JP3063677B2 - Laser processing apparatus and laser processing method - Google Patents
Laser processing apparatus and laser processing methodInfo
- Publication number
- JP3063677B2 JP3063677B2 JP9129223A JP12922397A JP3063677B2 JP 3063677 B2 JP3063677 B2 JP 3063677B2 JP 9129223 A JP9129223 A JP 9129223A JP 12922397 A JP12922397 A JP 12922397A JP 3063677 B2 JP3063677 B2 JP 3063677B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- workpiece
- processing
- photographing
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置及
びレーザ加工方法に関し、特に、レーザ発振器と光走査
部と観察光学部から構成されるレーザトリマ、レーザマ
ーカ等のレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method, and more particularly to a laser processing apparatus and a laser processing method for a laser trimmer, a laser marker, and the like comprising a laser oscillator, an optical scanning unit, and an observation optical unit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、レーザ発振器と光走査部と観察
光学部から構成されるレーザトリマ、レーザマーカ等の
レーザ加工装置においては、被加工物の決められた位置
にレーザ光が照射され、加工されていることを認識する
ために画像認識装置が用いられ、その画像認識装置によ
って被加工物と観察系との位置関係から位置ずれ量を求
め、レーザ加工位置の補正を行っている。2. Description of the Related Art Generally, in a laser processing apparatus such as a laser trimmer, a laser marker, etc., comprising a laser oscillator, an optical scanning section, and an observation optical section, a predetermined position on a workpiece is irradiated with laser light and processed. An image recognizing device is used to recognize that the laser processing position has been corrected by the image recognizing device based on the positional relationship between the workpiece and the observation system.
【０００３】このような画像認識装置（画像処理装置）
を備えた従来のレーザ加工装置は、例えば、特開平５ー
１７７３７４号公報、特開平８ー２４３７７３号公報等
に開示されている。[0003] Such an image recognition device (image processing device)
A conventional laser processing apparatus provided with the above is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-177374 and 8-243773.
【０００４】特開平５ー１７７３７４号公報に開示され
たレーザ加工装置（以下、第１の従来技術という）は、
レーザ発振器から出射されたレーザ光を集光レンズで集
光して被加工物に照射し、レーザ加工を行うレーザ加工
装置であって、集光レンズを通して被加工物のレーザ照
射面付近を撮影する撮影手段と、撮像画像を取り込み記
憶すると共に、画像処理を行う画像処理装置と、その画
像処理装置の記憶と記憶画像及び処理結果を表示するモ
ニタと、画像処理装置の処理結果に従い、レーザ発振器
の制御を行う手段と、を有する。[0004] A laser processing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-177374 (hereinafter referred to as a first prior art) is disclosed in
A laser processing apparatus that performs laser processing by condensing laser light emitted from a laser oscillator with a condenser lens and irradiating the laser beam to a workpiece, and photographs an area near a laser irradiation surface of the workpiece through the condenser lens. A photographing unit, an image processing device that captures and stores the captured image and performs image processing, a monitor that displays the storage and the stored image of the image processing device and the processing result, and a laser oscillator according to the processing result of the image processing device. Means for performing control.
【０００５】この第１の従来技術によれば、レーザ加工
装置の加工部位の観察を行うに際して、撮像画像の表示
のみでなく、画像処理結果を併せて表示することによ
り、加工評価の向上を図っている。According to the first prior art, when observing a processing portion of a laser processing apparatus, not only a captured image is displayed but also an image processing result is displayed, thereby improving processing evaluation. ing.
【０００６】特開平８ー２４３７７３号公報に開示され
たレーザ加工装置（以下、第２の従来技術という）は、
出射光学系から出射されるレーザビームの光軸がワーク
の被加工物上を移動するように、出射光学系及びワーク
を搭載したワークテーブルの少なくとも一方を移動させ
てレーザ加工を行うレーザ加工装置であって、ワークの
被加工線を含む所定範囲の領域を撮影するためのＣＣＤ
カメラを出射光学系に設け、出射光学系あるいはワーク
テーブルの移動に伴いＣＣＤカメラの被加工線を含む画
像に対してあらかじめ定められた処理を行って被加工線
に近似した少なくとも１本の加工線を検出するための画
像処理部と、ＣＣＤカメラの画像内にあらかじめ設定さ
れてレーザビームの光軸となるべき参照点と、検出され
た加工線上の最近点との位置ずれを検出し、この位置ず
れを補正するように出射光学系あるいはワークテーブル
の駆動部を制御する制御部と、を有する。[0006] A laser processing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-243773 (hereinafter referred to as a second prior art)
A laser processing apparatus that performs laser processing by moving at least one of a work table equipped with an emission optical system and a work so that an optical axis of a laser beam emitted from the emission optical system moves on a workpiece to be processed. A CCD for photographing an area in a predetermined range including a line to be processed of a work
A camera is provided in the emission optical system, and at least one processing line approximated to the processing line by performing a predetermined process on an image including the processing line of the CCD camera with movement of the emission optical system or the work table. An image processing unit for detecting the position difference between a reference point set in advance in the image of the CCD camera and serving as the optical axis of the laser beam, and a closest point on the detected processing line. A control unit that controls a driving unit of the emission optical system or the work table so as to correct the displacement.
