WO2022185721A1 - レーザ加工装置 - Google Patents

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WO2022185721A1
WO2022185721A1 PCT/JP2022/000742 JP2022000742W WO2022185721A1 WO 2022185721 A1 WO2022185721 A1 WO 2022185721A1 JP 2022000742 W JP2022000742 W JP 2022000742W WO 2022185721 A1 WO2022185721 A1 WO 2022185721A1
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laser
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light
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PCT/JP2022/000742
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French (fr)
Inventor
直哉 山崎
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
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    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B23K26/705—Beam measuring device

Definitions

  • This disclosure relates to a laser processing apparatus.
  • a laser processing apparatus includes a laser light source that emits invisible laser light and a visible light source that emits visible guide light (see Patent Document 1, for example).
  • This laser processing apparatus irradiates an object to be processed with a laser beam and processes the object by the laser beam.
  • the laser processing apparatus irradiates guide light, which is visible light, to the same position on the object to be processed as the position where the laser light for processing is irradiated. With this guide light, the operator can confirm the irradiation position of the laser beam on the object to be processed, adjust the irradiation position, and the like.
  • the focal positions of the laser beam and the guide light are adjusted to match the processing surface. need to adjust. There is room for improvement in the adjustment of laser light and guide light.
  • a laser processing apparatus includes a laser light source that emits laser light for processing an object to be processed, a visible light source that emits visible light, and a scanning unit that scans the laser light and the visible light.
  • a lens moving unit having at least one lens through which the laser light and the visible light pass, and a moving mechanism for moving the lens in a path direction of the laser light and the visible light; the lens moving unit and the scanning; and a control device for controlling a portion, wherein the control device controls the scanning portion to scan the laser light and controls the lens moving portion when the laser light passes through the lens.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2A is an explanatory diagram showing the relationship between the lens position and the focal position of the laser beam in the focus adjustment section.
  • FIG. 2B is an explanatory diagram showing the relationship between the lens position and the focal position of the laser beam in the focus adjustment section.
  • FIG. 2C is an explanatory diagram showing the relationship between the lens position and the focal position of the laser beam in the focus adjustment section.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a visible light source and visible light.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 1 A laser processing apparatus 10 shown in FIG. 1 irradiates a laser beam LW to a processing object W to process the processing object W.
  • This laser processing apparatus 10 is a laser marking apparatus that marks an object W to be processed, for example.
  • the workpiece W has a three-dimensional processing surface Wa.
  • the laser processing apparatus scans the laser beam LW over the processing surface Wa and adjusts the focal position of the laser beam LW according to the processing surface Wa. Processing by the laser beam LW includes processing for removing (cutting, drilling, etc.) part of the workpiece W, processing for discoloring or deteriorating part of the workpiece W by the heat of the laser beam LW, and the like. .
  • the laser processing device 10 irradiates the object W to be processed with visible light LH.
  • the visible light LH has a light intensity that does not process the object W to be processed.
  • the laser processing apparatus 10 includes a laser emitting unit 11, a laser head 12, and an optical fiber cable 13. As shown in FIG.
  • the laser emitting unit 11 has a control device 21 and a laser light source 22 .
  • the control device 21 controls the overall operation of the laser processing device 10 .
  • the control device 21 is electrically connected to the laser light source 22 and controls driving of the laser light source 22 .
  • the laser light source 22 emits laser light with a predetermined wavelength. This laser beam is for processing the object W to be processed.
  • This laser light LW is invisible light, and its wavelength can be, for example, 1060 nm, 1064 nm, 9.3 ⁇ m, 10.6 ⁇ m.
  • the optical fiber cable 13 transmits laser light emitted from the laser light source 22 to the laser head 12 .
  • the optical fiber cable 13 has a head connector 13a.
  • the head connector 13 a is detachably attached to the laser head 12 .
  • the head connector 13a is fixed to the laser head 12 with a fixing member such as a screw.
  • the laser head 12 irradiates the workpiece W with the laser beam LW emitted from the laser light source 22 .
  • the laser head 12 has a mirror 31 , a monitor section 32 , a beam expander 33 , a mirror 34 , a visible light source 35 , a focus adjustment section 36 , a scanning section 37 , driving sections 38 and 39 and a protective glass 40 .
  • the laser light LW transmitted by the optical fiber cable 13 is emitted outside the laser head 12 via the mirror 31, beam expander 33, mirror 34, focus adjustment section 36, scanning section 37, and protective glass 40.
  • the workpiece W is irradiated with the emitted laser beam LW.
  • the mirror 31 is configured to partially transmit the laser light LW emitted from the optical fiber cable 13 .
  • the laser light LW transmitted through the mirror 31 is received by the light receiving element 32a of the monitor section 32 as the monitor light LM.
  • the light receiving element 32a outputs an electric signal corresponding to the received monitor light LM.
  • the control device 21 detects the intensity of the laser beam LW based on the electrical signal output from the light receiving element 32a.
  • the controller 21 controls the laser light source 22 so that the intensity of the laser light LW emitted from the optical fiber cable 13 is constant.
  • the laser light LW reflected by the mirror 31 is incident on the beam expander 33 .
  • the beam expander 33 expands the beam diameter of the incident laser light by a predetermined magnification, and emits laser light having the expanded beam diameter.
  • the mirror 34 is configured to reflect the laser beam LW emitted from the beam expander 33 . Also, the mirror 34 is configured to transmit the visible light LH emitted from the visible light source 35 . That is, the mirror 34 is a dichroic mirror that reflects the laser light LW and transmits the visible light LH. The mirror 34 makes the reflected laser light LW and the transmitted visible light LH coaxial.
  • the visible light source 35 has a light emitting element 35a and a lens 35b.
  • the light emitting element 35a emits visible light LH having a wavelength (second wavelength) different from the wavelength (first wavelength) of the laser light LW.
  • the wavelength of visible light LH is, for example, 640 nm or more and 660 nm or less, or 650 nm or more and 660 nm or less. Ranges with any combination of the above upper and lower limits are also envisioned.
  • the laser beam LW reflected by the mirror 34 and the visible light LH transmitted through the mirror 34 are incident on the focus adjustment unit 36 .
  • the focus adjustment unit 36 of this embodiment has lenses 36a, 36b, and 36c. Lenses 36a to 36c are arranged along the passage paths of laser light LW and visible light LH.
  • the lens 36a is a concave lens, and the lenses 36b and 36c are convex lenses.
  • the lens 36a is supported by a support member (not shown) such as a linear slider so that its position can be changed along the passing path.
  • the drive unit 38 moves the lens 36a along the passing path.
  • the lens 36a corresponds to the first lens
  • the lens 36b corresponds to the second lens.
  • the supporting member and the driving section 38 correspond to a moving mechanism that moves the lens 36a in the path direction.
  • the focus adjusting section 36 and the driving section 38 correspond to a lens moving section.
  • the control device 21 controls the driving section 38 to move the lens 36a to a desired position.
  • the control device 21 has a storage section 21a.
  • the storage unit 21a includes processing data for irradiating the laser beam LW.
  • the processing data is set according to the processing object W to be irradiated with the laser beam LW, and stored in the storage unit 21a.
  • the processing data includes the coordinate values for irradiating the laser light LW, the intensity of the laser light LW, the scanning speed for scanning the laser light LW, and so on.
  • the coordinate values include three-dimensional coordinate values.
  • the coordinate values include two-dimensional coordinate values (X coordinate value and Y coordinate value) for scanning the laser light LW and coordinate values (Z coordinate value) indicating the focal position of the laser light LW.
