WO2022003978A1 - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022003978A1 WO2022003978A1 PCT/JP2020/026271 JP2020026271W WO2022003978A1 WO 2022003978 A1 WO2022003978 A1 WO 2022003978A1 JP 2020026271 W JP2020026271 W JP 2020026271W WO 2022003978 A1 WO2022003978 A1 WO 2022003978A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- temperature
- lens
- sensor
- laser
- command
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/035—Aligning the laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
Definitions
- the present disclosure relates to a laser processing apparatus that processes a workpiece by irradiation with pulsed laser light.
- a laser processing apparatus has a processing head equipped with a galvano scanner that deflects pulsed laser light and an f ⁇ lens that collects pulsed laser light, and performs drilling of a workpiece such as a printed wiring substrate.
- a laser processing apparatus when the pulsed laser light passes through the f ⁇ lens, a part of the pulsed laser light is absorbed by the f ⁇ lens, so that the temperature of the f ⁇ lens may rise. As the temperature of the f ⁇ lens rises, the refractive index of the f ⁇ lens changes. When the refractive index of the f ⁇ lens changes, the irradiation position of the pulsed laser beam on the workpiece changes.
- Patent Document 1 discloses a laser processing apparatus that measures the temperature of an f ⁇ lens and corrects the irradiation position based on the temperature of the f ⁇ lens.
- the laser processing apparatus of Patent Document 1 measures the temperature of the f ⁇ lens by using a temperature sensor installed on the side surface of the f ⁇ lens.
- the temperature of the region of the f ⁇ lens in which the pulsed laser light is incident can be measured instantly and accurately. Is desired.
- the temperature sensor since the temperature sensor is installed on the side surface of the f ⁇ lens, the temperature around the f ⁇ lens, the influence of the delay in heat conduction in the f ⁇ lens, and the like cause the temperature sensor. , It is difficult to measure the temperature of the region where the pulsed laser beam is incident instantly and accurately. Therefore, according to the conventional technique, the laser processing apparatus has a problem that it is difficult to improve the processing accuracy because it is difficult to correct the irradiation position with high accuracy.
- the present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to obtain a laser processing apparatus capable of improving processing accuracy.
- the laser processing apparatus has a laser oscillator for outputting pulsed laser light and a galvano mirror, and is pulsed by reflection of the pulsed laser light by the galvano mirror. It has a galvano scanner that deflects the laser beam and rotates the galvano mirror by controlling according to the position command, and an incident region where the polarized pulse laser light is incident in the galvano scanner, and collects the pulsed laser light incident on the incident region.
- the laser is provided with a lens temperature measuring unit that measures the temperature of the laser by detecting infrared rays emitted from an incident region and obtains temperature information of the laser, and a correction unit that corrects a position command based on the temperature information.
- the laser processing device has the effect of improving the processing accuracy.
- the figure for demonstrating the correction of the position command by the galvano command conversion part in Embodiment 1. A flowchart showing an operation procedure of a control device included in the laser processing device according to the first embodiment.
- FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser processing apparatus 1 according to the first embodiment.
- the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment drills a work piece 16 by irradiating a pulsed laser beam 5.
- the workpiece 16 is a printed wiring board mounted on an electronic device or the like.
- the workpiece 16 may be any material other than the printed wiring board, as long as it can be a target for drilling.
- the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are three axes perpendicular to each other.
- the X-axis and the Y-axis are horizontal axes.
- the Z axis is a vertical axis.
- the laser machining apparatus 1 performs drilling to form a plurality of holes 17 dispersed in the X-axis direction and the Y-axis direction at high speed.
- the laser processing apparatus 1 has a laser oscillator 4 that outputs a pulsed laser beam 5.
- the pulsed laser light 5 is infrared light.
- the laser oscillator 4 is a carbon dioxide (CO 2 ) laser.
- the peak wavelength of the pulsed laser beam 5 is a wavelength included in the range of 9.3 ⁇ m to 10.6 ⁇ m.
- the processing head 26 of the laser processing apparatus 1 has galvano scanners 13X and 13Y that deflect the pulse laser light 5, and an f ⁇ lens 15 that is a lens that concentrates the pulse laser light 5.
- the galvano scanner 13X has a galvano mirror 11X that reflects the pulsed laser light 5 incident on the processing head 26, and a motor 12X that rotationally drives the galvano mirror 11X.
- the galvano scanner 13X deflects the pulsed laser light 5 by the reflection of the pulsed laser light 5 on the galvano mirror 11X. Further, the galvano scanner 13X rotates the galvano mirror 11X by control according to the position command 29a.
- the galvano scanner 13X moves the irradiation position of the pulsed laser beam 5 in the X-axis direction by rotating the galvano mirror 11X within a range of a specific swing angle.
- the galvano scanner 13Y has a galvano mirror 11Y that reflects the pulsed laser beam 5 incident from the galvano scanner 13X, and a motor 12Y that rotationally drives the galvano mirror 11Y.
- the galvano scanner 13Y deflects the pulsed laser light 5 by the reflection of the pulsed laser light 5 on the galvano mirror 11Y. Further, the galvano scanner 13Y rotates the galvano mirror 11Y by control according to the position command 29a.
- the galvano scanner 13Y moves the irradiation position of the pulsed laser beam 5 in the Y-axis direction by rotating the galvano mirror 11Y within a range of a specific swing angle.
- the f ⁇ lens 15 is fixed to the lens frame 14.
- the f ⁇ lens 15 concentrates the pulsed laser light 5 reflected by the galvano mirror 11Y at the irradiation position of the workpiece 16.
- the material of the f ⁇ lens 15 is germanium or zinc selenium.
- the laser machining apparatus 1 has a Z-axis table that moves the machining head 26 in the Z-axis direction above the workpiece 16. Illustration of the Z-axis table is omitted. As the Z-axis table moves the machining head 26, the laser machining device 1 focuses the f ⁇ lens 15 on the workpiece 16.
- the laser processing device 1 has an XY table 18.
- the XY table 18 has a top table 19 that moves under control according to the position command 27.
- the workpiece 16 is placed on the top table 19.
- the XY table 18 moves the workpiece 16 together with the top table 19.
- the region where the irradiation position can be moved is defined as the scanning region.
- the scanning region is, for example, a region of 50 mm in the X-axis direction and 50 mm in the Y-axis direction.
- the top table 19 can move in a wider range than the size of the workpiece 16.
- the size of the workpiece 16 in the X-axis direction and the Y-axis direction is about 300 mm ⁇ 300 mm
- the top table 19 moves in a range of about 600 mm ⁇ 600 mm in the X-axis direction and the Y-axis direction. ..
- the laser machining apparatus 1 enables drilling of the entire workpiece 16 by driving the galvano scanners 13X and 13Y and moving the top table 19.
- the laser processing device 1 has a control device 25 that controls the entire laser processing device 1.
- the control device 25 includes a command generation unit 2 that generates various commands, a laser control unit 3, a galvano command conversion unit 6 that is a correction unit, a galvano control unit 10, and an XY table control unit 20.
- the command generation unit 2 generates a position command 27 for the XY table 18, a laser output command 28, and a position command 29 for the galvano scanners 13X and 13Y.
- the command generation unit 2 outputs the generated position command 27 to the XY table control unit 20.
- the command generation unit 2 outputs the generated laser output command 28 to the laser control unit 3.
- the command generation unit 2 outputs the generated position command 29 to the galvano command conversion unit 6.
- the galvano command conversion unit 6 corrects the position command 29 based on the temperature information output from the lens temperature measurement unit 9. The lens temperature measuring unit 9 will be described later.
- the galvano command conversion unit 6 outputs the position command 29a.
- the galvano command conversion unit 6 outputs the corrected position command 29 as the position command 29a.
- the galvano command conversion unit 6 outputs the uncorrected position command 29 as the position command 29a.
- the laser control unit 3 controls the laser oscillator 4 according to the laser output command 28.
- the laser control unit 3 controls the power of the pulsed laser beam 5, the pulse width of the pulsed laser beam 5, and the timing at which the pulsed laser beam 5 is output according to the laser output command 28.
- the galvano control unit 10 controls the galvano scanner 13X and the galvano scanner 13Y according to the position command 29a.
- the galvano control unit 10 controls the rotation of the galvano mirror 11X by the motor 12X, and positions the galvano mirror 11X.
- the galvano control unit 10 controls the rotation of the galvano mirror 11Y by the motor 12Y to position the galvano mirror 11Y.
- the galvano control unit 10 corrects the optical distortion characteristics caused by the galvano scanners 13X and 13Y and the f ⁇ lens 15.
- the galvano control unit 10 corrects the optical distortion characteristics by using a preset distortion correction function. By correcting the optical distortion characteristic, the galvano scanner 13X accurately moves the pulsed laser beam 5 in the X-axis direction.
- the galvano scanner 13Y accurately moves the pulsed laser beam 5 in the Y-axis direction.
- the laser machining apparatus 1 can form the hole 17 at an accurate position on the XY plane.
- the XY table control unit 20 controls the XY table 18 according to the position command 27.
- the XY table control unit 20 controls the movement of the top table 19 by the XY table 18 and positions the top table 19.
- the laser processing device 1 has a lens temperature measuring unit 9 that measures the temperature of the f ⁇ lens 15.
- the lens temperature measuring unit 9 obtains temperature information representing the temperature of the f ⁇ lens 15.
- a part of the pulsed laser beam 5 is absorbed by the f ⁇ lens 15, so that the temperature of the f ⁇ lens 15 rises.
- the refractive index of the f ⁇ lens 15 changes, so that the irradiation position of the pulsed laser beam 5 on the workpiece 16 changes.
- the laser processing apparatus 1 corrects the irradiation position of the pulsed laser light 5 on the workpiece 16 by correcting the position command 29 based on the measurement result by the lens temperature measuring unit 9.
- the lens temperature measuring unit 9 has a temperature calculation unit 7 and a radiation temperature sensor 8.
- the temperature calculation unit 7 is included in the control device 25.
- the temperature calculation unit 7 performs a calculation for temperature measurement.
- the command generation unit 2 outputs the laser output command 28 and the temperature calculation parameter 34 to the temperature calculation unit 7.
- the radiation temperature sensor 8 is a non-contact temperature sensor.
- the radiation temperature sensor 8 is arranged above the incident region of the f ⁇ lens 15.
- the incident region is a region on the surface of the f ⁇ lens 15 and is a region where the pulsed laser light 5 deflected by the galvano scanners 13X and 13Y is incident.
- the f ⁇ lens 15 collects the pulsed laser light 5 incident on the incident region.
- the radiation temperature sensor 8 measures the temperature of the f ⁇ lens 15 in the incident region by detecting infrared rays emitted from the incident region of the f ⁇ lens 15.
- the temperature of the f ⁇ lens 15 varies, for example, in the range of 25 ° C to 30 ° C.
- the intensity of infrared rays emitted from the f ⁇ lens 15 is the strongest at a wavelength of about 10 ⁇ m.
