TWI640382B - Laser processing method and laser processing device - Google Patents

Abstract

本發明的課題為提供一種雷射加工方法，以所需的速度，且等速雷射光的掃描，可高速，且高品質進行加工。

其解決手段為利用振鏡掃描機進行雷射光的掃描範圍，生成軌道及速度，以在工件裝設台的移動時可抑制慣性的影響，並使得總移動長成為最短，對軌道所需的各區分，比較速度的微分值與成為可否的基準之加減速度的動作臨界值，具備：判定可否的步驟，及以判定為可的區分中生成的速度一邊移動工件裝設台並掃描雷射光，在判定為否的區分的起點側則停止雷射光的射出並停止加工，在此狀態下，以所需的速度移動同工件裝設台，並在判定為可的區分移動時，從停止加工處持續進行雷射光掃描的加工的步驟。

Description

雷射加工方法及雷射加工裝置

本發明是有關雷射加工方法及雷射加工裝置。更詳細而言，有關藉著雷射光射出部與工件的相對性，且物理性移動進行聚光部的掃描的雷射加工中，相對於工件以所需的速度，且等速地掃描雷射光，藉此可以高速，且高品質進行加工。

將雷射光聚光於微小的點，使其聚光部對工件(加工對象物)進行掃描，雕刻或裁斷工件進行加工的雷射加工裝置是在以種種的材料製作的物品的加工中使用。

相對於如以上的工件進行二維掃描雷射光加工的方法，首先有藉相對性，且物理性(機械性)移動雷射光射出部與工件進行掃描加工的方法。在此方法中，有固定雷射光射出部側並移動工件側的方法，及相反固定工件側並移動雷射光射出部側的方法，或移動雷射光射出部側與工件側雙方的方法。

並且，其他的方法是將從固定在所需位置的雷射光射出部射出的雷射光，使用振鏡掃描機或多面反射 鏡等光學性控制，並掃描進行加工的方法。另外並提出有組合上述雷射光射出部側或工件側的物理性移動與雷射光的光學性掃描的方法。

上述各方法分別具有其特徵，可因應所要求的能力或功能性適當選擇，採用於雷射加工裝置。尤其是具備藉著相對性或物理性移動上述雷射光射出部與工件進行加工的功能的方法，可使用短焦點距離的透鏡將雷射光聚光於微小的點，在廣範圍進行高品質的加工上極為有利。如以上的雷射加工裝置的一例有記載於專利文獻1的雷射加工機。

上述專利文獻1記載的雷射加工機，當振鏡掃描機朝前後或左右方向水平移動時，在振鏡掃描機主體靜止於指定位置的狀態中，除了僅以掃描反射鏡掃描雷射光進行加工的方法，並使得振鏡掃描機主體自移(移動)一邊控制振鏡掃描機，藉此無須分割整體移動範圍即可進行雷射加工，擴大振鏡掃描機具有的加工能力。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2011-240403號公報

[發明概要]

但是，上述習知的雷射加工機會有以下的課題。

亦即，雷射加工機是組合雷射光射出部的振鏡掃描機與工件之相對性，且物理性移動，及振鏡掃描機之雷射光的光學性掃描進行的構成。前者是使振鏡掃描機在XY方向，即二維方向移動，尤其是在雷射光掃描的移動量大的部份，進行此相對性，且物理性移動的掃描。

並且，雷射加工中，相對於工件，尤其在二維掃描雷射光進行加工的場合，為了可使加工部的熔融物的隆起平均化等，並進行更高品質的加工，較理想是以所需一定的速度(等速)掃描雷射光的聚光部已為人知。

但是，如上述習知的雷射加工機，在振鏡掃描機的移動中，物理性移動量變大時，尤其是伴隨著移動方向改變時的減速或隨後的加速，容易有大的慣性力作用，與此同時移動速度也會產生大的變動。因此，在雷射加工中，根據加工形狀在振鏡掃描機的穩定性上且維持一定的速度困難。

另外，如上述，配合大變動的振鏡掃描機的移動速度，且為了進行光學性掃描雷射光，有成為極複雜控制的必要，並以高速進行此控制，控制以一定的速度(等速)進行掃描，實際上困難。並且，這是在藉著振鏡掃描機與工件的相對性，且物理性移動進行聚光部掃描之形式的雷射加工機中，以高速，且高品質進行加工上的瓶頸。

本發明是鑒於以上的點所研創而成，提供一種藉著雷射光射出部與工件的相對性，且物理性移動進行聚光部的掃描的雷射加工中，相對於工件以所需的速度，且等速地掃描雷射光，藉此以高速，且高品質進行加工的雷射加工方法及雷射加工裝置為目的。

(1)為了達成上述的目的，本發明的雷射加工方法，具備：對應預先所設定之工件的加工形狀，利用雷射光射出部的雷射光的掃描範圍，以工件裝設台的移動時可抑制慣性的影響，並可使總移動長成為最短的方式，生成上述工件裝設台的軌道及動作資訊，對該生成後的軌道所需的各區分，比較上述動作資訊與預先所設定成為可否的基準的動作臨界值，同動作資訊在同動作臨界值以下時判定為可，超過同動作臨界值時判定為否的步驟，及在上述生成的軌道判定為上述可的區分，將對應該區分的上述加工形狀的區間，以上述動作資訊為基礎一邊移動上述工件裝設台並掃描雷射光進行加工，判定為上述否的區分，在其區分的移動方向加工至對應前一區分的上述加工形狀的區間的終點為止之後，在該終點停止雷射光的射出，並在停止加工的狀態，以所需的速度移動上述工件裝設台，移動至判定為上述否的區分時，從停止上述加工之處繼續對應判定為同否之區分的加工形狀的區間的加工的步驟。

本發明的雷射光加工方法是預先設定工件的加工形狀(例如裁斷形狀)。對應此預先所設定之工件的加工形狀，利用雷射光射出部的雷射光的掃描範圍，生成上述工件裝設台的軌道及動作資訊，以在工件裝設台的移動時可抑制慣性的影響，並使得總移動長成為最短。

