KR101103926B1

KR101103926B1 - 레이저 가공 장치

Info

Publication number: KR101103926B1
Application number: KR1020090100176A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 다케우치; 아츠히로 가네다
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2012-01-12
Also published as: JP2010099674A; TW201024012A; CN101722363A; KR20100044133A; TWI367799B; JP5288987B2; CN101722363B

Abstract

위치 정밀도가 좋은 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 장치를 얻는 것을 과제로 한다.

레이저 가공 장치에 있어서, 제1 워크(work)로의 가공의 지령 위치와, 지령 위치에 레이저 가공을 행한 경우 실가공 위치의 위치 편차량을 산출하는 위치 편차량 산출부(31)와; 레이저 가공시의 위치 보정을 행할 때에 이용하는 위치 편차 보정 정보를, 위치 편차량에 기초하여 산출하는 보정 계수 산출부(33)와; 제2 워크에 레이저 가공을 행할 때에, 위치 편차 보정 정보에 기초하여 제2 워크로의 가공 목표 위치에 따른 위치 보정을 행하도록 위치 보정 지령을 출력하는 보정 지령부(34)와; 위치 보정 지령에 따른 위치 보정을 행하면서 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 기구(4)를 구비하고, 위치 편차량 산출부(31)는 제1 워크 상의 복수 위치에 대해 각각의 위치 편차량을 산출하고, 보정 계수 산출부(33)는 복수의 위치 편차량에 기초하여 위치 편차 보정 정보를 산출한다.

Description

레이저 가공 장치{LASER PROCESSING DEVICE}

본 발명은 가공 위치의 위치 편차를 보정하면서 워크의 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.

레이저 빔을 가공 대상물인 워크(피가공물)에 조사하여 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 장치는 워크 상의 소정 위치에 위치 정밀도 좋게 구멍 뚫기 가공을 할 필요가 있다. 이를 위해, 레이저 가공 장치는 갈바노 스캐너 미러(galvano scanner mirror) 등에 의해 가공 위치의 위치 편차를 보정하면서 피가공물의 레이저 가공을 행하고 있다.

예를 들어, 특허 문헌 1에 기재된 편차 보정 방법(레이저 가공의 위치 결정 방법)은 XY 테이블 상에 기준 마크와 위치 결정용 구멍을 마련하고 있다. 또한, 작업 개시시의 보정에서는 워크에 레이저광을 조사하여 가공 구멍을 형성함과 아울러, 위치 결정용 구멍을 기점으로 한 가공 구멍의 상대 좌표를 산출하고 있다. 그리고, 이 상대 좌표가 설계값으로 되도록 XY 테이블의 테이블 이동량을 보정하여 레이저 가공을 행하고 있다. 또, 복수의 워크를 동시 가공하는 경우에는, 갈바노 스캐너의 제어량에 오프셋을 부가하여 워크간의 편차를 해소하고 있다.

특허 문헌 1: 일본 특개 2003－220483호 공보

그러나 상기 종래의 기술에서는 고정된 테이블 상에서의 기준 마크와 가공 구멍의 상대 좌표를, 테이블 전체의 기준 스케일로서 규정하고 있기 때문에, 레이저 가공을 실시하는 테이블 위치에 따라서는 테이블의 위치 결정에 오차가 발생하여 가공 구멍의 위치 편차가 발생한다는 문제점이 있었다. 이는 테이블 이동시 위치의 기준으로서 설정된 기준 스케일이 실제의 테이블과 반드시 일치하고 있지 않기 때문이다.

예를 들어, XY 테이블의 스케일 설정 방법으로서, XY 테이블을 어느 고정한 측정 위치로부터 단축 이동시켰을 때의 오차를, 축마다 보정하는 방법이 일반적으로 알려져 있다. 그런데 XY 테이블에는 XY 테이블 자체의 가공 정밀도에 의존하는 직각도(直角度)나 진직도(眞直度)가 존재한다. 그렇기 때문에, XY 테이블을 이동시켰을 때에는 축마다의 1차원 편차에 한하지 않고, 2차원(회전) 편차가 반드시 존재한다. 따라서, XY 테이블의 테이블 위치마다 그 테이블 위치로 이동했을 때의 위치 결정의 오차는 다르다. 이것을 감안하면, 일반적인 스케일 설정을 기준으로 한 테이블 이동을 행해도, 대부분의 테이블 위치에 있어서 지령값과 실측값은 일치하지 않으므로, 그 편차가 가공 구멍의 위치 편차로 나타나서, 안정한 높은 가공 위치 정밀도를 실현하는데 있어서 방해가 되고 있었다. 이 때문에, 상기 종래의 기술에서는 기준 마크와 쌍을 이루는 가공 구멍의 주변에서는 정밀도가 높은 레이저 가공을 실시할 수가 있으나, 예를 들어 기준 마크와 쌍을 이루는 가공 구멍으로부터 장 거리의 테이블 이동을 필요로 하는 워크의 구석을 가공한 경우에는, 테이블 위치(이동)에서 기인하는 편차분만큼 가공 위치 정밀도가 악화된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 위치 정밀도가 높은 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 가공 테이블 상에 재치(載置)된 워크에 레이저광을 조사하여 상기 워크에 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 장치에 있어서, 제1 워크 상의 소정 위치에 레이저 가공을 행하는 경우 가공의 지령 위치와, 상기 지령 위치에 레이저 가공을 행한 경우 실가공 위치의 위치 편차량을 산출하는 위치 편차량 산출부와; 레이저 가공 후의 실가공 위치가 어긋나지 않도록 레이저 가공시의 위치 보정을 행할 때에 이용하는 위치 편차 보정 정보를, 상기 위치 편차량에 기초하여 산출하는 보정 정보 산출부와; 제2 워크에 레이저 가공을 행할 때에, 상기 위치 편차 보정 정보에 기초하여 상기 제2 워크로의 가공 목표 위치에 따른 위치 보정을 행하도록 위치 보정 지령을 출력하는 보정 지령부와; 상기 위치 보정 지령에 따른 위치 보정을 행하면서 레이저 가공을 행하는 레이저 가공부를 구비하고, 상기 위치 편차량 산출부는 상기 제1 워크 상의 복수 위치에 대하여 각각의 위치 편차량을 산출하고, 상기 보정 정보 산출부는 상기 위치 편차량 산출부가 산출한 복수의 위치 편차량에 기초하여 상기 위치 편차 보정 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 워크 상의 복수 위치에 대하여 각각의 위치 편차량을 산출하고, 산출한 복수의 위치 편차량에 기초하여 위치 편차 보정 정보를 산출하므로, 위치 정밀도가 높은 레이저 가공을 행하는 것이 가능하게 된다고 하는 효과를 나타낸다.

이하에, 본 발명에 관한 레이저 가공 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에서는 레이저 가공 장치(1) 중 워크(피가공물; W)에 레이저 가공 처리를 행하는 기구(후술하는 레이저 가공 기구(4))의 구성을 도시하고 있다.

