JPH11147188A - レ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置Info
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- JPH11147188A JPH11147188A JP9312342A JP31234297A JPH11147188A JP H11147188 A JPH11147188 A JP H11147188A JP 9312342 A JP9312342 A JP 9312342A JP 31234297 A JP31234297 A JP 31234297A JP H11147188 A JPH11147188 A JP H11147188A
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- laser light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は光減衰板を用いてレ−ザ光の強度
を制御する場合に、レ−ザ光が屈折することで照射位置
がずれるのを防止したレ−ザ加工装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 被加工物２３にレ−ザ光Ｌを照射してレ
−ザ加工するレ−ザ加工装置において、上記レ−ザ光を
出力するレ−ザ発振器１１と、回転角度の調整可能に設
けられ上記レ−ザ光の入射角度を変えることで出射する
レ−ザ光の強度を制御する光減衰板１７と、この光減衰
板によって強度が制御されたレ−ザ光を上記被加工物に
照射する偏向ミラ−２０と、上記光減衰板の回転角度を
検出しその回転角度に応じて上記光減衰板で生じる上記
レ−ザ光の光軸のずれ量を算出し、その算出値によって
上記偏向ミラ−により被加工物を照射するレ−ザ光の照
射位置を補正する制御装置２５とを具備したことを特徴
とする。
を制御する場合に、レ−ザ光が屈折することで照射位置
がずれるのを防止したレ−ザ加工装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 被加工物２３にレ−ザ光Ｌを照射してレ
−ザ加工するレ−ザ加工装置において、上記レ−ザ光を
出力するレ−ザ発振器１１と、回転角度の調整可能に設
けられ上記レ−ザ光の入射角度を変えることで出射する
レ−ザ光の強度を制御する光減衰板１７と、この光減衰
板によって強度が制御されたレ−ザ光を上記被加工物に
照射する偏向ミラ−２０と、上記光減衰板の回転角度を
検出しその回転角度に応じて上記光減衰板で生じる上記
レ−ザ光の光軸のずれ量を算出し、その算出値によって
上記偏向ミラ−により被加工物を照射するレ−ザ光の照
射位置を補正する制御装置２５とを具備したことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はレ−ザ光を所望の
強度に調整して被加工物を加工するレ−ザ加工装置に関
する。
強度に調整して被加工物を加工するレ−ザ加工装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】レ−ザ光によって被加工物を加工するレ
−ザ加工装置においては、複数の加工点を異なる強度の
レ−ザ光で加工することが要求されることがある。図６
はそのような場合の従来のレ−ザ加工装置を示す。同図
中１はたとえばＹＡＧレ−ザなどのレ−ザ発振器で、こ
のレ−ザ発振器１から出力されたレ−ザ光Ｌは、そのレ
−ザ光Ｌの強度を検出する光検出器２を通過して光照射
ユニット３に入射する。この光照射ユニット３は図示し
ないが偏向ミラ−や光学レンズなどが内蔵されていて、
ここに入射したレ−ザ光Ｌを集束して被加工物１０を照
射するようになっている。
−ザ加工装置においては、複数の加工点を異なる強度の
レ−ザ光で加工することが要求されることがある。図６
はそのような場合の従来のレ−ザ加工装置を示す。同図
中１はたとえばＹＡＧレ−ザなどのレ−ザ発振器で、こ
のレ−ザ発振器１から出力されたレ−ザ光Ｌは、そのレ
−ザ光Ｌの強度を検出する光検出器２を通過して光照射
ユニット３に入射する。この光照射ユニット３は図示し
ないが偏向ミラ−や光学レンズなどが内蔵されていて、
ここに入射したレ−ザ光Ｌを集束して被加工物１０を照
射するようになっている。
【０００３】上記光検出器２からの検出信号は制御装置
４に入力される。この制御装置４は設定値Ａと検出値と
を比較し、その比較に応じて上記レ−ザ発振器１を励起
する電源５による電流値を制御する。それによって、レ
−ザ発振器１からのレ−ザ光Ｌの強度を上記制御装置４
に設定された設定値に変えることができるようにしてい
る。
４に入力される。この制御装置４は設定値Ａと検出値と
を比較し、その比較に応じて上記レ−ザ発振器１を励起
する電源５による電流値を制御する。それによって、レ
−ザ発振器１からのレ−ザ光Ｌの強度を上記制御装置４
に設定された設定値に変えることができるようにしてい
る。
【０００４】しかしながら、このようにしてレ−ザ光Ｌ
の強度を制御すると、電源５の電流値を変えてからレ−
ザ発振器１から発振されるレ−ザ光Ｌの出力が設定値に
なるまでに数秒単位の時間が掛かる。そのため、被加工
物１０の加工点を高速（ｍｓ単位の速度）で変えること
ができないから、加工能率を向上さることができないと
いうことがある。
