
128から出力されるレーザ光をレーザヘツド1
12に導く伝送手段が構成されている。 コンベヤ102の側部であつてスクラツプ処理
装置108の近辺には、加工制御装置(図示せ
ず)が配置されており、この加工制御装置は、生
産管理、パターンメーキング、グレーデイングあ
るいはマーキングの処理を行う前段の処理装置
と、その他の直接的な加工処理を行う後段の処理
装置とによつて構成されている。前段の処理装置
には、紙テープなどのデータ入力手段が接続され
ている。この加工制御装置からの指令により、上
述のレーザ発振器128、レーザヘツド112、
延反装置104、コンベヤ102、スクラツプ処
理装置108等の各装置を制御する。 これにより、揺動自在なミラー126から射出
されるレーザ光を生地100上で一定のパターン
を描きながら2次元的に走査しつつ照射すること
によつて生地100の裁断加工を行う。 即ち、まず延反装置104及びコンベヤ駆動装
置を動作させ、これによつてコンベヤ102上に
原反ロール106から生地100が送り出される
とともに、この生地100が所定の場所に来る
と、コンベヤ102は停止する。他方、動作指令
によりレーザ発振器128が発振動作を開始し、
レーザ光は伝送体132,134を介してレーザ
ヘツド112に達する。レーザ光は、前述したビ
ーム拡大手段及びレンズ124を通過するととも
に、ミラー126によつて生地100上に焦点が
合うように反射される。このとき、第1及び第2
のミラー駆動部114,116によつてミラー1
26が軸PX,PYを中心として揺動し、所定のパ
ターン及びマーキングに従つてレーザ光RBが所
定場所で停止中の生地100上で走査される(第
6図参照)。また、レンズ124が、レーザ光
RBの走査に対応しつつ光軸方向に移動し、該レ
ンズ124と生地100との光学的距離が一定と
なるように制御される。これによつて生地100
は、焦点が合つた状態においてすなわちレーザ光
RBのスポツト径が最小の状態で裁断されること
となる。 以上の動作により生地100が裁断され、次い
で生地100は、コンベヤ102によつてスクラ
ツプ処理装置108の方向に送られる。このと
き、動作指令に基づいてスクラツプ処理装置10
8が駆動される。裁断された生地100A,10
0Bは、オペレータによつてコンベヤ102上か
ら収集され、スクラツプは、スクラツプ処理装置
108内に収容される。 また、被加工物としては、生地、皮等の他、金
属、プラスチツクなどでもよい。更に、被加工物
が比較的小面積のものであるときは、直接コンベ
ヤ102上に載せるようにすることもできる。 [発明が解決しようとする問題点] しかしながら、この2軸揺動ミラー方式のレー
ザ加工装置においては、被加工物上にレーザ光が
焦点を結ぶように焦点距離を決めるのであるが、
この焦点の位置は、例えば装置の各部品の製作
時の寸法精度、各部品を組立てる時の組立精
度、各機器を据付ける時の据付精度にそれぞれ
影響され、これらの各精度が複合することによ
り、多少の焦点位置の誤差が生ずることは避けら
れない。なかでも、2軸揺動ミラーのミラー面
の形状誤差、2軸間の直角度の誤差、2軸の
うち1軸と入射レーザビームとの一致度の誤差、
上記1軸と、入射レーザビームと、加工面との
平行度の誤差、加工面の平面度の誤差等の各誤
差によつて、焦点位置の誤差を生じ、これにより
ワークの加工精度の低下が生ずる場合が多い。も
ちろん、これら〜の各誤差を少なくするため
に、上記〜の各精度を可能な限り向上させて
はいるが、該各精度の向上にはおのずから限界が
あるとともに、いたずらに精度の向上を追求すれ
ばレーザ加工機のコストが大幅に上昇するという
問題点がある。 この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、上記〜の各誤差が生じていて
も、レーザ光の焦点位置の誤差を少なくして、ワ
ークの加工精度を向上できるレーザ加工における
加工誤差補正方法を得ることを目的とする。 [問題点を解決するための手段] この発明に係るレーザ加工における加工誤差補
正方法は、支持台上に支持された被加工物に対
し、揺動自在なミラーから射出されるレーザ光を
2次元的に走査しつつ照射することによつて、該
被加工物を加工するレーザ加工方法において、ま
ず、被加工物の加工面上に複数の基準点を選定
し、次いでこの基準点上にレーザ光を照射して目
標値からの誤差値を予め測定し、次いでこの測定
誤差値を用いて上記目標値を修正することによ
り、上記目標値からの誤差を補正するものであ
る。 [作用] この発明においては、複数の基準点に予めレー
ザ光を照射して誤差値を測定するようにしたの
で、この誤差値を用いて目標値を修正することが
できる。 [実施例] 以下、第1図〜第5図に基づいてこの発明の一
実施例を説明する。この発明は、上記〜の各
精度の向上には限界があること、及び、上記〜
の各誤差があることから、これらハード的なも
のによる焦点位置の誤差はそのまま認めた上で、
この焦点位置の誤差をソフト的に補正することを
特徴としている。 まず、上記〜の誤差がない場合の、理想状
態における幾何学的関係について述べる。第1図
に示すように、θ1軸(第7図、第8図中の軸PX
に相当する軸)とθ2軸(第7図、第8図中の軸
PYに相当する軸)の回りを揺動するミラー12
6の中心より距離Rだけ離れた被加工物100の
加工面100S上にX軸とY軸があり、ミラー1
26中心の直下の0点をX軸、Y軸の原点とす
る。すると、加工面100S上の任意の点X、Y
にレーザビームRBを照射するためのθ1軸、θ2
についての揺動角度(θ1、θ2)の値は、 となる。すなわち、加工面100SのX、Y座標
値による図形を描くためにはX、Yを上記の(1)式
により変換したθ1,θ2によりミラー駆動部11
4,116を駆動制御する必要がある。 次に誤差補正の方法について述べる。加工面1