레이저 가공 장치(1)는 워크(W) 상의 소정 위치에 구멍 뚫기 가공을 행하게 하는 경우, 가공 목표 위치(후술하는 지령점(B))와 실제로 가공한 구멍의 위치(후술하는 가공점(A))의 위치 편차(오차)량에 기초하여, 실제품 등의 구멍 뚫기 가공을 행할 때의 위치 편차(레이저 빔 조사 위치에서의 테이블 위치 등)를 보정하여 레이저 가공하는 장치이다.

본 실시 형태의 레이저 가공 장치(1)는 미리 워크(제1 워크(W)) 상의 복수 위치에서, 지령점(B)과 가공점(A)의 위치 편차량을 측정함과 아울러, 측정값에 기초하여 구멍 뚫기 가공의 위치 편차를 보정하기 위한 보정 계수(이하, 위치 편차 보정 계수라고 함)를 산출한다. 그리고, 실제품 등의 구멍 뚫기 가공을 행할 때에 는 산출한 위치 편차 보정 계수(위치 편차 보정 정보)를 이용하여 워크(제2 워크; W) 상의 가공 위치를 보정한다.

레이저 가공 장치(1)는 갈바노 스캐너(11), fθ 렌즈(12), XY 테이블(가공 테이블(13)), 비젼 센서(vision sensor; 14), 도시하지 않은 높이 센서(height sensor), 도시하지 않은 레이저 발진기(레이저 광원) 등을 포함하여 구성되어 있다.

갈바노 스캐너(11)는 레이저 발진기로부터의 레이저광을 주사시키는 서보 모터(servo motor)로서, 레이저광을 갈바노 미러로 요동(搖動)하는 것에 의해, 레이저광의 조사 위치를 워크(W)의 가공 목표 위치에 고속으로 위치 결정한다. 갈바노 스캐너(11)는, 예를 들어 소정의 흔들림각의 범위 내에서 동작한다. 갈바노 스캐너(11)는 레이저 가공 장치(1)로부터 지령을 받아, 목표의 가공 위치에 레이저광이 조사되도록 레이저광의 조사 위치를 이동시켜 정지한다. 갈바노 스캐너(11)는 레이저광이 조사된 후에, 다음 목표 위치로 레이저광의 조사 위치를 이동시켜서 정지하는 동작을 반복한다. 레이저 가공 장치(1)는 2개의 갈바노 스캐너(11)를 가지고 있고, 일방의 갈바노 스캐너(11)가 워크(W)에 대한 레이저광의 조사 위치를 X 방향으로 이동시키고, 타방의 갈바노 스캐너(11)가 워크(W)에 대한 레이저광의 조사 위치를 Y 방향으로 이동시킨다.

XY 테이블(13)은 워크(W)를 재치함과 아울러, 워크(W)를 XY 방향으로 이동시킨다. XY 테이블(13)은 워크(W)의 저면(底面)을 흡착하는 것에 의해 워크(W)를 XY 테이블(13) 상에 고정함과 아울러, X축 및 Y축 방향으로 이동하는 것에 의해 워 크(W)로의 레이저 조사 위치를 조절한다.

fθ 렌즈(12)는 레이저광을 XY 테이블(13) 상의 워크(W) 상에 집광시킨다. 비젼 센서(14)는 레이저 가공 후의 가공 구멍의 위치(좌표)를 검출한다. 레이저 가공 장치(1)는 위치 편차 보정 계수를 산출하기 위해 뚫어진 가공 구멍의 XY 테이블(13) 상의 좌표를 검출하여 측정한다.

레이저 발진기로부터의 레이저광(빔)은 축마다 장착된 갈바노 스캐너(11)와 fθ 렌즈(12)를 통하여, 소정의 스캐닝 에어리어 내의 워크(W)에 조사된다. 레이저 가공 장치(1)에서는 스캐닝 에어리어에 비해 워크(W)의 면적이 크기 때문에, 스캐닝 에어리어마다 XY 테이블(13)의 이동을 실시하여, 워크(W) 전체를 가공한다.

다음으로, 레이저 발진기로부터 출사된 레이저광의 전사(轉寫) 마스크 통과 후의 광로(光路) 구성에 대해 설명한다. 도 2는 실시 형태 1에 관한 레이저 가공 장치의 전사 마스크 통과 후의 광로 구성을 나타낸 도면이다. 레이저 발진기로부터 출사된 레이저광(Bx)은 가공 구멍 형상과 거의 동일 형상인 핀 홀(pin hole)을 구비한 전사 마스크를 통과하면, 미러(17)나 리타더(retarder; 16)를 통하여 갈바노 스캐너(11)에 보내져온다. 갈바노 스캐너(11)에 보내져오는 레이저광(Bx)은 갈바노 스캐너(11)에 의해 소정 위치에 요동된 갈바노 미러에서 반사되어 fθ 렌즈(12)에 보내진다. fθ 렌즈(12)에 보내져온 레이저광(Bx)은 fθ 렌즈(12)에 의해 워크(W) 상에 집광된다.

도 3은 실시 형태 1에 관한 레이저 가공 장치의 기능 구성을 나타낸 블록도이다. 레이저 가공 장치(1)는 위치 편차 보정부(3), 레이저 가공 기구(레이저 가공 부(4), 제어 장치(5)를 가지고 있다. 또한, 여기서는 레이저 가공 기구(4)의 구성 요소로서, 비젼 센서(14), 갈바노 스캐너(11), XY 테이블(13)만을 도시하고 있으며, 다른 구성 요소의 도시를 생략하고 있다.

위치 편차 보정부(3)는 위치 편차량 산출부(31), 측정 데이터 기억부(32), 보정 계수 산출부(보정 정보 산출부; 33), 보정 지령부(34)를 구비하고 있다. 위치 편차량 산출부(31)는 레이저 가공 기구(4)에 접속되어 있고, 레이저 가공 기구(4)의 비젼 센서(14)로부터 보내져오는 실가공 구멍의 위치(XY 테이블(13) 상의 좌표)를 입력한다. 또는 위치 편차량 산출부(31)는 제어 장치(5)에 접속되어 있고, 제어 장치(5)로부터 보내져오는 가공 구멍의 목표 위치(지령 좌표)를 입력한다. 비젼 센서(14)로부터 위치 편차량 산출부(31)에 보내져오는 실가공 구멍의 위치는 제어 장치(5)로부터 위치 편차량 산출부(31)에 보내져오는 가공 구멍의 목표 위치에 대응되고 있다. 본 실시 형태의 제어 장치(5)는 위치 편차 보정 계수를 산출할 때에, XY 테이블(13) 상의 소정 위치에 가공 구멍을 뚫도록 레이저 가공 기구(4)에 지시를 보냄과 아울러, 이 소정 위치의 좌표를 위치 편차량 산출부(31)에 보낸다. 위치 편차량 산출부(31)는 비젼 센서(14)로부터 보내져오는 실가공 구멍의 위치(가공점(A)의 좌표)와 제어 장치(5)로부터 보내지는 가공 구멍의 위치(지령점(B)의 좌표)를 비교하여, 지령점(B)에 대한 가공점(A)의 위치 편차량(위치 오차)을 산출한다.