【０００７】第２の従来技術によれば、得られた出射光
学系あるいはワークテーブルの移動データを教示データ
として以後の加工を行い、検出された加工線は、描画装
置、画像重ね合わせ装置を通してＣＣＤカメラの画像に
重ねて表示され、加工線が複数本の場合には、選択器で
いずれか１本が選択される。According to the second prior art, the subsequent processing is performed by using the obtained movement data of the emission optical system or the work table as teaching data, and the detected processed line is transferred to a CCD through a drawing device and an image superposition device. When a plurality of processing lines are displayed so as to be superimposed on the image of the camera, one of the processing lines is selected by the selector.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】第１の従来技術では、
観察光学部と被加工物との位置関係を画像処理装置で求
めて位置補正を行っているが、レーザ集光スポットは観
察光学部に対してずれていないという前提で位置補正を
行っている。また、例えば、レーザ集光スポットを機械
的に位置決めされた光センサに照射して、光センサとレ
ーザ集光スポットの相対位置ずれを検出することによ
り、レーザ集光スポットの位置ずれ量の補正を行い精度
を上げる方法もある。In the first prior art,
The positional relationship between the observation optical unit and the workpiece is obtained by the image processing apparatus to perform the position correction. However, the position correction is performed on the assumption that the laser focused spot does not deviate from the observation optical unit. In addition, for example, by irradiating a laser condensed spot on a mechanically positioned optical sensor and detecting a relative displacement between the optical sensor and the laser condensed spot, the amount of displacement of the laser condensed spot can be corrected. There is also a method to increase accuracy.
【０００９】しかし、このような位置補正方法では、被
加工物とレーザ集光スポットの位置関係を間接的に求め
ることとなり、直接的に求めるものではないので、精度
の高い位置補正が困難である。However, in such a position correction method, the positional relationship between the workpiece and the laser condensed spot is indirectly obtained, and is not directly obtained, so that highly accurate position correction is difficult. .
【００１０】第２の従来技術では、画面上に表示される
被加工線の位置を画像処理で求め、その位置と画面上の
レーザ加工位置（多くの場合が画面の中心位置）との相
対誤差を求める。溶接の場合は、溶接すべき境界部分が
被加工線となり、切断加工の場合は、切断すべき位置に
けがき線等を描いてこれを被加工線とする。In the second prior art, a position of a line to be processed displayed on a screen is obtained by image processing, and a relative error between the position and a laser processing position on the screen (in most cases, the center position of the screen). Ask for. In the case of welding, a boundary portion to be welded is a line to be processed, and in the case of cutting, a marking line or the like is drawn at a position to be cut and this is a line to be processed.
【００１１】しかし、加工位置が画像に対してずれない
（常に中心にある）ものとし、この画像中心位置と被加
工物のずれ量を画像処理で求め、位置補正を行っている
ので、例えば、加工光学系の光軸がずれて、レーザ加工
位置が画面の中心からずれた場合、レーザ加工位置の補
正が困難になるという不都合がある。However, it is assumed that the processing position does not deviate from the image (it is always at the center), the deviation amount between the image center position and the workpiece is obtained by image processing, and the position is corrected. When the optical axis of the processing optical system is shifted and the laser processing position is deviated from the center of the screen, there is a disadvantage that it is difficult to correct the laser processing position.
【００１２】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、被加工物に対するレーザ加工位置を直
接比較することにより、高精度のレーザ加工を行うこと
ができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a laser processing apparatus and a laser processing apparatus capable of performing high-precision laser processing by directly comparing laser processing positions on a workpiece. The aim is to provide a method.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ加工装置
は、レーザ発振器から出射されたレーザ光を集光して被
加工物に照射し加工を行うレーザ加工装置であって、加
工前の被加工物の加工対象範囲を撮影する第１撮影手段
と、被加工物でのレーザ光の軌跡を撮影する第２撮影手
段と、第１撮影手段によって取り込まれた加工対象範囲
の画像データと第２撮影手段によって取り込まれたレー
ザ光の軌跡データとを比較して、被加工物に対するレー
ザ加工位置の位置ずれ量を算出し、レーザ加工位置の補
正を行う制御手段と、を有することを特徴とするもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION A laser processing apparatus according to the present invention is a laser processing apparatus for condensing a laser beam emitted from a laser oscillator and irradiating a laser beam to a workpiece, thereby performing processing. A first photographing means for photographing a processing target range of the workpiece, a second photographing means for photographing the trajectory of the laser beam on the workpiece, and image data of the processing target range taken in by the first photographing means and a second photographing means. Control means for comparing the trajectory data of the laser light captured by the photographing means, calculating the amount of displacement of the laser processing position with respect to the workpiece, and correcting the laser processing position. Things.