- an infrared detector having a sensitivity in a wavelength of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m is used as the radiation temperature sensor 8.
- an inexpensive infrared detector such as a thermopile or a thermistor can be used.
- the radiation temperature sensor 8 is not limited to one having a sensitivity in a wavelength range of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m, and may be a sensor having a sensitivity in a wavelength range of 9.3 ⁇ m to 10.6 ⁇ m.
- the lens temperature measuring unit 9 has a radiation temperature sensor 8 having sensitivity in a wavelength range of at least 9.3 ⁇ m to 10.6 ⁇ m. Since the radiation temperature sensor 8 faces the incident region of the f ⁇ lens 15, the infrared rays emitted from the f ⁇ lens 15 depending on the temperature of the f ⁇ lens 15 and the pulsed laser light 5 reflected by the f ⁇ lens 15 are used. A certain reflected light 21 is incident on the radiation temperature sensor 8. Illustration of infrared rays emitted from the f ⁇ lens 15 is omitted.
- the lens temperature measuring unit 9 obtains the temperature information excluding the influence of the reflected light 21 in the temperature calculation unit 7.
- the fact that the influence of the reflected light 21 is removed means that the increase in the measurement result due to the reflected light 21 incident on the radiation temperature sensor 8 is removed.
- the temperature calculation unit 7 outputs the obtained temperature information to the galvano command conversion unit 6.
- FIG. 2 is a diagram for explaining a measurement region 23 which is a target of temperature measurement by the lens temperature measuring unit 9 in the first embodiment.
- FIG. 2 shows a state in which the f ⁇ lens 15 fixed to the lens frame 14 is viewed from above vertically.
- the pulsed laser beam 5 deflected by the galvano scanners 13X and 13Y is incident on the incident region 22 of the f ⁇ lens 15.
- the measurement region 23 by the radiation temperature sensor 8 is a region within the incident region 22.
- the radiation temperature sensor 8 measures the average temperature of the incident region 22 by measuring the temperature of the measurement region 23.
- the temperature of the f ⁇ lens 15 measured by the lens temperature measuring unit 9 is the average temperature of the incident region 22.
- FIG. 3 is a diagram for explaining the laser output command 28, the laser output, and the temperature measurement result in the first embodiment.
- FIG. 3A shows a change in the signal of the laser output command 28 output from the command generation unit 2 to the laser control unit 3.
- FIG. 3B shows a change in the laser output due to the laser oscillator 4, that is, a change in the output of the pulsed laser beam 5.
- the solid line graph represents the output of the radiation temperature sensor 8, that is, the measured value of the radiation temperature sensor 8.
- the broken line graph represents the temperature that can be measured by the radiation temperature sensor 8 when the radiation temperature sensor 8 is not affected by the reflected light 21. That is, the broken line graph represents the temperature of the f ⁇ lens 15 to be measured by the radiation temperature sensor 8.
- FIG. 3D shows the temperature information that is the output of the lens temperature measuring unit 9, that is, the measurement result of the lens temperature measuring unit 9.
- the command generation unit 2 issues a laser output command 28 having a peak power of P1 and a pulse width of td at t1, t2, t3, t4, t5, t7, t8, t9, t10, t11. It is output at each time of.
- the period during which the laser output command 28 is on is from t1 to t1 + td, from t2 to t2 + td, from t3 to t3 + td, from t4 to t4 + td, from t5 to t5 + td, from t7 to t7 + td, from t8 to t8 + td, and from t9 to t9 + td. , T10 to t10 + td, and t11 to t11 + td.
- the period from t1 to t12 other than the on period is the period during which the laser output command 28 is turned off.
- the laser control unit 3 controls the laser oscillator 4 so that the laser output becomes P1.
- the laser control unit 3 causes the laser output to be zero.
- the laser oscillator 4 outputs a pulsed laser beam 5 equivalent to the laser output command 28.
- the operation of the laser output by the laser oscillator 4 is slightly delayed from the laser output command 28 due to the dynamic characteristics of the laser oscillator 4.
- the output of the radiation temperature sensor 8 changes significantly up and down during the period from t1 to t6, and greatly deviates from the temperature shown by the broken line graph. is doing.
- the output of the radiation temperature sensor 8 changes up and down with a delay of the measurement time constant of the radiation temperature sensor 8 from the change of the pulsed laser beam 5.
- the radiation temperature sensor 8 receives the reflected light 21 together with the infrared rays emitted by the f ⁇ lens 15, the radiation temperature sensor 8 outputs the result of adding the measurement results of the infrared rays and the measurement results of the reflected light 21.
- the lens temperature measuring unit 9 cannot directly use the measurement result of the radiation temperature sensor 8 as the temperature measurement result of the f ⁇ lens 15.
- the radiation temperature sensor 8 has a measurement time constant on the order of milliseconds.
- the temperature of the f ⁇ lens 15 changes due to a time constant slower than the measurement time constant of the radiation temperature sensor 8. Therefore, as shown in the broken line graph, the change in temperature of the f ⁇ lens 15 is a gradual change.
- the laser output command 28 is not output during the period from t5 + td to t7.
- the solid line graph shown in FIG. 3 (c) gradually approaches the broken line graph after t5 + td. That is, the measurement result by the radiation temperature sensor 8 gradually decreases and converges to the temperature of the f ⁇ lens 15. In the period from t6 to t7, the measurement result by the radiation temperature sensor 8 becomes equivalent to the temperature of the f ⁇ lens 15.
- the fact that the measurement result is equivalent to the temperature of the f ⁇ lens 15 means that even if there is a difference between the measurement result and the temperature of the f ⁇ lens 15, the difference is negligible in the correction of the position command 29.
- the period required for the measurement result by the radiation temperature sensor 8 to converge to the temperature of the f ⁇ lens 15 is referred to as the sensor recovery period “twait”.
- the period from t5 + td to t6 is the sensor recovery period “twait”.
- the measurement result by the radiation temperature sensor 8 is obtained by the f ⁇ lens 15 after the sensor recovery period "twait” has elapsed. Equivalent to temperature.
- the period in which the measurement result by the radiation temperature sensor 8 becomes equivalent to the temperature of the f ⁇ lens 15 is defined as the sensor effective period.
- each of the period from t1 to t6 and the period from t7 to t12 is a sensor invalid period.
- the period up to t1 the period from t6 to t7, and the period from t12 are each a sensor valid period.
- the temperature calculation unit 7 switches the laser output command 28 output from the command generation unit 2 from on to off, and the laser output command 28 starts when the sensor recovery period “twait”, which is a preset period, has elapsed. The period until the output of is turned on is determined as the sensor valid period.
- the temperature calculation unit 7 measures the temperature of the f ⁇ lens 15 during the sensor validity period.
- the temperature calculation unit 7 outputs the measurement result by the radiation temperature sensor 8 as temperature information during the sensor validity period.
- the temperature calculation unit 7 estimates the temperature information of the f ⁇ lens 15 in the sensor invalid period based on the temperature measured in the sensor valid period.
- the temperature calculation unit 7 estimates the temperature information of the f ⁇ lens 15 by using the output of the radiation temperature sensor 8 immediately before the sensor invalid period, the laser output command 28, and parameters such as the time constant of the f ⁇ lens 15.
- the temperature calculation unit 7 outputs the estimation result of the temperature information of the f ⁇ lens 15 as the temperature information during the sensor invalid period.
- FIG. 3D shows the measurement result of the temperature of the f ⁇ lens 15 during the sensor valid period and the estimation result of the temperature of the f ⁇ lens 15 during the sensor invalid period.
- the output change of the lens temperature measuring unit 9 shown in FIG. 3 (d) substantially coincides with the temperature change of the f ⁇ lens 15 shown by the broken line graph in FIG. 3 (c). In this way, the lens temperature measuring unit 9 can obtain temperature information that can be regarded as the temperature of the f ⁇ lens 15, and can obtain accurate temperature information of the f ⁇ lens 15.
- FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration of the temperature calculation unit 7 provided in the lens temperature measurement unit 9 in the first embodiment.
- the temperature calculation unit 7 includes a sensor state determination unit 30, a sensor output storage unit 31, a temperature estimation unit 32, and a temperature information switching unit 33.
- the laser output command 28, the temperature calculation parameter 34, and the measured value which is the measurement result by the radiation temperature sensor 8 are input to the temperature calculation unit 7.
- the temperature calculation parameter 34 is a parameter used in the calculation in the temperature calculation unit 7.
- the temperature calculation parameter 34 includes a set value indicating the length of the sensor recovery period “twait”.
- the temperature calculation parameter 34 includes a conversion gain and a thermal time constant of the f ⁇ lens 15.
- the conversion gain is an energy temperature conversion gain for converting the energy of the pulsed laser beam 5 into the amount of temperature change of the f ⁇ lens 15.
- the laser output command 28 and the temperature calculation parameter 34 are input to the sensor state determination unit 30.
- the sensor state determination unit 30 determines the sensor valid period and the sensor invalid period based on the laser output command 28 and the set value of the sensor recovery period “twait”.
- the sensor state determination unit 30 determines that the period during which the laser output command 28 is repeatedly turned on with an off period shorter than the sensor recovery period “twait”, such as the period from t1 to t5 + td, is defined as the sensor invalid period. ..
- the sensor state determination unit 30 determines that the period from when the laser output command 28 is turned off until the sensor recovery period “twait” elapses, such as the period from t5 + td to t6, is the sensor invalid period.
- the sensor state determination unit 30 determines that the period from when the sensor recovery period “twait” elapses until the laser output command 28 is turned on, such as the period from t6 to t7, is the sensor valid period.
- the sensor state determination unit 30 outputs the sensor state flag 35, which is information indicating the determination result, to the sensor output storage unit 31 and the temperature information switching unit 33.
- the sensor state determination unit 30 determines that the current sensor is ineffective period
- the sensor state determination unit 30 turns on the sensor state flag 35.
- the sensor state determination unit 30 determines that the current period is the sensor valid period
- the sensor state determination unit 30 turns off the sensor state flag 35.
- the measured value of the radiation temperature sensor 8 and the sensor status flag 35 are input to the sensor output storage unit 31.
- the sensor output storage unit 31 stores the measured value input from the radiation temperature sensor 8 immediately before the sensor invalid period.
- the sensor output storage unit 31 outputs the stored measured value to the temperature estimation unit 32. Further, the sensor output storage unit 31 stores the measured value input from the radiation temperature sensor 8 when the sensor state flag 35, which is off, is input. When the sensor state flag 35 that is on is input, the sensor output storage unit 31 outputs the measured value stored during the sensor valid period to the temperature estimation unit 32.
- the laser output command 28, the temperature calculation parameter 34, and the sensor status flag 35 are input to the temperature estimation unit 32.
- the measured value of the radiation temperature sensor 8 is input to the temperature estimation unit 32 from the sensor output storage unit 31.
- the temperature estimation unit 32 performs a calculation for estimating the temperature of the f ⁇ lens 15 during the sensor invalid period.