軌道的生成是例如將加工形狀的二維的線量的數據轉換成一定間隔的點數據，以雷射光射出部可對應的區域的範圍包圍該等的點成群組化，從各點的座標算出群組化後的點數據的重心位置，通過獲得的所有重心位置，算出總移動長成為最短的線(直線、或曲線時，曲率大，且最接近直線的線)，以此線作為工件裝設台動作之軌道資訊等來進行。藉此，抑制或降低工件裝設台動作時的慣性的影響。並且，軌道的生成方法不限於此，也可採用其他的方法。

此外，對生成後的軌動所需的各區分，比較生成後的動作資訊與成為預先設定之可否的基準的動作臨界值，同動作資訊在上述動作臨界值以下時(如未超過動作臨界值)判定為可，超過動作臨界值則判定為否(不可)。並且，該判定方法，也可以在決定成為可否之基準的動作臨界值時，生成後的動作資訊小於成為可否之基準的動作臨界值時判定為可，動作臨界值以上時判定為否。

動作臨界值是例如軌道的區分為圓弧的場合，對曲率或半徑的各值，在所需的條件下預先設定可容許限度的加減速度等。或者，軌道為曲線形的場合，對線 量的各角度，在所需的條件下預先設定可容許限度的加減速度等。

在生成後的軌道中，判定為可的區分中，以所生成的動作資訊的所需速度一邊移動工件裝設台，並從雷射光射出部射出雷射光，掃描工件上，進行對應上述區分的加工形狀之區間的加工。又，判定為否的區分是在其區分的移動方向中加工至對應前一區分的上述加工形狀的區間的終點(成為下一加工起點)之後，在此終點(換言之，對應判定為否的區分之加工形狀的區間的起點)停止雷射光的射出。移動至對應上述加工形狀的區間之下一加工起點位置的期間的工件裝設台的移動(雷射光射出部的相對性移動)是成為不以雷射光進行加工，即空移狀態。

並且，雷射光射出部是經由相對性空移狀態，在對應下一區分的加工形狀的區間的加工起點到達預定的加工速度之後，朝加工起點射出雷射光，繼續對應下一區分的加工形狀之區間的加工。藉此加工的繼續，以雷射光的聚光部對工件上的掃描是以所需的速度，且相同速度(等速)不間斷地進行，其結果，工件可以高速加工，並可以高品質進行加工。

(2)另外，本發明在上述生成後的動作資訊也可以是工件裝設台的移動速度的微分值，上述預先所設定成為可否的基準的動作臨界值也可以是加減速度的動作臨界值的構成。

此時，對應預先所設定之工件的加工形狀， 在以雷射光射出部進行雷射光的掃描範圍內生成可連續以所需的速度，且等速掃描雷射光之工件裝設台的軌道及速度，對該生成後的軌道的所需的各區分，比較生成後之速度的微分值與預先所設定成為可否的基準之加減速度的動作臨界值，速度的微分值在動作臨界值以下時判定為可，超過動作臨界值時判定為否，對可否的各案例進行與上述(1)的場合相同的預定的動作。

(3)另外，本發明也可以在上述工件的加工結束後，測量殘留於同工件之實際的加工形狀，比較該實際的加工形狀與上述預先所設定之工件的加工形狀，修正其差量的步驟的構成。

此時，工件的加工結束後，將工件朝著預定的位置(測量位置)移動，藉影像感測器測量殘留在工件的實際的加工形狀。比較該測量值的數據與加工條件且預先所設定工件之加工形狀的數據，算出差量。以此差量作為修正值，在下一個加工中，進行使用修正值的加工。

藉此，可進一步降低起因於訊號的延遲或活動部的機械性阻力等相對於預先所設定的工件的加工形狀之實際加工形狀的誤差，提升工件的加工精度。此修正，也可對各工件進行，或進行工件的各複數加工。

(4)為了達成上述的目的，本發明的雷射加工裝置，具備：雷射光射出部，射出雷射光；工件裝設台，係工件的安裝部，在藉著從上述雷射光射出部射出的雷射光進行掃描之二維方向的預定範圍內的全區域可藉驅 動部移動操作；動作資訊生成部，係對應預先所設定之工件的加工形狀，利用雷射光射出部的雷射光的掃描範圍，以工件裝設台的移動時可抑制慣性的影響，並可使總移動長成為最短的方式，生成上述工件裝設台的軌道及動作資訊，對該生成後的軌道所需的各區分，比較上述動作資訊與預先所設定成為可否的基準的動作臨界值，同動作資訊在同動作臨界值以下時判定為可，超過同動作臨界值時判定為否，並在上述生成的軌道判定為上述可的區分，將對應該區分的上述加工形狀的區間，以上述動作資訊為基礎一邊移動上述工件裝設台並掃描雷射光進行加工，判定為上述否的區分，在其區分的移動方向加工至對應前一區分的上述加工形狀的區間的終點為止之後，在該終點停止雷射光的射出，並在停止加工的狀態，以所需的速度移動上述工件裝設台，移動至判定為上述否的區分時，從停止上述加工之處繼續對應判定為同否之區分的加工形狀的區間的方式生成動作資訊；雷射控制部，從上述驅動部接收上述工件裝設台的位置資訊，對上述雷射光射出部發出上述動作資訊生成部生成的射出指令；及動作控制部，從上述驅動部接收工件裝設台的位置資訊，對移動工件裝設台的上述驅動部發出上述動作資訊生成部生成的動作指令。

