JPH10328871A - レーザ加工装置の照射位置補正方法 - Google Patents
レーザ加工装置の照射位置補正方法Info
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- JPH10328871A JPH10328871A JP9143643A JP14364397A JPH10328871A JP H10328871 A JPH10328871 A JP H10328871A JP 9143643 A JP9143643 A JP 9143643A JP 14364397 A JP14364397 A JP 14364397A JP H10328871 A JPH10328871 A JP H10328871A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被加工物にマーカが不要で安価、レーザ光の
ビームサイズやエネルギー分布に関係なく補正可能なレ
ーザ加工装置の照射位置補正方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 レーザ発振器１で発生されるレーザ光
と、Ｘ，Ｙ軸駆動部４，３に連結されて回動駆動される
ミラー４ａ，３ａと、集光レンズ７を通過して、加工範
囲９にある被加工物８の任意位置に走査照射させるレー
ザ光を、加工範囲９の一隅に配設され切欠き部１３ａを
設けた遮蔽板１３に走査させて、その直下に設置した検
出器１４で検出したレーザ光出力と、ミラー３ａ，４ａ
の振り角を検出するエンコーダ５，６の出力を演算器１
２に入力して比較演算処理して求めた駆動信号により制
御駆動してミラー３ａ，４ａの振り角を補正する方法と
する。
ビームサイズやエネルギー分布に関係なく補正可能なレ
ーザ加工装置の照射位置補正方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 レーザ発振器１で発生されるレーザ光
と、Ｘ，Ｙ軸駆動部４，３に連結されて回動駆動される
ミラー４ａ，３ａと、集光レンズ７を通過して、加工範
囲９にある被加工物８の任意位置に走査照射させるレー
ザ光を、加工範囲９の一隅に配設され切欠き部１３ａを
設けた遮蔽板１３に走査させて、その直下に設置した検
出器１４で検出したレーザ光出力と、ミラー３ａ，４ａ
の振り角を検出するエンコーダ５，６の出力を演算器１
２に入力して比較演算処理して求めた駆動信号により制
御駆動してミラー３ａ，４ａの振り角を補正する方法と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガルバノミラー光
学系などを利用したレーザ加工装置の照射位置補正方法
に関するものである。
学系などを利用したレーザ加工装置の照射位置補正方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光による加工として、切断加工
機、マーキング装置、抵抗器など電子部品のトリミング
装置など、ガルバノミラー光学系を利用したレーザ加工
装置の利用も増加傾向にある。
機、マーキング装置、抵抗器など電子部品のトリミング
装置など、ガルバノミラー光学系を利用したレーザ加工
装置の利用も増加傾向にある。
【０００３】前記ガルバノミラー光学系を利用したレー
ザ加工装置では、周囲温度の影響や、ガルバノミラーの
機械的ヒステリシスの経時変化などにより、レーザ反射
角が変化してレーザ光の被加工物に対する照射位置が変
動し、その結果、加工精度の低下、必要出力の変動な
ど、加工条件に影響を与えるためそれらに対する補正が
必要である。
ザ加工装置では、周囲温度の影響や、ガルバノミラーの
機械的ヒステリシスの経時変化などにより、レーザ反射
角が変化してレーザ光の被加工物に対する照射位置が変
動し、その結果、加工精度の低下、必要出力の変動な
ど、加工条件に影響を与えるためそれらに対する補正が
必要である。
【０００４】以下、従来のレーザ加工装置の照射位置補
正方法について図面を用いて説明する。
正方法について図面を用いて説明する。
【０００５】図４は従来の認識カメラを利用したレーザ
加工装置の照射位置補正方法を説明するための要部構成
図、図５はレーザ光検出器を利用したレーザ加工装置の
照射位置補正方法の他の従来例を説明するための要部構
成図である。
加工装置の照射位置補正方法を説明するための要部構成
図、図５はレーザ光検出器を利用したレーザ加工装置の
照射位置補正方法の他の従来例を説明するための要部構
成図である。
【０００６】図４において、２１は炭酸ガス、ＹＡＧ、
あるいは半導体などのレーザ発振器、２２はレーザ発振