- the temperature estimation unit 32 multiplies the laser output command 28 by the conversion gain.
- the temperature estimation unit 32 estimates the amount of temperature change of the f ⁇ lens 15 by using the multiplication result and a low-pass filter using the thermal time constant of the f ⁇ lens 15. Further, the temperature estimation unit 32 adds the measured value of the radiation temperature sensor 8 immediately before the sensor invalid period to the estimation result of the temperature change amount. As a result, the temperature estimation unit 32 obtains an estimated value of the temperature of the f ⁇ lens 15 during the sensor invalid period.
- the temperature estimation unit 32 outputs the obtained estimated value to the temperature information switching unit 33.
- the temperature estimation unit 32 When the sensor state flag 35, which is off, is input, the temperature estimation unit 32 does not perform a calculation for estimating the temperature.
- the temperature estimation unit 32 reads out the measured value of the radiation temperature sensor 8 during the sensor validity period from the sensor output storage unit 31.
- the temperature estimation unit 32 clears the state quantity of the low-pass filter so that the calculation result of the estimated value in the sensor invalid period matches the measured value in the sensor valid period.
- An estimated value of the temperature of the f ⁇ lens 15 during the sensor invalid period, a measured value of the radiation temperature sensor 8 during the sensor valid period, and a sensor state flag 35 are input to the temperature information switching unit 33.
- the temperature information switching unit 33 selects an estimated value of the temperature of the f ⁇ lens 15.
- the temperature calculation unit 7 outputs the estimated value input from the temperature estimation unit 32 as temperature information during the sensor invalid period.
- the temperature information switching unit 33 selects the measured value of the radiation temperature sensor 8 when the sensor status flag 35, which is off, is input.
- the temperature calculation unit 7 outputs the measured value input from the radiation temperature sensor 8 as temperature information during the sensor validity period. In this way, the temperature information output from the temperature calculation unit 7 is switched between the estimated value of the temperature of the f ⁇ lens 15 and the measured value of the radiation temperature sensor 8 by the temperature information switching unit 33.
- the lens temperature measuring unit 9 outputs the measured value of the radiation temperature sensor 8 as temperature information during the sensor validity period when the influence of the reflected light 21 disappears. Further, the lens temperature measuring unit 9 does not use the measured value of the radiation temperature sensor 8 during the sensor ineffective period when the influence of the reflected light 21 becomes large, but uses the measured value of the radiation temperature sensor 8 stored in the sensor valid period. Then, the temperature of the f ⁇ lens 15 is estimated. The lens temperature measuring unit 9 outputs an estimated value of the temperature of the f ⁇ lens 15 as temperature information during the sensor invalid period. In this way, the lens temperature measuring unit 9 obtains the temperature information excluding the influence of the reflected light 21.
- the position command 29 from the command generation unit 2 and the temperature information from the lens temperature measurement unit 9 are input to the galvano command conversion unit 6.
- the position command 29 for the galvano scanner 13X is Xg (k)
- the position command 29 for the galvano scanner 13Y is Yg (k).
- k is a machined hole number.
- the machined hole number is an integer assigned in order from 1 to each of the plurality of holes 17 formed in the workpiece 16.
- ⁇ (t) be the temperature information of the f ⁇ lens 15 at time t
- ⁇ 0 be the initial temperature which is the temperature of the f ⁇ lens 15 before processing.
- the galvano command conversion unit 6 obtains ⁇ Xg (k) and ⁇ Yg (k), which are correction quantities based on the temperature information, by the following procedure.
- the calculation method shown in the first embodiment is an example, and the calculation method may be appropriately changed.
- ⁇ (t) which is the amount of temperature change from ⁇ 0 at time t, is expressed by the following equation (1).
- the galvano command conversion unit 6 obtains Pg, which is a temperature conversion parameter, using the following equation (2).
- Each of a0, a1, a2, b0, b1, b2 is a correction coefficient.
- the correction coefficient is obtained in advance by drilling a test substrate such as an acrylic plate using the laser processing apparatus 1. Adjusted so that the machining error is minimized based on the amount of deviation between the position of the hole 17 formed in the test substrate and the command position and the temperature information of the f ⁇ lens 15 obtained by the lens temperature measuring unit 9 during machining. Each corrected coefficient is obtained.
- the galvano command conversion unit 6 obtains ⁇ Xg (k) and ⁇ Yg (k) shown in the following equation (3) by using the above equation (2).
- the galvano command conversion unit 6 uses the above equation (3) and the position commands 29 Xg (k) and Yg (k) to obtain the corrected position command 29 Xgout (k) based on the temperature. , Ygout (k) is obtained. Xgout (k) and Ygout (k) are expressed by the following equation (4). The galvano command conversion unit 6 outputs Xgout (k) and Ygout (k) as the position command 29a.
- FIG. 5 is a diagram for explaining the correction of the position command 29 by the galvano command conversion unit 6 in the first embodiment.
- FIG. 5A shows how the drilling process was performed when the temperature of the f ⁇ lens 15 was ⁇ 0.
- the position 40 which is the center of the cross shown by the broken line, is the processing position indicated by the position command 29 Xg (k) and Yg (k).
- the center of the formed hole 17a overlaps the position 40. No deviation between the position command 29 and the hole 17a has occurred.
- FIG. 5B shows how the drilling process was performed when the temperature of the f ⁇ lens 15 was ⁇ (t) higher than ⁇ 0.
- the center of the formed hole 17b is located in the lower left direction of the paper surface from the position 40. The deviation between the position command 29 and the hole 17b has occurred.
- FIG. 5 (c) shows a state in which the drilling process is performed after the position command 29 is corrected by the galvano command conversion unit 6 in a state where the temperature of the f ⁇ lens 15 is ⁇ (t).
- the position 41 which is the center of the cross shown by the broken line, is the processing position indicated by Xgout (k) and Ygout (k).
- the position 41 moves from the position 40 toward the upper right of the paper surface.
- the center of the formed hole 17c coincides with position 40.
- the galvano command conversion unit 6 corrects the position command 29 by obtaining Xgout (k) and Ygout (k) that can eliminate the deviation between the position command 29 and the hole 17c in this way.
- the laser processing apparatus 1 can form the hole 17c at an accurate position by correcting the position command 29 in the galvano command conversion unit 6.
- FIG. 6 is a flowchart showing an operation procedure of the control device 25 included in the laser processing device 1 according to the first embodiment.
- step S1 the control device 25 analyzes the machining program by the command generation unit 2, and transfers the initial parameters from the command generation unit 2 to each unit in the control device 25.
- the command generation unit 2 transfers the temperature calculation parameter 34, which is an initial parameter, to the temperature calculation unit 7.
- the command generation unit 2 transfers the correction coefficient, which is an initial parameter, to the galvano command conversion unit 6.
- step S2 the control device 25 analyzes the machining program by the command generation unit 2, and based on the position information of the machined hole which is the hole 17 to be formed next, the position command 27 of the XY table 18 and the galvano scanner 13X, The position command 29 of 13Y is generated.
- the command generation unit 2 generates a position command 27 and a position command 29 so that the irradiation position of the pulse laser beam 5 on the workpiece 16 follows the position information of the machined hole.
- the command generation unit 2 also corrects the positioning error, which is an error in the installation position of the XY table 18, and corrects the pitch error of the XY table 18.
- step S3 the control device 25 positions the workpiece 16 under the control of the XY table 18 according to the position command 27 of the XY table 18.
- the command generation unit 2 sends a position command 27 to the XY table control unit 20.
- the XY table control unit 20 positions the top table 19 of the XY table 18 according to the position command 27. In this way, the control device 25 positions the workpiece 16 placed on the top table 19.
- step S4 the control device 25 calculates the temperature of the f ⁇ lens 15 in the lens temperature measuring unit 9.
- the command generation unit 2 sends a laser output command 28 to the lens temperature measurement unit 9.
- the temperature calculation unit 7 calculates the temperature of the f ⁇ lens 15 based on the laser output command 28 and the measured value of the radiation temperature sensor 8.
- the lens temperature measuring unit 9 sends the temperature information, which is the calculation result, to the galvano command conversion unit 6.
- step S5 the control device 25 corrects the position command 29 of the galvano scanners 13X and 13Y based on the temperature information.
- the command generation unit 2 sends a position command 29 to the galvano command conversion unit 6.
- the temperature information of the f ⁇ lens 15 is input from the lens temperature measuring unit 9 to the galvano command conversion unit 6.
- the galvano command conversion unit 6 corrects the position command 29 based on the temperature information.
- the galvano command conversion unit 6 sends the corrected position command 29a to the galvano control unit 10.
- step S6 the control device 25 controls the galvano scanners 13X and 13Y according to the corrected position command 29a by the galvano control unit 10 and positions the galvano mirrors 11X and 11Y.
- step S7 the control device 25 controls the laser oscillator 4 according to the laser output command 28.
- the command generation unit 2 sends a laser output command 28 to the laser control unit 3.
- the laser control unit 3 controls the laser oscillator 4 according to the laser output command 28.
- the laser machining apparatus 1 forms a machined hole in the workpiece 16.
- step S8 the control device 25 determines whether or not to end the machining.
- the command generation unit 2 checks the presence or absence of the hole 17 to be machined next after the machined hole is formed. If there is a hole 17 to be machined next, it is determined that the machine is not finished. If the machining is not completed (steps S8, No), the control device 25 repeats the procedure from step S2 for the next drilled hole. If there is no hole 17 to be machined next, it is determined that the machine is finished. When the machining is finished (step S8, Yes), the control device 25 ends the operation according to the procedure shown in FIG. As described above, the laser machining apparatus 1 performs drilling on the workpiece 16 based on the machining program.
- the sensor state determination unit 30 determines the sensor valid period and the sensor invalid period based on the laser output command 28 has been described, but the sensor is based on the detection signal of the pulse laser light 5.
- the valid period and the sensor invalid period may be determined.
- the laser output shown in FIG. 3B can be simulated by the detection signal. A part of the pulsed laser light 5 is split by a beam splitter arranged near the ejection port of the laser oscillator 4, and the branched light is detected by a high-speed laser power sensor, whereby the control device 25 detects the detection signal. Obtainable.
- the laser processing apparatus 1 measures the temperature of the f ⁇ lens 15 by detecting the infrared rays radiated from the incident region 22.
- the laser processing apparatus 1 obtains temperature information excluding the influence of the pulsed laser beam 5 reflected by the f ⁇ lens 15.
- the laser processing device 1 corrects the position command 29 based on the temperature information.
- the laser processing device 1 can measure the temperature of the f ⁇ lens 15 in the incident region 22 instantaneously and accurately without being affected by the reflected light 21.
- the laser processing apparatus 1 can measure the temperature of the f ⁇ lens 15 instantaneously and accurately, so that the irradiation position can be corrected with high accuracy. As a result, the laser processing apparatus 1 has an effect that the processing accuracy can be improved.
- the laser processing apparatus 1 provided with the radiation temperature sensor 8 having sensitivity in the wavelength range of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m has been described.