본 실시 형태의 레이저 가공 장치(1)는 위치 편차 보정 계수를 산출하기 위한 가공 구멍을 XY 테이블(13) 상의 워크(W)에서 복수 형성한다. 이 때문에, 제어 장치(5)는 복수의 지령점(B)에 가공 구멍을 형성하도록 레이저 가공 기구(4)에 지시를 보냄과 아울러, 이 복수의 B의 좌표가 위치 편차량 산출부(31)로 보내진다. 또, 비젼 센서(14)는 XY 테이블(13) 상의 워크(W)에 형성된 복수의 가공 구멍을 검출하고, 각 가공 구멍에서의 가공점(A)의 좌표를 위치 편차량 산출부(31)로 보낸다. 따라서, 위치 편차량 산출부(31)로는 지령점(B)의 좌표와, 이 지령점(B)에 대응되는 가공점(A)의 좌표로 이루어진 복수 쌍의 좌표(이하, 좌표쌍이라고도 함)가 입력된다. 위치 편차량 산출부(31)는 지령점(B)에 대한 가공점(A)의 위치 편차량을 지령점(B)마다 산출하고, 산출한 위치 편차량과 지령점(B)의 XY 테이블(13) 상의 좌표를 대응짓는다. 위치 편차량 산출부(31)는 위치 편차량과 지령점(B)의 좌표를 대응지은 정보를 측정 데이터로서 측정 데이터 기억부(32)에 보낸다. 측정 데이터 기억부(32)는 위치 편차량 산출부(31)로부터 보내져오는 측정 데이터를 기억하는 메모리 등이다.

보정 계수 산출부(33)는 측정 데이터 기억부(32) 내의 측정 데이터를 이용하여 지령점(B)과 가공점(A)의 위치 편차량을 보정하는 위치 편차 보정 계수를 산출한다. 이 위치 편차 보정 계수는 XY 테이블(13)이나 갈바노 스캐너(11)의 동작을 보정하여 위치 편차를 상쇄하기 위한 정보이고, 위치 편차 보정 계수를 이용하여 XY 테이블(13)이나 갈바노 스캐너(11)의 동작을 보정하는 것에 의해 구멍의 가공 위치가 보정된다. 본 실시 형태의 보정 계수 산출부(33)는 XY 테이블(13) 상의 각 위치에 따른 위치 편차 보정 계수를 산출한다. 보정 계수 산출부(33)는, 예를 들어 최소 제곱 근사에 의해 구한 보정식의 계수를 위치 편차 보정 계수로서 산출한다. 보정 계수 산출부(33)는 산출한 위치 편차 보정 계수를 보정 계수 산출부(33) 내의 메모리(도시하지 않음) 등에 저장한다.

보정 지령부(34)는 실제품 등의 가공을 행할 때에는 제어 장치(5)로부터 보내져오는 지령점(B)의 좌표와, 보정 계수 산출부(33)가 산출한 위치 편차 보정 계수를 이용하여, 가공 위치를 보정하기 위한 보정 지령을 작성한다. 보정 지령부(34)는 작성한 보정 지령을 제어 장치(5)에 보낸다.

제어 장치(5)는 위치 편차 보정 계수를 산출할 때에는 지령점(B)의 좌표를 위치 편차량 산출부(31)에 보냄과 아울러, 지령점(B)으로의 구멍 가공을 레이저 가공 기구(4)에 행하게 한다. 또, 제어 장치(5)는 실제품 등의 가공을 행할 때에는 지령점(B)의 좌표를 보정 지령부(34)에 보냄과 아울러, 보정 지령부(34)로부터의 보정 지령을 이용하여 구멍의 가공 위치를 보정하고, 보정한 가공 위치에 구멍 가공이 실시되도록 XY 테이블(13)이나 갈바노 스캐너(11)에 동작 지시를 송신한다. 레이저 가공 기구(4)는 제어 장치(5)로부터의 동작 지시에 따라서 XY 테이블(13)이나 갈바노 스캐너(11)를 동작시킨다.

다음으로, 워크(W; XY 테이블(13)) 상의 가공 구멍 위치에 대해 설명한다. 여기서는 워크(W)가 XY 테이블(13)의 스테이지(stage; Sx) 상에 재치되는 경우에 대해 설명한다. 도 4는 실시 형태 1에 관한 레이저 가공 장치의 스테이지 상의 가공 구멍 위치를 설명하기 위한 도면이다.

스테이지(Sx) 상에 재치된 워크(W)는 여러 위치에 구멍이 뚫어진다. 이 구멍의 위치가 가공점(A)이고, 가공점(A)의 위치에 따라서 테이블 이동시 위치의 기준 으로서 설정된 기준 스케일이 변화된다. 예를 들어, 구멍 뚫기 가공은 스테이지(Sx) 상의 좌단(左端)인 가공 위치(21xL)나 스테이지(Sx) 상의 우단(右端)인 가공 위치(21xR) 등 여러 위치에서 행해진다. 구멍 뚫기 가공이 가공 위치(21xL)에서 행해진 경우의 가공점(A)과, 구멍 뚫기 가공이 가공 위치(21xR)에서 행해진 경우의 가공점(A)에서는 기준 스케일이 다르므로, 각 가공점(A)의 위치를 측정한 경우에는, 가공점(A)의 위치에 따라 위치 편차량이 다르다. 이는 XY 테이블(13)이 이동할 때의 위치의 기준으로서 설정된 기준 스케일이 실제 XY 테이블(13)의 위치와 반드시 일치하지 않기 때문이다. 따라서, 본 실시 형태에서는 미리 워크(W) 상의 복수 위치에서, 지령점(B)과 가공점(A)의 위치 편차량을 측정하고, 이 측정값에 기초하여 각 구멍을 가공할 때의 위치 편차를 보정한다.

다음으로, 레이저 가공 장치(1)의 동작 순서로서, 위치 편차 보정 계수의 산출 처리와, 위치 편차 보정 계수를 이용한 레이저 가공 처리의 각 처리 순서에 대해 설명한다. 도 5는 위치 편차 보정 계수의 산출 처리 순서를 나타낸 플로차트이다.

레이저 가공 장치(1)는 XY 테이블(13)의 기준 스케일을 다시 측정한 경우나, XY 테이블(13) 또는 XY 테이블(13)의 구동계를 변경(교환이나 조정 등)한 경우에, 위치 편차 보정 계수의 산출 처리를 행한다.