雷射加工裝置具有如以下的作用。

首先，將必要之工件的加工形狀的數據輸入動作資訊生成部。

接著以輸入的數據為基礎，藉動作資訊生成部，生成 驅動工件裝設台的驅動部的動作資訊，及雷射光射出部的動作資訊。

亦即，對應預先所設定之工件的加工形狀，在以雷射光射出部之雷射光的掃描範圍內，生成可連續以所需的速度，且以等速掃描雷射光的工件裝設台的軌道及速度的資訊。

並且，對生成後的軌道所需的各區分，比較上述生成後的動作資訊與成為預先設定之可否的基準的動作臨界值，動作資訊在上述動作臨界值以下時判定為可，超過動作臨界值則判定為否。在生成後的軌道生成動作資訊，該動作資訊：在判定為可的區分以生成後的動作資訊所需的速度一邊移動工件裝設台，並從雷射光射出部射出雷射光，掃描工件上，進行對應上述區分的加工形狀之區間的加工，及判定為否的區分則在其區分的移動方向加工至對應前一區分之上述加工形狀的區間的終點(成為下一加工起點)之後，在該終點(轉向點)停止雷射光的射出，且移動至對應上述加工形狀的區間之下一加工起點位置的期間的工件裝設台的移動(雷射光射出部的相對性移動)不進行雷射光的加工，而是從對應下一區分的加工形狀之區間的起點開始加工。

以該等生成後的動作資訊為基礎，從動作控制部朝驅動部輸出動作指令，使工件裝設台移動。又，從驅動部輸出顯示工件裝設台之現在位置的二維方向的訊號，送至雷射控制部與動作控制部，以該訊號為基礎，從 動作控制部朝驅動部依序進行最適當之動作訊號的反饋，藉以使工件裝設台精度良好地動作。

並且，對雷射控制部送出藉工件裝設台的動作之二維方向的訊號，以此訊號為基礎，對此時間點的動作資訊，即連續地更新，將更新後的動作資訊依序從雷射控制部輸出至雷射光射出部。

如上述，在藉雷射光射出部與工件之相對性，且物理性移動進行聚光部掃描的雷射加工中，工件裝設台之移動速度的生成值在超過生成後的軌道預先所設定成為可否的基準之加減速度的動作臨界值(負載變大)的區分(即判定為否的區分)是在其區分的移動方向中加工至對應前一區分之上述加工形狀的區間的終點之後，在終點停止雷射光的射出，因此移動至對應下一區分(判定為否的區分)之加工形狀的區間的加工起點為止的期間是雷射光射出部相對於工件成為相對性空移狀態。

又，在軌道中，加速至預定的速度，移動至下一區分時，朝對應該區分的加工形狀之區間的加工起點射出雷射光，從空移前停止加工之處(位置)，繼續進行此區間之雷射光的加工。亦即，對於工件，雷射光的聚光部可以所需的速度，且一定的速度不間斷進行掃描，因此可以高速，且高品質進行加工。

(5)本發明為上述驅動部也可具備：具有第1線性編碼器的第1驅動軸，及可與同第1驅動軸大致平行移動地設置在該第1驅動軸，與上述第1驅動軸大致 正交的第2驅動軸，上述工件裝設台可移動地設置在上述第2驅動軸的構成。

此時，在工件裝設台的二維方向之所需範圍內的全區域的移動可以藉第1驅動軸與第2驅動軸進行。

並且，可藉著從第1驅動軸具備的第1線性編碼器與第2驅動軸具備的第2線性編碼器雙方送來的資訊，特定工件裝設台的二維位置。

(6)本發明也可構成為具備在上述工件的加工結束後，測量殘留於同工件之實際的加工形狀的影像感測器，在上述動作資訊生成部中，比較上述實際的加工形狀與上述預先所設定之工件的加工形狀，修正其差量，並使用該修正值，進行藉上述雷射控制部之上述雷射光射出部的控制，及藉上述動作控制部之上述工件裝設台的移動控制。

此時，首先，工件的加工結束後，將工件朝著預定的位置(測量位置)移動，藉影像感測器測量殘留於工件之實際的加工形狀。比較此測量值的數據與在加工條件預先所設定工件之加工形狀的數據，算出差量。以此差量作為修正值，在下一的加工中，進行使用修正值的加工。藉此，可進一步降低起因於電訊號的延遲或活動部之機械性阻力等預先所設定的工件的加工形狀與實際的加工形狀的誤差，提升工件的加工精度。

(7)為達成上述的目的本發明的雷射加工方法，具備：對應預先所設定之工件的加工形狀，利用雷 射光射出部的雷射光的掃描範圍，以工件裝設台的移動時可抑制慣性的影響，並可使總移動長成為最短的方式，生成上述工件裝設台的軌道及動作資訊，對該生成後的軌道所需的各區分，比較上述動作資訊與預先所設定成為可否的基準的動作臨界值，同動作資訊在同動作臨界值以下時判定為可，超過同動作臨界值時判定為否的步驟，及在上述生成的軌道判定為上述可的區分，將對應該區分的上述加工形狀的區間，以上述動作資訊為基礎一邊移動上述工件裝設台並掃描雷射光進行加工，判定為上述否的區分是在以包含其區分的轉向點為邊界的各區分中，在移動方向將對應前一區分之上述加工形狀的區間從起點加工至終點為止之後，在該終點停止雷射光的射出，並在停止加工的狀態，以所需的速度移動上述工件裝設台，並移動至下一隨後的區分時，從停止上述區間的加工之處，繼續進行對應後一區分的上述加工形狀之區間的加工的步驟。

該雷射加工方法是在生成後的軌道中，判定為可的區分是以所生成的動作資訊的所需速度一邊移動工件裝設台，並從雷射光射出部射出雷射光，掃描工件上，進行對應上述區分的加工形狀之區間的加工。又，軌道中，判定為否的區分是在其區分的移動方向中，從轉向點加工至對應前一區分的上述加工形狀的區間的終點(成為下一加工起點)之後，在終點(轉向點)停止雷射光的射出。移動至對應上述加工形狀的區間之下一加工起點位置的期間的工件裝設台的移動(雷射光射出部的相對性移 動)是成為不以雷射光進行加工，即空移狀態。