【００１４】本発明によれば、第１撮影手段によって、
加工前に加工対象範囲の画像データを取り込み、第２撮
影手段によって加工中に被加工物上でのレーザ光の軌跡
データを取り込み、制御手段によって、加工対象範囲の
画像データとレーザ光の軌跡データとを比較して、被加
工物に対するレーザ加工位置の位置ずれ量を算出し、そ
の位置ずれ量の算出結果に基づいてレーザ加工位置の補
正を行うので、被加工物に対するレーザ加工位置を直接
比較することになる。According to the present invention, the first photographing means
The image data of the processing range is captured before processing, the trajectory data of the laser light on the workpiece is captured during processing by the second photographing means, and the image data of the processing range and the trajectory data of the laser light are controlled by the control means. To calculate the positional deviation of the laser processing position with respect to the workpiece, and correct the laser processing position based on the calculation result of the positional deviation, so that the laser processing position with respect to the workpiece is directly compared. Will do.
【００１５】本発明のレーザ加工装置は又、レーザ光の
反射光が第１撮影手段に到達するのを阻止する手段を有
するのが好ましい。Preferably, the laser processing apparatus of the present invention further comprises means for preventing the reflected light of the laser light from reaching the first photographing means.
【００１６】本発明の他の形態のレーザ加工装置は、レ
ーザ発振器から出射されたレーザ光を集光して被加工物
に照射し加工を行うレーザ加工装置であって、加工前に
被加工物の加工対象範囲を撮影するとともに、被加工物
上でのレーザ光の軌跡を撮影する撮影手段と、その撮影
手段と被加工物との間のレーザ光の反射光路に配置さ
れ、レーザ光だけを透過するレーザ光透過手段と、加工
前に被加工物の加工対象範囲を撮影するときに、レーザ
光透過手段を反射光路から外す手段と、撮影手段によっ
て取り込まれた加工対象範囲の画像データとレーザ光の
軌跡データとを比較して、被加工物に対するレーザ加工
位置の位置ずれ量を算出し、レーザ加工位置の補正を行
う制御手段と、を有することを特徴とするものである。A laser processing apparatus according to another embodiment of the present invention is a laser processing apparatus for condensing a laser beam emitted from a laser oscillator and irradiating the laser beam to a workpiece to perform processing. A photographing means for photographing the trajectory of the laser light on the workpiece while photographing the processing target area of the workpiece, and a laser light reflected optical path between the photographing means and the workpiece, so that only the laser light is emitted. Laser light transmitting means for transmitting, means for removing the laser light transmitting means from the reflection optical path when imaging the processing target area of the workpiece before processing, image data of the processing target area taken by the imaging means and laser Control means for comparing the trajectory data of the light with the laser processing position, calculating a positional shift amount of the laser processing position with respect to the workpiece, and correcting the laser processing position.
【００１７】本発明の他の形態のレーザ加工装置によれ
ば、レーザ光透過手段の移動により１つの撮影手段で、
加工対象範囲の画像データと、レーザ光の軌跡データと
を取り込むことができる。According to the laser processing apparatus of another aspect of the present invention, the movement of the laser beam transmitting means allows one photographing means to operate,
The image data of the processing target range and the trajectory data of the laser beam can be captured.
【００１８】上記撮影手段は、被加工物の位置合わせ精
度に応じて撮影倍率を変えるズーム手段を有してもよ
い。また、被加工物を照明する照明手段を有してもよ
い。The photographing means may include a zoom means for changing a photographing magnification in accordance with a positioning accuracy of the workpiece. Further, an illumination means for illuminating the workpiece may be provided.
【００１９】本発明のレーザ加工方法は、レーザ発振器
から出射されたレーザ光を集光して被加工物に照射し加
工を行うレーザ加工方法であって、（１）加工前に被加
工物の加工対象範囲を撮影し、加工対象範囲の画像デー
タを得る工程と、（２）被加工物でのレーザ光の軌跡を
撮影し、レーザ光の軌跡データを得る工程と、（３）加
工対象範囲の画像データとレーザ光の軌跡データとを比
較して、被加工物に対するレーザ加工位置の位置ずれ量
を算出し、レーザ加工位置の補正を行う工程と、を有
し、（１）から（３）の順序で行うことを特徴とするも
のである。The laser processing method of the present invention is a laser processing method in which laser light emitted from a laser oscillator is condensed and irradiated on a workpiece to perform processing. (1) Before processing, the processing of the workpiece is performed. A step of photographing the processing target range and obtaining image data of the processing target range; (2) a step of photographing the trajectory of the laser light on the workpiece to obtain the trajectory data of the laser light; and (3) a processing target range. Comparing the image data of the laser beam with the locus data of the laser beam, calculating the amount of displacement of the laser processing position with respect to the workpiece, and correcting the laser processing position. ) In this order.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は第１の実施の形態の
レーザ加工装置を示す構成図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a laser processing apparatus according to the first embodiment.