레이저 가공 장치(1)는 위치 편차 보정 계수의 산출 처리를 개시하면, 과거에 산출하여 설정한 위치 편차 보정 계수가 있으면(보정 유효인 경우), 이 위치 편차 보정 계수를 무효(보정 무효)로 한다(단계 S110).

제어 장치(5)는 XY 테이블(13)에 재치된 워크(W) 상의 임의 위치에 가공 헤드가 오도록 XY 테이블(13)을 이동시킨다(단계 S120). 이 후, 레이저 가공 기구(4)는 높이 센서에 의해 가공 위치로부터 가공 헤드까지의 높이(Z축 높이)를 검출한다. 그리고, 레이저 가공 기구(4)는 검출한 높이에 기초하여 가공 위치로부터 가공 헤드까지의 높이를 조정한다(단계 S130).

레이저 가공 장치(1)에는 미리 위치 편차 보정 계수를 산출할 때에 구멍 뚫기 가공할 목표 위치(지령점(B))를 복수 등록한다. 도 6은 XY 테이블 상에 설정되는 복수의 지령점을 설명하기 위한 도면이다. 동도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는 XY 테이블(13) 상에 설정한 좌표 상에 복수의 지령점(지령 위치; B)을 설정한다. 각 지령점(B)은, 예를 들어 XY 테이블(13) 상에서 등간격으로 배치한다. 그리고, 레이저 가공 장치(1)는 복수 등록된 각 지령점(B)에서 구멍 뚫기를 행할 수 있는 워크(W; 전체 지령점(B)를 배치할 수 있는 워크(W))를 XY 테이블(13) 상에 재치한다.

제어 장치(5)는 복수 등록된 구멍 뚫기 위치에서 구멍 뚫기 가공을 행하도록 레이저 가공 기구(4)를 제어한다. 이 때, 제어 장치(5)는 복수 등록된 구멍 뚫기 위치 중으로부터 첫 번째의 구멍 뚫기 위치(첫 번째 지령점(B))를 선택하고, 선택한 위치 상(레이저 빔 조사 위치)에 가공 헤드가 오도록 레이저 가공 기구(4)를 제어한다. 이로 인해, 레이저 가공 기구(4)는 갈바노 스캐너(11)를 원점 위치에 설정한 상태(갈바노 원점 위치)에서, 첫 번째의 구멍 뚫기 위치에 가공 헤드가 오도록 XY 테이블(13)을 이동시킨다. 그리고, 레이저 가공 기구(4)는 첫 번째의 구멍 뚫기 위치에서 레이저 가공을 실시한다(단계 S140). 제어 장치(5)는 구멍 뚫기 위치가 첫 번째의 지령점(B)으로 되도록 XY 테이블(13)을 이동시킬 때에, 첫 번째의 지령점(B)의 좌표를 위치 편차량 산출부(31)에 보낸다.

이 후, 레이저 가공 기구(4)는 첫 번째의 구멍 뚫기 위치가 비젼 센서(14) 상(카메라 측정 위치)에 오도록 XY 테이블(13)을 이동시킨다. 그리고, 비젼 센서(14)는 첫 번째의 가공 구멍의 XY 테이블(13) 상의 위치(첫 번째의 가공점(A)의 좌표)를 검출하여 측정한다(단계 S150). 비젼 센서(14)는 측정한 가공 구멍의 위치를 위치 편차량 산출부(31)에 보낸다.

위치 편차량 산출부(31)는 비젼 센서(14)로부터 보내져오는 가공점(A)의 좌표와, 제어 장치(5)로부터 보내지는 지령점(B)의 좌표를 비교하여, 지령점(B)에 대한 가공점(A)의 위치 편차량을 산출한다. 위치 편차량 산출부(31)는 산출한 위치 편차량과 지령점(B)의 XY 테이블(13) 상의 좌표를 대응지음과 아울러, 대응지은 정보를 측정 데이터로서 측정 데이터 기억부(32)에 보낸다. 이로 인해, 측정 데이터가 측정 데이터 기억부(32) 내에 백업된다(단계 S160).

레이저 가공 장치(1)는 모든 가공점(A)에 대해 가공 구멍의 위치 측정이 완료했는지의 여부를 판단한다(단계 S170). 모든 가공점(A)에 대해 가공 구멍의 위치 측정이 완료되어 있지 않으면(단계 S170, 아니오), 레이저 가공 장치(1)는 단계 S120 ~ S170의 처리를 반복한다. 이로 인해, 레이저 가공 장치(1)는 워크(W) 상의 복수 위치에서 지령점(B)과 가공점(A)의 위치 편차량을 측정한다. 다시 말하면, 단계 S120 ~ S170의 처리(지령점(B)과 가공점(A)의 위치 편차량을 측정하는 처리)를 XY 테이블(13) 전면(全面)의 복수 지점에서 반복하여, XY 테이블(13) 전면의 위치 편차 보정량을 측정한다.

측정 데이터가 측정 데이터 기억부(32) 내에 백업된 후, 레이저 가공 장치(1)는 모든 가공점(A; 예를 들어 360 개소(箇所))에 대해 가공 구멍의 위치 측정이 완료했는지의 여부를 판단한다(단계 S170). 모든 가공점(A)에 대해 가공 구멍의 위치 측정이 완료되어 있으면(단계 S170, 예), 보정 계수 산출부(33)는 측정 데이터 기억부(32) 내의 측정 데이터를 이용하여 지령점(B)과 가공점(A)의 위치 편차량을 보정하는 위치 편차 보정 계수를 산출한다.

도 7은 지령점과 가공점의 위치 편차량을 설명하기 위한 도면이다. 동도면에 나타내는 바와 같이, 지령점(B; 지령 위치)과 가공점(A; 실가공 위치)은 지령점(B)의 위치를 따라서 여러 가지의 위치 편차량을 가지고 있다. 본 실시 형태의 보정 계수 산출부(33)는 XY 테이블(13) 상의 각 위치에 따른 위치 편차 보정 계수를 산출하기 위해, 예를 들어 최소 제곱 근사에 의해 구한 보정식의 계수를 위치 편차 보정 계수로서 산출한다. 보정 계수 산출부(33)는, 예를 들어 식 (1) ~ (5)를 이용하여 위치 편차 보정 계수를 산출한다. 식 (1) ~ (5)는 도 7에 나타낸 9쌍의 좌표쌍(지령점(B)의 좌표와 가공점(A)의 좌표)을 이용한 경우, 지령점(B)의 좌표 가공점(A)의 좌표, 위치 편차 보정 계수의 관계를 나타내고 있다.

[식 1]

[식 2]

[식 3]

[식 4]

[식 5]

여기서의 Y는 측정값 행렬이고, XY 테이블(13) 상에서 측정된 가공점(A)의 좌표(실가공 위치)이다. 또, A는 목표값(지령점(B))의 행렬이고, Θ는 보정 계수 행렬이다. 또, ε는 오차 행렬이고, 지령점(B)과 가공점(A)의 편차량을 나타낸다.