並且，雷射光射出部是經由相對性空移狀態，在對應下一區分(比轉向點更後的區分)的加工形狀的區間的加工起點到達預定的加工速度之後，朝加工起點射出雷射光，繼續對應下一區分的加工形狀之區間的加工。藉此加工的繼續，以雷射光的聚光部對工件上的掃描是以所需的速度，且相同速度(等速)不間斷地進行，其結果，工件可以高速加工，並可以高品質進行加工。

本發明是在藉雷射光射出部與工件的相對性，且物理性移動進行聚光部的掃描的雷射加工中，提供一種可相對於工件以所需的速度，且等速地掃描雷射光，藉此可以高速，且高品質進行加工的雷射加工方法及雷射加工裝置。

A‧‧‧雷射加工裝置

1‧‧‧雷射振盪器

2‧‧‧雷射光路

3‧‧‧fθ透鏡

4‧‧‧振鏡掃描機

5‧‧‧光頭升降機構部

50‧‧‧升降體

6‧‧‧影像感測器

7‧‧‧工件裝設台

70‧‧‧台主體

71‧‧‧吸氣孔

72‧‧‧大的吸附塊

72a‧‧‧小的吸附塊

73‧‧‧吸附孔

700‧‧‧薄膜

74~77‧‧‧加工形狀

8‧‧‧X方向驅動軸

9‧‧‧X方向線性編碼器

10‧‧‧Y方向驅動軸

11‧‧‧Y方向線性編碼器

12‧‧‧X方向編碼器訊號分配器

13‧‧‧Y方向編碼器訊號分配器

14‧‧‧驅動軸控制器

15‧‧‧振鏡掃描機及雷射光射出控制器

16‧‧‧動作資訊生成器

17‧‧‧基盤

18‧‧‧架台

L1~L13‧‧‧訊號線

第1圖是表示本發明之雷射加工裝置的實施形態的說明圖。

第2圖表示構成雷射加工裝置的工件裝設台的構造，表示固定薄膜的狀態的平面方向說明圖。

第3圖是表示構成雷射加工裝置之動作資訊生成器的動作流程的流程圖。

第4圖是表示構成雷射加工裝置之驅動軸控制器及振鏡掃描機的動作流程的流程圖。

第5圖是表示使用構成雷射加工裝置的影像感測器進行加工形狀數據之修正的動作的流程圖。

第6(a)圖表示數據上的加工形狀的說明圖，第6(b)圖表示對加工形狀的各區分輸入加工條件的狀態的說明圖，第6(c)圖表示將加工形狀作為加工形狀數據予以細分化，並分類成直線與圓弧的三種類項目的狀態的說明圖，第6(d)圖是表示例示點的項目之狀態的說明圖。

第7(a)圖是將項目群組化後的狀態的說明圖，第7(b)圖為算出工件裝設台盡可能成為直線動作之軌道的狀態的說明圖，第7(c)圖為製作驅動軸的動作資訊的狀態的說明圖，第7(d)圖為製作振鏡掃描機的動作資訊的狀態的說明圖。

第8圖表示工件裝設台之軌道的一例，在軌道追加空移部的場合之工件裝設台的動作的說明圖。

參閱第1圖及第2圖，進一步詳細說明本發明的實施形態。

首先，說明本發明之雷射加工裝置A的動作系的構造。

第1圖表示的雷射加工裝置A具有基盤17。在基盤17上面的X方向的中央，朝Y方向固定著第1驅動軸的Y方向驅動軸10。在Y方向驅動軸10跨大致全長設有第 1線性編碼器的Y方向線性編碼器11。

Y方向驅動軸10之上，將第2驅動軸的X方向驅動軸8朝向與Y方向驅動軸10的直角方向(X方向)，並藉著Y方向線性編碼器11特定座標地安裝可在Y方向移動。在X方向驅動軸8跨大致全長，設置第2線性編碼器的X方向線性編碼器9。並在X方向驅動軸8之上，將後述的工件裝設台7藉著X方向線性編碼器9可特定座標地安裝成可在X方向移動。Y方向驅動軸10與X方向驅動軸8是構成移動工件裝設台7的驅動部。

基盤17的後部側設有架台18。在架台18之上，設置雷射振盪器1。並且，在架台18的前端，設有光頭升降機構部5。在可升降控制光頭升降機構5的升降體50固定有構成雷射光射出部的振鏡掃描機4。振鏡掃描機4在下側具有射出部的fθ透鏡3，fθ透鏡之外有藉反射鏡等的光學系進行雷射光掃描。

又，振鏡掃描機4為單體，具備其掃描特有(獨自)的雷射光的掃描範圍。該特有的掃描範圍在後面說明。在算出工件裝設台7為盡可能直線動作的軌道時，也作為條件之一使用於數據輸入。升降體50在振鏡掃描機4的旁邊並排設有影像感測器6。另外，從雷射振盪器1延伸出連結振鏡掃描機4的雷射光路2。

又，作為使上述動作系動作的控制系，具備：動作控制部的驅動軸控制部14；雷射控制部的振鏡掃描機及雷射光射出控制部15；動作資訊生成部的動作 資訊生成器16，另具備X方向編碼器訊號分配器12及Y方向編碼器訊號分配器13。該等控制系是在控制系內及控制系與動作系之間透過訊號線進行指令訊號(控制訊號)的收送訊。

以下，進一步詳細說明。首先，從驅動軸控制器14透過訊號線L1朝Y方向驅動軸10傳送Y方向驅動軸控制指令並透過訊號線L2朝X方向驅動8傳送X方向驅動控制指令。從Y方向線性編碼器11透過訊號線L3朝Y方向編碼器訊號分配器13傳送Y方向編碼器訊號，Y方向編碼器訊號是透過訊號線L4、L5分配至驅動軸控制器14與振鏡掃描機及雷射光射出控制器15。

從X方向線性編碼器9透過訊號線L6朝X方向編碼器訊號分配器12傳送X方向編碼器訊號，X方向編碼器訊號是透過訊號線L7、L8分配至驅動軸控制器14與振鏡掃描機及雷射光射出控制器15。從振鏡掃描機及雷射光射出控制器15是透過訊號線L9朝振鏡掃描機4傳送振鏡掃描機控制指令，並透過訊號線L10朝雷射振盪器1傳送雷射光射出指令。