器２１で発生させたレーザ光の通過経路であるレーザ光
軸、２３は結合したミラー３０を回動駆動するＹ軸駆動
部、２５は検出器であるエンコーダでありＹ軸駆動部２
３に連結されミラー３０の回転角を検出しその結果を電
気信号として出力する。
あるいは半導体などのレーザ発振器、２２はレーザ発振
器２１で発生させたレーザ光の通過経路であるレーザ光
軸、２３は結合したミラー３０を回動駆動するＹ軸駆動
部、２５は検出器であるエンコーダでありＹ軸駆動部２
３に連結されミラー３０の回転角を検出しその結果を電
気信号として出力する。
【０００７】２４は結合したミラー３１を回動駆動する
Ｘ軸駆動部、２６は検出器であるエンコーダでありＸ軸
駆動部２４に連結されミラー３１の回転角を検出しその
結果を電気信号として出力する。２７はレーザ光軸２２
の経路中に設けた集光レンズであり、被加工物２８の加
工部分にレーザ光を集光させる。
Ｘ軸駆動部、２６は検出器であるエンコーダでありＸ軸
駆動部２４に連結されミラー３１の回転角を検出しその
結果を電気信号として出力する。２７はレーザ光軸２２
の経路中に設けた集光レンズであり、被加工物２８の加
工部分にレーザ光を集光させる。
【０００８】３６は被加工物２８の４隅に設けた検出用
の目印であるマーカ、３８はレーザ発振器２１とミラー
３０間のレーザ光軸２２の経路中に設けたプリズムであ
り、レーザ光を通過させると共に集光レンズ２７、ミラ
ー３１，３０を経由した被加工物２８のマーカ３６の映
像を認識カメラ３７に入力する。
の目印であるマーカ、３８はレーザ発振器２１とミラー
３０間のレーザ光軸２２の経路中に設けたプリズムであ
り、レーザ光を通過させると共に集光レンズ２７、ミラ
ー３１，３０を経由した被加工物２８のマーカ３６の映
像を認識カメラ３７に入力する。
【０００９】そして、３５は制御駆動部であり、エンコ
ーダ２５，２６の電気信号や認識カメラ３７の出力電気
信号を入力して比較演算などを行い、Ｙ軸駆動部２３、
Ｘ軸駆動部２４を制御駆動する。
ーダ２５，２６の電気信号や認識カメラ３７の出力電気
信号を入力して比較演算などを行い、Ｙ軸駆動部２３、
Ｘ軸駆動部２４を制御駆動する。
【００１０】すなわち、被加工物２８の加工前や所定加
工数量あるいは所定時間終了後に、認識カメラ３７によ
り被加工物２８のマーカ３６を自動外観認識し、その出
力信号を制御駆動部３５に入力する。
工数量あるいは所定時間終了後に、認識カメラ３７によ
り被加工物２８のマーカ３６を自動外観認識し、その出
力信号を制御駆動部３５に入力する。
【００１１】そして、何らかの原因でミラー３０，３１
などが、規定の設定より変化し照射位置が変動した場合
には制御駆動部３５によりＹ軸駆動部２３、Ｘ軸駆動部
２４の駆動を補正、すなわちレーザ光が被加工物２８に
対して正規の加工を行うように、ミラー３０，３１の振
り角を補正するのである。
などが、規定の設定より変化し照射位置が変動した場合
には制御駆動部３５によりＹ軸駆動部２３、Ｘ軸駆動部
２４の駆動を補正、すなわちレーザ光が被加工物２８に
対して正規の加工を行うように、ミラー３０，３１の振
り角を補正するのである。
【００１２】また、図５においてレーザ発振器２１、レ
ーザ光軸２２、Ｙ軸駆動部２３、Ｘ軸駆動部２４、エン
コーダ２５，２６、集光レンズ２７、被加工物２８、ミ
ラー３０，３１、制御駆動部３５は、前記図４にて説明
したものと同じである。
ーザ光軸２２、Ｙ軸駆動部２３、Ｘ軸駆動部２４、エン
コーダ２５，２６、集光レンズ２７、被加工物２８、ミ
ラー３０，３１、制御駆動部３５は、前記図４にて説明
したものと同じである。
【００１３】そして２９はレーザ光が走査する被加工物
２８に対する加工範囲、３３は中央部にレーザ光のビー
ムスポット径より小さい直径のピンホール３２を設けた
遮蔽板、３４は遮蔽板３３の直下に配設したレーザ光出
力の検出器であり、加工範囲２９の一隅に配設され、そ
の電気出力信号は制御駆動部３５に入力され、エンコー
ダ２５，２６の電気信号の入力などと比較演算などを行
い、Ｙ軸駆動部２３、Ｘ軸駆動部２４を制御駆動する。
２８に対する加工範囲、３３は中央部にレーザ光のビー
ムスポット径より小さい直径のピンホール３２を設けた
遮蔽板、３４は遮蔽板３３の直下に配設したレーザ光出
力の検出器であり、加工範囲２９の一隅に配設され、そ
の電気出力信号は制御駆動部３５に入力され、エンコー
ダ２５，２６の電気信号の入力などと比較演算などを行
い、Ｙ軸駆動部２３、Ｘ軸駆動部２４を制御駆動する。
【００１４】すなわち、被加工物２８の加工前や所定加
工数量あるいは所定時間終了後に、レーザ光を規定の方