  • the storage unit 21a stores position information for the visible light LH. This positional information is used when irradiating the workpiece W with the visible light LH.
  • the control device 21 controls the driving section 38 so as to move the lens 36a to the position indicated by the position information read from the storage section 21a. Then, the control device 21 holds the position of the lens 36a.
  • the position information for the visible light LH is set to coordinate values within the adjustment range of the focal position of the laser light LW.
  • the adjustment range is defined by the maximum and minimum Z coordinate values.
  • the position information is set, for example, to the coordinates of the center of the adjustment range.
  • the position information may be set so that the beam diameter of the visible light LH is substantially parallel light within the above adjustment range.
  • substantially collimated light refers to light having substantially the same beam diameter within the adjustment range.
  • the scanning unit 37 includes galvanometer mirrors 37X and 37Y.
  • the drive section 39 includes drive sections 39X and 39Y. Galvanomirrors 37X and 37Y reflect the laser beam LW.
  • the drive units 39X and 39Y rotate the galvanometer mirrors 37X and 37Y.
  • Drive units 39X and 39Y are motors, for example, and are controlled by control device 21 .
  • the galvanometer mirrors 37X, 37Y and the drive units 39X, 39Y are configured to scan the laser light LW in two-dimensional directions. For example, the galvanomirror 37X and the drive unit 39X scan the laser light LW in the X-axis direction, and the galvanomirror 37Y and the drive unit 39Y scan the laser light LW in the Y-axis direction.
  • the laser head 12 has an opening through which the laser beam LW passes.
  • Protective glass 40 closes the opening.
  • the focus adjustment section 36 has lenses 36a, 36b, and 36c.
  • the lens 36a is, for example, a concave lens, and the lenses 36b and 36c are convex lenses.
  • the lenses 36a and 36b expand the beam diameter of the incident laser light and output parallel laser light LW.
  • the lens 36c converges the parallel laser beam LW.
  • the focal position of the laser beam LW condensed by the lens 36c becomes farther from the lens 36c than the focal position shown in FIG. 2A. That is, the focal length of the laser light LW becomes longer.
  • the focal position of the laser beam LW condensed by the lens 36c becomes closer to the lens 36c than the focal position shown in FIG. 2B. That is, the focal length of the laser beam LW is shortened.
  • the control device 21 shown in FIG. 1 controls the drive section 38 to control the position of the lens 36a of the focus adjustment section 36. This movement of the lens 36a changes the inter-lens distance between the lenses 36a and 36b. That is, the control device 21 controls the focus adjustment section 36 and the drive section 38 to adjust the inter-lens distance.
  • FIG. 2A shows the state when the lens 36a is moved to the reference position.
  • the reference position is the intermediate position of the moving range of the moving mechanism that moves the lens 36a.
  • a plane including the focal position of the laser beam LW at this time and orthogonal to the optical axis is defined as a reference plane BP.
  • a plane orthogonal to the optical axis is defined by the X axis (X coordinate value) and the Y axis (Y coordinate value) (two-dimensional coordinate values).
  • the direction along the optical axis is defined by the Z axis (Z coordinate value) (one-dimensional coordinate value).
  • FIG. 2B and 2C show the focal position adjustment range by moving the lens 36a.
  • FIG. 2B shows a state in which the lens 36a at the reference position shown in FIG. 2A is closest to the lens 36b in the movement range of the first lens.
  • the focal position of the laser beam LW at this time is the farthest point position in the Z-axis direction
  • the farthest point plane FP includes the farthest point position and is perpendicular to the optical axis.
  • each diagonal point of the rectangular processing area (printing area) on the two-dimensional plane is the farthest point including the processing area. It explains the farthest point position in the optical axis direction (Z-axis direction).
  • FIG. 2C shows a state in which the lens 36a at the reference position shown in FIG. 2A is farthest from the lens 36b in the movement range of the first lens.
  • FIG. 3 shows the states of the visible light source 35 and the visible light LH.
  • Visible light source 35 includes light emitting element 35a and lens 35b.
  • the visible light source 35 is configured to emit visible light LH as parallel light.
  • the parallel light beam has a substantially equal beam diameter within the adjustment range of the laser beam LW described above, that is, the range from the farthest point plane FP shown in FIG. 2B to the nearest point plane NP shown in FIG. 2C. including.
  • the substantially equal beam diameter means that the difference between the maximum beam diameter and the minimum beam diameter in the adjustment range is 10% or less of the maximum beam diameter. Light having different beam diameters is assumed to be substantially parallel light.
  • the focus adjustment unit 36 shown in FIG. 1 is configured such that when the lens 36a is arranged at a predetermined fixed position, the light becomes parallel light within the adjustment range.
  • the fixed position of the lens 36a is an arbitrary position between the farthest point position and the closest point position, such as the reference position.
  • the control device 21 has a plurality of operating modes. Operation modes include a processing mode and a display mode.
  • Operation modes include a processing mode and a display mode.
  • the control device 21 implements a processing mode and a display mode by controlling the laser light source 22 and the components of the laser head 12 .
  • the processing mode is a mode in which the object W is irradiated with the laser beam LW and the object W is processed by the laser beam LW.
  • the display mode is a mode for irradiating the object W to be processed with the visible light LH and visualizing the scanning of the object W to be processed by the laser beam LW. Mode switching is performed by operating an operation unit (not shown) provided in the control device 21, a host controller to which the control device 21 is connected, or the like.
  • the control device 21 causes the laser light source 22 to emit the laser beam LW in the processing mode.
  • the control device 21 adjusts the intensity of the laser beam LW by feedback control based on the amount of light received by the monitor section 32 .
  • the control device 21 controls the visible light source 35 so as not to emit the visible light LH.
  • the laser beam LW passes through the beam expander 33 , the focus adjustment unit 36 and the scanning unit 37 and is irradiated onto the workpiece W.
  • the control device 21 controls the scanning section 37 and the driving section 39 based on two-dimensional coordinate values (X-coordinate value, Y-coordinate value) among the three-dimensional coordinate values included in the processing information stored in the storage unit 21a. , laser light LW.
  • control device 21 adjusts the focal position of the laser light LW using the one-dimensional coordinate value (Z coordinate value) among the three-dimensional coordinate values.
  • the workpiece W having a three-dimensional machining surface Wa can be processed by focusing the laser beam LW on the machining surface Wa.
  • the control device 21 emits visible light LH from the visible light source 35 in the display mode. At this time, the controller 21 controls, for example, the laser light source 22 so as not to emit the laser beam LW toward the workpiece W.
  • FIG. The visible light LH passes through the focus adjustment section 36 and the scanning section 37 and is irradiated onto the workpiece W.
  • the control device 21 controls the focus adjustment section 36 and the drive section 38 according to the position information stored in the storage section 21a, and arranges the lens 36a at a fixed position. At this time, if the lens 36a is positioned at a position other than the fixed position, the controller 21 moves (returns) the lens 36a to the fixed position.
  • control device 21 controls the scanning unit 37 and the driving unit 39 based on the two-dimensional coordinate values (X-coordinate value, Y-coordinate value) among the three-dimensional coordinate values included in the processing information stored in the storage unit 21a. control and scan visible light LH.
  • a three-dimensional processing surface Wa of the processing object W is scanned with visible light LH. Then, the visible light LH is emitted as parallel light. Therefore, the beam diameter of the visible light LH on the processing surface Wa becomes a desired size regardless of the shape of the processing surface Wa. With this visible light LH, the operator can confirm the irradiation position of the laser light LW, adjust the irradiation position, and the like.