【００２１】図１に示すように、第１の実施の形態のレ
ーザ加工装置は、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振器１
と、レーザ光Ｌの進行方向を制御する光走査部２と、レ
ーザ光Ｌを被加工物Ｗ側に送るとともに加工対象範囲で
の可視光やレーザ反射光を撮影側に送るビームスプリッ
タ３と、レーザ光Ｌを被加工物Ｗ上に集光する対物レン
ズ４と、加工前の加工対象範囲を撮影する第１ＣＣＤカ
メラ５と、被加工物Ｗ上でのレーザ光スポットの軌跡を
撮影する第２ＣＣＤカメラ６と、第１ＣＣＤカメラ５に
よって取り込まれた加工対象範囲の画像データと、第２
ＣＣＤカメラ６によって取り込まれたレーザ光スポット
の軌跡データとを比較して、被加工物Ｗに対するレーザ
加工位置の位置ずれ量を算出する制御部７と、を有す
る。As shown in FIG. 1, a laser processing apparatus according to the first embodiment comprises a laser oscillator 1 for emitting a laser beam L.
An optical scanning unit 2 that controls the traveling direction of the laser light L, a beam splitter 3 that sends the laser light L to the workpiece W and sends visible light or laser reflected light in the processing target range to the photographing side, An objective lens 4 for condensing a laser beam L on a workpiece W, a first CCD camera 5 for capturing an area to be processed before processing, and a second CCD for capturing a locus of a laser beam spot on the workpiece W A camera 6 and image data of a processing target area captured by the first CCD camera 5;
A control unit 7 for comparing the trajectory data of the laser beam spot captured by the CCD camera 6 and calculating the amount of displacement of the laser processing position with respect to the workpiece W.
【００２２】被加工物Ｗは、ワークテーブル（図示せ
ず）上に載置され、レーザ光Ｌによって、例えば溶接、
切断、開孔される。The workpiece W is placed on a work table (not shown), and is subjected to, for example, welding,
It is cut and opened.
【００２３】光走査部２は、例えばガルバノメータが用
いられる。As the light scanning unit 2, for example, a galvanometer is used.
【００２４】ビームスプリッタ３は、レーザ光Ｌに対し
ては高反射率を持ち、観察用の可視光に対しては低反射
率を示すダイクロイックミラーが用いられる。The beam splitter 3 uses a dichroic mirror having a high reflectance for the laser light L and a low reflectance for the visible light for observation.
【００２５】制御部７は、被加工物Ｗに対するレーザ加
工位置の位置ずれ量の算出結果に基づいて光走査部２や
被加工物Ｗを載置するワークテーブルの作動を制御し
て、レーザ加工位置（レーザ光Ｌの集光スポットの位
置）を補正する。The control unit 7 controls the operation of the optical scanning unit 2 and the work table on which the workpiece W is mounted based on the calculation result of the amount of displacement of the laser processing position with respect to the workpiece W, and performs laser processing. The position (the position of the focused spot of the laser beam L) is corrected.
【００２６】第１の実施の形態のレーザ加工装置は又、
ビームスプリッタ３の上部に配置され第１ＣＣＤカメラ
５及び第２ＣＣＤカメラ６に像を結ぶための結像レンズ
８と、第１ＣＣＤカメラ５の下部に配置され、レーザ反
射光が第１ＣＣＤカメラ５に到達するのを阻止するシャ
ッタ９と、レーザ反射光を第２ＣＣＤカメラ６側に送る
反射ミラー１０と、反射ミラー１０と第２ＣＣＤカメラ
６の間に配置され、レーザ反射光に対しては高透過率を
示し、その他の光については低透過率を示すフィルタ１
１と、を有する。なお、第２ＣＣＤカメラ６に入るレー
ザ光Ｌの強度が強い場合は、レーザ光Ｌを減衰させる減
衰フィルタも追加して設けるのが好ましい。The laser processing apparatus according to the first embodiment also has
An imaging lens 8 arranged above the beam splitter 3 for forming an image on the first CCD camera 5 and the second CCD camera 6; and an imaging lens 8 arranged below the first CCD camera 5 so that the laser reflected light reaches the first CCD camera 5. And a reflection mirror 10 for transmitting the laser reflected light to the second CCD camera 6 side, and a high transmittance for the laser reflected light. , Filter 1 showing low transmittance for other light
And 1. When the intensity of the laser light L entering the second CCD camera 6 is high, it is preferable to additionally provide an attenuation filter for attenuating the laser light L.
【００２７】次に、第１の実施の形態のレーザ加工装置
の動作について説明する。ます、レーザ光Ｌによる加工
の前に、加工対象範囲の観察が行われる。その際、シャ
ッタ９は開状態になっており、被加工物Ｗ面上の加工対
象範囲の光は、対物レンズ４、結像レンズ８を介して、
第１ＣＣＤカメラ５に到達するので、第１ＣＣＤカメラ
５によって加工対象範囲が撮影される。図２（Ａ）は、
加工対象範囲（一括で加工しようとする範囲）の画像を
示す。第１ＣＣＤカメラ５によって取り込まれた加工対
象範囲の画像データは、制御部７に送られる。Next, the operation of the laser processing apparatus according to the first embodiment will be described. First, before processing by the laser beam L, observation of the processing target range is performed. At this time, the shutter 9 is in an open state, and light in a processing target range on the surface of the workpiece W is transmitted through the objective lens 4 and the imaging lens 8.