보정 계수 산출부(33)는 식 (1) ~ (5)의 Y와 A에 각각 가공점(A)의 좌표와 지령점(B)의 좌표를 입력하고, 최소 제곱 근사를 이용하여 ε가 최소로 되는 Θ을 산출한다. 구체적으로, 보정 계수 산출부(33)는 식 (6)과 (7)을 이용하여 Θ를 산출한다. 여기서의 T는 배치 행렬이고, 여기서의 P는 가중 행렬이다.

[식 6]

[식 7]

보정 계수 산출부(33)는 XY 테이블(13) 상에 설정한 모든 지령점(B)의 좌표 및 가공점(A)의 좌표에 식 (1) ~ (7)을 적용해도 되고, 도 7에 나타낸 9쌍의 좌표쌍마다 식 (1) ~ (7)을 적용해도 된다. 또는 XY 테이블(13; 워크(W))을 소정 수의 에어리어(예를 들어 4쌍의 좌표쌍으로 구성되는 에어리어나 12쌍의 좌표쌍으로 구성되는 에어리어 등)로 분할하고, 분할된 에어리어마다 위치 편차 보정 계수를 산출해도 된다. 이 경우, 보정 계수 산출부(33)는 분할한 각 에어리어에 포함되는 좌 표쌍에 식 (1) ~ (7)을 적용한다.

도 8은 위치 편차 보정 계수의 산출 대상 에어리어를 설명하기 위한 도면이다. 도 8에서는 XY 테이블(13) 상의 에어리어를 에어리어 w1 ~ w8로 8 분할한 경우를 나타내고 있다. 보정 계수 산출부(33)는 이와 같이 분할된 에어리어 w1 ~ w8마다 위치 편차 보정 계수를 산출한다. XY 테이블(13) 상의 에어리어 분할은, 예를 들어 위치 편차 경향이 비슷한 가공점(A)이 동일 에어리어로 되도록 분할한다. 이로 인해, 정확한 위치 보정을 행할 수 있는 위치 편차 보정 계수를 산출하는 것이 가능하게 된다. 또한, 각 에어리어 w1 ~ w8은 인접하는 에어리어와 서로 겹쳐도 된다. 이로 인해, 에어리어의 경계 부분에서도, 가공 구멍의 위치 편차를 정확하게 보정할 수 있는 위치 편차 보정 계수를 산출할 수 있다.

보정 계수 산출부(33)는 산출한 Θ를 위치 편차 보정 계수로서 보정 계수 산출부(33) 내의 메모리에 보존한다(단계 S180). 또한, 산출한 위치 편차 보정 계수는 보정 계수 산출부(33)의 외부에 배치되어 있는 메모리 등에 기억시켜도 된다.

다음으로, 위치 편차 보정 계수를 이용한 레이저 가공 처리의 순서에 대해 설명한다. 도 9는 위치 편차 보정 계수를 이용한 레이저 가공 처리의 순서를 나타낸 플로차트이다. 레이저 가공 장치(1)는 실제품 등의 레이저 가공처리를 개시하면, 위치 편차 보정 계수를 유효(보정 유효)하게 하고, 산출한 위치 편차 보정 계수를 레이저 가공 장치(1)에 설정한다(단계 S210).

제어 장치(5)는 XY 테이블(13)에 재치된 워크(W) 상의 임의 위치에 가공 헤드가 오도록 XY 테이블(13)을 이동시킨다(단계 S220). 이 후, 레이저 가공 기구(4) 는 높이 센서에 의해 가공 위치로부터 가공 헤드까지의 높이(Z축 높이)를 검출한다. 그리고, 레이저 가공 기구(4)는 검출한 높이에 기초하여 가공 위치로부터 가공 헤드까지의 높이를 조정한다(단계 S230).

제어 장치(5)는 레이저 가공에 이용하는 제어 프로그램에 기초하여 실제품으로 되는 워크(W) 상의 소정의 가공 위치(제품용 가공 구멍)에 가공 헤드가 오도록 XY 테이블(13)이나 갈바노 스캐너(11)를 이동시킨다(단계 S240).

이 때, 위치 편차 보정부(3)의 보정 지령부(34)는 제품용 가공 구멍의 XY 테이블(13) 상의 위치(지령점(B)의 좌표)와, 보존하고 있는 위치 편차 보정 계수에 기초하여, 갈바노 스캐너(11)의 오프셋량(가공 위치를 보정하기 위한 갈바노 미러의 위치 보정량) 또는 XY 테이블(13)의 오프셋량(가공 위치를 보정하기 위한 XY 테이블(13)의 위치 보정량)을 산출한다(단계 S250). XY 테이블(13) 상의 에어리어를 복수의 에어리어로 분할하고 에어리어마다 위치 편차 보정 계수를 산출하고 있는 경우에는, 보정 지령부(34)는 지령점(B)의 좌표에 대응되는 에어리어(지령점(B)이 포함되는 에어리어)의 위치 편차 보정 계수를 이용하여 갈바노 스캐너(11) 또는 XY 테이블(13)의 오프셋량을 산출한다.

보정 지령부(34)는 산출한 오프셋량만큼 갈바노 스캐너(11) 또는 XY 테이블(13)이 구동하도록 제어 장치(5)에 지시를 보낸다. 제어 장치(5)는 보정 지령부(34)로부터의 오프셋량만큼 갈바노 스캐너(11) 또는 XY 테이블(13)을 구동시킨다. 이로 인해, 갈바노 스캐너(11) 또는 XY 테이블(13)로의 오프셋량만큼 가공 위치가 보정되어 레이저 가공 기구(4)가 레이저 가공을 행한다(단계 S260). 또한, 위 치 편차 보정 계수를 이용한 구멍 뚫기 가공의 위치 보정을 XY 테이블(13)에 의해서만 행하는 경우, 레이저 가공 장치(1)는 갈바노 스캐너(11)를 가지고 있지 않아도 된다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는 XY 테이블(13) 상의 가공점(A)과 지령점(B)의 위치 편차를 복수 개소에서 산출하고, 이 산출 결과를 이용하여 위치 편차 보정 계수를 산출한다. 이로 인해, 결과적으로 복수 개소에서의 위치 편차량에 기초하여 XY 테이블(13)을 이동시킬 때의 기준 스케일을 설정하고 있다. 따라서, XY 테이블(13)의 전면(임의의 테이블 위치)에서, 안정한 높은 가공 정밀도(예를 들어 ㎛ 단위의 오차)의 구멍 가공을 행하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 실시 형태에서 이용한 가공 위치의 위치 보정과, 워크(W)에 대한 워크 보정을 조합시키는 것에 의해, 임의의 테이블 위치에 있어서 고정밀의 구멍 가공을 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서 설명한 보정 알고리즘(최소 제곱 근사에 의한 위치 편차 보정 계수의 산출 처리)은 위치 편차 보정 계수 산출 처리의 일례이고, 다른 방법에 따라 위치 편차 보정 계수를 산출해도 된다.