  • the control device 21 In irradiating the object W to be processed with the visible light LH, the control device 21 only controls the scanning unit 37 and the driving unit 39 using two-dimensional coordinate values (X coordinate value, Y coordinate value). The control device 21 does not use the one-dimensional coordinate value (Z coordinate value). In other words, in the display mode, the controller 21 does not control the position of the lens 36a in the focus adjustment section 36. FIG. Therefore, the number of objects to be controlled in the display mode is smaller than that in the processing mode, and control can be easily performed. In addition, since the focus adjusting section 36 and the driving section 38 are not driven and controlled, the operating time of the movement mechanism of the focus adjusting section 36 can be shortened accordingly, and the life of the movement mechanism can be lengthened.
  • the control device 21 controls the scanning section 37 and the driving section 39 to scan the laser light LW. Further, the control device 21 controls the focus adjustment section 36 and the drive section 38 to adjust the focal position of the laser beam LW. As a result, the workpiece W having a three-dimensional machining surface Wa can be processed by focusing the laser beam LW on the machining surface Wa.
  • the control device 21 controls the scanning unit 37 and the driving unit 39 to scan with the visible light LH in the display mode in which the object W is irradiated with the visible light LH. Then, the control device 21 does not change the inter-lens distance of the lenses 36a and 36b of the focus adjustment section 36. FIG. Therefore, the number of objects to be controlled in the display mode is smaller than that in the processing mode, and control can be easily performed.
  • the control device 21 only controls the scanning unit 37 using two-dimensional coordinate values (X coordinate value, Y coordinate value) when irradiating the object W to be processed with the visible light LH.
  • the control device 21 does not use the one-dimensional coordinate value (Z coordinate value).
  • the controller 21 does not control the position of the lens 36a in the focus adjustment section 36. FIG. Therefore, the number of objects to be controlled in the display mode is smaller than that in the processing mode, and control can be easily performed.
  • the three-dimensional processing surface Wa of the processing object W is scanned with the visible light LH. Then, the visible light LH is emitted as parallel light. Therefore, the beam diameter of the visible light LH on the processing surface Wa becomes a desired size regardless of the shape of the processing surface Wa. With this visible light LH, the operator can confirm the irradiation position of the laser light LW, adjust the irradiation position, and the like.
  • the laser processing apparatus 10 includes a laser emitting unit 11, a laser head 12, and an optical fiber cable 13.
  • a laser emitting unit 11 is connected to a laser head 12 by an optical fiber cable 13 . Therefore, at least one of the laser emitting unit 11 and the laser head 12 can be easily replaced.
  • the laser processing apparatus 10 includes a laser emitting unit 11, a laser head 12, and an optical fiber cable 13. Therefore, the size of the laser head 12 can be reduced as compared with a laser processing apparatus in which the laser emitting unit 11 and the laser head 12 are integrated. Therefore, the laser head 12 can be easily arranged.
  • a laser processing apparatus 110 of the second embodiment includes a laser emitting unit 111, a laser head 112, and an optical fiber cable 13. As shown in FIG.
  • the laser emitting unit 111 has a control device 121 and a laser light source 22 .
  • the laser head 112 has a mirror 31 , a monitor section 32 , a beam expander 33 , a mirror 34 , a visible light source 35 , a focus adjustment section 36 , a scanning section 37 , driving sections 38 and 39 and a lens 131 .
  • a lens 131 is an optical member such as a converging lens, an f ⁇ lens, or the like.
  • the laser beam LW is applied to the workpiece W after passing through the lens 131 .
  • the laser head 112 can also have a configuration in which the lens 131 and the protective glass 40 of the first embodiment are provided.
  • the laser processing apparatus 110 of the second embodiment differs from the first embodiment in the control performed by the control device 121 .
  • the storage unit 121a of the control device 121 stores correction data.
  • the control device 121 controls the scanning unit 37 and the driving unit 39 based on the two-dimensional coordinate values (X coordinate value, Y coordinate value) among the three-dimensional coordinate values included in the processing information and the correction data. control, and irradiate the workpiece W with the laser beam LW.
  • the correction data is data for correcting the irradiation position of the visible light LH with respect to the irradiation position of the laser light LW based on the wavelength of the laser light LW and the wavelength of the visible light LH.
  • the wavelength (second wavelength) of the visible light LH is different from the wavelength (first wavelength) of the laser light LW.
  • the three-dimensional coordinate value of the processing information is the position of the workpiece W irradiated with the laser beam LW.
  • the optical members that make up the laser processing apparatus 110 have wavelength dependency. Therefore, the irradiation position of the visible light LH may shift from the irradiation position of the laser light LW. Correction data is set so as to reduce the amount of this deviation.
  • a deviation amount (coordinate value) of the irradiation position and the angles of the galvanomirrors 37X and 37Y with respect to the deviation of the irradiation position are set.
  • the control device 121 corrects the two-dimensional coordinate values (X coordinate value, Y coordinate value) included in the processing information according to the correction data, and corrects the correction data.
  • the scanning unit 37 may be controlled based on the obtained two-dimensional coordinate values.
  • the control device 121 controls the galvanometer mirrors 37X, 37Y corresponding to the two-dimensional coordinate values (X coordinate value, Y coordinate value) included in the processing information. may be corrected according to the correction data, and the scanning unit 37 may be controlled based on the corrected angles of the galvanomirrors 37X and 37Y.
  • the control device 121 of the second embodiment includes two-dimensional coordinate values (X-coordinate value, Y-coordinate value) among the three-dimensional coordinate values included in the processing information, correction data and controls the scanning unit 37 to irradiate the workpiece W with the laser beam LW.
  • the correction data is data for correcting the irradiation position of the visible light LH with respect to the irradiation position of the laser light LW based on the wavelength of the laser light LW and the wavelength of the visible light LH. Therefore, the irradiation position of the visible light LH can be brought closer to the irradiation position of the laser light LW by using the visible light LH having a wavelength different from that of the laser light LW. As a result, confirmation of the irradiation position of the laser beam LW, adjustment of the irradiation position, and the like can be performed more accurately.
  • the laser processing device 210 includes a laser emitting unit 11, a laser head 212, and an optical fiber cable 13.
  • the laser head 212 has a mirror 231 , a monitor section 32 , a beam expander 33 , a visible light source 35 , a focus adjustment section 36 , a scanning section 37 , driving sections 38 and 39 and a protective glass 40 .
  • the beam expander 33 expands the beam diameter of the incident laser light by a predetermined magnification, and emits laser light having the expanded beam diameter. Note that the beam expander 33 may be configured to be connected to the optical fiber cable 13 .
  • the mirror 231 is configured to partially reflect the laser beam LW emitted from the beam expander 33 . A part of the laser light LW is received by the light receiving element 32a of the monitor section 32 as the monitor light LM.
  • the mirror 231 is configured to reflect the visible light LH emitted from the visible light source 35 .
  • the mirror 231 makes the reflected laser light LW and the transmitted visible light LH coaxial.
  • a part of the laser beam LW can be used as the monitor light LM by the mirror 231, and the visible light LH can be reflected to be coaxial with the laser beam LW. can. Therefore, the number of parts of the optical member can be reduced.
  • the description of the embodiment is an example of a form that the laser processing apparatus related to the present disclosure can take, and is not intended to limit the form.
  • the present disclosure can take a form in which, for example, modifications of the embodiments shown below and at least two modifications not contradicting each other are combined.
  • the fixed position of the lens 36a may be changed as appropriate compared to the above embodiment.
  • the position of the lens 36a when switching to the display mode (the position at the time of switching the display mode) may be set as a fixed position, and the lens 36a may be arranged at that fixed position, that is, the lens 36a may be held at the fixed position.