- the intensity of infrared rays emitted from the f ⁇ lens 15 becomes the strongest when the temperature of the f ⁇ lens 15 is in the vicinity of 25 ° C to 30 ° C. Therefore, the radiation temperature sensor 8 having sensitivity in the wavelength range of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m is suitable as a sensor for detecting infrared rays emitted from the f ⁇ lens 15.
- the radiation temperature sensor 8 having sensitivity in the wavelength range of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m has an advantage that it is relatively inexpensive and easy to use.
- the laser processing apparatus 1 Since the wavelength range of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m includes the wavelength range of 9.3 ⁇ m to 10.6 ⁇ m, which is the wavelength range of the CO 2 laser, in the first embodiment, the laser processing apparatus 1 is reflected by the f ⁇ lens 15. It was decided to obtain temperature information excluding the influence of the pulsed laser beam 5. In the next embodiment 2, an example in which the influence of the pulsed laser light 5 reflected by the f ⁇ lens 15 is removed by using a radiation temperature sensor having sensitivity in a wavelength range other than the wavelength range of 9.3 ⁇ m to 10.6 ⁇ m. Will be explained.
- the radiation temperature sensor has sensitivity in a wavelength range other than the wavelength range of 9.3 ⁇ m to 10.6 ⁇ m, and radiates from the f ⁇ lens 15 in the vicinity of 25 ° C. to 30 ° C. Detects infrared rays.
- the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the configurations different from those in the first embodiment will be mainly described.
- FIG. 7 is a diagram for explaining the measurement wavelength of the radiation temperature sensor according to the second embodiment.
- FIG. 7 shows a graph showing the infrared transmission characteristics in the atmosphere.
- the radiation temperature sensor measures the temperature of the f ⁇ lens 15 by detecting infrared rays transmitted through the atmosphere. Therefore, the measurement wavelength of the radiation temperature sensor needs to be a wavelength having a high transmittance in the atmosphere.
- the transmittance in the atmosphere is relatively high in the wavelength range of 8 ⁇ m to 13.5 ⁇ m.
- the wavelength range from 8 ⁇ m to 13.5 ⁇ m is referred to as “10 ⁇ m wavelength band”.
- the wavelength in the 10 ⁇ m wavelength band is suitable for the measurement wavelength of the radiation temperature sensor.
- the transmittance is zero in the wavelength range of 14 ⁇ m or more and the wavelength range of 5.5 ⁇ m to 7.5 ⁇ m.
- the wavelength range of 14 ⁇ m or more and the wavelength range of 5.5 ⁇ m to 7.5 ⁇ m are not suitable for the measurement wavelength of the radiation temperature sensor.
- the wavelength range from 3.0 ⁇ m to 5.0 ⁇ m includes wavelengths in which the transmittance fluctuates greatly but the transmittance is relatively high.
- the wavelength range from 3.0 ⁇ m to 5.0 ⁇ m is referred to as “4 ⁇ m wavelength band”.
- the transmittance is high in the wavelength range of 3.4 ⁇ m to 4.2 ⁇ m.
- the wavelength range in which the radiation temperature sensor has sensitivity includes a 4 ⁇ m wavelength band.
- the infrared detector capable of measuring infrared rays in the 4 ⁇ m wavelength band include an infrared detector using indium antimonide (InSb).
- InSb indium antimonide
- the measurement wavelength of the radiation temperature sensor using InSb is 3 ⁇ m to 5 ⁇ m.
- the wavelength range measured by the radiation temperature sensor using InSb does not include the wavelength range of 9.3 ⁇ m to 10.6 ⁇ m.
- the radiation temperature sensor is an infrared detector containing InSb, it has sensitivity in a wavelength range other than the wavelength range of 9.3 ⁇ m to 10.6 ⁇ m, and f ⁇ in the vicinity of 25 ° C to 30 ° C. Infrared rays emitted from the lens 15 can be detected.
- FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the laser processing apparatus 1A according to the second embodiment.
- the laser processing apparatus 1A according to the second embodiment has a lens temperature measuring unit 49 that measures the temperature of the f ⁇ lens 15 and obtains the temperature information of the f ⁇ lens 15.
- the lens temperature measuring unit 49 has a radiation temperature sensor 48.
- the radiation temperature sensor 48 is a non-contact temperature sensor, which is an infrared detector containing InSb.
- the radiation temperature sensor 48 has sensitivity in the wavelength range of 3 ⁇ m to 5 ⁇ m.
- the radiation temperature sensor 48 is arranged above the incident region 22 shown in FIG.
- the radiation temperature sensor 48 measures the temperature of the f ⁇ lens 15 in the incident region 22 by detecting infrared rays emitted from the incident region 22.
- the control device 45 is the same as the control device 25 of the first embodiment, except that the temperature calculation unit 7 is not provided.
- the lens temperature measuring unit 49 outputs temperature information, which is a measured value of the radiation temperature sensor 48, to the galvano command conversion unit 6.
- the lens temperature measuring unit 49 outputs the measured value of the radiation temperature sensor 48 at time t as ⁇ (t) which is the temperature information of the f ⁇ lens 15 at time t.
- FIG. 9 is a diagram for explaining the laser output command 28, the laser output, and the temperature measurement result in the second embodiment.
- FIG. 9A shows a change in the signal of the laser output command 28 output from the command generation unit 2 to the laser control unit 3.
- FIG. 9A is the same as FIG. 3A.
- FIG. 9B shows a change in the laser output due to the laser oscillator 4, that is, a change in the output of the pulsed laser beam 5.
- FIG. 9B is the same as FIG. 3B.
- FIG. 9C shows the output of the radiation temperature sensor 48, that is, the measured value of the radiation temperature sensor 48.
- FIG. 9D shows the temperature information that is the output of the lens temperature measuring unit 49, that is, the measurement result of the lens temperature measuring unit 49.
- the output of the radiation temperature sensor 48 shown in FIG. 9 (c) and the output of the lens temperature measuring unit 49 shown in FIG. 9 (d) are the same.
- the output of the radiation temperature sensor 48 gradually changes so as to correspond to the time constant of the f ⁇ lens 15 without being affected by the reflected light 21. This indicates that the temperature of the f ⁇ lens 15 can be accurately measured by the radiation temperature sensor 48. Therefore, the lens temperature measuring unit 49 can output accurate temperature information of the f ⁇ lens 15 to the galvano command conversion unit 6.
- the laser processing apparatus 1A measures the temperature of the f ⁇ lens 15 by using the radiation temperature sensor 48 having sensitivity in the wavelength range of 3 ⁇ m to 5 ⁇ m.
- the laser processing apparatus 1A obtains temperature information excluding the influence of the pulse laser light 5 reflected by the f ⁇ lens 15 by using the radiation temperature sensor 48 having no sensitivity in the wavelength range of the pulse laser light 5. ..
- the laser processing apparatus 1A can measure the temperature of the f ⁇ lens 15 in the incident region 22 instantaneously and accurately without being affected by the reflected light 21.
- the laser processing apparatus 1A can correct the irradiation position with high accuracy by correcting the position command 29 based on the temperature information. As a result, the laser processing apparatus 1A has an effect that the processing accuracy can be improved.
- the material of the radiation temperature sensor 48 is InSb in the second embodiment, the material of the radiation temperature sensor 48 may be indium gallium arsenic (InGaAs).
- InGaAs indium gallium arsenic
- the laser processing apparatus 1A can obtain the same effect as when the material of the radiation temperature sensor 48 is IsSb.
- the laser processing apparatus 1 that measures the average temperature of the f ⁇ lens 15 by using one radiation temperature sensor 8 has been described.
- the laser processing apparatus 1A for measuring the average temperature of the f ⁇ lens 15 by using one radiation temperature sensor 48 has been described.
- the average temperature of the f ⁇ lens 15 may be measured by using a plurality of radiation temperature sensors.
- an example of measuring the average temperature of the f ⁇ lens 15 by using a plurality of radiation temperature sensors will be described.
- Embodiment 3 The laser processing apparatus according to the third embodiment measures the average temperature of the f ⁇ lens 15 by using a plurality of radiation temperature sensors.
- the same components as those in the first or second embodiment are designated by the same reference numerals, and the configurations different from those in the first or second embodiment will be mainly described.
- the pulsed laser beam 5 may be incident on the biased region of the incident region 22 shown in FIG. In this case, a temperature gradient may occur in the incident region 22.
- the refractive index of the f ⁇ lens 15 changes not only with the change in the average temperature but also with the temperature gradient.
- the laser processing apparatus uses a plurality of radiation temperature sensors in order to obtain temperature information including a temperature gradient. The laser processing apparatus can correct the irradiation position with higher accuracy by performing correction according to the change in the average temperature of the f ⁇ lens 15 and the temperature gradient of the incident region 22.
- a plurality of divided regions are set in the incident region 22, and the temperature of each divided region is measured using a plurality of radiation temperature sensors.
- the incident region 22 is divided into four divided regions, and the temperature of each divided region is measured by using four radiation temperature sensors. The number of divided regions and the number of radiation temperature sensors may be changed as appropriate.
- FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the laser processing apparatus 1B according to the third embodiment.
- the laser processing apparatus 1B according to the third embodiment has a lens temperature measuring unit 59 that measures the temperature of the f ⁇ lens 15.
- the lens temperature measuring unit 59 has four radiation temperature sensors 58A, 58B, 58C and 58D.
- Each of the radiation temperature sensors 58A, 58B, 58C, and 58D has sensitivity in the 4 ⁇ m wavelength band, similar to the radiation temperature sensor 48 of the second embodiment.
- Each of the radiation temperature sensors 58A, 58B, 58C, 58D is a non-contact temperature sensor, which is an infrared detector including InSb.
- Each of the radiation temperature sensors 58A, 58B, 58C, 58D has sensitivity in the wavelength range of 3 ⁇ m to 5 ⁇ m.
- the radiation temperature sensors 58A, 58B, 58C, and 58D measure the temperature of the f ⁇ lens 15 by sharing and detecting infrared rays emitted from each of the four divided regions.
- the lens temperature measuring unit 59 individually measures the temperature of each of the plurality of divided regions included in the incident region 22, and obtains temperature information for each divided region.
- the control device 55 is the same as the control device 45 of the second embodiment except that the galvano command conversion unit 56 is provided instead of the galvano command conversion unit 6.
- the lens temperature measuring unit 59 outputs the temperature information, which is the measured value of each radiation temperature sensor 58A, 58B, 58C, 58D, to the galvano command conversion unit 56, which is a correction unit.
- the galvano command conversion unit 56 corrects the position command 29 based on the temperature information output from the lens temperature measurement unit 59.
- the galvano command conversion unit 56 corrects the position command 29 based on the temperature information for each of the plurality of divided regions. By correcting the position command 29, the galvano command conversion unit 56 outputs the corrected position command 29, which is the position command 29a.
- the galvano command conversion unit 56 outputs the position command 29a, which is the uncorrected position command 29.