又，從影像感測器6透過訊號線L11朝動作資訊生成器16傳送影像資訊。該影像資訊透過訊號線L12送至振鏡掃描機及雷射光射出控制器15，並透過訊號線L13送至驅動軸控制器14。

接著，參閱第2圖，針對雷射加工裝置A中採用的工件裝設台7說明。

工件裝設台7吸附薄膜或薄片等的加工對象物的工件加以固定。一般，雷射加工裝置的工作台，在裁斷固定後的工件時，為抑制加工點裁斷之雷射光反射造成的影響，在工件的加工處有以浮起的狀態保持的必要。

通常是在上面，使用設置與工件的加工部份(加工形狀)對應之形狀的溝槽的工作台。但是，工件的加工形狀有種種不同，預先製作具有對應該等的溝槽形狀的工作台，在該等的管理上，不僅費工時，成本上的負擔也大。

雷射加工裝置A具備的工件裝設台7具有四角形的台主體70，在其表面大致跨全面設有多數的吸氣孔71。並且，在台主體70的表面以適當排列可裝卸地固定有大小不同的四角形並具有相同厚度的吸附塊72、72a。大吸附塊72與小吸附塊72a是例如排列如第2圖所示。

藉此，設置在各吸附塊72、72a的上面從通過上述吸氣孔71的吸附孔73進行吸氣，可藉此以從台主體70的表面浮起於加工部的狀態吸附工件。並且，可固定各吸附塊72、72a，藉位在更低之台主體70的表面的各吸氣孔71，吸入藉雷射加工產生之工件的氣化物等加以排除。

再者，該例為工件以第2圖點線表示的薄膜700中，設定對應各吸附塊72以一點虛線表示的四角形的加工形狀74；對應吸附塊72a的兩個一組的四角形的 加工形狀75；及對應吸附塊72a之十二個十字形的加工形狀76與對應相同吸附塊72a之十二個圓形的加工形狀77。

在此，參閱第1圖，說明雷射加工裝置A的動作概略。

雷射加工裝置A是使用射出部的振鏡掃描機4之雷射光的掃描速度與藉工件裝設台的移動所獲得之移動速度的合成速度，可對加工對象物進行雷射光掃描的構成。

(1)將必要的加工形狀的數據輸入動作資訊生成器16。

(2)以輸入的數據為基礎，藉動作資訊生成器16生成振鏡掃描機4的相對性移動的軌道；根據此的X方向驅動軸8與Y方向驅動軸10的動作資訊；及振鏡掃描機4的動作資訊。

(3)以該等動作資訊為基礎，從驅動軸控制器14朝X方向驅動軸8與Y方向驅動軸10輸出動作資訊，並從振鏡掃描機及雷射光射出控制器15朝振鏡掃描機4輸出動作指令。

(4)根據動作指令，使工件裝設台7移動，從X方向線性編碼器9及Y方向線性編碼器11輸出顯示其現在位置的X方向、Y方向的編碼器訊號。

(5)X、Y方向的編碼器訊號是以X方向編碼器訊號分配器12、Y方向編碼器訊號分配器13分配，朝驅動軸控制器14與振鏡掃描機及雷射光射出驅動 軸15輸出。

(6)以X、Y方向的編碼器訊號為基礎，從驅動軸控制器14對X方向驅動軸8與Y方向驅動軸10依序進行最適當動作訊號的反饋，使工件裝設台7精度良好地動作。

(7)朝振鏡掃描機及雷射光射出控制器15，傳送藉工件裝設台7的動作之X、Y方向的編碼器訊號，以此X、Y方向的編碼器訊號為基礎，對其時間點的動作資訊，即連續地更新，將更新後的動作資訊依序輸出至振鏡掃描機4及雷射光振盪器1，進行雷射加工。

(8)對一個工件進行加工至結束之後，藉影像感測器6測量加工後之工件的加工位置，輸出至動作資訊生成器16。

(9)動作資訊生成器16中，算出電訊號的延遲等產生之輸入後的加工形狀與實際的加工形狀的差，進行動作訊號的修正，提升下一加工的精度。

接著，參閱第1圖至第8圖，使用雷射加工裝置A，採用工件為合成樹脂製之薄膜的場合為例，詳細說明將薄膜裁斷成所需形狀時之裝置的作用及加工方法。

首先，在工件裝設台7載放四角形的薄膜700等的工件，輸入固定工件用的訊號(從開關或外部之電訊號輸入)。藉此，在與設置於工件裝設台7之吸氣孔71連結的配管產生負壓，從塊72、72a的吸附孔73吸氣，藉此吸附工件固定。

之後，為防止雷射光的曝露，關閉雷射加工裝置A具備的覆罩(省略圖示)，以確保安全。接著輸入開始加工的訊號時，各控制器將動作指令送至各機器，使各機器開始動作。以下，針對加工作業的動作流程參閱第3圖、第4圖及第5圖。並且，說明書中附帶< >號碼的說明是對應該等圖中表示的號碼。

<1>加工形狀數據的製作與輸入(手動操作)

在動作資訊生成器16(一般為個人電腦)的軟體的畫面中，輸入所欲對工件進行加工(例如裁斷)之加工形狀的線(也有包含一維的點的場合)。輸入時，選擇點、直線或曲線、圓形、矩形等種種的項目製作二維圖形(參閱第6(a)圖)。並且，該圖形是例示用於說明，因此與上述第2圖例示的加工形狀74~77不同。

並且，也可以CAD(computer-aided design)系統等收納預先製作的二維圖示數據。另外，為修正工件與工件裝設台7的相對偏位，在工件上預先設置標記(省略圖示：印刷或成膜，依據其他的處理)的場合，影像感測器6有檢測其位置的必要，也可設定其座標。

<2>加工條件輸入(手動操作)