  • the position of the lens 36a moved by an operation from the outside may be stored as a fixed position, and the lens 36a may be arranged at the fixed position. That is, a preset reference position may be the fixed position, a position determined by an external operation may be the fixed position, or the position at the time of display mode switching may be the fixed position.
  • the lens 36 c included in the focus adjustment section 36 may be arranged at any position between the focus adjustment section 36 and the protective glass 40 .
  • a lens 36c may be arranged.
  • a lens such as an f.theta.
  • a shutter is provided in the path from the laser light source 22 to the optical member (mirror 34 in the first embodiment) that makes the visible light LH coaxial, and the laser light LW is emitted in the display mode by the shutter. It is also possible not to emit the light toward the object W to be processed.
  • the laser processing apparatuses 10 and 110 may be configured such that the laser head 12 is integrated with at least one of the laser light source 22 and the control device 21 .
  • a laser processing apparatus 210 in which at least one of the laser light source 22 and the control device 21 is integrated with the laser head 12 may be used.
  • the laser light LW transmitted by the optical fiber cable 13 enters the beam expander 33 . Therefore, by integrating the beam expander 33 with the optical fiber cable 13, the size of the laser head 212 can be reduced.
  • laser processing device 11 laser emission unit 12 laser head 13 optical fiber cable 13a head connector 21 control device 21a storage unit 22 laser light source 31 mirror 32 monitor unit 32a light receiving element 33 beam expander 34 mirror 35 visible light source 35a light emitting element 35b lens 36 Focus adjustment unit 36a to 36c Lens 37 Scanning unit 37X Galvanometer mirror 37Y Galvanometer mirror 38 Driving unit 39 Driving unit 39X Driving unit 39Y Driving unit 40 Protective glass 110 Laser processing device 111 Laser emission unit 112 Laser head 121 Control device 121a Storage unit 131 Lens 210 Laser processing device 212 Laser head 231 Mirror BP Reference plane FP Farthest point plane LH Visible light LM Monitor light LW Laser light NP Nearest point plane W Processing object Wa Processing surface

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Abstract

制御装置（２１）は、走査部（３７）及び駆動部（３９）を制御し、レーザ光（ＬＷ）を走査する。また、制御装置（２１）は、焦点調整部（３６）および駆動部（３８）を制御し、レーザ光（ＬＷ）の焦点位置を調整する。制御装置（２１）は、加工対象物（Ｗ）に対して可視光（ＬＨ）を照射する表示モードにおいて、走査部（３７）及び駆動部（３９）を制御し、可視光（ＬＨ）を走査する。そして、制御装置（２１）は、焦点調整部（３６）のレンズ（３６ａ～３６ｂ）のレンズ間距離を変更しない。

Description

レーザ加工装置
　本開示は、レーザ加工装置に関する。
　レーザ加工装置は、不可視光であるレーザ光を出射するレーザ光源と、可視光であるガイド光を出射する可視光源とを備える（たとえば、特許文献１参照）。このレーザ加工装置は、加工対象物にレーザ光を照射し、そのレーザ光によって加工対象物を加工する。また、レーザ加工装置は、加工対象物に対して加工用のレーザ光が照射される位置と同一位置に可視光であるガイド光を照射する。このガイド光により、作業者は、加工対象物におけるレーザ光の照射位置の確認、照射位置の調整、等を行うことができる。
特開２００７－６１８４３号公報
　ところで、湾曲した加工面などのように、３次元の加工面を有する加工対象物等のように、３次元的な加工を実施する場合、加工面に合わせてレーザ光およびガイド光の焦点位置を調整する必要がある。レーザ光およびガイド光の調整について改善の余地がある。
　本開示の一態様によるレーザ加工装置は、加工対象物を加工するためのレーザ光を出射するレーザ光源と、可視光を出射する可視光源と、前記レーザ光および前記可視光を走査する走査部と、前記レーザ光および前記可視光が透過する少なくとも１つのレンズと、前記レーザ光および前記可視光の経路方向に前記レンズを移動させる移動機構とを有するレンズ移動部と、前記レンズ移動部および前記走査部を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記レンズを前記レーザ光が透過するときは、前記走査部を制御して前記レーザ光を走査するとともに前記レンズ移動部を制御して前記レンズを移動させて前記レーザ光の焦点位置を変更し、前記レンズを前記可視光が透過するときは、前記走査部を制御して前記可視光を走査し、前記レンズを固定位置から移動させない。
　本開示の一態様によれば、レーザ光および可視光の容易な調整を可能としたレーザ加工装置を提供できる。