Since the light reaches the first CCD camera 5, the first CCD camera 5 captures an image of the processing target range. FIG. 2 (A)
5 shows an image of a processing target range (a range to be processed collectively). The image data of the processing target range captured by the first CCD camera 5 is sent to the control unit 7.
【００２８】加工時においては、レーザ発振器１によっ
て出射されたレーザ光Ｌは、光走査部２で進行方向を制
御され、ビームスプリッタ３で反射され、対物レンズ４
で被加工物Ｗ面上に集光される。At the time of processing, the laser beam L emitted by the laser oscillator 1 is controlled in the traveling direction by the optical scanning unit 2, reflected by the beam splitter 3, and reflected by the objective lens 4.
Is focused on the workpiece W surface.
【００２９】被加工物Ｗ面上のレーザ光Ｌのスポット軌
跡は第２ＣＣＤカメラ６によって撮影される。その際、
シャッタ９は閉状態になっているので、レーザ反射光が
シャッタ９によって阻止され、第１ＣＣＤカメラ５に到
達しない。The spot locus of the laser beam L on the surface of the workpiece W is photographed by the second CCD camera 6. that time,
Since the shutter 9 is in the closed state, the laser reflected light is blocked by the shutter 9 and does not reach the first CCD camera 5.
【００３０】加工対象範囲内で所定のパターンに従って
レーザ光Ｌの集光スポットを移動させ、パターン走査が
完了するまで、レーザ光Ｌの軌跡が第２ＣＣＤカメラ６
によって撮影され、軌跡データとして取り込められる。
図２（Ｂ）は、レーザ光Ｌの軌跡の画像を示す。第２Ｃ
ＣＤカメラ６によって取り込まれたレーザ光Ｌの軌跡デ
ータは、制御部７に送られる。The condensing spot of the laser beam L is moved in accordance with a predetermined pattern within the processing range, and the trajectory of the laser beam L is maintained until the pattern scanning is completed.
Is captured and captured as trajectory data.
FIG. 2B shows an image of the trajectory of the laser light L. 2nd C
The locus data of the laser light L captured by the CD camera 6 is sent to the control unit 7.
【００３１】制御部７は、第１ＣＣＤカメラ５によって
取り込まれた加工対象範囲の画像データと、第２ＣＣＤ
カメラ６によって取り込まれたレーザ光スポットの軌跡
データとを記憶すると共に両者を比較して、被加工物Ｗ
に対するレーザ加工位置の位置ずれ量を算出する。図２
（Ｃ）は、加工対象範囲の画像とレーザ光Ｌの軌跡の画
像とを組合せた画像を示す。制御部７には、最初の位置
合わせ時に取り込んだレーザ軌跡と加工対象範囲の画像
データが記憶されており、加工位置とレーザ光Ｌの集光
スポットの位置ずれ量はこのデータとも比較して算出さ
れる。The control unit 7 controls the image data of the processing target range captured by the first CCD camera 5 and the second CCD
The trajectory data of the laser beam spot captured by the camera 6 is stored and compared with each other, and the workpiece W
Of the laser processing position with respect to. FIG.
(C) shows an image obtained by combining the image of the processing target range and the image of the trajectory of the laser beam L. The controller 7 stores the laser trajectory taken in at the time of the first alignment and the image data of the processing target range. The positional deviation between the processing position and the condensed spot of the laser beam L is calculated by comparing with this data. Is done.
【００３２】制御部７は、被加工物Ｗに対するレーザ加
工位置の位置ずれ量の算出結果に基づいて光走査部２や
被加工物Ｗを載置するワークテーブルの作動を制御し
て、レーザ加工位置（レーザ光Ｌの集光スポットの位
置）を補正する。The control unit 7 controls the operation of the optical scanning unit 2 and the work table on which the workpiece W is placed based on the calculation result of the amount of displacement of the laser processing position with respect to the workpiece W, and performs laser processing. The position (the position of the focused spot of the laser beam L) is corrected.
【００３３】第１の実施の形態のレーザ加工装置によれ
ば、第１ＣＣＤカメラ５によって取り込まれた加工対象
範囲の画像データと、第２ＣＣＤカメラ６によって取り
込まれたレーザ光Ｌの軌跡データとを比較して、被加工
物Ｗに対するレーザ加工位置の位置ずれ量を算出し、レ
ーザ加工位置の補正を行うので、被加工物Ｗに対するレ
ーザ加工位置を直接比較することになり、レーザ光Ｌと
被加工物Ｗを高精度に位置合わせでき、高精度のレーザ
加工が可能になる。According to the laser processing apparatus of the first embodiment, the image data of the processing target area captured by the first CCD camera 5 is compared with the locus data of the laser light L captured by the second CCD camera 6. Then, the amount of displacement of the laser processing position with respect to the workpiece W is calculated, and the laser processing position is corrected. Therefore, the laser processing position with respect to the workpiece W is directly compared, and the laser light L and the laser processing position are compared. The object W can be positioned with high accuracy, and high-precision laser processing can be performed.