向と距離を走査して検出器３４によりピンホール３２を
介してレーザ光を検出し、その出力信号を制御駆動部に
入力する。
工数量あるいは所定時間終了後に、レーザ光を規定の方
向と距離を走査して検出器３４によりピンホール３２を
介してレーザ光を検出し、その出力信号を制御駆動部に
入力する。
【００１５】そして、何らかの原因でミラー３０，３１
などが、規定の設定より変化し照射位置が変動した場合
には制御駆動部３５によりＹ軸駆動部２３、Ｘ軸駆動部
２４の駆動を補正、すなわちレーザ光が被加工物２８に
対して正規の加工を行うように、ミラー３０，３１の振
り角を補正するのである。
などが、規定の設定より変化し照射位置が変動した場合
には制御駆動部３５によりＹ軸駆動部２３、Ｘ軸駆動部
２４の駆動を補正、すなわちレーザ光が被加工物２８に
対して正規の加工を行うように、ミラー３０，３１の振
り角を補正するのである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来のレーザ加工装置の照射位置補正方法における認識
カメラ３７を利用する補正では、認識カメラ３７が高価
で、被加工物２８に認識の目印のためのマーカ３６が必
要であり、認識カメラ３７とレーザ光軸２２がずれた場
合には機能を果たさなくなるなど課題を有していた。
従来のレーザ加工装置の照射位置補正方法における認識
カメラ３７を利用する補正では、認識カメラ３７が高価
で、被加工物２８に認識の目印のためのマーカ３６が必
要であり、認識カメラ３７とレーザ光軸２２がずれた場
合には機能を果たさなくなるなど課題を有していた。
【００１７】また他の従来例として、ピンホール３２を
持つ遮蔽板３３を使用し、レーザ光出力検出用の検出器
３４を利用する補正では、ピンホール３２の直径を小さ
くすれば精度は上がるが、小さくするのは加工能力や精
度、経年変化、埃や異物などによる動作不具合を防止す
るために限度があり、原理的にピンホール３２の直径以
下の精度で位置の補正を行うのが困難であり、レーザ光
のビーム内のエネルギー分布が偏っていた場合などに
は、レーザ光の照射位置変動を正確に検出できないなど
の課題を有していた。
持つ遮蔽板３３を使用し、レーザ光出力検出用の検出器
３４を利用する補正では、ピンホール３２の直径を小さ
くすれば精度は上がるが、小さくするのは加工能力や精
度、経年変化、埃や異物などによる動作不具合を防止す
るために限度があり、原理的にピンホール３２の直径以
下の精度で位置の補正を行うのが困難であり、レーザ光
のビーム内のエネルギー分布が偏っていた場合などに
は、レーザ光の照射位置変動を正確に検出できないなど
の課題を有していた。
【００１８】本発明は前記従来の課題を解決しようとす
るものであり、安価で、被加工物に認識の目印のための
マーカが不要で、ピンホールの直径以下の精度で照射位
置の補正や、レーザ光ビーム内のエネルギー分布が偏っ
ていた場合などでも、レーザ光の照射位置を精度良く補
正できる、ガルバノミラー光学系などを利用したレーザ
加工装置の照射位置補正方法を提供することを目的とす
る。
るものであり、安価で、被加工物に認識の目印のための
マーカが不要で、ピンホールの直径以下の精度で照射位
置の補正や、レーザ光ビーム内のエネルギー分布が偏っ
ていた場合などでも、レーザ光の照射位置を精度良く補
正できる、ガルバノミラー光学系などを利用したレーザ
加工装置の照射位置補正方法を提供することを目的とす
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明によるレーザ加工装置の照射位置補正機構
は、レーザ発振器で発生されるレーザ光と、１個あるい
は複数の駆動部に連結されて回動駆動されるミラーと集
光レンズでなる光学系により加工範囲にある被加工物の
任意の位置に走査照射させて加工するレーザ加工装置に
おいて、前記レーザ光を加工範囲の一隅に配設され切欠
き部を設けた遮蔽板に走査させてミラー振り角に対する
レーザ光の出力変化率曲線の変化相違を求めるために、
前記駆動部に連接したエンコーダでミラー振り角を検出
し、切欠き部直下に設置した検出器による電気出力信号
と前記ミラー振り角検出の電気信号を演算器に入力して
比較演算処理して求めた各駆動信号により各駆動部を制
御駆動してミラー振り角を補正する照射位置補正方法と
したものであり、安価な構成で、かつ精度のよいレーザ
光の照射位置の補正が可能になる。
に、本発明によるレーザ加工装置の照射位置補正機構
は、レーザ発振器で発生されるレーザ光と、１個あるい
は複数の駆動部に連結されて回動駆動されるミラーと集
光レンズでなる光学系により加工範囲にある被加工物の