図１は、第１実施形態のレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。 図２Ａは、焦点調整部におけるレンズ位置とレーザ光の焦点位置との関係を示す説明図である。 図２Ｂは、焦点調整部におけるレンズ位置とレーザ光の焦点位置との関係を示す説明図である。 図２Ｃは、焦点調整部におけるレンズ位置とレーザ光の焦点位置との関係を示す説明図である。 図３は、可視光源および可視光の説明図である。 図４は、第２実施形態のレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。 図５は、第３実施形態のレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。
　（第１実施形態）
　以下、第１実施形態を図１、図２Ａ～図２Ｃ、図３に従って説明する。
　図１に示すレーザ加工装置１０は、加工対象物Ｗに対してレーザ光ＬＷを照射し、加工対象物Ｗを加工する。このレーザ加工装置１０は、たとえば加工対象物Ｗにマーキングを施すレーザマーキング装置である。加工対象物Ｗは、３次元状の加工面Ｗａを有している。レーザ加工装置は、加工面Ｗａに対してレーザ光ＬＷを走査するとともに、レーザ光ＬＷの焦点位置を加工面Ｗａに応じて調整する。レーザ光ＬＷによる加工は、加工対象物Ｗの一部を除去（切削、穴開け、等）する処理、レーザ光ＬＷの熱によって加工対象物Ｗの一部を変色、変質させる処理、等を含む。
　また、レーザ加工装置１０は、加工対象物Ｗに対して可視光ＬＨを照射する。可視光ＬＨは、加工対象物Ｗを加工しない程度の光強度を有する。この可視光ＬＨを加工対象物Ｗに照射することにより、作業者は、加工対象物Ｗに対するレーザ光ＬＷの照射位置等を確認できる。
　図１に示すように、レーザ加工装置１０は、レーザ出射ユニット１１、レーザヘッド１２、光ファイバケーブル１３を備えている。
　レーザ出射ユニット１１は、制御装置２１、レーザ光源２２を有している。制御装置２１は、レーザ加工装置１０の全体の稼動を制御する。制御装置２１は、レーザ光源２２と電気的に接続され、レーザ光源２２の駆動を制御する。
　レーザ光源２２は、所定の波長のレーザ光を出射する。このレーザ光は、加工対象物Ｗを加工するためのものである。このレーザ光ＬＷは、不可視光であり、その波長は、たとえば、１０６０ｎｍ、１０６４ｎｍ、９．３μｍ、１０．６μｍなどとすることができる。
　光ファイバケーブル１３は、レーザ光源２２から出射されるレーザ光をレーザヘッド１２に伝達する。光ファイバケーブル１３は、ヘッドコネクタ１３ａを有している。ヘッドコネクタ１３ａは、レーザヘッド１２に対して着脱可能に構成されている。ヘッドコネクタ１３ａは、ねじ等の固定部材によってレーザヘッド１２に固定される。
　レーザヘッド１２は、レーザ光源２２から出射されるレーザ光ＬＷを加工対象物Ｗに照射する。
　レーザヘッド１２は、ミラー３１、モニタ部３２、ビームエキスパンダ３３、ミラー３４、可視光源３５、焦点調整部３６、走査部３７、駆動部３８，３９、保護ガラス４０を有している。
　光ファイバケーブル１３によって伝達されたレーザ光ＬＷは、ミラー３１、ビームエキスパンダ３３、ミラー３４、焦点調整部３６、走査部３７、および保護ガラス４０を介してレーザヘッド１２の外部に出射される。出射されるレーザ光ＬＷは、加工対象物Ｗに照射される。
　ミラー３１は、光ファイバケーブル１３から出射されるレーザ光ＬＷの一部を透過するように構成されている。ミラー３１を透過したレーザ光ＬＷは、モニタ光ＬＭとしてモニタ部３２の受光素子３２ａに受光される。受光素子３２ａは、受光したモニタ光ＬＭに応じた電気信号を出力する。制御装置２１は受光素子３２ａから出力される電気信号により、レーザ光ＬＷの強度を検出する。そして、制御装置２１は、光ファイバケーブル１３から出射されるレーザ光ＬＷの強度を一定とするようにレーザ光源２２を制御する。
　ミラー３１により反射されたレーザ光ＬＷは、ビームエキスパンダ３３に入射される。ビームエキスパンダ３３は、入射されるレーザ光のビーム径を所定の倍率で拡大し、拡大されたビーム径を有するレーザ光を出射する。
　ミラー３４は、ビームエキスパンダ３３から出射されるレーザ光ＬＷを反射するように構成されている。また、ミラー３４は、可視光源３５から出射される可視光ＬＨを透過するように構成されている。つまり、ミラー３４は、レーザ光ＬＷを反射し、可視光ＬＨを透過するダイクロイックミラーである。ミラー３４は、反射するレーザ光ＬＷと、透過する可視光ＬＨと、を同軸状とする。
　可視光源３５は、発光素子３５ａとレンズ３５ｂとを有している。発光素子３５ａは、レーザ光ＬＷの波長（第１波長）と異なる波長（第２波長）の可視光ＬＨを出射する。可視光ＬＨの波長は、たとえば６４０ｎｍ以上６６０ｎｍ以下、又は６５０ｎｍ以上６６０ｎｍ以下である。上記の上限及び下限を任意に組み合わせた範囲も想定される。
　焦点調整部３６には、ミラー３４により反射されたレーザ光ＬＷ、ミラー３４を透過した可視光ＬＨが入射される。
　本実施形態の焦点調整部３６は、レンズ３６ａ，３６ｂ，３６ｃを有している。レンズ３６ａ～３６ｃは、レーザ光ＬＷおよび可視光ＬＨの通過経路に沿って配置されている。本実施形態において、レンズ３６ａは凹レンズであり、レンズ３６ｂ，３６ｃは凸レンズである。レンズ３６ａは、リニアスライダ等の図示しない支持部材により、通過経路に沿って位置を変更可能に支持されている。駆動部３８は、レンズ３６ａを通過経路に沿って移動させる。本実施形態において、レンズ３６ａは第１レンズに相当し、レンズ３６ｂは第２レンズに相当する。支持部材と駆動部３８は、経路方向にレンズ３６ａを移動させる移動機構に相当する。焦点調整部３６と駆動部３８は、レンズ移動部に相当する。
　制御装置２１は、駆動部３８を制御し、レンズ３６ａを所望の位置に移動させる。制御装置２１は、記憶部２１ａを有している。記憶部２１ａは、レーザ光ＬＷを照射するための加工データを含む。加工データは、レーザ光ＬＷを照射する加工対象物Ｗに応じて設定され、記憶部２１ａに記憶される。
　加工データは、レーザ光ＬＷを照射する座標値、レーザ光ＬＷの強度、レーザ光ＬＷを走査する走査速度、等を含む。座標値は、３次元の座標値を含む。座標値は、レーザ光ＬＷを走査する２次元の座標値（Ｘ座標値およびＹ座標値）と、レーザ光ＬＷの焦点位置を示す座標値（Ｚ座標値）とを含む。
　また、記憶部２１ａには、可視光ＬＨのための位置情報が記憶されている。この位置情報は、可視光ＬＨを加工対象物Ｗに照射するときに用いられる。制御装置２１は、可視光ＬＨを加工対象物Ｗに照射するとき、記憶部２１ａから読み出した位置情報により示される位置にレンズ３６ａを移動させるように、駆動部３８を制御する。そして、制御装置２１は、レンズ３６ａの位置を保持する。
　本実施形態において、可視光ＬＨのための位置情報は、レーザ光ＬＷの焦点位置の調整範囲内の座標値に設定されている。調整範囲は、Ｚ座標値の最大値と最小値とによって規定される。位置情報は、たとえば、調整範囲の中央の座標値に設定される。
　なお、位置情報は、上記の調整範囲において、可視光ＬＨのビーム径が実質的に平行光となるように設定されてもよい。実質的な平行光とは、調整範囲内におけるビーム径がほぼ等しい光を示す。
　走査部３７は、ガルバノミラー３７Ｘ，３７Ｙを含む。駆動部３９は、駆動部３９Ｘ，３９Ｙを含む。ガルバノミラー３７Ｘ，３７Ｙは、レーザ光ＬＷを反射する。駆動部３９Ｘ，３９Ｙは、ガルバノミラー３７Ｘ，３７Ｙを回動する。駆動部３９Ｘ，３９Ｙは、たとえばモータであり、制御装置２１により制御される。ガルバノミラー３７Ｘ，３７Ｙおよび駆動部３９Ｘ，３９Ｙは、レーザ光ＬＷを２次元方向に走査するように構成されている。たとえば、ガルバノミラー３７Ｘおよび駆動部３９Ｘは、レーザ光ＬＷをＸ軸方向に走査し、ガルバノミラー３７Ｙおよび駆動部３９Ｙは、レーザ光ＬＷをＹ軸方向に走査する。