相對於以上述<1>製作的二維加工形狀數據，設定加工時成為所需的加工速度、重複頻率(振盪頻率)及加工點輸出(雷射輸出)的加工條件，輸入動作資訊生成器 16(參閱第6(b)圖)。針對此加工條件的設定，可指定製作後的加工形狀的線量的各區間分別輸入。並且，可預先設定雷射加工裝置A之能力上的限制值(振鏡掃描機4的掃描範圍、速度、工件裝設台7的最大速度及加減速度的動作臨界值等)。

又，上述加工點輸出是使得從雷射振盪器1射出的雷射光經由光學系，到達工件，實際對加工賦予雷射光每一秒的能源。該能源通常在光學系中引起一定的衰減，因此在設定時考量該衰減。

<3>加工形狀數據的分類(預備驗證的準備步驟)

將上述<1>輸入的線量構成的加工形狀數據細分化，分類成點與直線與圓弧的三種類的項目(參閱第6(c)、(d)圖)。並且，第6(d)圖是表示除第6(c)圖表示的直線與圓弧的項目之外，例示三處點的項目。

接著，在振鏡掃描機4之對應區域的各範圍將該等項目與以群組化。一個項目超過振鏡掃描機4的對應範圍(對應區域)的場合，即不予群組化，使其單獨存在(參閱第7(a)圖)。

<4>預備驗證

事先預備驗證可否對應加工形狀。

在分別配置上述<3>製作之項目的群組及單獨的項目的狀態，判斷驅動機器之Y方向驅動軸10與X方向驅 動軸8等的動作負載大之處，簡易地一邊將項目群組及單獨項目歸納於振鏡掃描機4的對應範圍，並算出工件裝設台7盡可能直線動作的軌道(參閱第7(b)圖)。

如上述，在振鏡掃描機4的掃描範圍內，生成可以所需的速度，並連續以等速掃描雷射光之工件裝設台7的軌道及移動速度。並且，只要可以此自動處理完成掃描的指令，在處理時間、加工品質的面即可優異地處理。

並且，比較在直線間的轉向量與驅動機器預先所設定的動作臨界值，判定可否以等速掃描。亦即，對生成後之軌道所需的各區分，比較生成後之速度的微分值與預先設定成為可否的基準之加減速度的動作臨界值，速度微分值在動作臨界值以下時判定為可，超過動作臨界值時則判定為否。再者，成為可否的基準的動作臨界值是以驅動機器具有的加減速度、制定時間、振動等為基礎設定，在事先預先輸入。又，動作臨界則是工件裝設台7的加減速、制定時間不能對應預先所設定的掃描速度。

<5>空移距離及位置資訊的算出

以上述<4>的預備驗證，在判定以生成後的軌道之所需的速度及等速的掃描為否的區分中，算出工件裝設台7的空移路徑、距離(振鏡掃描機4的相對性空移路徑、距離)及雷射光位在ON/OFF的位置的資訊。並且，在判定為上述否的區分是在移動方向，對應其前一區分的加工 形狀的區間，加工至終點之後，在振鏡掃描機4從其終點朝著下一區間(對應判定為否的區間之加工形狀的區間)的加工起點相對性移動的期間，以不射出雷射光的狀態以所需的速度移動，即相對性空移來因應。

<6-A>驅動軸動作資訊的製作(自動處理)

將上述<1>製作之加工形狀的二維線量的數據轉換成一定間隔的點數據。以振鏡掃描機可對應之區域的例如1/4~1/2的範圍包圍該等的點，予以群組化。從各點的座標算出群組化後的點數據的重心位置。

通過所獲得的所有重心位置，算出總移動長成為最短的線(直線、或曲線時，曲率大，且最接近直線的線)。並且，在此所謂總移動長是工件裝設台7在工件單位的一次加工中，移動長度的全長。換言之，稱振鏡掃描機4在工件單位的一次加工中，對於工件相對性移動之長度的全長。將此線設成工件裝設台動作的軌道資訊(參閱第7(c)圖)。藉此，可抑制或降低工件裝設台7動作時之慣性的影響。

並且，從存在於群組內的點的數量，獲得加工長度，將加工長度除以加工速度，藉此求得其群組內容許的所需時間。又，從重心位置間的距離與所需的時間，獲得用於移動工件裝設台7的速度資訊。

<6-B>振鏡掃描機動作資訊的製作(自動處理)

振鏡掃描機4是以加工形狀數據為最小單位，辨識近似點、直線、圓弧的形狀。不屬圓弧的曲線等在作為短的直線的連結進行處理之後，設定雷射加工的起點位置與終點位置(參閱第7(d)圖)。該起點位置與終點位置成為雷射光的射出資訊並也反映在驅動軸動作資訊，與動作上的起點位置及終點位置共通。

<7-A>輸出驅動軸動作資訊

從動作資訊生成器16朝驅動軸控制機器14輸出X方向驅動軸8與Y方向驅動軸10的動作資訊。

<7-B>輸出振鏡掃描機動作資訊及雷射光射出資訊

從振鏡掃描機及雷射光射出控制器15，朝振鏡掃描機4輸出振鏡掃描機動作指令，朝雷射振盪器1輸出雷射光射出指令。

參閱第4圖。

<8-A>驅動軸控制指令的生成(自動處理)

將初期的動作資訊寫入驅動軸控制器14，一邊接收從成為工件裝設台7的現在位置的X方向編碼器9及Y方向編碼器11輸出的訊號，並以此訊號為基礎生成適當(或者最適當)的驅動軸控制訊號，依序進行朝驅動部之X方向驅動軸8與Y方向驅動軸10的反饋。藉以使工件裝設台7精度良好地動作。

<8-B>振鏡掃描機及雷射光射出控制指令的生成(自動處理)