【００３４】また、レーザ光Ｌの軌跡データのみを取り
込むので、画像情報からレーザ軌跡の情報を抽出する処
理が不要となり、制御部７における演算処理の高速化を
図ることができる。Further, since only the trajectory data of the laser beam L is fetched, the process of extracting the information of the laser trajectory from the image information becomes unnecessary, and the calculation processing in the control unit 7 can be sped up.
【００３５】図３は第２の実施の形態のレーザ加工装置
を示す構成図である。図３に示すように、第２の実施の
形態のレーザ加工装置は、加工対象範囲の画像データ
と、レーザ光Ｌの軌跡データとを取り込むＣＣＤカメラ
２０と、そのＣＣＤカメラ２０と反射ミラー１０との間
に配置され、レーザ反射光に対してだけ高透過率を示す
フィルタ２１と、ＣＣＤカメラ２０に取り付けられたズ
ームレンズ２２と、被加工物Ｗの加工対象範囲を照明す
る光源２３と、光走査部２とビームスプリッタ３との間
に配置されたｆθレンズ２４とを有する。FIG. 3 is a block diagram showing a laser processing apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the laser processing apparatus according to the second embodiment includes a CCD camera 20 that captures image data of a processing target range and locus data of a laser beam L; , A filter 21 having a high transmittance only with respect to the laser reflected light, a zoom lens 22 attached to the CCD camera 20, a light source 23 for illuminating a processing target area of the workpiece W, Fθ lens 24 disposed between the scanning unit 2 and the beam splitter 3.
【００３６】フィルタ２１は、加工対象範囲の観察が行
われ、レーザ光Ｌが発振していない時には光路から外
れ、レーザ光Ｌの軌跡を取り込む時には光路に挿入され
る。フィルタ２１の移動は、手動又は移動装置（図示せ
ず）によって行われる。なお、ＣＣＤカメラ２０に入る
レーザ光Ｌの強度が強い場合は、レーザ光Ｌを減衰させ
る減衰フィルタも追加して設けるのが好ましい。The filter 21 is deviated from the optical path when the laser beam L is not oscillating while observing the processing target range, and is inserted into the optical path when the trajectory of the laser light L is captured. The movement of the filter 21 is performed manually or by a moving device (not shown). When the intensity of the laser light L entering the CCD camera 20 is high, it is preferable to additionally provide an attenuation filter for attenuating the laser light L.
【００３７】ズームレンズ２２は、位置合わせに必要な
アライメント精度に応じた観察（撮影）倍率を確保でき
るように操作され、必要な認識分解能を得ることができ
る。The zoom lens 22 is operated so as to secure an observation (photographing) magnification in accordance with the alignment accuracy required for positioning, and a required recognition resolution can be obtained.
【００３８】その他、レーザ発振器１、光走査部２、ビ
ームスプリッタ３、結像レンズ８、制御部７については
第１の実施の形態のものと同様である。In addition, the laser oscillator 1, the optical scanning unit 2, the beam splitter 3, the imaging lens 8, and the control unit 7 are the same as those in the first embodiment.
【００３９】第１の実施の形態のレーザ加工装置では、
２台のＣＣＤカメラ５、６が必要であったが、第２の実
施の形態のレーザ加工装置では、フィルタ２１の移動に
よって１台のＣＣＤカメラ２０で、加工対象範囲の画像
データと、レーザ光Ｌの軌跡データとを取り込むことが
できる。In the laser processing apparatus according to the first embodiment,
Although two CCD cameras 5 and 6 were required, in the laser processing apparatus according to the second embodiment, the image data of the processing target area and the laser L trajectory data can be captured.
【００４０】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。例えば、ＣＣ
Ｄカメラによって取り込まれた加工対象範囲の画像やレ
ーザ光Ｌの軌跡の画像を表示するモニタを制御部７に接
続してもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the technical matters described in the claims. For example, CC
A monitor that displays an image of the processing target range captured by the D camera or an image of the locus of the laser beam L may be connected to the control unit 7.
【００４１】[0041]
【発明の効果】本発明によれば、撮影手段によって、加
工前に加工対象範囲の画像データを取り込み、加工中に
被加工物上でのレーザ光の軌跡データを取り込み、制御
手段によって、加工対象範囲の画像データとレーザ光の
軌跡データとを比較して、被加工物に対するレーザ加工
位置の位置ずれ量を算出し、その位置ずれ量の算出結果
に基づいてレーザ加工位置の補正を行うので、被加工物
に対するレーザ加工位置を直接比較することになり、レ
ーザ光と被加工物を高精度に位置合わせでき、高精度の
レーザ加工が可能になる。According to the present invention, image data of a range to be processed is captured by a photographing unit before processing, and locus data of a laser beam on a workpiece during processing is captured by a photographing unit. Since the image data of the range is compared with the trajectory data of the laser light, the amount of positional deviation of the laser processing position with respect to the workpiece is calculated, and the laser processing position is corrected based on the calculation result of the positional deviation amount. By directly comparing the laser processing position with respect to the workpiece, the laser beam and the workpiece can be positioned with high precision, and high-precision laser processing becomes possible.