00S上の点X、YにレーザビームRBを照射し
たとき、前述の〜の誤差により、レーザビー
ムRBが(X+EX、Y+EY)の位置に照射された
とする。すなわち、X、Yは目標値であり、EX
EYは誤差値のX、Y成分である。そこで、EX
EYを測定器等の何らかの手段で予め測定し、次
には目標値を(X、Y)とする代りに、(X−
EX、Y−EY)として照射すれば照射点は(X、
Y)に充分に近ずくはずである。もしもこうして
補正した結果の誤差値が、まだ充分に小さくない
ときは上記と同様の補正をもう一度くりかえせば
誤差は更に小さくなるはずである。しかし、大多
数の場合はこのようなくりかえしは必要ではな
く、一度の補正で充分に小さい誤差が得られる。 上記の誤差値の測定を、加工面100S内でい
くつかの点について実施しておけば、補間方法に
よつて任意の点における誤差値を測定することが
できる。そこで次にこの補間方法について述べ
る。まず、一次元の場合について考察し、ついで
これを2次元に拡張することにする。 第2図に示すように、X軸上に原点0からピツ
チpで等間隔の各基準点X1,X2,…,Xoがあ
り、各基準点におけるX方向の誤差値EをE1
E2,…,Eoとする(この各誤差値は測定器によ
り測定した値である)。任意点SのX軸上の座標
をXとすると、S点の1つ前の点Xqを求めるた
めに q=X/pの小数点以下を切り捨てた整数 とすると、 a=X−qp b=p−a であるから、S点における誤差値ESはEqとEq+1
ら ES=Eq+a/p(Eq+1−Eq …(2) のように補間する。 次に上記の補間方法を2次元に拡張する。第3
図のようにX、Y面上に格子状に基準点(メツシ
ユ点)をとり、各メツシユ点の座標値を X(0、0)、…、X(0、n)、…、X(m、n) Y(0、0)、…、Y(0、n)、…、Y(m、n) とする。この各メツシユ点における誤差値のX成
分とY成分を EX(0、0)、…、EX(0、n)、…、EX(m、n) EY(0、0)、…、EY(0、n)、…、EY(m、n) とする。X、Y面上の任意点Sの座標値を(X、
Y)とする。S点の1つ前の点を求めるために qX=X/pの小数点以下を切り捨てた整数 qY=Y/pの小数点以下を切り捨てた整数 とすると、 aX=X−pqX aY=Y−pqY となる。(X、Yは添字を示す。以下同じ) ここで、第3図における任意点Sの近くのメツ
シユ点A,B,C,Dに着目して拡大すると第4
図のようになる。 このA〜D各点のインデツクス(メツシユ点の
順番)、座標値、誤差値は第1表のようになる。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to correction of a focal position error on an object in a laser processing apparatus that processes an object, such as cloth or leather, by scanning a laser beam. [Prior Art] Generally, as a processing method of a laser processing device, a workpiece supported on a cutting conveyor is irradiated with laser light emitted from a swinging mirror that can swing freely while scanning in two dimensions. A so-called two-axis swinging mirror system is known in which the workpiece is machined by doing this. Part 6 about laser processing equipment using this method
This will be explained with reference to FIGS. As shown in FIGS. 6 and 7, a fabric 100 serving as a workpiece is supported on the upper part, and
Conveyor 102 is a support platform that moves the
A spreading device 104 for the fabric 100 is arranged on the left side. This spreading device 104 has a fabric 10
A raw fabric roll 106 on which 0 is wound is set, and a fabric 1 wound on this raw fabric roll 106 is set.
00 is transferred to the conveyor 102 by the spreading device 104.
It is designed to be sent upwards. conveyor 1
A scrap processing device 108 is arranged on the right side of 02, and is designed to store the remaining scraps after the processing is completed. A substantially U-shaped frame 110 is disposed at an appropriate position near the center of the conveyor 102, and a laser head 112 is fixed approximately at the center of the horizontal portion of the frame 110. This laser head 1