任意の位置に走査照射させて加工するレーザ加工装置に
おいて、前記レーザ光を加工範囲の一隅に配設され切欠
き部を設けた遮蔽板に走査させてミラー振り角に対する
レーザ光の出力変化率曲線の変化相違を求めるために、
前記駆動部に連接したエンコーダでミラー振り角を検出
し、切欠き部直下に設置した検出器による電気出力信号
と前記ミラー振り角検出の電気信号を演算器に入力して
比較演算処理して求めた各駆動信号により各駆動部を制
御駆動してミラー振り角を補正する照射位置補正方法と
したものであり、安価な構成で、かつ精度のよいレーザ
光の照射位置の補正が可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、レーザ発振器で発生されるレーザ光と、１個あるい
は複数の駆動部に連結されて回動駆動されるミラーと集
光レンズでなる光学系により加工範囲にある被加工物の
任意の位置に走査照射させて加工するレーザ加工装置に
おいて、前記レーザ光を加工範囲の一隅に配設させ切欠
き部を設けた遮蔽板に走査させてミラー振り角に対する
レーザ光の出力変化率曲線の変化相違を求めるために、
前記駆動部に連接したエンコーダでミラー振り角を検出
し、切欠き部直下に設置した検出器による電気出力信号
と前記ミラー振り角検出の電気信号を演算器に入力して
比較演算処理して求めた各駆動信号により各駆動部を制
御駆動してミラー振り角を補正するレーザ加工装置の照
射位置補正方法としたものであり、レーザ光のビームス
ポットのサイズやエネルギー分布に影響されずに照射位
置の変動を補正できるという作用を有する。
は、レーザ発振器で発生されるレーザ光と、１個あるい
は複数の駆動部に連結されて回動駆動されるミラーと集
光レンズでなる光学系により加工範囲にある被加工物の
任意の位置に走査照射させて加工するレーザ加工装置に
おいて、前記レーザ光を加工範囲の一隅に配設させ切欠
き部を設けた遮蔽板に走査させてミラー振り角に対する
レーザ光の出力変化率曲線の変化相違を求めるために、
前記駆動部に連接したエンコーダでミラー振り角を検出
し、切欠き部直下に設置した検出器による電気出力信号
と前記ミラー振り角検出の電気信号を演算器に入力して
比較演算処理して求めた各駆動信号により各駆動部を制
御駆動してミラー振り角を補正するレーザ加工装置の照
射位置補正方法としたものであり、レーザ光のビームス
ポットのサイズやエネルギー分布に影響されずに照射位
置の変動を補正できるという作用を有する。
【００２１】以下、本発明の実施の形態を、ガルバノミ
ラー光学系を利用したレーザ加工装置の照射位置補正方
法について図面を用いて説明する。
ラー光学系を利用したレーザ加工装置の照射位置補正方
法について図面を用いて説明する。
【００２２】図１は本発明の実施の形態におけるガルバ
ノミラー光学系を利用したレーザ加工装置の照射位置補
正方法を説明するための要部構成図、図２は同レーザ光
と遮蔽板の動作位置関係を説明する拡大要部平面図、図
３は同レーザ照射位置検出および補正の演算のための模
式特性曲線図である。
ノミラー光学系を利用したレーザ加工装置の照射位置補
正方法を説明するための要部構成図、図２は同レーザ光
と遮蔽板の動作位置関係を説明する拡大要部平面図、図
３は同レーザ照射位置検出および補正の演算のための模
式特性曲線図である。
【００２３】図１において、１は炭酸ガス、ＹＡＧ、あ
るいは半導体などのレーザ発振器、２はレーザ発振器１
で発生させたレーザ光の通過経路であるレーザ光軸、３
は結合したミラー３ａを矢印方向に回動駆動するＹ軸駆
動部、５は検出器であるエンコーダであり、Ｙ軸駆動部
３に連結され、ミラー３ａの動作回転角を検出し電気信
号を出力する。
るいは半導体などのレーザ発振器、２はレーザ発振器１
で発生させたレーザ光の通過経路であるレーザ光軸、３
は結合したミラー３ａを矢印方向に回動駆動するＹ軸駆
動部、５は検出器であるエンコーダであり、Ｙ軸駆動部
３に連結され、ミラー３ａの動作回転角を検出し電気信
号を出力する。
【００２４】４は結合したミラー４ａを矢印方向に回動
駆動するＸ軸駆動部、６は検出器であるエンコーダであ
り、Ｘ軸駆動部４に連結され、ミラー４ａの動作回転角
を検出し電気信号を出力する。
駆動するＸ軸駆動部、６は検出器であるエンコーダであ
り、Ｘ軸駆動部４に連結され、ミラー４ａの動作回転角
を検出し電気信号を出力する。
【００２５】７はレーザ光軸２の経路中の被加工物８と
ミラー４ａの間に配設した集光レンズであり、被加工物
８の加工部分にレーザ光を所定ビームのスポットに集光
させる。
ミラー４ａの間に配設した集光レンズであり、被加工物