　レーザヘッド１２は、レーザ光ＬＷが通過する開口部を有する。保護ガラス４０は、その開口部を閉塞する。
　［焦点距離の調整］
　図２Ａに示すように、焦点調整部３６は、レンズ３６ａ，３６ｂ，３６ｃを有している。レンズ３６ａは、例えば凹レンズであり、レンズ３６ｂおよびレンズ３６ｃは凸レンズである。レンズ３６ａとレンズ３６ｂは、入射するレーザ光のビーム径を拡大し、平行光となるレーザ光ＬＷを出力する。レンズ３６ｃは、平行光であるレーザ光ＬＷを集光する。
　図２Ｂに示すように、レンズ３６ａをレンズ３６ｂに近づけると、レンズ３６ｂを透過したレーザ光ＬＷは、広がりを持つ、つまりビーム径は徐々に大きくなる。このレーザ光ＬＷにより、レンズ３６ｃにより集光されたレーザ光ＬＷの焦点位置は、図２Ａに示す焦点位置よりもレンズ３６ｃから遠くなる。つまり、レーザ光ＬＷの焦点距離が長くなる。
　図２Ｃに示すように、レンズ３６ａをレンズ３６ｂから遠ざけると、レンズ３６ｂを透過したレーザ光ＬＷは、絞られる、つまりビーム径は徐々に小さくなる。このレーザ光ＬＷにより、レンズ３６ｃにより集光されたレーザ光ＬＷの焦点位置は、図２Ｂに示す焦点位置よりもレンズ３６ｃに近くなる。つまり、レーザ光ＬＷの焦点距離が短くなる。
　図１に示す制御装置２１は、駆動部３８を制御し、焦点調整部３６のレンズ３６ａの位置を制御する。このレンズ３６ａの移動により、レンズ３６ａ～３６ｂの間のレンズ間距離が変更される。つまり、制御装置２１は、焦点調整部３６および駆動部３８を制御し、レンズ間距離を調整する。
　図２Ａは、レンズ３６ａを基準位置に移動させたときの状態を示す。基準位置は、レンズ３６ａを移動させる移動機構における移動範囲の中間位置である。このときのレーザ光ＬＷの焦点位置を含み、光軸に対して直交する平面を基準面ＢＰとする。光軸に対して直交する平面はＸ軸（Ｘ座標値）およびＹ軸（Ｙ座標値）により規定される（２次元の座標値）。そして、光軸に沿った方向はＺ軸（Ｚ座標値）により規定される（１次元の座標値）。
　図２Ｂおよび図２Ｃは、レンズ３６ａの移動による焦点位置の調整範囲を示す。
　図２Ｂにおいて、図２Ａに示す基準位置にあるレンズ３６ａを、その第１レンズの移動範囲において最もレンズ３６ｂに近づけた状態を示す。このときのレーザ光ＬＷの焦点位置をＺ軸方向における最遠点位置とし、最遠点位置を含み、光軸に対して直交する平面を最遠点面ＦＰとする。なお、厳密には、二次元平面状における四角形状の加工領域（印字エリア）の各対角点が加工領域を含めた最遠点位置となるが、ここでは、二次元平面状の原点位置における光軸方向（Ｚ軸方向）での最遠点位置の説明としている。
　図２Ｃにおいて、図２Ａに示す基準位置にあるレンズ３６ａを、その第１レンズの移動範囲において最もレンズ３６ｂから離した状態を示す。このときのレーザ光ＬＷの焦点位置をＺ軸方向における最近点位置とし、最近点位置を含み、光軸に対して直交する平面を最近点面ＮＰとする。
　［可視光］
　図３は、可視光源３５および可視光ＬＨの状態を示す。
　可視光源３５は、発光素子３５ａおよびレンズ３５ｂを含む。可視光源３５は、可視光ＬＨを平行光として出射するように構成されている。平行光は、上述したレーザ光ＬＷの調整範囲、つまり図２Ｂに示す最遠点面ＦＰから図２Ｃに示す最近点面ＮＰまでの範囲において、ビーム径が等しい、実質的にビーム径が等しい光を含む。実質的にビーム径が等しいとは、調整範囲における最大ビーム径と最小ビーム径との差が最大ビーム径の１０％以下であることを意図している。このようにビーム径に差がある光を実質的に平行光であるとする。
　なお、図３では、焦点調整部３６、走査部３７、等を省略している。図１に示す焦点調整部３６において、レンズ３６ａを所定の固定位置に配置したときに、調整範囲において平行光となるように構成されている。レンズ３６ａの固定位置は、最遠点位置から最近点位置までの間の任意の位置であり、たとえば基準位置である。
　（作用）
　制御装置２１は、複数の動作モードを有している。動作モードは、加工モード、表示モードを含む。制御装置２１は、レーザ光源２２とレーザヘッド１２の構成要素とを制御することにより、加工モード、表示モードを実施する。加工モードは、加工対象物Ｗにレーザ光ＬＷを照射し、そのレーザ光ＬＷにより加工対象物Ｗを加工するモードである。表示モードは、加工対象物Ｗに可視光ＬＨを照射し、加工対象物Ｗに対するレーザ光ＬＷの走査を可視化するモードである。モードの切換えは、制御装置２１に設けられた図示しない操作部の操作、制御装置２１が接続された上位のコントローラなどによって行われる。
　制御装置２１は、加工モードにおいて、レーザ光源２２からレーザ光ＬＷを出射させる。制御装置２１は、モニタ部３２における受光量によるフィードバック制御により、レーザ光ＬＷの強度を調整する。このとき、制御装置２１は、可視光ＬＨを出射しないように可視光源３５を制御する。レーザ光ＬＷは、ビームエキスパンダ３３、焦点調整部３６、走査部３７を経て、加工対象物Ｗに照射される。制御装置２１は、記憶部２１ａに記憶された加工情報に含まれる３次元の座標値のうちの２次元の座標値（Ｘ座標値、Ｙ座標値）により走査部３７および駆動部３９を制御し、レーザ光ＬＷを走査する。また、制御装置２１は、３次元の座標値のうちの１次元座標値（Ｚ座標値）によりレーザ光ＬＷの焦点位置を調整する。これにより、３次元の加工面Ｗａを有する加工対象物Ｗに対して、加工面Ｗａにレーザ光ＬＷの焦点を合わせてその加工対象物Ｗを加工できる。
　制御装置２１は、表示モードにおいて、可視光源３５から可視光ＬＨを出射させる。このとき、制御装置２１は、レーザ光ＬＷを加工対象物Ｗに向けて出射しないように、たとえばレーザ光源２２を制御する。可視光ＬＨは、焦点調整部３６、走査部３７を経て、加工対象物Ｗに照射される。制御装置２１は、記憶部２１ａに記憶された位置情報により焦点調整部３６および駆動部３８を制御し、レンズ３６ａを固定位置に配置する。このとき、レンズ３６ａが固定位置以外に位置している場合には、制御装置２１は、レンズ３６ａを固定位置に移動させる（復帰させる）。また、レンズ３６ａが固定位置に位置している場合には、制御装置２１は、レンズ３６ａを移動させず、固定位置の状態を維持する。そして、制御装置２１は、記憶部２１ａに記憶された加工情報に含まれる３次元の座標値のうちの２次元の座標値（Ｘ座標値、Ｙ座標値）により走査部３７および駆動部３９を制御し、可視光ＬＨを走査する。
　加工対象物Ｗの３次元の加工面Ｗａに対して可視光ＬＨが走査される。そして、可視光ＬＨは、平行光として出射される。このため、加工面Ｗａにおける可視光ＬＨのビーム径は、加工面Ｗａの形状にかかわらず所望の大きさとなる。この可視光ＬＨにより、作業者は、レーザ光ＬＷの照射位置の確認、照射位置の調整、等を行うことができる。
　加工対象物Ｗに対して可視光ＬＨを照射するにあたり、制御装置２１は、２次元の座標値（Ｘ座標値、Ｙ座標値）により走査部３７および駆動部３９を制御するのみである。そして、制御装置２１は、１次元の座標値（Ｚ座標値）を利用しない。言い換えると、表示モードにおいて、制御装置２１は、焦点調整部３６においてレンズ３６ａの位置を制御しない。したがって、表示モードにおいて制御対象が加工モードと比べて少なく、制御を容易に行うことができる。また、焦点調整部３６および駆動部３８を駆動制御しないので、その分、焦点調整部３６の移動機構の稼動時間を短くでき、移動機構の寿命を長くすることができる。
　（効果）
　以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
　（１－１）制御装置２１は、走査部３７及び駆動部３９を制御し、レーザ光ＬＷを走査する。また、制御装置２１は、焦点調整部３６および駆動部３８を制御し、レーザ光ＬＷの焦点位置を調整する。これにより、３次元の加工面Ｗａを有する加工対象物Ｗに対して、加工面Ｗａにレーザ光ＬＷの焦点を合わせてその加工対象物Ｗを加工できる。