12 includes a first mirror drive section 114, a second mirror drive section 116, and a condensing means 118, each of which is configured, for example, in a zirconia shape. An example of the optical system of laser head 112 is shown in FIG. As shown in this figure, after the beam diameter of the laser beam is expanded through a beam expanding means consisting of a convex mirror 120 and a concave mirror 122 as shown by the dashed line in the figure, the laser beam is incident on a lens 124 which is a condensing means 118. Further, the light is reflected by a mirror 126 and is made incident on the fabric 100. The first mirror drive section 114 includes a mirror 126
, with the axis PX as the center and the arrow FA in Fig. 7 or the 8th arrow
It is driven to swing as indicated by the arrow FB in the figure, and this axis PX coincides with the optical axis (the central axis of the beam of laser light) of the lens 124 of the condensing means 118. The second mirror drive unit 116 is a mirror 126
, with the axis PY as the center and the arrow FC in Figure 7 or the arrow 8
It swings as shown by the arrow FD in the figure. That is, the laser beam RB (see FIG. 6) is focused on the fabric 100 by the convex mirror 120, concave mirror 122, and lens 124, and is focused on the fabric 100 by the first mirror drive unit 114. The fabric 10 is scanned in the coordinate X direction assumed to be
The image is scanned in the Y direction, which is a coordinate assumed to be on 0. Note that the beam expanding means consisting of the convex mirror 120 and the concave mirror 122 is for narrowing down the spot diameter d of the laser beam RB on the fabric 100.
That is, the spot diameter d is expressed as d=kF/D where the focal length F of the lens 124, the beam diameter D of the laser beam incident on the lens 124, and the constant k. Therefore, even when the focal length F is set to a large value, if the spot diameter d is to be kept constant, the beam diameter D must also be increased in proportion to F. In this device, the degree of swing of the mirror 126 can be reduced by increasing the focal length F of the lens 124 and increasing the distance between the laser head 112 and the fabric 100, so such a beam expanding means is included. is preferable. Next, the conveyor 102 or the spreading device 104
A laser oscillator 128 is arranged near the frame 110, and an optical means 13 consisting of a prism, a mirror, etc. is arranged on one shoulder 110A of the frame 110.