の強度を制御すると、電源５の電流値を変えてからレ−
ザ発振器１から発振されるレ−ザ光Ｌの出力が設定値に
なるまでに数秒単位の時間が掛かる。そのため、被加工
物１０の加工点を高速（ｍｓ単位の速度）で変えること
ができないから、加工能率を向上さることができないと
いうことがある。
【０００５】そこで、レ−ザ光Ｌの出力を高速で変える
ことができるようにするため、図７に示す光減衰板６が
用いられている。この光減衰板６はレ−ザ発振器１と光
検出器２との間に設けられ、駆動源７によってレ−ザ光
Ｌの光軸に対する傾斜角度、つまりレ−ザ光Ｌの入射角
度を変えることができるようになっている。
ことができるようにするため、図７に示す光減衰板６が
用いられている。この光減衰板６はレ−ザ発振器１と光
検出器２との間に設けられ、駆動源７によってレ−ザ光
Ｌの光軸に対する傾斜角度、つまりレ−ザ光Ｌの入射角
度を変えることができるようになっている。
【０００６】光減衰板６に対するレ−ザ光Ｌの入射角度
が変わることで、この光減衰板６から出射するレ−ザ光
Ｌの減衰率が変わる。したがって、光検出器２が検出す
るレ−ザ光Ｌの強度に応じて駆動源７により上記光減衰
板６の角度を制御することで、レ−ザ光Ｌの強度を変え
ることができる。
が変わることで、この光減衰板６から出射するレ−ザ光
Ｌの減衰率が変わる。したがって、光検出器２が検出す
るレ−ザ光Ｌの強度に応じて駆動源７により上記光減衰
板６の角度を制御することで、レ−ザ光Ｌの強度を変え
ることができる。
【０００７】光減衰板６の角度を制御するようにすれ
ば、図６のようにレ−ザ発振器１の電源５の電流値を変
えてレ−ザ光Ｌの強度を制御する場合に比べ応答速度を
速くすることができるから、加工点を高速で変えること
が可能となる。
ば、図６のようにレ−ザ発振器１の電源５の電流値を変
えてレ−ザ光Ｌの強度を制御する場合に比べ応答速度を
速くすることができるから、加工点を高速で変えること
が可能となる。
【０００８】しかしながら、光減衰板６から出射するレ
−ザ光Ｌは、この光減衰板６の屈折率に応じて光軸がシ
フトする。そのため、光減衰板６から出射し、光照射ユ
ニット３で集束されて被加工物１０を照射するレ−ザ光
Ｌの照射位置がずれ、加工精度が低下するということが
ある。
−ザ光Ｌは、この光減衰板６の屈折率に応じて光軸がシ
フトする。そのため、光減衰板６から出射し、光照射ユ
ニット３で集束されて被加工物１０を照射するレ−ザ光
Ｌの照射位置がずれ、加工精度が低下するということが
ある。
【０００９】光減衰板６による光軸シフトを補正するた
めに、光減衰板６と鏡面対象に光路補正板を設け、これ
らを同期させて駆動することが考えられる。しかしなが
ら、光路補正板はレ−ザ光の透過ロスを少なくするため
に両面に反射防止コ−トが施される。反射防止コ−トの
透過率はレ−ザ光Ｌの入射角度によって異なる。
めに、光減衰板６と鏡面対象に光路補正板を設け、これ
らを同期させて駆動することが考えられる。しかしなが
ら、光路補正板はレ−ザ光の透過ロスを少なくするため
に両面に反射防止コ−トが施される。反射防止コ−トの
透過率はレ−ザ光Ｌの入射角度によって異なる。
【００１０】そのため、この光路補正板によってレ−ザ
光Ｌの透過ロスの生じるばかりか、被加工物１０を照射
するレ−ザ光Ｌの強度を正確に設定できなくなるという
ことがある。
光Ｌの透過ロスの生じるばかりか、被加工物１０を照射
するレ−ザ光Ｌの強度を正確に設定できなくなるという
ことがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように、光減衰板
を用いてレ−ザ光の強度を制御すると、強度の切り換え
は高速で行えるものの、レ−ザ光が上記光減衰板で屈折
することで光軸がずれるため、加工精度が低下するとい
うことが生じる。
を用いてレ−ザ光の強度を制御すると、強度の切り換え
は高速で行えるものの、レ−ザ光が上記光減衰板で屈折
することで光軸がずれるため、加工精度が低下するとい
うことが生じる。
【００１２】この発明は、レ−ザ光の強度を光減衰手段
を用いて制御するようにした場合、この光減衰手段によ
ってレ−ザ光の光軸がずれても、そのずれを補正して被
加工物を照射できるようにしたレ−ザ加工装置を提供す
ることにある。
を用いて制御するようにした場合、この光減衰手段によ
ってレ−ザ光の光軸がずれても、そのずれを補正して被
加工物を照射できるようにしたレ−ザ加工装置を提供す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被加
工物にレ−ザ光を照射してレ−ザ加工するレ−ザ加工装
置において、上記レ−ザ光を出力するレ−ザ発振器と、
回転角度の調整可能に設けられ上記レ−ザ光の入射角度
を変えることで出射するレ−ザ光の強度を制御する光減
衰手段と、この光減衰手段によって強度が制御されたレ
−ザ光を上記被加工物に照射する光照射手段と、上記光
減衰手段の回転角度を検出しその回転角度に応じて上記
光減衰手段で生じる上記レ−ザ光の光軸のずれ量を算出
し、その算出値によって上記光照射手段を制御して被加
工物を照射するレ−ザ光の照射位置を補正する補正手段
とを具備したことを特徴とする。
工物にレ−ザ光を照射してレ−ザ加工するレ−ザ加工装
置において、上記レ−ザ光を出力するレ−ザ発振器と、
回転角度の調整可能に設けられ上記レ−ザ光の入射角度
を変えることで出射するレ−ザ光の強度を制御する光減