　（１－２）制御装置２１は、加工対象物Ｗに対して可視光ＬＨを照射する表示モードにおいて、走査部３７及び駆動部３９を制御し、可視光ＬＨを走査する。そして、制御装置２１は、焦点調整部３６のレンズ３６ａ～３６ｂのレンズ間距離を変更しない。したがって、表示モードにおいて制御対象が加工モードと比べて少なく、制御を容易に行うことができる。
　（１－３）制御装置２１は、加工対象物Ｗに対して可視光ＬＨを照射するにあたり、２次元の座標値（Ｘ座標値、Ｙ座標値）により走査部３７を制御するのみである。そして、制御装置２１は、１次元の座標値（Ｚ座標値）を利用しない。言い換えると、表示モードにおいて、制御装置２１は、焦点調整部３６においてレンズ３６ａの位置を制御しない。したがって、表示モードにおいて制御対象が加工モードと比べて少なく、制御を容易に行うことができる。
　（１－４）加工対象物Ｗの３次元の加工面Ｗａに対して可視光ＬＨが走査される。そして、可視光ＬＨは、平行光として出射される。このため、加工面Ｗａにおける可視光ＬＨのビーム径は、加工面Ｗａの形状にかかわらず所望の大きさとなる。この可視光ＬＨにより、作業者は、レーザ光ＬＷの照射位置の確認、照射位置の調整、等を行うことができる。
　（１－５）制御装置２１は、可視光ＬＨを加工対象物Ｗに照射する表示モードにおいて、焦点調整部３６を駆動制御しないので、その分、焦点調整部３６の移動機構の稼動時間を短くでき、移動機構の寿命を長くすることができる。
　（１－６）レーザ加工装置１０は、レーザ出射ユニット１１とレーザヘッド１２と光ファイバケーブル１３とを備える。レーザ出射ユニット１１は、光ファイバケーブル１３によりレーザヘッド１２に接続される。したがって、レーザ出射ユニット１１とレーザヘッド１２との少なくとも一方を容易に交換できる。
　（１－７）レーザ加工装置１０は、レーザ出射ユニット１１とレーザヘッド１２と光ファイバケーブル１３とを備える。したがって、レーザ出射ユニット１１とレーザヘッド１２とを一体化したレーザ加工装置と比べてレーザヘッド１２を小型化できる。このため、レーザヘッド１２を容易に配置することができる。
　（第２実施形態）
　以下、第２実施形態を図４に従って説明する。
　なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明の一部または全部を省略する。
　第２実施形態のレーザ加工装置１１０は、レーザ出射ユニット１１１、レーザヘッド１１２、光ファイバケーブル１３を備えている。
　レーザ出射ユニット１１１は、制御装置１２１、レーザ光源２２を有している。
　レーザヘッド１１２は、ミラー３１、モニタ部３２、ビームエキスパンダ３３、ミラー３４、可視光源３５、焦点調整部３６、走査部３７、駆動部３８，３９、レンズ１３１を有している。レンズ１３１は、収束レンズ、ｆθレンズ、等の光学部材である。レーザ光ＬＷは、レンズ１３１を透過した後、加工対象物Ｗに照射される。レーザヘッド１１２は、レンズ１３１と第１実施形態の保護ガラス４０とが設けられた構成とすることもできる。
　また、第２実施形態のレーザ加工装置１１０は、制御装置１２１における制御が第１実施形態と異なる。制御装置１２１の記憶部１２１ａには、補正データが記憶されている。制御装置１２１は、表示モードにおいて、加工情報に含まれる３次元の座標値のうちの２次元の座標値（Ｘ座標値、Ｙ座標値）と、補正データとにより走査部３７、駆動部３９を制御し、レーザ光ＬＷを加工対象物Ｗに照射する。
　補正データは、レーザ光ＬＷの波長と可視光ＬＨの波長とに基づいて、レーザ光ＬＷの照射位置に対して可視光ＬＨの照射位置を補正するためのデータである。
　可視光ＬＨの波長（第２波長）は、レーザ光ＬＷの波長（第１波長）と異なる。加工情報の３次元の座標値は、レーザ光ＬＷを照射する加工対象物Ｗの位置である。レーザ加工装置１１０を構成する光学部材は、波長に対する依存性を有している。このため、可視光ＬＨの照射位置は、レーザ光ＬＷの照射位置に対してずれることがある。このずれの量を少なくするように、補正データが設定される。この補正データは、例えば、照射位置のずれの量（座標値）、照射位置のずれに対するガルバノミラー３７Ｘ，３７Ｙの角度が設定される。一例では、制御装置１２１は、可視光ＬＨを加工対象物Ｗに照射するときには、加工情報に含まれる２次元の座標値（Ｘ座標値、Ｙ座標値）を補正データに応じて補正し、補正された２次元の座標値に基づいて走査部３７を制御してもよい。他の例では、制御装置１２１は、可視光ＬＨを加工対象物Ｗに照射するときには、加工情報に含まれる２次元の座標値（Ｘ座標値、Ｙ座標値）に対応するガルバノミラー３７Ｘ，３７Ｙの角度を補正データに応じて補正し、補正されたガルバノミラー３７Ｘ，３７Ｙの角度に基づいて走査部３７を制御してもよい。
　（効果）
　以上記述したように、第２実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
　（２－１）第２実施形態の制御装置１２１は、表示モードにおいて、加工情報に含まれる３次元の座標値のうちの２次元の座標値（Ｘ座標値、Ｙ座標値）と、補正データとにより走査部３７を制御し、レーザ光ＬＷを加工対象物Ｗに照射する。補正データは、レーザ光ＬＷの波長と可視光ＬＨとの波長とに基づいて、レーザ光ＬＷの照射位置に対して可視光ＬＨの照射位置を補正するためのデータである。このため、レーザ光ＬＷの波長と異なる波長の可視光ＬＨを用いて、可視光ＬＨの照射位置をレーザ光ＬＷの照射位置に近づけることができる。これにより、レーザ光ＬＷの照射位置の確認、照射位置の調整、等をより正確に行うことができる。
　（第３実施形態）
　以下、第３実施形態を図５に従って説明する。
　なお、第３実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明の一部または全部を省略する。
　図５に示すように、レーザ加工装置２１０は、レーザ出射ユニット１１、レーザヘッド２１２、光ファイバケーブル１３を備えている。
　レーザヘッド２１２は、ミラー２３１、モニタ部３２、ビームエキスパンダ３３、可視光源３５、焦点調整部３６、走査部３７、駆動部３８，３９、保護ガラス４０を有している。
　ビームエキスパンダ３３は、入射されるレーザ光のビーム径を所定の倍率で拡大し、拡大されたビーム径を有するレーザ光を出射する。なお、ビームエキスパンダ３３は、光ファイバケーブル１３に接続された構成としてもよい。
　ミラー２３１は、ビームエキスパンダ３３から出射されるレーザ光ＬＷの一部を反射するように構成されている。一部のレーザ光ＬＷは、モニタ光ＬＭとしてモニタ部３２の受光素子３２ａに受光される。
　また、ミラー２３１は、可視光源３５から出射される可視光ＬＨを反射するように構成されている。ミラー２３１は、反射するレーザ光ＬＷと、透過する可視光ＬＨと、を同軸状とする。
　焦点調整部３６には、ミラー２３１を透過したレーザ光ＬＷ、ミラー２３１により反射された可視光ＬＨが入射される。
　（効果）
　以上記述したように、第３実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
　（３－１）第３実施形態のレーザ加工装置２１０は、ミラー２３１によってレーザ光ＬＷの一部をモニタ光ＬＭとするとともに、可視光ＬＨを反射してレーザ光ＬＷと同軸状とすることができる。このため、光学部材の部品数を低減できる。
　［変更例］
　実施の形態に関する説明は、本開示に関するレーザ加工装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示は実施の形態以外に例えば以下に示される実施の形態の変更例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変更例が組み合わせられた形態を取り得る。