또, 본 실시 형태에서는 위치 편차 보정 계수를 산출할 때에, 1개의 구멍마다 레이저 가공과 위치 측정을 행하였으나, 복수의 구멍을 연속하여 레이저 가공한 후에 복수의 가공 구멍을 연속하여 위치 측정해도 된다. 예를 들어, 모든 구멍을 레이저 가공한 후에 모든 가공 구멍을 위치 측정해도 된다.

또, 본 실시 형태에서는 1개의 XY 테이블(13)에 1개의 워크(W)를 재치하여 레이저 가공을 행하는 경우에 대해 설명하였으나, 1개의 XY 테이블(13)에 복수의 워크(W)를 재치하여 레이저 가공을 행해도 된다. 또, 1개의 테이블 구동계에 복수의 XY 테이블(13)을 장착하고, 각 XY 테이블(13) 상의 워크(W)를 레이저 가공해도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는 레이저 가공 장치(1)가 구멍 뚫기 가공을 행하는 경우에 대해 설명하였으나, 레이저 가공 장치(1)는 구멍 뚫기 가공 이외의 레이저 가공 처리를 행해도 된다. 또, 본 실시 형태에서는 위치 편차 보정 계수를 산출하기 위한 워크(W)를 이용하여 위치 편차 보정 계수를 산출하는 경우에 대해 설명하였으나, 실제품용의 워크(W)를 이용하여 위치 편차 보정 계수를 산출해도 된다.

이와 같이 실시 형태 1에 의하면, XY 테이블(13) 상의 복수 개소에서 측정한 구멍 가공의 위치 편차량에 기초하여 위치 편차 보정 계수를 산출하고, 이 위치 편차 보정 계수를 이용하여 구멍 가공의 위치 편차를 보정하므로, 위치 정밀도가 높은 레이저 가공을 행하는 것이 가능하게 된다.

또, 갈바노 스캐너(11)에 의해 가공 위치의 위치 편차를 보정하므로 정확한 위치 편차 보정을 행하는 것이 가능하게 된다. 또, XY 테이블(13)에 의해 가공 위치의 위치 편차를 보정하므로 용이하게 위치 편차 보정을 행하는 것이 가능하게 된다. 또, XY 테이블(13) 상의 에어리어를 복수의 에어리어로 분할하고, 에어리어마다 위치 편차 보정 계수를 산출하기 때문에 정확한 위치 편차 보정을 실시하는 것이 가능하게 된다.

실시 형태 2.

다음으로, 도 10 ~ 도 14를 이용하여 본 발명의 실시 형태 2에 대해 설명한다. 실시 형태 2에서는 레이저 발진기로부터의 레이저광을 2개로 분리하고 XY 테이블(13) 상의 2개의 워크(W)를 동시에 레이저 가공한다.

도 10은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 10의 각 구성 요소 중, 도 1에 나타내는 실시 형태 1의 레이저 가공 장치(1)와 동일 기능을 달성하는 구성 요소에 대해서는 동일 번호를 붙이고 있으며, 중복되는 설명은 생략한다. 도 10에서는 레이저 가공 장치(51) 중 레이저 가공 기구(4)의 구성을 도시하고 있다.

도 10에 나타내는 레이저 가공 장치(51)는 레이저 가공 장치(1)와 동양(同樣)의 기능을 가지고 있다. 즉, 레이저 가공 장치(51)는 워크(W) 상의 소정 위치에 구멍 뚫기 가공을 행하게 하는 경우 지령점(B)과 가공점(A)의 위치 편차량에 기초하여, 실제품 등의 구멍 뚫기 가공을 행할 때의 위치 편차를 보정한다. 레이저 가공 장치(51)는 미리 각 워크(W) 상의 복수 위치에서, 지령점(B)과 가공점(A)의 위치 편차량을 측정함과 아울러, 측정값에 기초하여 위치 편차 보정 계수를 산출한다. 그리고, 실제품 등의 구멍 뚫기 가공을 행할 때에는 산출한 워크(W)마다의 위치 편차 보정 계수를 이용하여 가공 위치를 보정한다.

레이저 가공 장치(51)는 실시 형태 1에서 설명한 레이저 가공 기구(4)의 전사 마스크 통과 후의 광로 구성을 2개 가진 구성으로 되어 있다. 구체적으로, 레이저 가공 장치(51)는 fθ 렌즈(12), 비젼 센서(14), 도시하지 않은 높이 센서를 각각 2씩 가짐과 아울러, 갈바노 스캐너(11)를 2쌍(합계 4) 가지고 있다. 또, 레이저 가공 장치(51)는 도시하지 않은 레이저 발진기나 XY 테이블(13)을, 각각 1개씩 가지고 있고, XY 테이블(13) 상에 2개의 워크(W)를 재치하여 각 워크(W)의 레이저 가공을 동시에 행한다.

전사 마스크 통과 후의 레이저광은 좌측 광로(후술하는 L 스테이지(SL)측)와 우측 광로(후술하는 R 스테이지(SR)측)로 분리되어, 각 광로의 앞에서 각각의 워크(W)에 조사된다. L 스테이지(SL)측의 워크(W)와 R 스테이지(SR)측의 워크(W)는 모두 XY 테이블(13) 상에 재치되어 있으므로, XY 테이블(13)이 이동하면, 서로의 워크(W)는 거의 같은 방향으로 거의 같은 거리만큼 이동한다.

다음으로, 레이저 발진기로부터 출사된 레이저광의 전사 마스크 통과 후의 광로 구성에 대해 설명한다. 도 11은 실시 형태 2에 관한 레이저 가공 장치의 전사 마스크 통과 후의 광로 구성을 나타내는 도면이다. 도 11의 각 구성 요소 중, 도 2에 나타내는 실시 형태 1에서 설명한 광로 구성과 동일 기능을 달성하는 구성 요소에 대해서는 동일 번호를 부여하고 있으며, 중복되는 설명은 생략한다.

레이저 광원으로부터 출사된 레이저광은 전사 마스크를 통과하여, 1 ~ 복수의 미러를 통하여 분관 수단(편광 수단; 15)에 보내져온다. 분광 수단(15)에 보내져온 레이저광은 분광 수단(15)에서 L 스테이지(SL)(XY 테이블(13)의 좌측 스테이지)측과 R 스테이지(SR)(XY 테이블(13)의 우측 스테이지)측으로 분리된다.

L 스테이지(SL)측에 분광되어 온 레이저광은 레이저광(BL)으로서 미러(17)나 리타더(16)를 통하여 L 스테이지(SL)측의 갈바노 스캐너(11)에 보내진다. 또, R 스테이지(SR)측에 분광되어 온 레이저광은 레이저광(BR)으로서 미러(17)나 리타 더(16)를 통하여 R 스테이지(SR)측의 갈바노 스캐너(11)에 보내진다.