衰手段と、この光減衰手段によって強度が制御されたレ
−ザ光を上記被加工物に照射する光照射手段と、上記光
減衰手段の回転角度を検出しその回転角度に応じて上記
光減衰手段で生じる上記レ−ザ光の光軸のずれ量を算出
し、その算出値によって上記光照射手段を制御して被加
工物を照射するレ−ザ光の照射位置を補正する補正手段
とを具備したことを特徴とする。
【００１４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記光照射手段は、上記レ−ザ光の方向を偏向する
偏向ミラ−と、この偏向ミラ−の角度を変える駆動手段
と、上記偏向ミラ−で反射したレ−ザ光を集束する光学
レンズとからなり、上記補正手段は上記偏向ミラ−の角
度を制御することを特徴とする。
て、上記光照射手段は、上記レ−ザ光の方向を偏向する
偏向ミラ−と、この偏向ミラ−の角度を変える駆動手段
と、上記偏向ミラ−で反射したレ−ザ光を集束する光学
レンズとからなり、上記補正手段は上記偏向ミラ−の角
度を制御することを特徴とする。
【００１５】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記光照射手段は、上記レ−ザ光を被加工物上でＸ
方向に走査させるＸスキャナと、Ｙ方向に走査せるＹス
キャナとからなり、上記補正手段は上記光減衰手段によ
るレ−ザ光の光軸のずれ方向に応じて上記Ｘスキャナあ
るいはＹスキャナの少なくともどちらか一方の駆動を制
御することを特徴とする。
て、上記光照射手段は、上記レ−ザ光を被加工物上でＸ
方向に走査させるＸスキャナと、Ｙ方向に走査せるＹス
キャナとからなり、上記補正手段は上記光減衰手段によ
るレ−ザ光の光軸のずれ方向に応じて上記Ｘスキャナあ
るいはＹスキャナの少なくともどちらか一方の駆動を制
御することを特徴とする。
【００１６】請求項１乃至請求項３の発明によれば、レ
−ザ光の強度を変えるために光減衰手段の回転角度を変
えると、その回転角度からレ−ザ光の光軸のシフト量が
算出され、その算出値に応じて被加工物を照射するレ−
ザ光の照射位置のずれ量が補正されるから、光減衰手段
によってレ−ザ光の強度を制御するようにしても、加工
精度が低下するのを防止できる。
−ザ光の強度を変えるために光減衰手段の回転角度を変
えると、その回転角度からレ−ザ光の光軸のシフト量が
算出され、その算出値に応じて被加工物を照射するレ−
ザ光の照射位置のずれ量が補正されるから、光減衰手段
によってレ−ザ光の強度を制御するようにしても、加工
精度が低下するのを防止できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１乃至図４はこの発明の第１
の実施の形態を示し、図１はレ−ザ加工装置としてのフ
ァイバ分岐型レ−ザマ−キング装置である。このレ−ザ
マ−キング装置はＹＡＧレ−ザなどのレ−ザ発振器１１
を備えている。このレ−ザ発振器１１から発振出力され
たレ−ザ光Ｌはファイバ分岐切り換え部１２に入射し
て、複数のレ−ザ光Ｌに分割される。この実施の形態で
はレ−ザ光Ｌは２つに分割される。
面を参照して説明する。図１乃至図４はこの発明の第１
の実施の形態を示し、図１はレ−ザ加工装置としてのフ
ァイバ分岐型レ−ザマ−キング装置である。このレ−ザ
マ−キング装置はＹＡＧレ−ザなどのレ−ザ発振器１１
を備えている。このレ−ザ発振器１１から発振出力され
たレ−ザ光Ｌはファイバ分岐切り換え部１２に入射し
て、複数のレ−ザ光Ｌに分割される。この実施の形態で
はレ−ザ光Ｌは２つに分割される。
【００１８】上記ファイバ分岐切り換え部１２で分割さ
れたレ−ザ光Ｌはそれぞれ入射レンズ１３で集光されて
光ファイバ１４に入射する。各光ファイバ１４の出射端
は光学ヘッド１５に入射する。
れたレ−ザ光Ｌはそれぞれ入射レンズ１３で集光されて
光ファイバ１４に入射する。各光ファイバ１４の出射端
は光学ヘッド１５に入射する。
【００１９】上記光学ヘッド１５は、図２に示すように
光ファイバ１４から出射したレ−ザ光Ｌを発散光から平
行光に変換するコリメ−トレンズ１６を有する。このコ
リメ−トレンズ１６で平行光に変換されたレ−ザ光Ｌは
回転自在に設けられた光減衰板１７に入射する。
光ファイバ１４から出射したレ−ザ光Ｌを発散光から平
行光に変換するコリメ−トレンズ１６を有する。このコ
リメ−トレンズ１６で平行光に変換されたレ−ザ光Ｌは
回転自在に設けられた光減衰板１７に入射する。
【００２０】上記光減衰板１７は第１の駆動源１８によ
って回転角度が駆動制御されるようになっていて、回転
角度を調整してレ−ザ光Ｌの入射角度を変えることで、
この光減衰板１７から出射するレ−ザ光Ｌの透過率が変
わるから、そのレ−ザ光Ｌの強度を調整できるようにな
っている。
って回転角度が駆動制御されるようになっていて、回転
角度を調整してレ−ザ光Ｌの入射角度を変えることで、
この光減衰板１７から出射するレ−ザ光Ｌの透過率が変
わるから、そのレ−ザ光Ｌの強度を調整できるようにな
っている。
【００２１】上記光減衰板１７で強度が調整されたレ−
ザ光Ｌはパワ−モニタ１９によってその強度が検出され
てから偏向ミラ−２０に入射する。この偏向ミラ−２０
は第２の駆動源２１によって角度調整できるようになっ
ており、それによってこの偏向ミラ−２０に入射したレ
−ザ光Ｌの反射方向（出射方向）を変えることができる
ようになっている。
ザ光Ｌはパワ−モニタ１９によってその強度が検出され