８の加工部分にレーザ光を所定ビームのスポットに集光
させる。
【００２６】そして、９は被加工物８の加工のためにレ
ーザ光が走査する加工範囲、１３は一角に内角が直角で
なる切欠き部１３ａを設けた四角形の遮蔽板であり、レ
ーザ光出力の検出器１４の直上に配置され、かつ加工範
囲９の一隅に配設されている。
ーザ光が走査する加工範囲、１３は一角に内角が直角で
なる切欠き部１３ａを設けた四角形の遮蔽板であり、レ
ーザ光出力の検出器１４の直上に配置され、かつ加工範
囲９の一隅に配設されている。
【００２７】１０は出力端をＹ軸駆動部３に接続したＹ
軸ドライバー、１１は出力端をＸ軸駆動部４に接続した
Ｘ軸ドライバー、そして１２は演算器であり、Ｘ軸ドラ
イバー１１とＹ軸ドライバー１０に、検出器１４からの
電気出力信号を基にあらかじめ設定された基準と比較演
算を行い、被加工物８に対するレーザ光の照射位置の規
定からのずれなどを補正させる駆動信号を出力する。
軸ドライバー、１１は出力端をＸ軸駆動部４に接続した
Ｘ軸ドライバー、そして１２は演算器であり、Ｘ軸ドラ
イバー１１とＹ軸ドライバー１０に、検出器１４からの
電気出力信号を基にあらかじめ設定された基準と比較演
算を行い、被加工物８に対するレーザ光の照射位置の規
定からのずれなどを補正させる駆動信号を出力する。
【００２８】図２はレーザ光の照射位置補正の原理や、
比較演算の基準設定など行う動作を説明するものであ
り、被加工物８の所定加工を開始する前に、あらかじめ
設定された操作に従いレーザ光を遮蔽板１３の切欠き部
１３ａの近辺に移動させて、図２（ａ）に示すようにレ
ーザ光を所定距離間を走査させるのである。
比較演算の基準設定など行う動作を説明するものであ
り、被加工物８の所定加工を開始する前に、あらかじめ
設定された操作に従いレーザ光を遮蔽板１３の切欠き部
１３ａの近辺に移動させて、図２（ａ）に示すようにレ
ーザ光を所定距離間を走査させるのである。
【００２９】すなわち、１５はミラー４ａの振り角θx1
におけるレーザ光スポット位置、１６はミラー４ａの振
り角θx2におけるレーザ光スポット位置であり、１７は
レーザ光がＸ軸方向に移動走査していることを示す矢印
である。
におけるレーザ光スポット位置、１６はミラー４ａの振
り角θx2におけるレーザ光スポット位置であり、１７は
レーザ光がＸ軸方向に移動走査していることを示す矢印
である。
【００３０】そして、図２（ｂ）は同じく１８はミラー
３ａの振り角θy1におけるレーザ光スポット位置、１９
はミラー３ａの振り角θy2におけるレーザ光スポット位
置であり、２０はレーザ光がＹ軸方向に移動走査してい
ることを示す矢印である。
３ａの振り角θy1におけるレーザ光スポット位置、１９
はミラー３ａの振り角θy2におけるレーザ光スポット位
置であり、２０はレーザ光がＹ軸方向に移動走査してい
ることを示す矢印である。
【００３１】以上のように構成してなるレーザ加工装置
の照射位置補正方法についてその動作を説明する。
の照射位置補正方法についてその動作を説明する。
【００３２】レーザ発振器１により発生されたレーザ光
は、Ｙ軸駆動部３、Ｘ軸駆動部４により回動駆動される
ミラー３ａ，４ａによりそれぞれ反射して通過し、集光
レンズ７を経由して所定レーザ光のビームスポットとな
り加工範囲９のエリア内にある被加工物８の加工部分で
ある照射位置に導かれ到達する。
は、Ｙ軸駆動部３、Ｘ軸駆動部４により回動駆動される
ミラー３ａ，４ａによりそれぞれ反射して通過し、集光
レンズ７を経由して所定レーザ光のビームスポットとな
り加工範囲９のエリア内にある被加工物８の加工部分で
ある照射位置に導かれ到達する。
【００３３】そして、あらかじめ設定されたＸ入力およ
びＹ入力をそれぞれＸ軸ドライバー１１、Ｙ軸ドライバ
ー１０に入力し、その駆動信号により、Ｘ軸駆動部４、
Ｙ軸駆動部３を駆動し、それに連結したミラー４ａ，３
ａを回動駆動して設定された振り角度分レーザ光を走査
し、被加工物８の加工部分に走査照射して設定されたレ
ーザ加工を行うのである。
びＹ入力をそれぞれＸ軸ドライバー１１、Ｙ軸ドライバ
ー１０に入力し、その駆動信号により、Ｘ軸駆動部４、
Ｙ軸駆動部３を駆動し、それに連結したミラー４ａ，３
ａを回動駆動して設定された振り角度分レーザ光を走査
し、被加工物８の加工部分に走査照射して設定されたレ
ーザ加工を行うのである。
【００３４】次に、照射位置の補正動作について説明す
る。まず前記で説明したように、被加工物８を加工する
前に、図２（ａ），（ｂ）に示すように検出器１４の真
上に配置された遮蔽板１３の上をあらかじめ設定された
レーザ光の走査を行う。
る。まず前記で説明したように、被加工物８を加工する