0 is fixed in location. A transmission body 132 consisting of a beam duct or the like is provided between the laser oscillator 128 and the optical means 130, and the optical means 1
A similar transmitter 13 is provided between the light collecting means 118 and the light collecting means 118.
4 is provided. That is, the transmission body 132,
134 and optical means 130 to direct the laser light output from the laser oscillator 128 to the laser head 1.
12 is constructed. A processing control device (not shown) is disposed on the side of the conveyor 102 and near the scrap processing device 108, and this processing control device performs production control, pattern making, grading, or marking processing. It consists of a first-stage processing device that performs processing, and a second-stage processing device that performs other direct processing. A data input means such as a paper tape is connected to the preceding processing device. According to the command from this processing control device, the above-mentioned laser oscillator 128, laser head 112,
It controls each device such as the spreading device 104, the conveyor 102, and the scrap processing device 108. Thereby, the fabric 100 is cut by irradiating the fabric 100 with a laser beam emitted from the swingable mirror 126 while drawing a certain pattern on the fabric 100 while scanning the fabric 100 two-dimensionally. That is, first, the fabric spreading device 104 and the conveyor drive device are operated, whereby the fabric 100 is sent out from the raw fabric roll 106 onto the conveyor 102, and when the fabric 100 reaches a predetermined location, the conveyor 102 is stopped. do. On the other hand, the laser oscillator 128 starts oscillating operation according to the operation command,
The laser light reaches the laser head 112 via transmission bodies 132 and 134. The laser beam passes through the beam expanding means and lens 124 described above, and is reflected by a mirror 126 so as to be focused onto the fabric 100. At this time, the first and second
The mirror 1 is moved by the mirror drive units 114 and 116
26 swings around the axes PX and PY, and the laser beam RB is scanned over the fabric 100, which is stopped at a predetermined location, according to a predetermined pattern and marking (see FIG. 6). Further, the lens 124
It moves in the optical axis direction in response to the scanning of RB, and is controlled so that the optical distance between the lens 124 and the fabric 100 is constant. This will give you 100 pieces of dough.
In the focused state, that is, the laser beam
The RB will be cut with the minimum spot diameter. The fabric 100 is cut by the above operations, and then the fabric 100 is sent toward the scrap processing device 108 by the conveyor 102. At this time, the scrap processing device 10
8 is driven. Cut fabric 100A, 10
The OB is collected from the conveyor 102 by the operator and the scraps are stored in the scrap processing device 108. Further, the workpiece may be fabric, leather, etc., as well as metal, plastic, etc. Furthermore, if the workpiece has a relatively small area, it may be placed directly on the conveyor 102. [Problems to be Solved by the Invention] However, in this two-axis swinging mirror type laser processing device, the focal length is determined so that the laser beam is focused on the workpiece.