てから偏向ミラ−２０に入射する。この偏向ミラ−２０
は第２の駆動源２１によって角度調整できるようになっ
ており、それによってこの偏向ミラ−２０に入射したレ
−ザ光Ｌの反射方向（出射方向）を変えることができる
ようになっている。
【００２２】上記偏向ミラ−２０で反射したレ−ザ光Ｌ
は集光レンズ２２に入射し、この集光レンズ２２で集束
されて被加工物２３を照射するようになっている。この
被加工物２３はＸＹテ−ブル２４上に載置され、上記レ
−ザ光Ｌの照射位置を設定できるようになっている。
は集光レンズ２２に入射し、この集光レンズ２２で集束
されて被加工物２３を照射するようになっている。この
被加工物２３はＸＹテ−ブル２４上に載置され、上記レ
−ザ光Ｌの照射位置を設定できるようになっている。
【００２３】上記パワ−モニタ１９によって検出された
レ−ザ光Ｌの強度は制御装置２５に入力される。この制
御装置２５はレ−ザ光Ｌの強度を設定するための設定値
Ａを設定できるようになっていて、その設定値Ａと上記
パワ−モニタ１９からの検出値とを比較し、その比較に
基いて第１の駆動源１８に駆動信号を出力し、上記光減
衰板１７の角度を制御するようになっている。
レ−ザ光Ｌの強度は制御装置２５に入力される。この制
御装置２５はレ−ザ光Ｌの強度を設定するための設定値
Ａを設定できるようになっていて、その設定値Ａと上記
パワ−モニタ１９からの検出値とを比較し、その比較に
基いて第１の駆動源１８に駆動信号を出力し、上記光減
衰板１７の角度を制御するようになっている。
【００２４】それによって、パワ−モニタ１９により検
出されたレ−ザ光Ｌの強度と、制御装置２５に設定され
た設定値とが一致するよう、上記光減衰板１７の角度が
制御される。
出されたレ−ザ光Ｌの強度と、制御装置２５に設定され
た設定値とが一致するよう、上記光減衰板１７の角度が
制御される。
【００２５】上記制御装置２５は、第１の駆動源１８を
駆動する駆動信号によって上記光減衰板１７の回転角度
を検出し、その検出信号から上記レ−ザ光Ｌが光減衰板
１７を通過することで変化する光軸のシフト量を後述す
るごとく算出する。そして、この光軸のシフト量から上
記第２の駆動源２１による上記偏向ミラ−１９の角度を
制御し、集光レンズ２２で集束されて被加工物２３を照
射するレ−ザ光Ｌのずれを補正するようになっている。
駆動する駆動信号によって上記光減衰板１７の回転角度
を検出し、その検出信号から上記レ−ザ光Ｌが光減衰板
１７を通過することで変化する光軸のシフト量を後述す
るごとく算出する。そして、この光軸のシフト量から上
記第２の駆動源２１による上記偏向ミラ−１９の角度を
制御し、集光レンズ２２で集束されて被加工物２３を照
射するレ−ザ光Ｌのずれを補正するようになっている。
【００２６】上記制御装置２５によるレ−ザ光Ｌが被加
工物２３を照射する位置のずれ量の補正は以下のごとく
演算処理される。図３に示すように、光減衰板１７に対
するレ−ザ光Ｌの入射角度をθ1 とし、屈折角をθ2 と
すると、レ−ザ光Ｌの光軸のシフト量ｄは、 ｄ＝ｔ・sin(θ1 ・θ2 ) ／cos(θ2 ) …（１）式 で求めることができ、またスネルの法則より、 sin(θ1 ) ＝ｎ・sin(θ2 ) …（２）式 である。なお、上記（１）、（２）式において、ｔは光
減衰板１７の厚さであり、ｎは屈折率である。
工物２３を照射する位置のずれ量の補正は以下のごとく
演算処理される。図３に示すように、光減衰板１７に対
するレ−ザ光Ｌの入射角度をθ1 とし、屈折角をθ2 と
すると、レ−ザ光Ｌの光軸のシフト量ｄは、 ｄ＝ｔ・sin(θ1 ・θ2 ) ／cos(θ2 ) …（１）式 で求めることができ、またスネルの法則より、 sin(θ1 ) ＝ｎ・sin(θ2 ) …（２）式 である。なお、上記（１）、（２）式において、ｔは光
減衰板１７の厚さであり、ｎは屈折率である。
【００２７】一方、レ−ザ光Ｌが光減衰板１７を透過す
ることで、光軸に上記（１）式に示すシフト量ｄが生じ
た場合、被加工物２３の加工面におけるレ−ザ光Ｌのず
れ量ｄx は、 ｄx ＝ｄf ・ｄ／ｆ …（３）式 で示される。なお、式中ｆは集光レンズ２２の焦点位
置、ｄf はディフォ−カス量である。
ることで、光軸に上記（１）式に示すシフト量ｄが生じ
た場合、被加工物２３の加工面におけるレ−ザ光Ｌのず
れ量ｄx は、 ｄx ＝ｄf ・ｄ／ｆ …（３）式 で示される。なお、式中ｆは集光レンズ２２の焦点位
置、ｄf はディフォ−カス量である。
【００２８】被加工物２３の加工面におけるレ−ザ光Ｌ
のずれ量ｄx を補正するために必要な偏向ミラ−２０の
回転角度をθM とすると、加工面でのずれ量ｄx は、 ｄx ＝（ｆ＋ｄf ）・θM ・２ …（４）式 となる。
のずれ量ｄx を補正するために必要な偏向ミラ−２０の
回転角度をθM とすると、加工面でのずれ量ｄx は、 ｄx ＝（ｆ＋ｄf ）・θM ・２ …（４）式 となる。
【００２９】上記（３）式と（４）式より、 θM ＝ｄf ・ｄ／｛２ｆ・（ｆ＋ｄf ）｝ …（５）式 となり、この（５）式を（１）式と組み合わせることで、 θM ＝ｄf ・ｔ・sin(θ1 ・θ2 ) ／｛２ｆ・（ｆ＋ｄf ）・cos(θ2 ）｝ …（６）式 となる。
【００３０】したがって、この（６）式により、光減衰
板１７の回転角度θ1 （レ−ザ光Ｌの入射角度θ1 ）に
よるレ−ザ光Ｌの光軸のシフト量ｄと、加工点における