前に、図２（ａ），（ｂ）に示すように検出器１４の真
上に配置された遮蔽板１３の上をあらかじめ設定された
レーザ光の走査を行う。
【００３５】図３（ａ）にこのときのレーザ光のエネル
ギー出力Ｅとミラー４ａの振り角θ xの特性曲線を示し
ている。すなわち、レーザ光が遮蔽板１３の上を照射中
は出力Ｅはほとんど０であり、レーザ光が走査されレー
ザ光のビームスポットが切欠き部１３ａに達し始めると
出力Ｅが上昇し、レーザ光のビームスポットが完全に切
欠き部１３ａに達すると出力Ｅは飽和することを示して
いる。
ギー出力Ｅとミラー４ａの振り角θ xの特性曲線を示し
ている。すなわち、レーザ光が遮蔽板１３の上を照射中
は出力Ｅはほとんど０であり、レーザ光が走査されレー
ザ光のビームスポットが切欠き部１３ａに達し始めると
出力Ｅが上昇し、レーザ光のビームスポットが完全に切
欠き部１３ａに達すると出力Ｅは飽和することを示して
いる。
【００３６】そして前記図２（ａ）で説明した振り角θ
x1と振り角θx2における出力Ｅの差はｄＥで示され、こ
のｄＥとミラー４ａの振り角θxをプロットした特性曲
線すなわち出力変化率曲線が図３（ｂ）であり、出力Ｅ
の変化率を表しておりレーザ光のビームスポットが切欠
き部１３ａに達し始める時と終了する時が変化が大き
く、遮蔽板１３にある時と切欠き部１３ａに達した時以
降は変化が小さいことを示している。
x1と振り角θx2における出力Ｅの差はｄＥで示され、こ
のｄＥとミラー４ａの振り角θxをプロットした特性曲
線すなわち出力変化率曲線が図３（ｂ）であり、出力Ｅ
の変化率を表しておりレーザ光のビームスポットが切欠
き部１３ａに達し始める時と終了する時が変化が大き
く、遮蔽板１３にある時と切欠き部１３ａに達した時以
降は変化が小さいことを示している。
【００３７】次に図３（ｂ）に示されるｄＥの頂点の振
り角θx0を、Ｘ軸方向の基準原点としてあらかじめ演算
器１２に設定記憶させる。
り角θx0を、Ｘ軸方向の基準原点としてあらかじめ演算
器１２に設定記憶させる。
【００３８】以上、前記と同じ操作をＹ軸方向に対して
も行い、ｄＥの頂点の振り角θy0（図示せず）をＹ軸方
向の基準原点としてあらかじめ演算器１２に設定記憶さ
せる。
も行い、ｄＥの頂点の振り角θy0（図示せず）をＹ軸方
向の基準原点としてあらかじめ演算器１２に設定記憶さ
せる。
【００３９】その後、被加工物８への所定レーザ加工を
規定回数や所定時間行った後、再び前記の動作すなわち
走査を行う。その時、何らかの原因によりミラー３ａ，
４ａ設定位置や回動動作など機構関係に変化が発生し
て、図３（ｂ）に示される点線のプロットによる特性曲
線のようにレーザ光の振り角θxに対するｄＥの頂点位
置に変動が発生すると、図３（ｂ）の振り角θxに対す
るｄＥの頂点の変化分、すなわちθxGがＸ軸方向に対す
る補正値となるのである。
規定回数や所定時間行った後、再び前記の動作すなわち
走査を行う。その時、何らかの原因によりミラー３ａ，
４ａ設定位置や回動動作など機構関係に変化が発生し
て、図３（ｂ）に示される点線のプロットによる特性曲
線のようにレーザ光の振り角θxに対するｄＥの頂点位
置に変動が発生すると、図３（ｂ）の振り角θxに対す
るｄＥの頂点の変化分、すなわちθxGがＸ軸方向に対す
る補正値となるのである。
【００４０】これをＹ軸方向に対しても同じく行い、も
し変動があればその変動分θyGなどをＹ軸方向の補正値
とするのである。
し変動があればその変動分θyGなどをＹ軸方向の補正値
とするのである。
【００４１】ＸおよびＹ方向の補正値があれば、それを
演算器１２に入力し比較演算などを行いその結果出力
を、Ｘ軸ドライバー１１、およびＹ軸ドライバー１０の
規定動作値に加減算してミラー４ａ，３ａの振り角
θx，θyを補正する。
演算器１２に入力し比較演算などを行いその結果出力
を、Ｘ軸ドライバー１１、およびＹ軸ドライバー１０の
規定動作値に加減算してミラー４ａ，３ａの振り角
θx，θyを補正する。
【００４２】この操作と補正を加工開始前や加工毎ある
いは一定時間毎に繰り返し行うことにより、レーザ光の
照射位置を補正して常に正確なレーザ加工を行うのであ
る。
いは一定時間毎に繰り返し行うことにより、レーザ光の
照射位置を補正して常に正確なレーザ加工を行うのであ
る。
【００４３】なお、エンコーダ５，６の分解能は従来例
のピンホールの直径より小さくかつ、ｄＥのピーク検出
がエンコーダの最小分解能で可能な構成となっている。
のピンホールの直径より小さくかつ、ｄＥのピーク検出
がエンコーダの最小分解能で可能な構成となっている。
【００４４】なおまた、補正の基準原点をｄＥの頂点で