The position of this focal point is affected by, for example, the dimensional accuracy when manufacturing each part of the device, the assembly accuracy when assembling each part, and the installation accuracy when installing each device, and due to the combination of these accuracy. , it is inevitable that some error in focus position will occur. Among these, errors in the shape of the mirror surface of the two-axis swinging mirror, errors in the perpendicularity between the two axes, errors in the degree of coincidence between one of the two axes and the incident laser beam,
Errors in the parallelism of the above-mentioned one axis, the incident laser beam, and the machined surface, errors in the flatness of the machined surface, etc. cause errors in the focal position, which can reduce the processing accuracy of the workpiece. This often occurs. Of course, in order to reduce each of these errors, we have improved the accuracy of each of the above ~ as much as possible, but there is a natural limit to the improvement of each accuracy, and we do not want to pursue improvements in accuracy unnecessarily. However, there is a problem in that the cost of the laser processing machine increases significantly. This invention was made in order to solve such problems, and even if each of the above-mentioned errors occurs, it is possible to reduce the error in the focal position of the laser beam and improve the machining accuracy of the workpiece. The purpose is to obtain a processing error correction method. [Means for Solving the Problems] A method for correcting processing errors in laser processing according to the present invention is such that a laser beam emitted from a swingable mirror is applied to a workpiece supported on a support base in two dimensions. In a laser processing method that processes a workpiece by scanning and irradiating the workpiece, first, a plurality of reference points are selected on the processing surface of the workpiece, and then the laser beam is irradiated onto the reference points. The error value from the target value is corrected by measuring the error value from the target value in advance by irradiating the sensor, and then correcting the target value using the measured error value. [Operation] In the present invention, since the error value is measured by irradiating a plurality of reference points with laser light in advance, the target value can be corrected using the error value. [Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 5. This invention is based on the fact that there is a limit to the improvement in accuracy of each of the above-mentioned ~, and that the above-mentioned ~
Since there are various errors, after acknowledging the errors in the focus position due to these hardware items,
It is characterized by correcting this focal position error using software. First, the geometrical relationships in the ideal state when there are no errors mentioned above will be described. As shown in Figure 1, the θ 1 axis (axis PX in Figures 7 and 8)
) and the θ2 axis (axes in Figures 7 and 8)
Mirror 12 that swings around the axis (axis corresponding to PY)
There are an
26 The 0 point directly below the center is the origin of the X and Y axes. Then, any point X, Y on the processing surface 100S
The values of the rocking angles (θ 1 , θ 2 ) about the θ 1 and θ 2 axes to irradiate the laser beam RB to are: becomes. That is, in order to draw a figure based on the X and Y coordinate values of the processing surface 100S, the mirror drive unit 11 is
It is necessary to drive and control 4,116. Next, the error correction method will be described. Machining surface 1
Suppose that when the laser beam RB is irradiated to points X and Y on 00S, the laser beam RB is irradiated to the position (X+ EX , Y+ EY ) due to the above-mentioned error. That is, X, Y are target values, E X ,
E Y is the X and Y components of the error value. Therefore, E
Instead of measuring E Y in advance with some means such as a measuring device and then setting the target value to (X, Y), (X-
If the irradiation point is ( X , Y-E Y ), the irradiation point will be (X,
It should be sufficiently close to Y). If the error value resulting from this correction is still not small enough, repeating the same correction as above will reduce the error further. However, in most cases, such repetition is not necessary, and a sufficiently small error can be obtained with one-time correction. If the above error value measurement is performed at several points within the processed surface 100S, the error value at any point can be measured using the interpolation method. Therefore, this interpolation method will be described next. First, we will consider the one-dimensional case and then extend this to two-dimensional cases. As shown in Fig . 2 , there are reference points X 1 , ,
Let E 2 , ..., E o (each error value is a value measured by a measuring instrument). If the coordinate of an arbitrary point S on the X axis is X, then in order to find the point X q just before the point S, let q=X/p be an integer rounded down to the decimal point, then a=X-qp b= Since p-a, the error value E S at point S is interpolated from E q and E q+1 as E S = E q + a/p (E q+1E q …(2). Next The above interpolation method is extended to two dimensions.
As shown in the figure, take reference points (mesh points) in a grid pattern on the X and Y planes, and calculate the coordinate values of each mesh point as , n) Let Y(0, 0), ..., Y(0, n), ..., Y(m, n). The X and Y components of the error value at each mesh point are E X (0, 0), ..., E X (0, n), ..., E X (m, n) E Y (0, 0), ... , E Y (0, n), ..., E Y (m, n). The coordinate values of any point S on the X, Y plane are (X,
Y). To find the point immediately before point S , let q = Y−pq Y. (X and Y indicate subscripts. The same applies hereinafter.) Here, if we focus on mesh points A, B, C, and D near the arbitrary point S in Fig. 3 and enlarge them, we can see that
It will look like the figure. The index (order of mesh points), coordinate values, and error values of each point A to D are as shown in Table 1.