レ−ザ光Ｌのずれ量ｄx を補正するための偏向ミラ−２
０の回転角度θM との関係が決定される。
板１７の回転角度θ1 （レ−ザ光Ｌの入射角度θ1 ）に
よるレ−ザ光Ｌの光軸のシフト量ｄと、加工点における
レ−ザ光Ｌのずれ量ｄx を補正するための偏向ミラ−２
０の回転角度θM との関係が決定される。
【００３１】被加工物２３の加工面上におけるレ−ザ光
Ｌの照射位置は、上記（６）式に基いて偏向ミラ−２０
の回転角度θM を制御してもよいが、加工面でのずれ量
ｄxを算出したら、レ−ザ光Ｌの照射位置が上記ずれ量
ｄx だけ補正されるよう、被加工物２３をＸＹテ−ブル
２４によって位置決めするようにしてもよい。
Ｌの照射位置は、上記（６）式に基いて偏向ミラ−２０
の回転角度θM を制御してもよいが、加工面でのずれ量
ｄxを算出したら、レ−ザ光Ｌの照射位置が上記ずれ量
ｄx だけ補正されるよう、被加工物２３をＸＹテ−ブル
２４によって位置決めするようにしてもよい。
【００３２】そして、このようにして回転角度θM が算
出されると、第２の駆動源２１への指示電圧Ｖは、 Ｖ＝ｆ・（θM ） …（７）式 によって決定される。なお、ｆは偏向ミラ−２０の回転
角度θM と指示電圧Ｖとの関係を示す関数である。
出されると、第２の駆動源２１への指示電圧Ｖは、 Ｖ＝ｆ・（θM ） …（７）式 によって決定される。なお、ｆは偏向ミラ−２０の回転
角度θM と指示電圧Ｖとの関係を示す関数である。
【００３３】つぎに、上記構成のレ−ザ加工装置によっ
て被加工物２３をレ−ザ加工する場合の手順を図４を参
照して説明する。まず、Ｓ1 （ステップ1 ）では制御装
置２５によってレ−ザ光Ｌの強度と被加工物２３に対す
るレ−ザ光Ｌの照射位置とが設定される。それによっ
て、被加工物２３はＸＹテ−ブル２４によって所定位置
に位置決めされる。それと同時に、レ−ザ発振器１１か
らはレ−ザ光Ｌが所定パルス数発振され、その強度がパ
ワ−モニタ１９によって検出される。これをＳ2 に示
す。
て被加工物２３をレ−ザ加工する場合の手順を図４を参
照して説明する。まず、Ｓ1 （ステップ1 ）では制御装
置２５によってレ−ザ光Ｌの強度と被加工物２３に対す
るレ−ザ光Ｌの照射位置とが設定される。それによっ
て、被加工物２３はＸＹテ−ブル２４によって所定位置
に位置決めされる。それと同時に、レ−ザ発振器１１か
らはレ−ザ光Ｌが所定パルス数発振され、その強度がパ
ワ−モニタ１９によって検出される。これをＳ2 に示
す。
【００３４】Ｓ3 では、制御装置２５によってパワ−モ
ニタ１９が検出したレ−ザ光Ｌの強度と設定値Ａとが比
較され、レ−ザ光Ｌの強度が設定値Ａになっていなけれ
ば、Ｓ4 で示すように、制御装置２５から第１の駆動源
１８に駆動信号が出力されて光減衰板１７の角度が制御
される。
ニタ１９が検出したレ−ザ光Ｌの強度と設定値Ａとが比
較され、レ−ザ光Ｌの強度が設定値Ａになっていなけれ
ば、Ｓ4 で示すように、制御装置２５から第１の駆動源
１８に駆動信号が出力されて光減衰板１７の角度が制御
される。
【００３５】パワ−モニタ１９が検出するレ−ザ光Ｌの
強度が設定値Ａと同じ値になると、Ｓ5 に示すように光
減衰板１７の回転角度によって生じるレ−ザ光Ｌの光軸
シフト量ｄが上記（１）式に基いて算出される。つい
で、上記制御装置２５は光軸シフト量ｄにより被加工物
２３の加工面で生じるレ−ザ光Ｌのずれ量ｄx を補正す
るために必要な偏向ミラ−２０の回転角度θM を上記
（６）式に基いて算出する。これをＳ6 に示す。
強度が設定値Ａと同じ値になると、Ｓ5 に示すように光
減衰板１７の回転角度によって生じるレ−ザ光Ｌの光軸
シフト量ｄが上記（１）式に基いて算出される。つい
で、上記制御装置２５は光軸シフト量ｄにより被加工物
２３の加工面で生じるレ−ザ光Ｌのずれ量ｄx を補正す
るために必要な偏向ミラ−２０の回転角度θM を上記
（６）式に基いて算出する。これをＳ6 に示す。
【００３６】Ｓ6 にて偏向ミラ−２０の回転角度θM が
算出されたならば、Ｓ7 に示すようにその算出値に応じ
て上記偏向ミ−ラ２０の角度を設定するために第２の駆
動源２１に出力される電圧値が上記（７）式に基いて設
定される。
算出されたならば、Ｓ7 に示すようにその算出値に応じ
て上記偏向ミ−ラ２０の角度を設定するために第２の駆
動源２１に出力される電圧値が上記（７）式に基いて設
定される。
【００３７】このようにして偏向ミラ−２９の角度を設
定するための指示電圧Ｖが設定されると、Ｓ8 ではレ−
ザ加工が開始される。それによって、Ｓ9 では制御装置
２５から第２の駆動源２１へ指示電圧Ｖの駆動信号が出
力され、偏向ミラ−２９の角度が設定されるから、光減
衰板１７によるレ−ザ光Ｌの光軸のシフト量が補正され
て被加工物２３を照射する。それによって、被加工物２
３には、所定の位置に精密にマ−キングなどのレ−ザ加
工を行うことができるから、Ｓ10で示すようにレ−ザ加
工が終了する。
定するための指示電圧Ｖが設定されると、Ｓ8 ではレ−
ザ加工が開始される。それによって、Ｓ9 では制御装置
２５から第２の駆動源２１へ指示電圧Ｖの駆動信号が出
力され、偏向ミラ−２９の角度が設定されるから、光減
衰板１７によるレ−ザ光Ｌの光軸のシフト量が補正され
て被加工物２３を照射する。それによって、被加工物２
３には、所定の位置に精密にマ−キングなどのレ−ザ加
工を行うことができるから、Ｓ10で示すようにレ−ザ加
工が終了する。