L 스테이지(SL)측의 갈바노 스캐너(11)에 보내져오는 레이저광(BL)은 갈바노 스캐너(11)에 의해 fθ 렌즈(12)에 보내져서, fθ 렌즈(12)에 의해 L 스테이지(SL)의 워크(W) 상에 집광된다. 또, R 스테이지(SR)측의 갈바노 스캐너(11)에 보내져오는 레이저광(BR)은 갈바노 스캐너(11)에 의해 fθ 렌즈(12)에 보내져서, fθ 렌즈(12)에 의해 R 스테이지(SR)의 워크(W) 상에 집광되게 된다.

다음으로, 워크(W; XY 테이블(13)) 상의 가공 구멍의 위치에 대해 설명한다. 도 12는 실시 형태 2에 관한 레이저 가공 장치의 스테이지 상의 가공 구멍의 위치를 설명하기 위한 도면이다. 본 실시 형태는 워크(W)가 XY 테이블(13)의 L 스테이지(SL) 상과 R 스테이지(SR) 상에 재치된다.

예를 들어 구멍 뚫기 가공은 L 스테이지(SL) 상의 좌단인 가공 위치(22L), L 스테이지(SL) 상의 우단인 가공 위치(22R), R 스테이지(SR) 상의 좌단인 가공 위치(23L), R 스테이지(SR) 상의 우단인 가공 위치(23R) 등의 여러 위치에서 행해진다. 구멍 뚫기 가공은 L 스테이지(SL) 상의 워크(W)와 R 스테이지(SR) 상의 워크(W)에서 동시에 행해지므로, 예를 들어 L 스테이지(SL) 상의 좌단인 가공 위치(22L)과 R 스테이지(SR) 상의 좌단인 가공 위치(23L)에서 동시에 구멍 뚫기 가공된다. 또, L 스테이지(SL) 상의 우단인 가공 위치(22R)과 R 스테이지(SR) 상의 우단인 가공 위치(23R)에서 동시에 구멍 뚫기 가공된다.

본 실시 형태에서는 L 스테이지(SL) 상과 R 스테이지(SR) 상에서 동시에 위치 편차 보정 계수 산출용의 구멍 뚫기 가공을 행함과 아울러, 동시에 둘어진 가공 구멍을 L 스테이지(SL) 상과 R 스테이지(SR) 상에서 동시에 위치 측정한다. 그리고, 위치 편차 보정부(3)는 실시 형태 1과 동양의 방법에 의해, L 스테이지(SL) 상에서의 위치 편차 보정 계수와 R 스테이지(SR) 상에서의 위치 편차 보정 계수를 산출한다.

이 후, 실시 형태 1과 동양의 방법에 의해, L 스테이지(SL) 상에서의 위치 편차 보정과 R 스테이지(SR) 상에서의 위치 편차 보정이 행해진다. 본 실시 형태의 레이저 가공 장치(51)는 구멍 뚫기 가공을 행할 때에, L 스테이지(SL)측 또는 R 스테이지(SR)측의 적어도 일방을 갈바노 스캐너(11)에 의해 위치 보정한다. 그리고, L 스테이지(SL)측 또는 R 스테이지(SR)측 중의 타방을 갈바노 스캐너(11) 또는 XY 테이블(13)에 의해 위치 보정한다.

또한, L 스테이지(SL)측의 가공 위치와 R 스테이지(SR)측의 가공 위치를, 각각 XY 테이블(13)과 갈바노 스캐너(11)의 양쪽 모두를 이용하여 위치 보정해도 된다. 이 경우, XY 테이블(13)에 의해 소정량만큼 L 스테이지(SL)측의 가공 위치 및 R 스테이지(SR)측의 가공 위치를 위치 보정한다. 그 후, L 스테이지(SL)측에서의 가공 위치를, L 스테이지(SL)측의 갈바노 스캐너(11)에 의해 위치 보정하고, R 스테이지(SR)측의 가공 위치를 R 스테이지(SR)측의 갈바노 스캐너(11)에 의해 위치 보정한다.

레이저 가공 장치(51)는, 예를 들어 L 스테이지(SL)측의 가공 위치를 XY 테이블(13)에 의해 위치 보정하고, R 스테이지(SR)측의 가공 위치를 갈바노 스캐너(11)에 의해 위치 보정한다. 이 경우, 레이저 가공 장치(51)는 L 스테이지(SL) 상의 가공 구멍에 대해 산출한 위치 편차 보정 계수를 이용하여 L 스테이지(SL)측의 가공 위치를 위치 보정한다. 이 때, 레이저 가공 장치(51)는 XY 테이블(13)을 이동시키는 것에 의해 L 스테이지(SL)측의 가공 위치를 위치 보정한다. 이로 인해, R 스테이지(SR)측의 구멍의 위치는 L 스테이지(SL)측에 행한 위치 보정분만큼 위치가 어긋나게 된다. 따라서, 이 후, 레이저 가공 장치(51)는 R 스테이지(SR)측의 가공 구멍에 대해 산출한 위치 편차 보정 계수와, L 스테이지(SL)측에 행한 위치 보정량을 이용하여 R 스테이지(SR)측의 가공 위치를 위치 보정한다. 이 때, 레이저 가공 장치(51)는 갈바노 스캐너(11)를 이동시키는 것에 의해 R 스테이지(RL)측의 가공 위치를 위치 보정한다. 또한, 위치 편차 보정부(3)는 L 스테이지(SL)측의 가공 구멍에 대해 산출한 위치 편차 보정 계수와, R 스테이지(SR)측의 가공 구멍에 대해 산출한 위치 편차 보정 계수를 이용하여 제어 장치(5)로의 보정 지령을 작성해도 된다.

이상과 같이, L 스테이지(SL) 상의 워크(W)와 R 스테이지(RL) 상의 워크(W)를 동시에 구멍 뚫기 가공하는 경우에도, 실시 형태 1의 경우와 동양으로, 각 워크(W) 상의 복수 개소에서 측정한 구멍 가공의 위치 편차량에 기초하여 위치 편차 보정 계수를 산출하고 있다.

여기서, 본 실시 형태의 레이저 가공 장치(51)가 산출한 위치 편차 보정 계수에 의해 가공 구멍의 위치를 보정한 경우의 위치 편차량에 대해 설명한다. 도 13은 R 스테이지 상에서 구멍 뚫기 가공한 경우 구멍 위치의 편차량을 나타내는 도면이고, 도 14는 L 스테이지 상에서 구멍 뚫기 가공한 경우 구멍 위치의 편차량을 나 타내는 도면이다.

