JP5318544B2 - レーザ加工装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態1のレーザ加工装置の主要部の構成を示す模式図であり、図2は、当該加工装置による加工に用いられるワークを示す斜視図であり、図3は、ワークに対する加工位置および検出位置を示す模式図である。本実施の形態1のレーザ加工装置1は、主要構成として、保持手段2と、加工用レーザビーム照射手段3と、第1の集光レンズ4と、レンズ移動手段5とを備えている。
図8は、本実施の形態2のレーザ加工装置の主要部の構成を示す模式図である。実施の形態1に示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する(以降の実施の形態でも同様とする)。本実施の形態2のレーザ加工装置1は、検出手段10に関して、実施の形態1における検出器110に代えて、検出器130を備える。この検出器130は、検出用回折格子131と、光量重心位置検出センサ132とを含んで構成されている。検出用回折格子131は、第2の光ファイバ120によって導かれてコリメートレンズ133により平行化されたワークW側からの反射光を、その反射光が有する波長成分に対応した検出用回折光に変換するための回折格子である。
図9は、本実施の形態3のレーザ加工装置の主要部の構成を示す模式図であり、図10は、その照射側光学系の構成を示す模式図であり、図11は、各波長光の走査のタイミング例を示す説明図である。本実施の形態3のレーザ加工装置1は、検出手段10に関して、白色光の照射側に、照射波長選択手段140を備えるとともに、白色光源101とは別個のエッジ検知用光源150を備え、さらに、実施の形態1における検出器110に代えて、検出器160を備える。
2 保持手段
2a 保持面
3 加工用レーザビーム照射手段
4 第1の集光レンズ
5 レンズ移動手段
10 検出手段
20 制御手段
101 白色光源
102 第2の集光レンズ
103 第1の光ファイバ
110 検出器
111 分光手段
112 検出用回折格子
113 光強度検出センサ
114 波長別光強度検出センサ
115a 第1の光路
115b 第2の光路
120 第2の光ファイバ
130 検出器
131 検出用回折格子
132 光量重心位置検出センサ
141 照射用回折格子
142 照射側光学系
143 平行変換回折格子
144 回転多面鏡
150 エッジ検知用光源
151 照射光切換手段
160 検出器
161 光強度検出センサ
Claims (5)
- ワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持された前記ワークに加工用レーザビームを照射する加工用レーザビーム照射手段と、前記ワークに照射される前記加工用レーザビームを集光する第1の集光レンズと、前記保持手段の保持面に対して垂直な方向に前記第1の集光レンズを移動させるレンズ移動手段と、を備えるレーザ加工装置であって、
白色光を発光する白色光源と、
前記保持手段に保持された前記ワークに前記白色光を集光する第2の集光レンズと、
前記白色光源から出射された前記白色光を前記第2の集光レンズに導く第1の光ファイバと、
前記第2の集光レンズで集光されて前記ワークで反射した前記白色光の反射光の強度を検出する検出器と、
前記反射光を前記検出器に導く第2の光ファイバと、
を含む検出手段と、
前記検出器の検出結果に基づき前記ワークの表面に関する情報を取得して当該レーザ加工装置の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記白色光源と前記第1の光ファイバとの間に、前記白色光を照射用回折光に変換する照射用回折格子と、前記第1の光ファイバに前記照射用回折光を導く照射側光学系と、を含むことを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記照射側光学系は、前記照射用回折光を前記第1の光ファイバに入射する平行光に変換する平行変換回折格子と、該平行変換回折格子に前記照射用回折光を導く回転多面鏡と、を含むことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記検出器は、前記第2の光ファイバにより導かれる前記反射光を第1の光路と第2の光路とに分光する分光手段と、前記第1の光路に導かれた前記反射光の光強度を検出する光強度検出センサと、前記第2の光路に導かれた前記反射光を検出用回折光に変換する検出用回折格子と、前記第2の光路に導かれて前記検出用回折格子により変換された前記検出用回折光の波長毎の光強度を検出する波長別光強度検出センサと、を含み、
前記制御手段は、前記光強度検出センサの検出結果に基づき前記ワークのエッジ位置情報を取得するとともに、予め各波長光の焦点距離と前記ワークの表面高さとの関係を設定してメモリに格納された制御マップを参照して前記波長別光強度検出センサの検出結果に基づき前記ワークの高さ情報を取得することを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ加工装置。 - 前記検出器は、前記第2の光ファイバにより導かれる前記反射光を検出用回折光に変換する検出用回折格子と、一定の受光面を有して受光した前記検出用回折光の照射範囲中の光量の重心を検出する光量重心検出センサとを含み、
前記制御手段は、前記光量重心検出センサの検出結果に基づき前記ワークのエッジ位置情報を取得するとともに、予め各波長光の焦点距離と前記ワークの表面高さとの関係を設定してメモリに格納された制御マップを参照して前記光量重心検出センサの検出結果に基づき前記ワークの高さ情報を取得することを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ加工装置。 - 前記検出手段は、エッジ検知用光を発するエッジ検知用光源と、前記エッジ検知用光と前記照射用回折光とを選択切換えして前記第1の光ファイバに導く照射光切換手段と、を含み、
前記検出器は、前記照射光切換手段による切換えに応じて選択された前記エッジ検知用光と前記照射用回折光との光強度を検出する光強度検出センサからなり、
前記制御手段は、前記照射光切換手段による切換えに応じて前記光強度検出センサから出力される検出結果に基づき前記ワークのエッジ位置情報を取得するとともに、予め各波長光の焦点距離と前記ワークの表面高さとの関係を設定してメモリに格納された制御マップを参照して前記光強度検出センサから出力される検出結果に基づき前記ワークの高さ情報を取得することを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ加工装置。
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