【表】 ここで、第3図、第4図ではA〜Dの各点の表
示を例として次のようにしている。 A点;A(2、2) B点;B(3、2) C点;C(2、3) D点;D(3、3) ところで、誤差値のX成分、Y成分の「簡略表
記」とは、例えばA点での「誤差値のX成分」に
着目すると、EX(qX、qY)をEXAと表示すること
をいう。この表示方法はY成分についても、又A
点以外の他の点においてもそれぞれ同様である
(第1表参照)。 次に、第4図に示すように、ABの長さをp,
BDの長さをpとし、任意点Sについて、線分
AB,CD上の点をそれぞれS1,S2としAS1の長さ
をaXとし、SS1の長さをaYとする。CAとS1S2
は平行になつている。なお、ABとBDとの長さ
は異なるようにしてもよく、また、ABCDは正
方形でなく長方形でもよい。A点とB点の値から
S1点の誤差値を補間すると、 S1点の誤差値のX成分=ES1X=EXA+aX/p(EXB− EXA) S1点の誤差値のY成分=ES1Y=EYA+aX/p(EYB− EYA) 同様にC点とD点の値からS2点の誤差値を補間す
ると、 S2点の誤差値のX成分=ES2X=EXC+aX/p(EXD− EXC) S2点の誤差値のY成分=ES2Y=EYC+ax/p(EYD− EYC) S1点の誤差値とS2点の誤差値からS点の誤差値を
補間すると、 したがつて、照射するレーザ光のS点の新たな目
標値としては(X、Y)の代りに(X−ESE、Y
−ESY)として照射すれば誤差が補正される。 以上の説明ではX、Y座標面でX、Yが各々正
の値をとる第1象限について説明してあるが、第
2、第3、第4象限、即ち加工面全体に亘つて容
易に拡張できることは明らかである。また補間方
法としては2点間を直線で結ぶ1次補間方法につ
いて説明したが、2次式(即ち曲線)で結ぶ2次
補間方法等の曲線補間方法を使つても補間ができ
ることは明らかである。 上記の(3)式により任意点における誤差値を求
め、目標値を(X、Y)の代りに(X−ESX、Y
−ESY)とし、(1)式により、レーザビームのθ1軸、
θ2軸についての揺動角度(θ1、θ2)に変換して、
これによつてミラー駆動部114,116を駆動
制御すれば、補正された照射を行うことができ、
照射位置の誤差は小さくなつて焦点位置の誤差を
補正することができる。 上記で説明したこの発明の補正方法をまとめる
と第5図のような手順になる。即ち、スタート
後、加工面100S上にメツシユ点を選定し(ス
テツプ1)、各メツシユ点における基準点にレー
ザ光を照射した後、測定器を用いて誤差値を測定
する(ステツプ2)。この測定結果に基づいて上
記方法で各メツシユ点の目標値を補正する(ステ
ツプ3)。この補正によつて補正後の誤差が充分
に小さくなつたか否か判断する(ステツプ4)。
未だ充分に小さくないときは、各メツシユ点の目
標値の代りに補正した値を使つて(ステツプ5)、
ステツプ2ないしステツプ4をくり返す。上記補
正後の誤差が充分小さくなれば(ステツプ4)、
任意点の誤差値を上記補間法により求め(ステツ
プ6)、上記任意点の目標値を補正して新たな目
標値とする(ステツプ7)。次いで(1)式により
(X、Y)座標値を(θ1、θ2)の値に変換すると
ともに(ステツプ8)、この(θ1、θ2)の値によ
りミラー駆動部114,116を駆動制御してレ
ーザ照射を行なつて被加工物100の加工を行な
い(ステツプ9)、加工完了によりこの方法は終
了する。 [発明の効果] 以上要するに本発明によれば、加工面上に複数
のメツシユ状基準点を選定し、該基準点にレーザ
光を照射して目標値からの誤差値を予め測定器に
より測定し、この測定結果に基づいて目標値を補
正し、補正後の誤差が十分に小さい場合に加工面
上の任意点の誤差値を補間法により求めて任意点
の目標値を補正して新たな目標値とし、前記した
任意点の座標値をミラーの揺動角度の値に変換す
るとともに、前記した変換値によりミラー駆動部
を駆動制御するようにしたことを特徴とする。 したがつて、加工の誤差補正をレーザ光を照射
するだけでコンピユーターなどにより簡単に演算
して処理することができるので、加工装置の機械
的精度を厳格にしなくても、被加工物の加工精度
を著しく向上することができ、精度の高い製品を
作成することができる。 そして、加工の誤差補正は連続的に処理できる
ばかりでなく、そのままレーザ光のミラー駆動部
を駆動制御することができるので、レーザ光によ
る工業的加工装置にそのまま応用することがで
き、実用的価値の高いものとなる。
[Table] Here, in FIGS. 3 and 4, the display of each point A to D is shown as follows as an example. Point A; A (2, 2) Point B; B (3, 2) Point C; C (2, 3) Point D; D (3, 3) By the way, the "simplified notation" for the X and Y components of the error value is ” means that, for example, when focusing on the “X component of the error value” at point A, E X (q X , q Y ) is expressed as E XA . This display method also applies to the Y component and the A component.