도 13 및 도 14에서는 위치 편차 보정 계수에 의해 가공 구멍의 위치를 보정한 경우의 위치 편차량(보정 후)과, 위치 편차 보정하는 일 없이 구멍 뚫기 가공한 경우 위치 편차량(보정 전)의 분포를 나타내고 있다. 도면 내에 나타내는 위치 편차량 C는 보정 전의 위치 편차량이고, 도면 내에 나타내는 위치 편차량 D는 보정 후의 위치 편차량이다. 위치 편차량 C 및 위치 편차량 D의 좌표가 각각 X 방향의 위치 편차량과 Y 방향의 위치 편차량을 나타내고 있다.

도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 위치 편차 보정 계수에 의한 보정 후의 실가공 구멍의 쪽이, 위치 편차 보정이 없는 실가공 구멍보다 위치 편차량이 작아져 있다. 구체적으로, 보정 전의 위치 편차량 C보다 보정 후의 위치 편차량 D의 쪽이, X 방향 및 Y 방향에서 위치 편차량의 최대값이 작아져서, X 방향 및 Y 방향에서 위치 편차량의 평균값도 작아져 있다. 또, 보정 전의 위치 편차량 C보다 보정 후의 위치 편차량 D의 쪽이, X 방향 및 Y 방향에서 위치 편차량의 표준 편차가 작아져 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 레이저 가공 장치(51)가 2개의 워크(W)를 동시에 가공하는 경우에 대하여 설명하였으나, 레이저 가공 장치(51)는 3개 이상의 워크(W)를 동시에 가공해도 된다. 이 경우, 레이저 가공 장치(51)는 실시 형태 1에서 설명한 레이저 가공 기구(4)의 전사 마스크 통과 후의 광로 구성을 3개 이상 가진 구성으로 된다.

이와 같이 실시 형태 2에 의하면, L 스테이지(SL) 상의 워크(W)와 R 스테이 지(RL) 상의 워크(W)를 동시에 구멍 뚫기 가공하는 경우에도, 각 워크(W) 상의 복수 개소에서 측정한 구멍 가공의 위치 편차량에 기초하여 위치 편차 보정 계수를 산출하므로, 위치 정밀도가 높은 레이저 가공을 행하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 실시 형태의 레이저 가공 장치(51)는 구멍 뚫기 가공을 행할 때에, L 스테이지(SL)측 또는 R 스테이지(SR)측의 적어도 일방을 갈바노 스캐너(11)에 의해 위치 보정하면 되기 때문에, 타방의 위치 보정을 XY 테이블(13)만으로 행하는 경우에는, 간단하고 쉬운 구성으로 위치 보정을 행하는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 레이저 가공 장치는 워크의 가공 위치의 위치 편차 보정에 적합하다.

도 1은 실시 형태 1에 관한 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2는 실시 형태 1에 관한 레이저 가공 장치의 전사 마스크 통과 후의 광로 구성을 나타내는 도면이다.

도 3은 실시 형태 1에 관한 레이저 가공 장치의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.

도 4는 실시 형태 1에 관한 레이저 가공 장치의 스테이지 상의 가공 구멍의 위치를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 위치 편차 보정 계수의 산출 처리 순서를 나타내는 플로차트이다.

도 6은 XY 테이블 상에 설정되는 복수의 지령점을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 지령점과 가공점의 위치 편차량을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 위치 편차 보정 계수의 산출 대상 에어리어를 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 위치 편차 보정 계수를 이용한 레이저 가공 처리 순서를 나타내는 플로차트이다.

도 10은 실시 형태 2에 관한 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 11은 실시 형태 2에 관한 레이저 가공 장치의 전사 마스크 통과 후의 광로 구성을 나타내는 도면이다.

도 12는 실시 형태 2에 관한 레이저 가공 장치의 스테이지 상의 가공 구멍의 위치를 설명하기 위한 도면이다.

도 13은 R 스테이지 상에서 구멍 뚫기 가공한 경우 구멍 위치의 편차량을 나타내는 도면이다.

도 14는 L 스테이지 상에서 구멍 뚫기 가공한 경우 구멍 위치의 편차량을 나타내는 도면이다.

<부호의 설명>

1, 51 레이저 가공 장치

3 위치 편차 보정부

4 레이저 가공 기구

5 제어 장치

11 갈바노 스캐너

13 XY 테이블

14 비젼 센서

15 분광 수단

31 위치 편차량 산출부

32 측정 데이터 기억부

33 보정 계수 산출부

34 보정 지령부

A 가공점

B 지령점

W 워크

Claims

가공 테이블 상에 재치(載置)된 워크(work)에 레이저광을 조사하여 상기 워크에 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 장치에 있어서,

제1 워크 상의 소정 위치에 레이저 가공을 행하는 경우 가공의 지령 위치와, 상기 지령 위치에 레이저 가공을 행한 경우 실가공 위치의 위치 편차량을 산출하는 위치 편차량 산출부와,

레이저 가공 후의 실가공 위치가 어긋나지 않도록 레이저 가공시의 위치 보정을 행할 때에 이용하는 위치 편차 보정 정보로서, 상기 가공 테이블의 동작을 보정하여 위치 편차를 상쇄하기 위한 위치 편차 보정 정보를, 상기 위치 편차량에 기초하여 산출하는 보정 정보 산출부와,

제2 워크에 레이저 가공을 행할 때에, 상기 위치 편차 보정 정보에 기초하여 상기 제2 워크로의 가공 목표 위치에 따른 위치 보정을 행하도록 위치 보정 지령을 출력하는 보정 지령부와,

상기 위치 보정 지령에 따른 위치 보정을 행하면서 레이저 가공을 행하는 레이저 가공부를 구비하고,

상기 위치 편차량 산출부는 상기 제1 워크 상의 복수 위치에 대하여 각각의 위치 편차량을 산출하고, 상기 보정 정보 산출부는 상기 위치 편차량 산출부가 산출한 복수의 위치 편차량에 기초하여 상기 위치 편차 보정 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 레이저 가공부는 상기 가공 테이블에 재치된 상기 제1 워크 또는 상기 제2 워크를 복수 동시에 레이저 가공하고, 또한 상기 보정 정보 산출부는 상기 제1 워크마다 상기 위치 편차 보정 정보를 산출함과 아울러, 상기 보정 지령부는 상기 제2 워크마다 상기 보정 지령을 출력하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 레이저 가공부는 레이저광의 조사 위치를 위치 결정하는 갈바노 스캐너(galvano scanner)를 갖고,

상기 보정 지령부는 상기 갈바노 스캐너로의 보정 지령을 출력하여 상기 갈바노 스캐너에 상기 가공 위치의 보정을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 보정 지령부는 상기 가공 테이블로의 보정 지령을 출력하여 상기 가공 테이블에 상기 가공 위치의 보정을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 보정 정보 산출부는 상기 제1 워크면 내에 복수의 에어리어를 설정함과 아울러, 설정한 에어리어마다 상기 위치 편차 보정 정보를 산출하고,

상기 보정 지령부는 상기 제2 워크의 가공 목표 위치에 따른 에어리어의 위치 편차 보정 정보에 기초하여 상기 위치 보정 지령을 출력하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.