將初期的動作資訊寫入驅動軸控制器14，一邊減去從編碼器訊號所獲得之工件裝設台7的現在位置並生成控制指令。振鏡掃描機及雷射光射出控制器15是以此生成後的指令，作為從工件的基準位置之相對性移動的初期值加以辨識。並且，在動作途中伴隨著工件裝設台7的移動，使工件的基準位置移動，藉此相對性使得與雷射光的照射位置(雷射測的基準位置)的距離變動，以減去該量為前提，接收比振鏡掃描機4的對應範圍大的指令值。

更詳細為，藉著將從X方向編碼器9及Y方向編碼器11作為電訊號輸出之編碼器訊號的工件裝設台7的現在位置資訊，輸入至驅動軸控制器14及振鏡掃描機及雷射光射出控制器15。驅動軸控制器14是如工件裝設台7所設定的軌道及速度條件精度良好動作地一邊與現在位置資訊比較，並抵銷動作時的慣性與整體之熱膨脹等的影響來控制X方向驅動軸8與Y方向驅動軸10的馬達動作。在另一方面，振鏡掃描機及雷射光射出控制器15是接收工件裝設台7的現在位置資訊，將從初期的動作指令資訊連續地減去工件的基準位置與雷射側的基準位置之相對差的指令，輸出至振鏡掃描機4及雷射振盪器1進行加工。

<9-A>驅動軸控制指令輸出

從驅動軸控制器14朝X方向驅動軸8與Y方向驅動軸10輸出控制指令。

<9-B>振鏡掃描機控制指令輸出

從振鏡掃描機及雷射光射出控制器15朝振鏡掃描機4輸出控制指令。

<9-C>雷射光射出控制指令輸出

從振鏡掃描機及雷射光射出控制器15朝雷射振盪器1輸出控制指令。

<10-A>工件裝設台動作

藉上述<9-A>，工件裝設台7在所需的軌道上動作。

<10-B>振鏡掃描機動作

藉上述<9-B>，進行來自振鏡掃描機4之雷射光的射出及停止。

<10-C>雷射光射出

藉上述<9-C>，射出雷射光，並透過雷射光路2送至振鏡掃描機4。

各機器的動作開始，以編碼器訊號為基礎，設定於工件的加工起點進入振鏡掃描機4的對應範圍內 時，藉振鏡掃描機4朝向成為工件的加工起點的位置射出雷射光，進行加工。並且，在生成後的軌道中，判定為可的區分(第8圖中圓弧形狀的區分1)是以生成後所需的速度使得振鏡掃描機4相對於工件相對地一邊移動，並從振鏡掃描機4射出雷射光，掃描工件上，進行對應上述區分1的加工形狀之區間的加工。

在工件裝設台7移動的軌道中，判定為否(超過動作臨界)的區分(第8圖中，直線狀的區分5、9)是在各個起點側，在移動方向依序將減速區間(直線狀的區間2、6)、連結區間(直線狀的區間3、7)及加速區間(直線狀的區間4、8)構成的空移部追加於軌道。

又，判定為否的區分為區分5的場合，在判定為可的區分1的移動方向中成為前一區分，判定為否的區分為區分9的場合，在判定為否的區分5的移動方向中成為前一區分。另外，所謂判定為否的區分5、9的關係，區分5是以區分5的終點的轉向點為邊界，前一區分，區分9為後一區分。並且，區分1的終點及區分5的終點為轉向點。

參閱第8圖說明，藉振鏡掃描機4以雷射光進行對應區分1之加工形狀的加工之後，在其終點將雷射停止，進行各區間2、3、4的空移，在加速區間4加速到達所需速度時，從對應區分5的加工形狀的起點射出雷射光開始加工。並且，加工至對應區分5的加工形狀的終點 之後，在終點停止雷射光，進行各區間6、7、8的空移，在加速區間8加速到達所需速度時，從對應區分9的加工形狀的起點射出雷射光開始加工，加工至對應區分1之加工形狀的起點(加工起點)。

藉上述加工的繼續，雷射光在工件上的掃描是以所需的速度，且相同速度(等速)不間斷地進行，其結果，可以高速進行工件加工，並可以高品質進行加工。

並且，第8圖雖表示工件裝設台7的軌道與工件上的加工形狀的整體重疊的場合，但多少會產生偏位，當然會有雙方的整體不重疊的場合。

如上述，工件裝設台7在預先所設定的軌道以成為加工速度條件以下的移動速度一邊變速地移動，並藉著從振鏡掃描機4射出的雷射光在工件上掃描。但是，工件裝設台7的加工起點對應部為止的移動及加工形狀為不連續，在下一加工起點位於振鏡掃描機4的對應範圍外的場合，以所需的速度(例如預先所設定工件裝設台7的最大速度)移動工件裝設台7。

並且，相對於移動的薄膜，振鏡掃描機4是如所設定的加工形狀，相對地追隨雷射光的照射位置進行加工，在從加工起點到加工終點的期間，以所設定的加工速度，即等速以雷射加工不間斷的狀態進行加工。

<11.加工結束>

加工結束後，停止振鏡掃描機4之雷射光的照射。隨 後，工件裝設台7朝固定工件的初期位置移動。

<12>藉影像感測器進行加工對象物的位置修正

固定在工件裝設台7的工件位在偏移工件裝設台7的場合，藉影像感測器6，讀取設置在薄膜上的標記(省略圖示)的位置，檢測出工件的位置並在下一加工修正其差量。

具體而言，加工開始前，影像感測器6在可攝影標記的位置，使工件裝設台7移動，影像感測器6檢測標記，並測量相對於正規位置之平面上的XYθ方向的偏移量，僅以偏移量的量補償(抵銷、修正)加工形狀數據。並且，設定標記的位置雖在2點以上，但以意味旋轉方向的偏移除外為佳。

參閱第5圖。

<13>使用影像感測器之指令延遲等的修正

雷射加工中，實際上根據相對於指令的動作延遲等，會有雷射光照射的位置與所設定的形狀產生差異的場合。因此在加工結束後，藉影像感測器6測量實際加工後之工件的加工位置(裁斷位置)。亦即，在影像感測器6可攝影的位置移動工件裝設台7(第5-1圖)，進行所設定之加工位置的測量(第5-2圖)，將測量值輸入動作資訊生成器16(第5-3圖)。僅以測量值的量重複(第5-1圖)~(第5-3圖)。