The same applies to all other points (see Table 1). Next, as shown in Figure 4, the length of AB is p,
Let the length of BD be p, and for any point S, a line segment
Let the points on AB and CD be S 1 and S 2 respectively, the length of AS 1 be a X , and the length of SS 1 be a Y. CA and S 1 S 2 are parallel. Note that AB and BD may have different lengths, and ABCD may be a rectangle instead of a square. From the values of point A and point B
S When the error value of one point is interpolated, S X component of the error value of one point = E S1X = E XA + a YA + a _ _ _ _ _ _ p ( E XD E _ _ _ _ Interpolating the error value of Therefore, the new target value of the S point of the laser beam to be irradiated is (X-E SE , Y
-E SY ), the error will be corrected. The above explanation deals with the first quadrant in which X and Y take positive values on the X and Y coordinate planes, but it can easily be expanded to cover the second, third, and fourth quadrants, that is, the entire machining surface. It is clear that it can be done. Also, as an interpolation method, we have explained the linear interpolation method that connects two points with a straight line, but it is clear that interpolation can also be performed using curved interpolation methods such as the quadratic interpolation method that connects two points using a quadratic equation (i.e., a curved line). . Find the error value at any point using equation (3) above, and set the target value as (X-E SX , Y ) instead of (X, Y).
−E SY ), and by equation (1), the θ 1 axis of the laser beam,
Convert into the swing angle (θ 1 , θ 2 ) about the θ 2 axis,
By controlling the drive of the mirror drive units 114 and 116 in this way, corrected irradiation can be performed.
The error in the irradiation position is reduced and the error in the focal position can be corrected. The correction method of the present invention explained above can be summarized as a procedure as shown in FIG. That is, after starting, mesh points are selected on the processing surface 100S (step 1), a reference point at each mesh point is irradiated with a laser beam, and an error value is measured using a measuring device (step 2). Based on this measurement result, the target value of each mesh point is corrected using the method described above (step 3). It is determined whether the error after correction has been sufficiently reduced by this correction (step 4).
If it is still not small enough, use the corrected value instead of the target value for each mesh point (step 5).