- FIG. 11 is a diagram showing a plurality of divided regions 62A, 62B, 62C, 62D set in the incident region 22 of the f ⁇ lens 15 in the third embodiment.
- FIG. 12 is a diagram for explaining the measurement regions 63A, 63B, 63C, 63D, which are the objects of temperature measurement by the lens temperature measuring unit 59 in the third embodiment.
- 11 and 12 show a view of the f ⁇ lens 15 fixed to the lens frame 14 from above vertically.
- the incident region 22 is divided into four 2 ⁇ 2 divided regions 62A, 62B, 62C, and 62D.
- the areas of the divided regions 62A, 62B, 62C, and 62D are all the same.
- FIG. 12 shows the divided regions 62A, 62B, 62C, 62D shown in FIG. 11 and the measurement regions 63A, 63B, 63C, 63D.
- the measurement area 63A is an area within the divided area 62A.
- the measurement area 63B is an area within the divided area 62B.
- the measurement area 63C is an area within the divided area 62C.
- the measurement area 63D is an area within the divided area 62D.
- the radiation temperature sensor 58A measures the average temperature of the f ⁇ lens 15 in the measurement area 63A by measuring the temperature in the measurement area 63A.
- the radiation temperature sensor 58B measures the average temperature of the f ⁇ lens 15 in the measurement area 63B by measuring the temperature of the measurement area 63B.
- the radiation temperature sensor 58C measures the average temperature of the f ⁇ lens 15 in the measurement region 63C by measuring the temperature for the measurement region 63C.
- the radiation temperature sensor 58D measures the average temperature of the f ⁇ lens 15 in the measurement area 63D by measuring the temperature in the measurement area 63D.
- the lens temperature measuring unit 59 includes temperature information which is a measured value of the radiation temperature sensor 58A, temperature information which is a measured value of the radiation temperature sensor 58B, temperature information which is a measured value of the radiation temperature sensor 58C, and a radiation temperature sensor 58D.
- the temperature information, which is the measured value of, is output to the galvano command conversion unit 56.
- the position command 29 from the command generation unit 2 and the temperature information from the lens temperature measurement unit 59 are input to the galvano command conversion unit 56.
- the galvano command conversion unit 56 obtains a temperature conversion parameter based on the temperature information.
- the galvano command conversion unit 56 corrects the position command 29 based on the obtained temperature conversion parameter.
- the galvano command conversion unit 56 outputs the position command 29a, which is the corrected position command 29 based on the temperature, to the galvano control unit 10.
- Xg (k), which is a position command 29 for the galvano scanner 13X, and Yg (k), which is a position command 29 for the galvano scanner 13Y, are input to the galvano command conversion unit 56.
- the temperature information of the f ⁇ lens 15 such as ⁇ A (t), ⁇ B (t), ⁇ C (t), and ⁇ D (t) is input to the galvano command conversion unit 56.
- ⁇ A (t) is temperature information which is a measured value of the radiation temperature sensor 58A at time t.
- ⁇ B (t) is temperature information which is a measured value of the radiation temperature sensor 58B at time t.
- ⁇ C (t) is temperature information which is a measured value of the radiation temperature sensor 58C at time t.
- ⁇ D (t) is temperature information which is a measured value of the radiation temperature sensor 58D at time t.
- the galvano command conversion unit 56 obtains ⁇ Xg (k) and ⁇ Yg (k), which are correction amounts based on temperature information, by the following procedure.
- the calculation method shown in the third embodiment is an example, and the calculation method may be appropriately changed.
- Galvano command conversion part 56, the divided regions 62A obtains the [Delta] [theta] A (t) is a temperature variation from .theta.0. ⁇ A (t) is expressed by the following equation (5).
- the galvano command conversion unit 56 obtains ⁇ B (t), which is the amount of temperature change from ⁇ 0, for the divided region 62B.
- ⁇ B (t) is expressed by the following equation (6).
- Galvano command conversion part 56, the divided regions 62C, obtaining the [Delta] [theta] C (t) is a temperature variation from .theta.0. ⁇ C (t) is expressed by the following equation (7).
- Galvano command conversion part 56, the divided region 62D obtains the [Delta] [theta] D (t) is a temperature variation from .theta.0. ⁇ D (t) is expressed by the following equation (8).
- the galvano command conversion unit 56 obtains Pg A , which is a temperature conversion parameter for the divided region 62A, using the following equation (9).
- the galvano command conversion unit 56 obtains Pg B , which is a temperature conversion parameter for the divided region 62B, using the following equation (10).
- the galvano command conversion unit 56 obtains Pg C , which is a temperature conversion parameter for the divided region 62C, using the following equation (11).
- the galvano command conversion unit 56 obtains Pg D , which is a temperature conversion parameter for the divided region 62D, using the following equation (12).
- a0 A, a1 A, a2 A , b0 A, b1 A, b2 A, a0 B, a1 B, a2 B, b0 B, b1 B, b2 B, a0 C, a1 C, a2 C, b0 C, b1 C , B2 C , a0 D , a1 D , a2 D , b0 D , b1 D , and b2 D are each corrected coefficients.
- the correction coefficient is obtained in advance by drilling a test substrate such as an acrylic plate using the laser processing apparatus 1B.
- the galvano command conversion unit 56 obtains ⁇ Xg (k) and ⁇ Yg (k) represented by the following equation (13) by using the above equations (9) to (12).
- the galvano command conversion unit 56 uses the above equation (13) and the position commands 29 Xg (k) and Yg (k) to form the temperature-based corrected position command 29 Xgout (k). , Ygout (k) is obtained. Xgout (k) and Ygout (k) are expressed by the following equation (14). The galvano command conversion unit 56 outputs Xgout (k) and Ygout (k) as the position command 29a.
- the average temperature of the f ⁇ lens 15 is an average value of ⁇ A (t), ⁇ B (t), ⁇ C (t), and ⁇ D (t).
- the amount of change in the average temperature of the f ⁇ lens 15 is the average value of ⁇ A (t), ⁇ B (t), ⁇ C (t), and ⁇ D (t).
- the temperature gradient of the f ⁇ lens 15 is obtained by the difference in the amount of change in the average temperature between the divided regions 62A, 62B, 62C, and 62D.
- the temperature gradient is, for example, ⁇ A (t) - ⁇ B (t), ⁇ A (t) - ⁇ C (t), ⁇ A (t) - ⁇ D (t), ⁇ B (t) - ⁇ C. It is expressed as (t), ⁇ B (t) - ⁇ D (t), ⁇ C (t) - ⁇ D (t).
- the galvano command conversion unit 56 corrects the position command 29 by obtaining Xgout (k) and Ygout (k).
- the laser processing apparatus 1B can form the hole 17 at an accurate position by correcting the position command 29 in the galvano command conversion unit 56.
- the galvano command conversion unit 56 can perform correction according to the change in the average temperature of the f ⁇ lens 15 and the temperature gradient of the incident region 22 based on the temperature information of each of the divided regions 62A, 62B, 62C, and 62D. .. As a result, the laser processing apparatus 1B can correct the irradiation position with higher accuracy.
- the incident region 22 can be divided into an arbitrary number of divided regions.
- the laser processing apparatus 1B is provided with the same number of radiation temperature sensors as the number of divided regions in the incident region 22. As a result, the laser processing apparatus 1B can correct the irradiation position according to the change in the average temperature of the f ⁇ lens 15 and the temperature gradient of the incident region 22.
- the lens temperature measuring unit 59 according to the third embodiment is the same as the lens temperature measuring unit 49 in the second embodiment, except that a plurality of radiation temperature sensors are provided.
- the lens temperature measuring unit 59 may be provided with a plurality of radiation temperature sensors in the lens temperature measuring unit 9 similar to the first embodiment.
- the lens temperature measuring unit 59 has a plurality of radiation temperature sensors and a temperature calculating unit 7.
- Each of the plurality of radiation temperature sensors has sensitivity in the 10 ⁇ m wavelength band, similar to the radiation temperature sensor of the first embodiment.
- the laser processing apparatus 1B individually measures the temperature of each of the plurality of divided regions included in the incident region 22, and obtains the temperature information for each divided region.
- the laser processing apparatus 1B corrects the position command 29 based on the temperature information for each of the plurality of divided regions.
- the laser processing apparatus 1B can perform correction including a change in the average temperature of the f ⁇ lens 15 and a temperature gradient of the incident region 22. As a result, the laser processing apparatus 1B has an effect that the processing accuracy can be improved.
- FIG. 13 is a diagram showing a hardware configuration example of the control devices 25, 45, 55 included in the laser processing devices 1, 1A, 1B according to the first to third embodiments.
- FIG. 13 shows a hardware configuration when the functions of the control devices 25, 45, and 55 are realized by using the hardware for executing the program.
- the processor 71 is a CPU (Central Processing Unit).
- the processor 71 may be a processing device, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor).
- the memory 72 is a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) or an EEPROM (registered trademark) (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory).
- the storage device 73 is an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive).
- the program that causes the computer to function as the control devices 25, 45, 55 is stored in the storage device 73.
- the processor 71 reads the program stored in the storage device 73 into the memory 72 and executes it.
- the program may be stored in a storage medium that can be read by a computer system.
- the control devices 25, 45, 55 may store the program recorded in the storage medium in the memory 72.
- the storage medium may be a portable storage medium that is a flexible disk, or a flash memory that is a semiconductor memory.
- the program may be installed in a computer system from another computer or server device via a communication network.
- Each function of the command generation unit 2, the laser control unit 3, the galvano command conversion unit 6, 56, the temperature calculation unit 7, the galvano control unit 10, and the XY table control unit 20 is realized by a combination of the processor 71 and software.
- Each of the functions may be realized by the combination of the processor 71 and the firmware, or may be realized by the combination of the processor 71, the software and the firmware.
- the software or firmware is written as a program and stored in the storage device 73.
- the interface circuit 74 receives signals from the radiation temperature sensors 8, 48, 58A, 58B, 58C, 58D, which are devices connected to the hardware.
- the interface circuit 74 transmits a signal to the laser oscillator 4, the galvano scanners 13X, 13Y, and the XY table 18, which are devices connected to the hardware.
- each of the above embodiments shows an example of the contents of the present disclosure.
- the configurations of each embodiment can be combined with other known techniques.
- the configurations of the respective embodiments may be appropriately combined. It is possible to omit or change a part of the configuration of each embodiment without departing from the gist of the present disclosure.