【００３８】２つの光学ヘッド１５を用いず、１つの光
学ヘッド１５によって上記被加工物２３の異なる位置に
異なる強度のレ−ザ光Ｌでレ−ザ加工を行う場合には、
制御装置２５に複数の加工点におけるレ−ザ光Ｌの強度
および照射位置を設定入力する。それによって、上述し
たＳ2 からＳ10の工程が行われることで、上記被加工物
２３の異なる位置に対するレ−ザ加工を、上述したごと
く高精度で、しかも光減衰板１７の角度を変えてレ−ザ
光Ｌの強度を制御するため、高速度で行うことができ
る。
学ヘッド１５によって上記被加工物２３の異なる位置に
異なる強度のレ−ザ光Ｌでレ−ザ加工を行う場合には、
制御装置２５に複数の加工点におけるレ−ザ光Ｌの強度
および照射位置を設定入力する。それによって、上述し
たＳ2 からＳ10の工程が行われることで、上記被加工物
２３の異なる位置に対するレ−ザ加工を、上述したごと
く高精度で、しかも光減衰板１７の角度を変えてレ−ザ
光Ｌの強度を制御するため、高速度で行うことができ
る。
【００３９】一方、レ−ザ光Ｌによる加工位置の補正
を、偏向ミラ−２０の回転角度θM を補正せずに、被加
工物２３が載置されたＸＹテ−ブル２４によって行う場
合、Ｓ5 でレ−ザ光Ｌの光軸シフト量ｄを算出したなら
ば、その光軸シフト量ｄから（３）式に基いて被加工物
２３上におけるレ−ザ光Ｌのずれ量ｄx を算出する。そ
して、このずれ量ｄx に基いてＸＹテ−ブル２４を駆動
して被加工物２３を位置決めする。
を、偏向ミラ−２０の回転角度θM を補正せずに、被加
工物２３が載置されたＸＹテ−ブル２４によって行う場
合、Ｓ5 でレ−ザ光Ｌの光軸シフト量ｄを算出したなら
ば、その光軸シフト量ｄから（３）式に基いて被加工物
２３上におけるレ−ザ光Ｌのずれ量ｄx を算出する。そ
して、このずれ量ｄx に基いてＸＹテ−ブル２４を駆動
して被加工物２３を位置決めする。
【００４０】つまり、上記光学ヘッド１５から出射する
レ−ザ光Ｌが上記被加工物２３の設定された加工点を照
射するよう、上記被加工物２３が位置決めされる。それ
によって、偏向ミラ−２０の角度を制御しなくとも、レ
−ザ光Ｌによる加工を精度よく高速度で行うことができ
る。
レ−ザ光Ｌが上記被加工物２３の設定された加工点を照
射するよう、上記被加工物２３が位置決めされる。それ
によって、偏向ミラ−２０の角度を制御しなくとも、レ
−ザ光Ｌによる加工を精度よく高速度で行うことができ
る。
【００４１】一方、上記レ−ザ加工装置は２つの光学ヘ
ッド１５を備えている。そのため、２つの光学ヘッド１
５を併用して被加工物２３にレ−ザ加工を行うこともで
きる。その場合、複数の加工点に対して異なる強度のレ
−ザ光Ｌでレ−ザ加工するには、一対の光学ヘッド１５
の光減衰板１７の角度を順次変更すればよいから、１つ
の光学ヘッド５で複数の加工点を異なる強度のレ−ザ光
Ｌで加工する場合に比べて光減衰板１７の回転角度の切
り換え速度を緩かにすることができる。
ッド１５を備えている。そのため、２つの光学ヘッド１
５を併用して被加工物２３にレ−ザ加工を行うこともで
きる。その場合、複数の加工点に対して異なる強度のレ
−ザ光Ｌでレ−ザ加工するには、一対の光学ヘッド１５
の光減衰板１７の角度を順次変更すればよいから、１つ
の光学ヘッド５で複数の加工点を異なる強度のレ−ザ光
Ｌで加工する場合に比べて光減衰板１７の回転角度の切
り換え速度を緩かにすることができる。
【００４２】図５はこの発明の第２の実施の形態を示
す。以下、同図を参照して説明する。なお、図１に示す
第１の実施の形態と同一部分には同一記号を付して説明
を省略する。
す。以下、同図を参照して説明する。なお、図１に示す
第１の実施の形態と同一部分には同一記号を付して説明
を省略する。
【００４３】つまり、この実施の形態はレ−ザ光ＬをＸ
方向とＹ方向とに走査させて被加工物２３に一筆書きの
要領でマ−キングするレ−ザ加工装置で、このレ−ザ加
工装置はレ−ザ発振器１１を備えている。このレ−ザ発
振器１１から出力されるレ−ザ光Ｌの光路には第１の駆
動源１８によって回転角度が設定される光減衰板１７が
配設されている。この光減衰板１７によって強度が設定
されたレ−ザ光Ｌはパワ−モニタ１９を通過してＸスキ
ャナ３１に入射する。このＸスキャナ３１から出射した
レ−ザ光ＬはＹスキャナ３２に入射し、ついでこのＹス
キャナ３２から出射して集光レンズ３３で集束され、Ｘ
Ｙテ−ブル２４上に載置された被加工物２３を照射する
ようになっている。
方向とＹ方向とに走査させて被加工物２３に一筆書きの
要領でマ−キングするレ−ザ加工装置で、このレ−ザ加
工装置はレ−ザ発振器１１を備えている。このレ−ザ発
振器１１から出力されるレ−ザ光Ｌの光路には第１の駆
動源１８によって回転角度が設定される光減衰板１７が
配設されている。この光減衰板１７によって強度が設定
されたレ−ザ光Ｌはパワ−モニタ１９を通過してＸスキ
ャナ３１に入射する。このＸスキャナ３１から出射した
レ−ザ光ＬはＹスキャナ３２に入射し、ついでこのＹス
キャナ３２から出射して集光レンズ３３で集束され、Ｘ
Ｙテ−ブル２４上に載置された被加工物２３を照射する
ようになっている。
【００４４】上記第１の駆動源１８、上記Ｘスキャナ３
１のＸ駆動源３１ａおよびＹスキャナ３２のＹ駆動源３
２ａは制御装置３４によって駆動制御されるようになっ
ている。
１のＸ駆動源３１ａおよびＹスキャナ３２のＹ駆動源３