あるθx0，θy0と設定しているが、任意のθx，θy個
所、例えば変化率ｄＥの差が大きい個所に設定するよう
にしてもよい。
あるθx0，θy0と設定しているが、任意のθx，θy個
所、例えば変化率ｄＥの差が大きい個所に設定するよう
にしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明のレーザ加工装置の
照射位置補正方法は、ミラー振り角に対するレーザ光の
出力変化率特性の変化を利用するのであり、安価で、被
加工物に認識目印のマーカが不要で、ピンホールの直径
以下の精度での位置補正が可能で、レーザ光ビーム内の
エネルギー分布が偏った場合などでもレーザ光の照射位
置を補正できるという効果を有する。
照射位置補正方法は、ミラー振り角に対するレーザ光の
出力変化率特性の変化を利用するのであり、安価で、被
加工物に認識目印のマーカが不要で、ピンホールの直径
以下の精度での位置補正が可能で、レーザ光ビーム内の
エネルギー分布が偏った場合などでもレーザ光の照射位
置を補正できるという効果を有する。
【図１】本発明の実施の形態におけるガルバノミラー光
学系を利用したレーザ加工装置の照射位置補正方法を説
明するための要部構成図
学系を利用したレーザ加工装置の照射位置補正方法を説
明するための要部構成図
【図２】（ａ）および（ｂ）は同レーザ光と遮蔽板の動
作位置関係を説明する拡大要部平面図
作位置関係を説明する拡大要部平面図
【図３】（ａ）および（ｂ）は同レーザ照射位置検出お
よび補正の演算のための模式特性曲線図
よび補正の演算のための模式特性曲線図
【図４】従来の認識カメラを利用したレーザ加工装置の
照射位置補正方法を説明するための要部構成図
照射位置補正方法を説明するための要部構成図
【図５】同他のレーザ光検出器を利用したレーザ加工装
置の照射位置補正方法を説明するための要部構成図
置の照射位置補正方法を説明するための要部構成図
１ レーザ発振器 ２ レーザ光軸 ３ Ｙ軸駆動部 ３ａ ミラー ４ Ｘ軸駆動部 ４ａ ミラー ５ エンコーダ ６ エンコーダ ７ 集光レンズ ８ 被加工物 ９ 加工範囲 １０ Ｙ軸ドライバー １１ Ｘ軸ドライバー １２ 演算器 １３ 遮蔽板 １３ａ 切欠き部 １４ 検出器 １５ レーザ光スポット位置 １６ レーザ光スポット位置 １７ Ｘ方向移動矢印 １８ レーザ光スポット位置 １９ レーザ光スポット位置 ２０ Ｙ方向移動矢印 ２１ レーザ発振器 ２２ レーザ光軸 ２３ Ｙ軸駆動部 ２４ Ｘ軸駆動部 ２５ エンコーダ ２６ エンコーダ ２７ 集光レンズ ２８ 被加工物 ２９ 加工範囲 ３０ ミラー ３１ ミラー ３２ ピンホール ３３ 遮蔽板 ３４ 検出器 ３５ 制御駆動部 ３６ マーカ ３７ 認識カメラ ３８ プリズム
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ発振器で発生されるレーザ光と、
１個あるいは複数の駆動部に連結されて回動駆動される
ミラーと集光レンズでなる光学系により加工範囲にある
被加工物の任意の位置に走査照射させて加工するレーザ
加工装置において、前記レーザ光を加工範囲の一隅に配
設され切欠き部を設けた遮蔽板に走査させてミラー振り
角に対するレーザ光の出力変化率曲線の変化相違を求め
るために、前記駆動部に連接したエンコーダでミラー振
り角を検出し、切欠き部直下に設置した検出器による電
気出力信号と前記ミラー振り角検出の電気信号を演算器
に入力して比較演算処理して求めた各駆動信号により各
駆動部を制御駆動してミラー振り角を補正するレーザ加
工装置の照射位置補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9143643A JPH10328871A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | レーザ加工装置の照射位置補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9143643A JPH10328871A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | レーザ加工装置の照射位置補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10328871A true JPH10328871A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15343560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9143643A