- 1,1A, 1B Laser processing device 2 Command generation unit, 3 Laser control unit, 4 Laser oscillator, 5 Pulse laser light, 6,56 Galvano command conversion unit, 7 Temperature calculation unit, 8,48,58A, 58B, 58C , 58D radiation temperature sensor, 9,49,59 lens temperature measuring unit, 10 galvano control unit, 11X, 11Y galvano mirror, 12X, 12Y motor, 13X, 13Y galvano scanner, 14 lens frame, 15 f ⁇ lens, 16 workpiece , 17, 17a, 17b, 17c hole, 18 XY table, 19 top table, 20 XY table control unit, 21 reflected light, 22 incident area, 23, 63A, 63B, 63C, 63D measurement area, 25, 45, 55 control Device, 26 machining head, 27, 29, 29a position command, 28 laser output command, 30 sensor status determination unit, 31 sensor output storage unit, 32 temperature estimation unit, 33 temperature information switching unit, 34 temperature calculation parameter, 35 sensor status Flag, 40, 41 position, 62A, 62B,
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
Abstract
レーザ加工装置(1)は、パルスレーザ光(5)を出力するレーザ発振器(4)と、ガルバノミラー(11X,11Y)を有し、ガルバノミラー(11X,11Y)でのパルスレーザ光(5)の反射によってパルスレーザ光(5)を偏向させるとともに位置指令(29a)に従った制御によりガルバノミラー(11X,11Y)を回転させるガルバノスキャナ(13X,13Y)と、ガルバノスキャナ(13X,13Y)において偏向したパルスレーザ光(5)が入射する入射領域を有し、入射領域へ入射したパルスレーザ光(5)を集光するレンズであるfθレンズ(15)と、入射領域から放射した赤外線を検出することによってレンズの温度を測定し、レンズの温度情報を求めるレンズ温度測定部(9)と、温度情報に基づいて位置指令(29)を補正する補正部であるガルバノ指令変換部(6)とを備える。
Description
本開示は、パルスレーザ光の照射によって被加工物を加工するレーザ加工装置に関する。
パルスレーザ光を偏向させるガルバノスキャナとパルスレーザ光を集光するfθレンズとが搭載された加工ヘッドを有し、プリント配線基板といった被加工物の穴あけ加工を行うレーザ加工装置が知られている。かかるレーザ加工装置では、パルスレーザ光がfθレンズを透過する際に、パルスレーザ光の一部がfθレンズに吸収されることによってfθレンズの温度が上昇することがある。fθレンズの温度が上昇することによって、fθレンズの屈折率は変化する。fθレンズの屈折率が変化すると、被加工物におけるパルスレーザ光の照射位置が変化する。
特許文献1には、fθレンズの温度を測定し、fθレンズの温度に基づいて照射位置を補正するレーザ加工装置が開示されている。特許文献1のレーザ加工装置は、fθレンズの側面部に設置された温度センサを用いてfθレンズの温度を測定する。
特許文献1の技術によって照射位置を補正する場合において、高精度な補正を可能とするためには、fθレンズのうちパルスレーザ光が入射する領域の温度を、瞬時かつ正確に測定可能であることが望まれる。特許文献1に開示されている従来のレーザ加工装置では、fθレンズの側面部に温度センサが設置されることから、fθレンズの周囲の温度、および、fθレンズにおける熱伝導の遅れの影響などによって、パルスレーザ光が入射する領域の温度を瞬時かつ正確に測定することが困難である。そのため、従来の技術によると、レーザ加工装置は、照射位置の高精度な補正が困難であることにより、加工精度の向上が困難であるという問題があった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、加工精度を向上可能とするレーザ加工装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるレーザ加工装置は、パルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、ガルバノミラーを有し、ガルバノミラーでのパルスレーザ光の反射によってパルスレーザ光を偏向させるとともに位置指令に従った制御によりガルバノミラーを回転させるガルバノスキャナと、ガルバノスキャナにおいて偏向したパルスレーザ光が入射する入射領域を有し、入射領域へ入射したパルスレーザ光を集光するレンズと、入射領域から放射した赤外線を検出することによってレンズの温度を測定し、レンズの温度情報を求めるレンズ温度測定部と、温度情報に基づいて位置指令を補正する補正部とを備える。
本開示にかかるレーザ加工装置は、加工精度の向上が可能となるという効果を奏する。
以下に、実施の形態にかかるレーザ加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかるレーザ加工装置1の構成を示す図である。実施の形態1にかかるレーザ加工装置1は、パルスレーザ光5の照射によって被加工物16の穴あけ加工を行う。被加工物16は、電子機器等に搭載されるプリント配線基板である。被加工物16は、穴あけ加工の対象となり得る物であれば良く、プリント配線基板以外の物であっても良い。
図1は、実施の形態1にかかるレーザ加工装置1の構成を示す図である。実施の形態1にかかるレーザ加工装置1は、パルスレーザ光5の照射によって被加工物16の穴あけ加工を行う。被加工物16は、電子機器等に搭載されるプリント配線基板である。被加工物16は、穴あけ加工の対象となり得る物であれば良く、プリント配線基板以外の物であっても良い。
実施の形態1において、X軸、Y軸およびZ軸は、互いに垂直な3軸である。X軸とY軸とは、水平方向の軸である。Z軸は、鉛直方向の軸である。レーザ加工装置1は、X軸方向とY軸方向とにおいて分散された複数の穴17を高速に形成する穴あけ加工を行う。
レーザ加工装置1は、パルスレーザ光5を出力するレーザ発振器4を有する。パルスレーザ光5は、赤外光である。実施の形態1において、レーザ発振器4は、二酸化炭素(CO2)レーザである。パルスレーザ光5のピーク波長は、9.3μmから10.6μmの範囲に含まれる波長である。
レーザ加工装置1の加工ヘッド26は、パルスレーザ光5を偏向させるガルバノスキャナ13X,13Yと、パルスレーザ光5を集光するレンズであるfθレンズ15とを有する。
ガルバノスキャナ13Xは、加工ヘッド26へ入射したパルスレーザ光5を反射するガルバノミラー11Xと、ガルバノミラー11Xを回転駆動するモータ12Xとを有する。ガルバノスキャナ13Xは、ガルバノミラー11Xでのパルスレーザ光5の反射によってパルスレーザ光5を偏向させる。また、ガルバノスキャナ13Xは、位置指令29aに従った制御によりガルバノミラー11Xを回転させる。ガルバノスキャナ13Xは、特定の振り角の範囲内においてガルバノミラー11Xを回転させることによって、パルスレーザ光5の照射位置をX軸方向へ移動させる。
ガルバノスキャナ13Yは、ガルバノスキャナ13Xから入射したパルスレーザ光5を反射するガルバノミラー11Yと、ガルバノミラー11Yを回転駆動するモータ12Yとを有する。ガルバノスキャナ13Yは、ガルバノミラー11Yでのパルスレーザ光5の反射によってパルスレーザ光5を偏向させる。また、ガルバノスキャナ13Yは、位置指令29aに従った制御によりガルバノミラー11Yを回転させる。ガルバノスキャナ13Yは、特定の振り角の範囲内においてガルバノミラー11Yを回転させることによって、パルスレーザ光5の照射位置をY軸方向へ移動させる。
fθレンズ15は、レンズフレーム14に固定されている。fθレンズ15は、ガルバノミラー11Yで反射したパルスレーザ光5を、被加工物16の照射位置に集約させる。fθレンズ15の材料は、ゲルマニウムまたはジンクセレンである。
レーザ加工装置1は、被加工物16よりも上方においてZ軸方向へ加工ヘッド26を移動させるZ軸テーブルを有する。Z軸テーブルの図示は省略する。Z軸テーブルが加工ヘッド26を移動させることによって、レーザ加工装置1は、fθレンズ15の焦点を被加工物16に合わせる。
レーザ加工装置1は、XYテーブル18を有する。XYテーブル18は、位置指令27に従った制御により移動するトップテーブル19を有する。被加工物16は、トップテーブル19に置かれる。XYテーブル18は、トップテーブル19とともに被加工物16を移動させる。
ここで、トップテーブル19を移動させずにガルバノスキャナ13X,13Yを駆動した場合において、照射位置を移動させることが可能な領域を走査領域とする。走査領域は、例えば、X軸方向へ50mm、かつY軸方向へ50mmの領域である。トップテーブル19は、被加工物16の大きさよりも広い範囲を移動可能である。例えば、被加工物16のX軸方向およびY軸方向における大きさが300mm×300mm程度であるのに対し、トップテーブル19は、X軸方向およびY軸方向において600mm×600mm程度の範囲を移動する。レーザ加工装置1は、ガルバノスキャナ13X,13Yの駆動とトップテーブル19の移動とによって、被加工物16の全体を対象とする穴あけ加工を可能とする。
レーザ加工装置1は、レーザ加工装置1の全体を制御する制御装置25を有する。制御装置25は、各種指令を生成する指令生成部2と、レーザ制御部3と、補正部であるガルバノ指令変換部6と、ガルバノ制御部10と、XYテーブル制御部20とを有する。
指令生成部2は、XYテーブル18に対する位置指令27と、レーザ出力指令28と、ガルバノスキャナ13X,13Yに対する位置指令29とを生成する。指令生成部2は、生成された位置指令27をXYテーブル制御部20へ出力する。指令生成部2は、生成されたレーザ出力指令28をレーザ制御部3へ出力する。指令生成部2は、生成された位置指令29をガルバノ指令変換部6へ出力する。
ガルバノ指令変換部6は、レンズ温度測定部9から出力される温度情報に基づいて位置指令29を補正する。レンズ温度測定部9については後述する。ガルバノ指令変換部6は、位置指令29aを出力する。ガルバノ指令変換部6は、位置指令29を補正した場合、位置指令29aとして、補正後の位置指令29を出力する。ガルバノ指令変換部6は、位置指令29を補正しない場合、位置指令29aとして、補正されていない位置指令29を出力する。
レーザ制御部3は、レーザ出力指令28に従って、レーザ発振器4を制御する。レーザ制御部3は、パルスレーザ光5のパワーと、パルスレーザ光5のパルス幅と、パルスレーザ光5が出力されるタイミングとを、レーザ出力指令28に従って制御する。