２ａは制御装置３４によって駆動制御されるようになっ
ている。
【００４５】つまり、上記第１の実施の形態と同様、レ
−ザ光Ｌの強度を設定するために第１の駆動源１８を駆
動して光減衰板１７の回転角度を設定すると、上記第１
の駆動源１８による光減衰板１７の回転角度が求められ
る。この回転角度から上記光減衰板１７に対するレ−ザ
光Ｌの入射角度θ1 が求められるから、既知である光減
衰板１７の屈折角θ2 とによってレ−ザ光Ｌの光軸のず
れ量ｄが上記（１）式に基いて算出される。
−ザ光Ｌの強度を設定するために第１の駆動源１８を駆
動して光減衰板１７の回転角度を設定すると、上記第１
の駆動源１８による光減衰板１７の回転角度が求められ
る。この回転角度から上記光減衰板１７に対するレ−ザ
光Ｌの入射角度θ1 が求められるから、既知である光減
衰板１７の屈折角θ2 とによってレ−ザ光Ｌの光軸のず
れ量ｄが上記（１）式に基いて算出される。
【００４６】光軸のずれ量ｄが求まると、上記（３）式
に基いて被加工物２３上におけるレ−ザ光Ｌのずれ量ｄ
x を算出されるから、この算出値より上記（５）式、お
よび（６）式に基いて補正を要する回転角度θM を求め
ることができる。
に基いて被加工物２３上におけるレ−ザ光Ｌのずれ量ｄ
x を算出されるから、この算出値より上記（５）式、お
よび（６）式に基いて補正を要する回転角度θM を求め
ることができる。
【００４７】レ−ザ光Ｌの光軸のずれ方向がＸ方向であ
れば、回転角度θM に基いてＸスキャナ３１の駆動が補
正され、光軸のずれ方向がＹ方向であれば、回転角度θ
M に基いてＹスキャナ３２の駆動が補正される。Ｘ方向
とＹ方向の双方にずれているときには、Ｘスキャナ３１
とＹスキャナ３２との双方が補正される。
れば、回転角度θM に基いてＸスキャナ３１の駆動が補
正され、光軸のずれ方向がＹ方向であれば、回転角度θ
M に基いてＹスキャナ３２の駆動が補正される。Ｘ方向
とＹ方向の双方にずれているときには、Ｘスキャナ３１
とＹスキャナ３２との双方が補正される。
【００４８】それによって、レ−ザ光Ｌを被加工物２３
上でＸ方向とＹ方向とに走査させるマ−キングを、高精
度に行うことができる。この実施の形態においても、レ
−ザ光Ｌの光軸のずれにともなう補正を、Ｘスキャナ３
１あるいはＹスキャナ３２で行わず、被加工物２３が載
置されたＸＹテ−ブル２４で行うようにしてもよい。
上でＸ方向とＹ方向とに走査させるマ−キングを、高精
度に行うことができる。この実施の形態においても、レ
−ザ光Ｌの光軸のずれにともなう補正を、Ｘスキャナ３
１あるいはＹスキャナ３２で行わず、被加工物２３が載
置されたＸＹテ−ブル２４で行うようにしてもよい。
【００４９】この発明は上記各実施の形態に限定される
ものでなく、たとえばレ−ザ加工装置としてはマ−キン
グ装置に限定されず、切断装置、孔明け装置、熱処理装
置などレ−ザ光の強度を変えて加工を行うことが要求さ
れるレ−ザ加工装置であれば、この発明を適用すること
ができる。
ものでなく、たとえばレ−ザ加工装置としてはマ−キン
グ装置に限定されず、切断装置、孔明け装置、熱処理装
置などレ−ザ光の強度を変えて加工を行うことが要求さ
れるレ−ザ加工装置であれば、この発明を適用すること
ができる。
【００５０】
【発明の効果】請求項１乃至請求項３の発明によれば、
レ−ザ光の強度を変えるために光減衰手段の回転角度を
変えたときに、その回転角度からレ−ザ光の光軸のずれ
量を算出し、その算出値に応じて被加工物を照射するレ
−ザ光の照射位置を補正して照射するようにした。
レ−ザ光の強度を変えるために光減衰手段の回転角度を
変えたときに、その回転角度からレ−ザ光の光軸のずれ
量を算出し、その算出値に応じて被加工物を照射するレ
−ザ光の照射位置を補正して照射するようにした。
【００５１】そのため、被加工物を異なる強度のレ−ザ
光で加工するために光減衰手段を用いることで光軸シフ
トが生じても、そのレ−ザ光による被加工物の照射位置
を高精度に設定できるから、加工精度が低下するのを防
止できる。
光で加工するために光減衰手段を用いることで光軸シフ
トが生じても、そのレ−ザ光による被加工物の照射位置
を高精度に設定できるから、加工精度が低下するのを防
止できる。
【００５２】しかも光軸シフトを補正するために光路補
正板を用いた場合のように、この光路補正板の角度によ
る透過率の変化でレ−ザ光にロスが生じたり、加工点に
おけるレ−ザ光の強度が正確に設定できなくなるという
こともない。
正板を用いた場合のように、この光路補正板の角度によ
る透過率の変化でレ−ザ光にロスが生じたり、加工点に
おけるレ−ザ光の強度が正確に設定できなくなるという
こともない。
【図１】この発明の第１の実施の形態を示すレ−ザ加工
装置の概略的構成図。
装置の概略的構成図。
【図２】同じく光ファイバによってレ−ザ光が導入され
る光学ヘッドの構成図。
る光学ヘッドの構成図。
【図３】同じく光減衰板によるレ−ザ光の光軸シフトと
被加工物上における照射位置とのずれ量との説明図。
被加工物上における照射位置とのずれ量との説明図。
【図４】同じくレ−ザ加工の手順を示すフロ−チャ−
ト。
ト。
【図５】この発明の第２の実施の形態を示すレ−ザ加工
装置の概略的構成図。
装置の概略的構成図。
【図６】従来のレ−ザ加工装置の構成図。
【図７】従来の他のレ−ザ加工装置の構成図。