　・上記実施形態に対し、レンズ３６ａの固定位置は、適宜変更されてもよい。たとえば、表示モードに切換えたときのレンズ３６ａの位置（表示モード切換え時点の位置）を固定位置とし、その固定位置にレンズ３６ａを配置する、つまりレンズ３６ａを固定位置に保持するようにしてもよい。また、たとえば外部からの操作によって移動させたレンズ３６ａの位置を固定位置として記憶し、その固定位置にレンズ３６ａを配置するようにしてもよい。つまり、予め設定された基準位置を固定位置とするものでも、外部操作により決定される位置を固定位置とするものでも、表示モード切換え時の位置を固定位置とするものであってもよい。
　・上記各実施形態において、加工対象物Ｗに向けて出射するレーザ光ＬＷの焦点位置を調整できればよく、レンズ等の光学部材の位置等は適宜変更されてもよい。たとえば、焦点調整部３６に含まれるレンズ３６ｃの位置を、焦点調整部３６から保護ガラス４０までの間の任意の位置に配置してもよい。また、保護ガラス４０に変えてレンズ３６ｃを配置してもよい。各実施形態において、ｆθレンズ等のレンズを加える（具体的には、保護ガラス４０の前段側）構成、あるいは、保護ガラス４０に変えてｆθレンズを備える構成としてもよい。
　・上記実施形態に対し、レーザ光源２２から可視光ＬＨを同軸状とする光学部材（第１実施形態ではミラー３４）までの経路中にシャッタを備え、そのシャッタによって表示モードにおいて、レーザ光ＬＷを加工対象物Ｗに向けて出射しないようにしてもよい。
　・第１，第２実施形態に対し、レーザヘッド１２に、レーザ光源２２と制御装置２１との少なくとも一方を一体に構成したレーザ加工装置１０，１１０としてもよい。同様に、第３実施形態に対し、レーザヘッド１２にレーザ光源２２と制御装置２１の少なくとも一方を一体に構成したレーザ加工装置２１０としてもよい。
　・第３実施形態のレーザ加工装置２１０は、光ファイバケーブル１３により伝達されたレーザ光ＬＷは、ビームエキスパンダ３３に入射される。したがって、ビームエキスパンダ３３を光ファイバケーブル１３と一体化することにより、レーザヘッド２１２の大きさを低減できる。
　明細書及び／又は特許請求の範囲に開示された全ての特徴は、当初の開示の目的のために、ならびに、実施形態及び／又は特許請求の範囲における特徴の組み合わせから独立して特許請求の範囲に記載の発明を限定する目的のために、互いに別個にかつ独立して開示されることを意図したものである。全ての数値範囲又は構成要素の集合を表す記載は、当初の開示の目的のため、ならびに特許請求の範囲に記載の発明を限定する目的のために、特に数値範囲の限定として、全ての可能な中間値又は中間的構成要素を開示するものである。
　１０　レーザ加工装置
　１１　レーザ出射ユニット
　１２　レーザヘッド
　１３　光ファイバケーブル
　１３ａ　ヘッドコネクタ
　２１　制御装置
　２１ａ　記憶部
　２２　レーザ光源
　３１　ミラー
　３２　モニタ部
　３２ａ　受光素子
　３３　ビームエキスパンダ
　３４　ミラー
　３５　可視光源
　３５ａ　発光素子
　３５ｂ　レンズ
　３６　焦点調整部
　３６ａ～３６ｃ　レンズ
　３７　走査部
　３７Ｘ　ガルバノミラー
　３７Ｙ　ガルバノミラー
　３８　駆動部
　３９　駆動部
　３９Ｘ　駆動部
　３９Ｙ　駆動部
　４０　保護ガラス
　１１０　レーザ加工装置
　１１１　レーザ出射ユニット
　１１２　レーザヘッド
　１２１　制御装置
　１２１ａ　記憶部
　１３１　レンズ
　２１０　レーザ加工装置
　２１２　レーザヘッド
　２３１　ミラー
　ＢＰ　基準面
　ＦＰ　最遠点面
　ＬＨ　可視光
　ＬＭ　モニタ光
　ＬＷ　レーザ光
　ＮＰ　最近点面
　Ｗ　加工対象物
　Ｗａ　加工面

Claims (8)

  1. 　加工対象物を加工するためのレーザ光を出射するレーザ光源と、
    　可視光を出射する可視光源と、
    　前記レーザ光および前記可視光を走査する走査部と、
    　前記レーザ光および前記可視光が透過する少なくとも１つのレンズと、前記レーザ光および前記可視光の経路方向に前記レンズを移動させる移動機構とを有するレンズ移動部と、
    　前記レンズ移動部および前記走査部を制御する制御装置と、
    　を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記レンズを前記レーザ光が透過するときは、前記走査部を制御して前記レーザ光を走査するとともに前記レンズ移動部を制御して前記レンズを移動させて前記レーザ光の焦点位置を変更し、
    　前記レンズを前記可視光が透過するときは、前記走査部を制御して前記可視光を走査し、前記レンズを固定位置から移動させない、
    　レーザ加工装置。
  2. 　前記レンズ移動部は、前記レーザ光および前記可視光が入射する第１レンズと、前記第１レンズを透過した前記レーザ光および前記可視光が入射する第２レンズとを含み、前記レンズは、前記第１レンズおよび前記第２レンズの少なくとも一方であり、
    　前記走査部は、前記第２レンズを透過した前記レーザ光および前記可視光を走査する、
    　請求項１に記載のレーザ加工装置。
  3. 　前記移動機構は、前記第１レンズと前記第２レンズとの間のレンズ間距離を変更可能に構成され、
    　前記制御装置は、
    　前記第１レンズおよび前記第２レンズを前記レーザ光が透過するときは、前記レンズ間距離を変更して前記レーザ光の焦点位置を調整し、
    　前記第１レンズおよび前記第２レンズを前記可視光が透過するときは、前記レンズ間距離を変更しない、
    　請求項２に記載のレーザ加工装置。
  4. 　前記固定位置は、前記レンズ移動部における前記レンズの移動によって前記レーザ光の焦点位置が変更される調整範囲において、前記調整範囲の中間位置を焦点位置とするときの位置に設定されている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
  5. 　前記固定位置は、前記レンズ移動部における前記レンズの移動によって前記レーザ光の焦点位置が変更される調整範囲において、前記レンズを透過した前記可視光が平行光となる位置に設定されている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
  6. 　前記制御装置は、前記可視光を走査する表示モードを実施するときの前記レンズの位置を前記固定位置とし、前記固定位置に前記レンズを保持する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
  7. 　前記制御装置は、前記レーザ光を照射する座標値を含む加工情報と、前記座標値に対する補正データとを記憶し、
    　前記レーザ光を前記加工対象物に照射するときには、前記座標値によって前記走査部および前記レンズ移動部を制御して前記レーザ光の走査と前記レーザ光の焦点位置の調整とを行い、
    　前記可視光を前記加工対象物に照射するときには、前記座標値および前記補正データにより前記走査部を制御して前記可視光の走査を行う、
    　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
  8. 　前記座標値は、３次元の座標値であって、前記走査部を制御するための２次元の座標値と、前記レンズ移動部を制御するための１次元の座標値と、を含み、
    　前記制御装置は、
    　前記レーザ光を前記加工対象物に照射するときには前記２次元の座標値に基づいて前記走査部を制御するとともに前記１次元の座標値に基づいて前記レンズ移動部を制御し、
    　前記可視光を前記加工対象物に照射するときには、前記２次元の座標値および前記補正データに基づいて前記走査部を制御し、前記１次元の座標値を用いない、
    　請求項７に記載のレーザ加工装置。
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