ガルバノ制御部10は、位置指令29aに従って、ガルバノスキャナ13Xとガルバノスキャナ13Yとを制御する。ガルバノ制御部10は、モータ12Xによるガルバノミラー11Xの回転を制御し、ガルバノミラー11Xの位置決めを行う。ガルバノ制御部10は、モータ12Yによるガルバノミラー11Yの回転を制御し、ガルバノミラー11Yの位置決めを行う。ガルバノ制御部10は、ガルバノスキャナ13X,13Yとfθレンズ15とに起因する光学歪み特性を補正する。ガルバノ制御部10は、あらかじめ設定された歪み補正関数を用いて、光学歪み特性を補正する。光学歪み特性が補正されることによって、ガルバノスキャナ13Xは、X軸方向へ正確にパルスレーザ光5を移動させる。ガルバノスキャナ13Yは、Y軸方向へ正確にパルスレーザ光5を移動させる。これにより、レーザ加工装置1は、XY平面において正確な位置に穴17を形成することができる。
XYテーブル制御部20は、位置指令27に従って、XYテーブル18を制御する。XYテーブル制御部20は、XYテーブル18によるトップテーブル19の移動を制御し、トップテーブル19の位置決めを行う。
レーザ加工装置1は、fθレンズ15の温度を測定するレンズ温度測定部9を有する。レンズ温度測定部9は、fθレンズ15の温度を表す温度情報を求める。パルスレーザ光5がfθレンズ15を透過する際に、パルスレーザ光5の一部がfθレンズ15に吸収されることで、fθレンズ15の温度が上昇する。fθレンズ15の温度が上昇した場合、fθレンズ15の屈折率が変化することによって、被加工物16におけるパルスレーザ光5の照射位置が変化する。レーザ加工装置1は、レンズ温度測定部9による測定結果に基づいて位置指令29を補正することによって、被加工物16におけるパルスレーザ光5の照射位置を補正する。
レンズ温度測定部9は、温度計算部7と放射温度センサ8とを有する。温度計算部7は、制御装置25に含まれる。温度計算部7は、温度測定のための計算を行う。指令生成部2は、レーザ出力指令28と温度計算パラメータ34とを温度計算部7へ出力する。
放射温度センサ8は、非接触式の温度センサである。放射温度センサ8は、fθレンズ15のうち入射領域の上方に配置されている。入射領域は、fθレンズ15の表面における領域であって、ガルバノスキャナ13X,13Yにおいて偏向したパルスレーザ光5が入射する領域である。fθレンズ15は、入射領域へ入射したパルスレーザ光5を集光する。放射温度センサ8は、fθレンズ15の入射領域から放射した赤外線を検出することによって、入射領域におけるfθレンズ15の温度を測定する。
fθレンズ15の温度は、例えば、25℃から30℃の範囲において変化する。この場合においてfθレンズ15から放射される赤外線の強度は、10μm程度の波長において最も強くなる。この例の場合、放射温度センサ8としては、8μmから12μmの波長に感度を有する赤外線検出器が用いられる。かかる赤外線検出器としては、サーモパイルまたはサーミスタといった、安価な赤外線検出器を用いることができる。
実施の形態1において、放射温度センサ8は、8μmから12μmの波長に感度を有するものに限られず、9.3μmから10.6μmの波長域に感度を有するものであれば良い。レンズ温度測定部9は、少なくとも9.3μmから10.6μmの波長域に感度を有する放射温度センサ8を有する。fθレンズ15の入射領域に放射温度センサ8が向かい合わせられていることによって、fθレンズ15の温度に依存してfθレンズ15から放射される赤外線と、fθレンズ15で反射したパルスレーザ光5である反射光21とが放射温度センサ8へ入射する。fθレンズ15から放射される赤外線の図示は省略する。
上記の赤外線検出器に反射光21が入射した場合、反射光21は、赤外線検出器による測定結果に影響を及ぼす。すなわち、赤外線検出器による測定結果は、fθレンズ15の実際の温度よりも高い値となる。そこで、実施の形態1では、レンズ温度測定部9は、反射光21の影響が除かれた温度情報を温度計算部7において求める。反射光21の影響が除かれたとは、反射光21が放射温度センサ8へ入射することによる測定結果の上昇分が除かれていることを指す。温度計算部7は、求めた温度情報をガルバノ指令変換部6へ出力する。
図2は、実施の形態1におけるレンズ温度測定部9による温度測定の対象である測定領域23について説明するための図である。図2には、レンズフレーム14に固定されているfθレンズ15を鉛直上方から見た様子を示している。
ガルバノスキャナ13X,13Yにおいて偏向したパルスレーザ光5は、fθレンズ15の入射領域22へ入射する。放射温度センサ8による測定領域23は、入射領域22内の領域である。放射温度センサ8は、測定領域23を対象とする温度測定によって、入射領域22の平均温度を測定する。レンズ温度測定部9によって測定されるfθレンズ15の温度は、入射領域22の平均温度である。
次に、図3を参照して、レンズ温度測定部9の動作について説明する。図3は、実施の形態1における、レーザ出力指令28と、レーザ出力と、温度測定結果について説明するための図である。
図3の(a)は、指令生成部2からレーザ制御部3へ出力されるレーザ出力指令28である信号の変化を表す。図3の(b)は、レーザ発振器4によるレーザ出力の変化、すなわちパルスレーザ光5の出力の変化を表す。図3の(c)において、実線のグラフは、放射温度センサ8の出力、すなわち放射温度センサ8の測定値を表す。図3の(c)において、破線のグラフは、放射温度センサ8が反射光21の影響を受けないものとした場合において放射温度センサ8によって測定され得る温度を表す。すなわち、破線のグラフは、放射温度センサ8によって測定されるべきfθレンズ15の温度を表している。図3の(d)は、レンズ温度測定部9の出力である温度情報、すなわちレンズ温度測定部9の測定結果を表す。
図3の(a)において、指令生成部2は、ピークパワーがP1かつパルス幅がtdであるレーザ出力指令28を、t1,t2,t3,t4,t5,t7,t8,t9,t10,t11の各時刻にて出力する。t1からt12の期間のうち、レーザ出力指令28がオンである期間は、t1からt1+td、t2からt2+td、t3からt3+td、t4からt4+td、t5からt5+td、t7からt7+td、t8からt8+td、t9からt9+td、t10からt10+td、t11からt11+td、の各期間である。t1からt12の期間のうち当該オンである期間以外の期間は、レーザ出力指令28がオフになる期間である。レーザ出力指令28がオンであるとき、レーザ制御部3は、レーザ出力がP1になるようにレーザ発振器4を制御する。レーザ出力指令28がオフであるとき、レーザ制御部3は、レーザ出力をゼロにさせる。
図3の(b)に示すように、レーザ発振器4は、レーザ出力指令28と同等のパルスレーザ光5を出力する。なお、図3には示されていないが、レーザ発振器4によるレーザ出力の動作は、レーザ発振器4の動特性に起因して、レーザ出力指令28よりもわずかに遅れる。
図3の(c)にて実線のグラフに示されるように、放射温度センサ8の出力は、t1からt6の期間において上下に大きく変化しており、破線のグラフによって示される温度とは大きく乖離している。放射温度センサ8の出力は、パルスレーザ光5の変化から放射温度センサ8の測定時定数の分だけ遅れて上下に変化する。fθレンズ15が放射する赤外線とともに放射温度センサ8が反射光21を受けることによって、放射温度センサ8からは、赤外線の測定結果と反射光21の測定結果とを足し合わせた結果が出力される。赤外線の割合に比べて反射光21の割合のほうが大きいため、放射温度センサ8の出力を表すグラフには、大きな波形状が現れる。放射温度センサ8の出力が反射光21の影響を大きく受けることから、レンズ温度測定部9は、放射温度センサ8による測定結果をそのままfθレンズ15の温度の測定結果とすることはできない。なお、放射温度センサ8は、ミリ秒オーダーの測定時定数を有する。fθレンズ15は、放射温度センサ8の測定時定数よりも遅い時定数により温度変化する。このため、破線のグラフに示されるように、fθレンズ15の温度の変化は、緩やかな変化となる。
t5においてレーザ出力指令28が出力されてから、t5+tdからt7の期間では、レーザ出力指令28は出力されない。図3の(c)に示す実線のグラフは、t5+tdよりも後において、徐々に破線のグラフに近づく。すなわち、放射温度センサ8による測定結果は、漸次低くなって、fθレンズ15の温度に収束する。t6からt7の期間において、放射温度センサ8による測定結果は、fθレンズ15の温度と同等になる。測定結果がfθレンズ15の温度と同等とは、測定結果とfθレンズ15の温度との差があっても当該差は位置指令29の補正において無視し得る程度の差であることを指す。
以下の説明において、放射温度センサ8による測定結果がfθレンズ15の温度まで収束するのに要する期間を、センサ回復期間「twait」とする。上記説明において、t5+tdからt6の期間は、センサ回復期間「twait」である。レーザ出力指令28がオフになったときからセンサ回復期間「twait」においてレーザパルス信号がオンにならない場合、センサ回復期間「twait」の経過後に、放射温度センサ8による測定結果は、fθレンズ15の温度と同等になる。以下の説明では、放射温度センサ8による測定結果がfθレンズ15の温度と同等となる期間を、センサ有効期間とする。また、センサ有効期間以外の期間を、センサ無効期間とする。図3に示す例の場合、t1からt6の期間と、t7からt12の期間との各々は、センサ無効期間である。また、図3において、t1までの期間と、t6からt7の期間と、t12からの期間との各々は、センサ有効期間である。
温度計算部7は、指令生成部2から出力されるレーザ出力指令28がオンからオフに切り換わり、かつあらかじめ設定された期間であるセンサ回復期間「twait」が経過したときから、レーザ出力指令28の出力がオンになるまでの期間をセンサ有効期間と判定する。温度計算部7は、センサ有効期間におけるfθレンズ15の温度を測定する。温度計算部7は、センサ有効期間において、放射温度センサ8による測定結果を温度情報として出力する。
一方、温度計算部7は、センサ有効期間において測定された温度に基づいて、センサ無効期間におけるfθレンズ15の温度情報を推定する。温度計算部7は、センサ無効期間の直前における放射温度センサ8の出力と、レーザ出力指令28と、fθレンズ15の時定数等のパラメータを用いて、fθレンズ15の温度情報を推定する。温度計算部7は、センサ無効期間において、fθレンズ15の温度情報の推定結果を温度情報として出力する。
図3の(d)には、センサ有効期間におけるfθレンズ15の温度の測定結果と、センサ無効期間におけるfθレンズ15の温度の推定結果とを示している。図3の(d)に示すレンズ温度測定部9の出力変化は、図3の(c)にて破線のグラフにより示されるfθレンズ15の温度の変化にほぼ一致する。このようにして、レンズ温度測定部9は、fθレンズ15の温度とみなし得る温度情報を得ることができ、fθレンズ15の正確な温度情報を求めることができる。
次に、温度計算部7による処理について説明する。図4は、実施の形態1においてレンズ温度測定部9に備えられる温度計算部7の機能構成を示す図である。温度計算部7は、センサ状態判定部30と、センサ出力記憶部31と、温度推定部32と、温度情報切換部33とを有する。温度計算部7には、レーザ出力指令28と、温度計算パラメータ34と、放射温度センサ8による測定結果である測定値とが入力される。
温度計算パラメータ34は、温度計算部7における計算において使用されるパラメータである。温度計算パラメータ34は、センサ回復期間「twait」の長さを示す設定値を含む。温度計算パラメータ34は、変換ゲインと、fθレンズ15の熱時定数とを含む。変換ゲインは、パルスレーザ光5のエネルギーをfθレンズ15の温度変化量へ換算するためのエネルギー温度変換ゲインである。