再者，測量位置為可設置複數點，其點數越 多精度越是提升。並且，比較製作後的加工形狀數據，及所獲得之實際裁斷位置的測量值，算出X方向、Y方向的差量(第5-4圖)，測量位置在原來測量位置間也是傾斜地連續分配其量，從所製作的加工形狀的數據減去以求得修正值(第5-5圖)。將此修正值使用於下次的加工，降低誤差。

本說明書及申請專利範圍使用的用語和表現僅是用於說明上，並不受該等所限定，對本說明書及申請專利範圍記載的特徵及與其一部份等價的用語或表現並除外的意圖。並且，在本發明的技術思想的範圍內，當然也可以是種種的變形樣態。

Claims (7)

1. 一種雷射加工方法，具備：對應預先所設定之工件的加工形狀，利用雷射光射出部的雷射光的掃描範圍，以工件裝設台的移動時可抑制慣性的影響，並使總移動長成為最短的方式，生成上述工件裝設台的軌道及動作資訊，對該生成後的軌道所需的各區分，比較上述動作資訊與預先所設定成為可否的基準的動作臨界值，同動作資訊在同動作臨界值以下時判定為可，超過同動作臨界值時判定為否的步驟，及在上述生成後的軌道判定為上述可的區分，將對應該區分的上述加工形狀的區間，以上述動作資訊為基礎一邊移動上述工件裝設台並掃描雷射光進行加工，在判定為上述否的區分，在其區分的移動方向加工至對應前一區分的上述加工形狀的區間的終點為止之後，在該終點停止雷射光的射出，並在停止加工的狀態，以所需的速度移動上述工件裝設台，移動至判定為上述否的區分時，從停止上述加工之處繼續進行對應判定為同否之區分的加工形狀的區間的加工的步驟。
2. 如申請專利範圍第1項記載的雷射加工方法，其中，上述生成後的動作資訊為工件裝設台的移動速度的微分值，上述預先所設定成為可否的基準的動作臨界值為加減速度的動作臨界值。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項記載的雷射加工方法，其中，具備在上述工件的加工結束後，測量殘留於同工件之實際的加工形狀，比較該實際的加工形狀與上述預先所設定之工件的加工形狀，修正其差量的步驟。
4. 一種雷射加工裝置，具備：雷射光射出部，射出雷射光；工件裝設台，係工件的安裝部，在藉著從上述雷射光射出部射出的雷射光可掃描之二維方向的預定範圍內的全區域可藉驅動部移動操作；動作資訊生成部，係以對應預先所設定之工件的加工形狀，利用雷射光射出部的雷射光的掃描範圍，以工件裝設台的移動時可抑制慣性的影響，並可總移動長成為最短的方式，生成上述工件裝設台的軌道及動作資訊，對該生成後的軌道所需的各區分，比較上述動作資訊與預先設定之成為可否的基準的動作臨界值，同動作資訊在同動作臨界值以下時判定為可，超過同動作臨界值時判定為否，並在上述生成後的軌道判定為上述可的區分，將對應該區分的上述加工形狀的區間，以上述動作資訊為基礎一邊移動上述工件裝設台並掃描雷射光進行加工，在判定為上述否的區分，在其區分的移動方向加工至對應前一區分的上述加工形狀的區間的終點為止之後，在該終點停止雷射光的射出，並在停止加工的狀態，以所需的速度移動上述工件裝設台，移動至判定為上述否的區分時，從停止上述加工之處繼續進行對應判定為同否之區分的加工形狀的區間的方式生成動作資訊；雷射控制部，從上述驅動部接收上述工件裝設台的位置資訊，對上述雷射光射出部發出上述動作資訊生成部生成的射出指令；及動作控制部，從上述驅動部接收工件裝設台的位置資訊，對移動工件裝設台的上述驅動部發出上述動作資訊生成部生成的動作指令。
5. 如申請專利範圍第4項記載的雷射加工裝置，其中，上述驅動部，具備：具有第1線性編碼器的第1驅動軸，及可與同第1驅動軸大致平行移動地設置在該第1驅動軸，與上述第1驅動軸大致正交的第2驅動軸，上述工件裝設台可移動地設置在上述第2驅動軸。
6. 如申請專利範圍第4項或第5項記載的雷射加工裝置，其中，具備在上述工件的加工結束後，測量殘留於同工件之實際的加工形狀的影像感測器，在上述動作資訊生成部中，比較上述實際的加工形狀與上述預先所設定之工件的加工形狀，修正其差量，並使用該修正值，進行藉上述雷射控制部之上述雷射光射出部的控制，及藉上述動作控制部之上述工件裝設台的移動控制。
7. 一種雷射加工方法，具備：對應預先所設定之工件的加工形狀，利用雷射光射出部的雷射光的掃描範圍，以工件裝設台的移動時可抑制慣性的影響，並使總移動長成為最短的方式，生成上述工件裝設台的軌道及動作資訊，對該生成後的軌道所需的各區分，比較上述動作資訊與預先設定之成為可否的基準的動作臨界值，同動作資訊在同動作臨界值以下時判定為可，超過同動作臨界值時判定為否的步驟，及在上述生成後的軌道之判定為上述可的區分，將對應該區分的上述加工形狀的區間，以上述動作資訊為基礎一邊移動上述工件裝設台並掃描雷射光進行加工，在判定為上述否的區分是在包含其區分的轉向點為邊界的各區分中，在移動方向將對應前一區分之上述加工形狀的區間從起點加工至終點為止之後，在該終點停止雷射光的射出，並在停止加工的狀態，以所需的速度移動上述工件裝設台，並移動至下一隨後的區分時，從上述區間的停止加工之處，繼續進行對應後一區分的上述加工形狀之區間的加工的步驟。