１１…レ−ザ発振器 １７…光減衰板（光減衰手段） １８…第１の駆動源 ２０…偏向ミラ− ２１…第２の駆動源 ２４…ＸＹテ−ブル（補正手段） ２５、３４…制御装置（補正手段） ３１…Ｘスキャナ ３２…Ｙスキャナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｂ
Claims (3)
- 【請求項１】 被加工物にレ−ザ光を照射してレ−ザ加
工するレ−ザ加工装置において、 上記レ−ザ光を出力するレ−ザ発振器と、 回転角度の調整可能に設けられ上記レ−ザ光の入射角度
を変えることで出射するレ−ザ光の強度を制御する光減
衰手段と、 この光減衰手段によって強度が制御されたレ−ザ光を上
記被加工物に照射する光照射手段と、 上記光減衰手段の回転角度を検出しその回転角度に応じ
て上記光減衰手段で生じる上記レ−ザ光の光軸のずれ量
を算出し、その算出値によって上記光照射手段を制御し
て被加工物を照射するレ−ザ光の照射位置を補正する補
正手段とを具備したことを特徴とするレ−ザ加工装置。 - 【請求項２】 上記光照射手段は、上記レ−ザ光の方向
を偏向する偏向ミラ−と、この偏向ミラ−の角度を変え
る駆動手段と、上記偏向ミラ−で反射したレ−ザ光を集
束する光学レンズとからなり、 上記補正手段は上記偏向ミラ−の角度を制御することを
特徴とする請求項１または請求項２記載のレ−ザ加工装
置。 - 【請求項３】 上記光照射手段は、上記レ−ザ光を被加
工物上でＸ方向に走査させるＸスキャナと、Ｙ方向に走
査せるＹスキャナとからなり、 上記補正手段は上記光減衰手段によるレ−ザ光の光軸の
ずれ方向に応じて上記ＸスキャナあるいはＹスキャナの
少なくともどちらか一方の駆動を制御することを特徴と
する請求項１または請求項２記載のレ−ザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9312342A JPH11147188A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9312342A JPH11147188A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | レ−ザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11147188A true JPH11147188A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18028096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9312342A Pending JPH11147188A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11147188A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7807944B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-10-05 | Tdk Corporation | Laser processing device, processing method, and method of producing circuit substrate using the method |
| JP2012513289A (ja) * | 2008-12-22 | 2012-06-14 | ボシュ・アンド・ロム・インコーポレイテッド | 眼科光ファイバ照明システムにおける、回転可能なプレートアレイを使用したビーム強度制御 |
| KR20150076895A (ko) * | 2013-12-27 | 2015-07-07 | 에이피시스템 주식회사 | 레이저 보정 방법 및 장치 |
| CN112439988A (zh) * | 2019-09-05 | 2021-03-05 | 株式会社迪思科 | 激光加工装置的光轴确认方法 |
-
1997
- 1997-11-13 JP JP9312342A patent/JPH11147188A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7807944B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-10-05 | Tdk Corporation | Laser processing device, processing method, and method of producing circuit substrate using the method |
| JP2012513289A (ja) * | 2008-12-22 | 2012-06-14 | ボシュ・アンド・ロム・インコーポレイテッド | 眼科光ファイバ照明システムにおける、回転可能なプレートアレイを使用したビーム強度制御 |
| KR20150076895A (ko) * | 2013-12-27 | 2015-07-07 | 에이피시스템 주식회사 | 레이저 보정 방법 및 장치 |
| CN112439988A (zh) * | 2019-09-05 | 2021-03-05 | 株式会社迪思科 | 激光加工装置的光轴确认方法 |
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