【００４２】また、レーザ光の軌跡データのみを取り込
むので、画像情報からレーザ軌跡の情報を抽出する処理
が不要となり、制御部における演算処理の高速化を図る
ことができる。Further, since only the trajectory data of the laser beam is taken in, the process of extracting the information of the laser trajectory from the image information becomes unnecessary, and the speed of the arithmetic processing in the control unit can be increased.
【図１】第１の実施の形態のレーザ加工装置を示す構成
図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a laser processing apparatus according to a first embodiment.
【図２】（Ａ）は、加工対象範囲の画像を示し、（Ｂ）
は、レーザ光の軌跡の画像を示し、（Ｃ）は、加工対象
範囲の画像とレーザ光の軌跡の画像とを組合せた画像を
示す説明図である。FIG. 2A shows an image of a processing target range, and FIG.
FIG. 3C is an explanatory diagram showing an image of a locus of laser light, and FIG. 4C is an explanatory diagram showing an image obtained by combining the image of the processing target range and the image of the locus of laser light.
【図３】第２の実施の形態のレーザ加工装置を示す構成
図である。FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a laser processing apparatus according to a second embodiment.
Ｌ：レーザ光 Ｗ：被加工物 １：レーザ発振器 ２：光走査部 ３：ビームスプリッタ ４：対物レンズ ５：第１ＣＣＤカメラ ６：第２ＣＣＤカメラ ７：制御部 ８：結像レンズ ９：シャッタ １０：反射ミラー １１：フィルタ ２０：ＣＣＤカメラ ２１：フィルタ ２２：ズームレンズ ２３：光源 ２４：ｆθレンズ L: Laser light W: Workpiece 1: Laser oscillator 2: Optical scanning unit 3: Beam splitter 4: Objective lens 5: First CCD camera 6: Second CCD camera 7: Control unit 8: Imaging lens 9: Shutter 10: Reflecting mirror 11: Filter 20: CCD camera 21: Filter 22: Zoom lens 23: Light source 24: fθ lens
Claims (6)
レーザ発振器から出射されたレーザ光の進行方向を制御
する光走査部と、を有し、前記光走査部によって制御さ
れたレーザ光を集光して被加工物に照射し加工を行うレ
ーザ加工装置であって、 加工前の前記被加工物の加工対象範囲を撮影する第１撮
影手段と、 前記光走査部によって制御されたレーザ光による前記被
加工物への照射の軌跡を撮影する第２撮影手段と、 前記第１撮影手段によって取り込まれた加工対象範囲の
画像データと前記第２撮影手段によって取り込まれたレ
ーザ光の軌跡データとを比較して、被加工物に対するレ
ーザ加工位置の位置ずれ量を算出し、レーザ加工位置の
補正を行う制御手段と、 を有することを特徴とするレーザ加工装置。A laser oscillator for emitting a laser beam; and an optical scanning unit for controlling a traveling direction of the laser beam emitted from the laser oscillator. The laser beam controlled by the optical scanning unit is collected. A laser processing apparatus for irradiating a workpiece by irradiating the workpiece with light, comprising: a first imaging unit configured to capture a processing target range of the workpiece before processing; and a laser beam controlled by the optical scanning unit. A second photographing means for photographing a trajectory of irradiation on the workpiece; image data of a processing target range captured by the first photographing means; and trajectory data of laser light captured by the second photographing means. A laser processing apparatus, comprising: control means for comparing the position of the laser processing position with respect to the workpiece, and correcting the laser processing position.
達するのを阻止する手段を有することを特徴とする請求
項１に記載のレーザ加工装置。2. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising means for preventing reflected light of the laser light from reaching the first photographing means.
光して被加工物に照射し加工を行うレーザ加工装置であ
って、 加工前に被加工物の加工対象範囲を撮影するとともに、
被加工物上でのレーザ光の軌跡を撮影する撮影手段と、 その撮影手段と前記被加工物との間のレーザ光の反射光
路に配置され、レーザ光だけを透過するレーザ光透過手
段と、 加工前に被加工物の加工対象範囲を撮影するときに、前
記レーザ光透過手段を前記反射光路から外す手段と、 前記撮影手段によって取り込まれた加工対象範囲の画像
データとレーザ光の軌跡データとを比較して、被加工物
に対するレーザ加工位置の位置ずれ量を算出し、レーザ
加工位置の補正を行う制御手段と、 を有することを特徴とするレーザ加工装置。3. A laser processing apparatus for condensing a laser beam emitted from a laser oscillator and irradiating a workpiece with the laser beam for processing, wherein an image of a processing target range of the workpiece is taken before processing.