Pending JPH10328871A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | レーザ加工装置の照射位置補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10328871A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6804035B2 (en) | 2001-03-23 | 2004-10-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser machining apparatus |
| CN100432743C (zh) * | 2004-02-19 | 2008-11-12 | 日立比亚机械股份有限公司 | 电扫描器的控制方法、电扫描器 |
| US9789462B2 (en) | 2013-06-25 | 2017-10-17 | The Boeing Company | Apparatuses and methods for accurate structure marking and marking-assisted structure locating |
| RU2676722C1 (ru) * | 2018-05-03 | 2019-01-10 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минромторг России) | Система автоматической подстройки сканирующей системы установки селективного лазерного сплавления |
| JP7205006B1 (ja) * | 2022-06-27 | 2023-01-16 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
-
1997
- 1997-06-02 JP JP9143643A patent/JPH10328871A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6804035B2 (en) | 2001-03-23 | 2004-10-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser machining apparatus |
| CN100432743C (zh) * | 2004-02-19 | 2008-11-12 | 日立比亚机械股份有限公司 | 电扫描器的控制方法、电扫描器 |
| US9789462B2 (en) | 2013-06-25 | 2017-10-17 | The Boeing Company | Apparatuses and methods for accurate structure marking and marking-assisted structure locating |
| EP2835210B1 (en) * | 2013-06-25 | 2018-02-14 | The Boeing Company | Apparatus for and method of accurate structure marking and marking-assisted structure locating |
| RU2676722C1 (ru) * | 2018-05-03 | 2019-01-10 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минромторг России) | Система автоматической подстройки сканирующей системы установки селективного лазерного сплавления |
| JP7205006B1 (ja) * | 2022-06-27 | 2023-01-16 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
| WO2024003973A1 (ja) * | 2022-06-27 | 2024-01-04 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040714 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041124 |