Repeat step 2 to step 4. If the error after the above correction becomes sufficiently small (step 4),
The error value at the arbitrary point is determined by the interpolation method described above (step 6), and the target value at the arbitrary point is corrected to become a new target value (step 7). Next, the (X, Y) coordinate values are converted to the (θ 1 , θ 2 ) values using equation (1) (step 8), and the mirror drive units 114 and 116 are controlled using the (θ 1 , θ 2 ) values. The workpiece 100 is processed by driving and controlling the laser irradiation (step 9), and the method ends when the processing is completed. [Effects of the Invention] In summary, according to the present invention, a plurality of mesh-shaped reference points are selected on a machined surface, a laser beam is irradiated to the reference points, and an error value from a target value is measured in advance with a measuring device. , correct the target value based on this measurement result, and if the error after correction is small enough, use interpolation to find the error value at any point on the machined surface, correct the target value at the arbitrary point, and set a new target. The coordinate value of the arbitrary point described above is converted into the value of the swing angle of the mirror, and the mirror drive section is driven and controlled using the converted value. Therefore, processing error correction can be easily calculated and processed by a computer etc. by simply irradiating laser light, so the processing accuracy of the workpiece can be improved without strict mechanical precision of the processing equipment. can be significantly improved, making it possible to create highly accurate products. In addition, not only can processing error correction be performed continuously, but the laser beam mirror drive unit can be directly controlled, so it can be directly applied to industrial processing equipment using laser beams, and has practical value. will be of high value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を説明するための
2軸揺動ミラー方式の構成図、第2図はX軸につ
いてのこの発明に係る補間方法を説明するための
説明図、第3図は同じく上記補間方法を2次元に
拡張した場合の説明図、第4図は第3図中の部
を拡大した説明図、第5図はこの発明を説明する
ためのフローチヤート、第6図はこの発明が適用
されるレーザ加工装置の構成を示す斜視図、第7
図は第6図に示す装置を簡略化した正面図、第8
図は第6図に示す装置のレーザヘツドの構成例を
示す説明図である。 100は被加工物(生地)、100Sは加工面、
102は支持台(コンベヤ)、126はミラー、
RBはレーザ光、Sは任意点、X0,X1,…,Xq
Xq+1,…,Xoは基準点、E0,E1,…,Eq,Eq+1
…,Enは誤差値。なお、各図中同一符号は同一
又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a configuration diagram of a two-axis swinging mirror system for explaining an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an interpolation method according to the present invention regarding the X-axis, and FIG. is also an explanatory diagram when the above interpolation method is extended to two dimensions, FIG. 4 is an explanatory diagram that enlarges the part in FIG. 3, FIG. 5 is a flowchart for explaining this invention, and FIG. A seventh perspective view showing the configuration of a laser processing device to which the present invention is applied.
The figure is a simplified front view of the device shown in Figure 6;
This figure is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the laser head of the apparatus shown in FIG. 6. 100 is the workpiece (fabric), 100S is the processed surface,
102 is a support stand (conveyor), 126 is a mirror,
RB is a laser beam, S is an arbitrary point, X 0 , X 1 ,..., X q ,
X q+1 ,…, X o are reference points, E 0 , E 1 ,…, E q , E q+1 ,
..., En is the error value. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 支持台上に支持された被加工物に対し、揺動
自在なミラーから射出されるレーザ光を2次元的
に走査しつつ照射することによつて、該被加工物
を加工するレーザ加工方法において、 加工面上に複数のメツシユ状基準点を選定し、
該基準点にレーザ光を照射して目標値からの誤差
値を予め測定器により測定し、この測定結果に基
づいて目標値を補正し、補正後の誤差が十分に小
さい場合に加工面上の任意点の誤差値を補間法に
より求めて任意点の目標値を補正して新たな目標
値とし、前記した任意点の座標値をミラーの揺動
角度の値に変換するとともに、前記した変換値に
よりミラー駆動部を駆動制御するようにしたこと
を特徴とするレーザ加工における加工誤差補正方
法。
[Claims] 1. A workpiece supported on a support table is irradiated with a laser beam emitted from a swingable mirror while scanning the workpiece two-dimensionally. In the laser processing method for processing, multiple mesh-shaped reference points are selected on the processing surface,
The reference point is irradiated with a laser beam, the error value from the target value is measured in advance with a measuring device, the target value is corrected based on this measurement result, and if the error after correction is small enough, the error value on the machined surface is measured. The error value of the arbitrary point is determined by interpolation method, the target value of the arbitrary point is corrected as a new target value, and the coordinate value of the arbitrary point is converted to the value of the rocking angle of the mirror, and the converted value is A method for correcting machining errors in laser machining, characterized in that a mirror drive unit is drive-controlled by:
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