A photographing means for photographing the trajectory of the laser light on the workpiece, a laser light transmitting means disposed on a reflection optical path of the laser light between the photographing means and the workpiece, and transmitting only the laser light; Means for removing the laser light transmitting means from the reflected light path when photographing the processing target range of the workpiece before processing; and image data and laser beam locus data of the processing target range taken in by the photographing means. And a control unit that calculates a positional shift amount of the laser processing position with respect to the workpiece and corrects the laser processing position.
手段を有することを特徴とする請求項３に記載のレーザ
加工装置。4. The laser processing apparatus according to claim 3, wherein said photographing means has zoom means for changing a photographing magnification.
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のレーザ加工装
置。5. The laser processing apparatus according to claim 3, further comprising illumination means for illuminating the workpiece.
行方向を光走査部によって制御し、その制御されたレー
ザ光を集光して被加工物に照射し加工を行うレーザ加工
方法であって、 （１）加工前に前記被加工物の加工対象範囲を撮影し、
加工対象範囲の画像データを得る工程と、 （２）前記光走査部によって制御されたレーザ光による
前記被加工物への照射の軌跡を撮影し、レーザ光の軌跡
データを得る工程と、 （３）加工対象範囲の画像データとレーザ光の軌跡デー
タとを比較して、被加工物に対するレーザ加工位置の位
置ずれ量を算出し、レーザ加工位置の補正を行う工程
と、 を有し、（１）から（３）の順序で行うことを特徴とす
るレーザ加工方法。6. A laser processing method in which a traveling direction of a laser beam emitted from a laser oscillator is controlled by an optical scanning unit, and the controlled laser beam is condensed and irradiated on a workpiece to perform processing. (1) photographing a processing target range of the workpiece before processing;
Obtaining image data of a processing target range; and (2) capturing a trajectory of irradiation of the workpiece by the laser light controlled by the optical scanning unit to obtain trajectory data of the laser light; (1) comparing the image data of the processing target range with the trajectory data of the laser beam, calculating the amount of displacement of the laser processing position with respect to the workpiece, and correcting the laser processing position. ) To (3) in that order.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9129223A JP3063677B2 (en) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | Laser processing apparatus and laser processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9129223A JP3063677B2 (en) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | Laser processing apparatus and laser processing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10314967A JPH10314967A (en) | 1998-12-02 |
| JP3063677B2 true JP3063677B2 (en) | 2000-07-12 |
Family
ID=15004200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9129223A Expired - Lifetime JP3063677B2 (en) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | Laser processing apparatus and laser processing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063677B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003083302A1 (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-09 | Daikin Industries, Ltd. | High-low pressure dome type compressor |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4801634B2 (en) * | 2007-06-27 | 2011-10-26 | 住友重機械工業株式会社 | Laser processing apparatus and laser processing method |
| JP5274404B2 (en) * | 2009-07-29 | 2013-08-28 | 住友重機械工業株式会社 | Laser processing apparatus and laser processing method |
| JP5645687B2 (en) * | 2011-01-28 | 2014-12-24 | 三菱重工業株式会社 | Laser processing apparatus and laser processing method |
| BR112021011981A2 (en) * | 2018-12-20 | 2021-09-08 | Etxe-Tar, S.A. | METHOD OF PROCESSING AN OBJECT WITH A BEAM OF LIGHT AND PROCESSING SYSTEM |
| KR20230168676A (en) * | 2022-06-08 | 2023-12-15 | 주식회사 케이랩 | Laser processing apparatus |
-
1997
- 1997-05-20 JP JP9129223A patent/JP3063677B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003083302A1 (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-09 | Daikin Industries, Ltd. | High-low pressure dome type compressor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10314967A (en) | 1998-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101429866B1 (en) | Laser processing machine | |
| KR100817349B1 (en) | Display method for laser irradiation state and display system of laser irradiation state | |
| JP2008023540A (en) | Laser beam machining system and laser beam machining method | |
| JP5053691B2 (en) | Specimen scanner device and specimen position detection method using the device | |
| JP2004276101A (en) | Laser beam machining method and laser beam machining apparatus | |
| JP3063677B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
| JP3592846B2 (en) | Teaching method and apparatus for laser beam machine | |
| JP2002321080A (en) | Automatic focussing apparatus for laser precision processing | |
| JP2020153681A (en) | Image measuring device | |
| JP2007237200A (en) | Laser beam machining system and laser beam machining method | |
| JP2003173947A (en) | Method of positioning dot mark formed on semiconductor wafer and positioning unit | |
| JP2019155402A (en) | Centering method for laser beam and lase processing device | |
| JP5142916B2 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
| JP2808274B1 (en) | Target position detection method and position detection device | |
| JP2887656B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JP3203507B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JP2817092B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JP3423349B2 (en) | Microscope apparatus and image shift correction method | |
| JP2822314B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JPH0518780U (en) | Laser beam positioning device | |
| JP7161430B2 (en) | Image measuring device | |
| JP4875354B2 (en) | Autofocus device and autofocus method | |
| JP3250537B2 (en) | Positioning method and apparatus used for the method | |
| JP5318449B2 (en) | Pattern defect correction method | |
| JPH02187292A (en) | Instrument for detecting beam irradiated position |