センサ状態判定部30には、レーザ出力指令28と温度計算パラメータ34とが入力される。センサ状態判定部30は、レーザ出力指令28とセンサ回復期間「twait」の設定値とに基づいて、センサ有効期間とセンサ無効期間とを判定する。センサ状態判定部30は、t1からt5+tdまでの期間のように、センサ回復期間「twait」よりも短いオフの期間を挟んでレーザ出力指令28のオンが繰り返される期間を、センサ無効期間と判定する。センサ状態判定部30は、t5+tdからt6までの期間のように、レーザ出力指令28がオフとなってからセンサ回復期間「twait」が経過するまでの期間を、センサ無効期間と判定する。センサ状態判定部30は、t6からt7までの期間のように、センサ回復期間「twait」が経過した後、レーザ出力指令28がオンになるまでの期間を、センサ有効期間と判定する。
センサ状態判定部30は、判定結果を示す情報であるセンサ状態フラグ35をセンサ出力記憶部31と温度情報切換部33とへ出力する。センサ状態判定部30は、現在がセンサ無効期間であると判定した場合、センサ状態フラグ35をオンにする。センサ状態判定部30は、現在がセンサ有効期間であると判定した場合、センサ状態フラグ35をオフにする。
センサ出力記憶部31には、放射温度センサ8の測定値と、センサ状態フラグ35とが入力される。センサ出力記憶部31は、センサ無効期間の直前に放射温度センサ8から入力された測定値を記憶する。センサ出力記憶部31は、記憶された当該測定値を温度推定部32へ出力する。また、センサ出力記憶部31は、オフであるセンサ状態フラグ35が入力された場合、放射温度センサ8から入力された測定値を保存する。センサ出力記憶部31は、オンであるセンサ状態フラグ35が入力された場合、センサ有効期間において保存された測定値を温度推定部32へ出力する。
温度推定部32には、レーザ出力指令28と、温度計算パラメータ34と、センサ状態フラグ35とが入力される。温度推定部32には、放射温度センサ8の測定値がセンサ出力記憶部31から入力される。温度推定部32は、センサ無効期間におけるfθレンズ15の温度を推定するための計算を行う。
温度推定部32は、オンであるセンサ状態フラグ35が入力された場合、レーザ出力指令28に変換ゲインを乗算する。温度推定部32は、かかる乗算結果と、fθレンズ15の熱時定数が用いられたローパスフィルタとを用いて、fθレンズ15の温度変化量を推定する。さらに、温度推定部32は、温度変化量の推定結果に、センサ無効期間の直前における放射温度センサ8の測定値を加算する。これにより、温度推定部32は、センサ無効期間におけるfθレンズ15の温度の推定値を求める。温度推定部32は、求めた推定値を温度情報切換部33へ出力する。
温度推定部32は、オフであるセンサ状態フラグ35が入力された場合、温度を推定するための計算を行わない。温度推定部32は、センサ有効期間における放射温度センサ8の測定値をセンサ出力記憶部31から読み出す。温度推定部32は、センサ無効期間における推定値の計算結果が、センサ有効期間における測定値と一致するように、上記ローパスフィルタの状態量のクリア処理を行う。
温度情報切換部33には、センサ無効期間におけるfθレンズ15の温度の推定値と、センサ有効期間における放射温度センサ8の測定値と、センサ状態フラグ35とが入力される。温度情報切換部33は、オンであるセンサ状態フラグ35が入力された場合、fθレンズ15の温度の推定値を選択する。温度計算部7は、センサ無効期間には温度推定部32から入力される推定値を、温度情報として出力する。
一方、温度情報切換部33は、オフであるセンサ状態フラグ35が入力された場合、放射温度センサ8の測定値を選択する。温度計算部7は、センサ有効期間には放射温度センサ8から入力される測定値を、温度情報として出力する。このように、温度計算部7から出力される温度情報は、温度情報切換部33によって、fθレンズ15の温度の推定値と放射温度センサ8の測定値とに切り換えられる。
レンズ温度測定部9は、反射光21の影響が無くなるセンサ有効期間において、放射温度センサ8の測定値を温度情報として出力する。また、レンズ温度測定部9は、反射光21の影響が大きくなるセンサ無効期間において、放射温度センサ8の測定値を使用せず、センサ有効期間に保存された放射温度センサ8の測定値を使用してfθレンズ15の温度を推定する。レンズ温度測定部9は、センサ無効期間において、fθレンズ15の温度の推定値を温度情報として出力する。このようにして、レンズ温度測定部9は、反射光21の影響が除かれた温度情報を求める。
次に、ガルバノ指令変換部6による処理について説明する。ガルバノ指令変換部6には、指令生成部2からの位置指令29と、レンズ温度測定部9からの温度情報とが入力される。ここで、ガルバノスキャナ13Xに対する位置指令29をXg(k)、ガルバノスキャナ13Yに対する位置指令29をYg(k)とする。kは、加工穴番号とする。加工穴番号は、被加工物16に形成される複数の穴17の各々に、1から順に付される整数である。時刻tにおけるfθレンズ15の温度情報をθ(t)、加工前におけるfθレンズ15の温度である初期温度をθ0とする。ガルバノ指令変換部6は、次に示す手順によって、温度情報に基づく補正量であるΔXg(k),ΔYg(k)を求める。なお、実施の形態1において示す計算方法は1つの例であって、計算方法は適宜変更しても良い。
fθレンズ15について、時刻tにおけるθ0からの温度変化量であるΔθ(t)は、次の式(1)により表される。
ガルバノ指令変換部6は、次の式(2)を用いて、温度変換パラメータであるPgを求める。
a0,a1,a2,b0,b1,b2の各々は、補正係数とする。補正係数は、レーザ加工装置1を使用してアクリル板などの試験基板に穴あけ加工を行うことによってあらかじめ求められる。試験基板に形成された穴17の位置と指令位置とのずれ量と、加工時にレンズ温度測定部9によって得られたfθレンズ15の温度情報とに基づいて、加工誤差が最小になるように調整された各補正係数が求められる。
ガルバノ指令変換部6は、上記式(2)を用いることによって、次の式(3)に示すΔXg(k),ΔYg(k)を求める。
ガルバノ指令変換部6は、上記式(3)と、位置指令29であるXg(k),Yg(k)とを用いることによって、温度に基づいた補正後の位置指令29であるXgout(k),Ygout(k)を求める。Xgout(k),Ygout(k)は、次の式(4)により表される。ガルバノ指令変換部6は、位置指令29aとして、Xgout(k),Ygout(k)を出力する。
図5は、実施の形態1におけるガルバノ指令変換部6による位置指令29の補正について説明するための図である。図5の(a)は、fθレンズ15の温度がθ0であるときに穴あけ加工が行われた様子を示している。図5において、破線で示した十字の中心である位置40は、位置指令29であるXg(k),Yg(k)によって示される加工位置とする。図5の(a)では、形成された穴17aの中心が位置40と重なる。位置指令29と穴17aとのずれは、生じていない。
図5の(b)は、fθレンズ15の温度がθ0よりも高いθ(t)であるときに穴あけ加工が行われた様子を示している。図5の(b)では、形成された穴17bの中心は、位置40から紙面左下方向の位置となる。位置指令29と穴17bとのずれは、生じている。
図5の(c)は、fθレンズ15の温度がθ(t)である状態において、ガルバノ指令変換部6によって位置指令29が補正された後に穴あけ加工が行われた様子を示している。破線で示した十字の中心である位置41は、Xgout(k),Ygout(k)によって示される加工位置とする。図5の(c)において、位置41は、位置40から紙面右上方向へ移動している。形成された穴17cの中心は、位置40と一致する。ガルバノ指令変換部6は、このように位置指令29と穴17cとのずれを解消させ得るXgout(k),Ygout(k)を求めることによって、位置指令29を補正する。レーザ加工装置1は、ガルバノ指令変換部6において位置指令29を補正することによって、正確な位置に穴17cを形成することができる。
次に、図6を参照して、制御装置25の動作について説明する。図6は、実施の形態1にかかるレーザ加工装置1が有する制御装置25の動作手順を示すフローチャートである。
ステップS1において、制御装置25は、指令生成部2により加工プログラムを解析し、制御装置25内にて指令生成部2から各部へ初期パラメータを転送する。指令生成部2は、初期パラメータである温度計算パラメータ34を温度計算部7へ転送する。指令生成部2は、初期パラメータである補正係数をガルバノ指令変換部6へ転送する。
ステップS2において、制御装置25は、指令生成部2により加工プログラムを解析し、次に形成される穴17である加工穴の位置情報に基づいて、XYテーブル18の位置指令27とガルバノスキャナ13X,13Yの位置指令29とを生成する。指令生成部2は、被加工物16におけるパルスレーザ光5の照射位置が加工穴の位置情報に追従するように、位置指令27と位置指令29とを生成する。指令生成部2は、XYテーブル18の設置位置の誤差である位置決め誤差の補正と、XYテーブル18のピッチエラーの補正等も行う。
ステップS3において、制御装置25は、XYテーブル18の位置指令27に従ったXYテーブル18の制御により、被加工物16を位置決めする。指令生成部2は、XYテーブル制御部20へ位置指令27を送る。XYテーブル制御部20は、位置指令27に従ってXYテーブル18のトップテーブル19を位置決めする。このようにして、制御装置25は、トップテーブル19に置かれている被加工物16を位置決めする。
ステップS4において、制御装置25は、レンズ温度測定部9においてfθレンズ15の温度を計算する。指令生成部2は、レンズ温度測定部9へレーザ出力指令28を送る。温度計算部7は、レーザ出力指令28と放射温度センサ8の測定値とに基づいてfθレンズ15の温度を計算する。レンズ温度測定部9は、計算結果である温度情報をガルバノ指令変換部6へ送る。
ステップS5において、制御装置25は、ガルバノスキャナ13X,13Yの位置指令29を、温度情報に基づいて補正する。指令生成部2は、ガルバノ指令変換部6へ位置指令29を送る。ガルバノ指令変換部6には、レンズ温度測定部9からfθレンズ15の温度情報が入力される。ガルバノ指令変換部6は、温度情報に基づいて位置指令29の補正を行う。ガルバノ指令変換部6は、補正後の位置指令29aをガルバノ制御部10へ送る。
ステップS6において、制御装置25は、ガルバノ制御部10により、補正された位置指令29aに従ってガルバノスキャナ13X,13Yを制御し、ガルバノミラー11X,11Yを位置決めする。
ステップS7において、制御装置25は、レーザ出力指令28に従ってレーザ発振器4を制御する。指令生成部2は、レーザ制御部3へレーザ出力指令28を送る。レーザ制御部3は、レーザ出力指令28に従ってレーザ発振器4を制御する。レーザ発振器4がパルスレーザ光5を出力することによって、レーザ加工装置1は、被加工物16に加工穴を形成する。
ステップS8において、制御装置25は、加工を終了するか否かを判断する。指令生成部2は、加工穴が形成されてから、次に加工される穴17の有無をチェックする。次に加工される穴17がある場合、加工を終了しないと判断する。加工を終了しない場合(ステップS8,No)、制御装置25は、次の加工穴について、ステップS2からの手順を繰り返す。次に加工される穴17がない場合、加工を終了すると判断する。加工を終了する場合(ステップS8,Yes)、制御装置25は、図6に示す手順による動作を終了する。以上により、レーザ加工装置1は、加工プログラムに基づいて、被加工物16に穴あけ加工を施す。
実施の形態1では、センサ状態判定部30が、レーザ出力指令28を基に、センサ有効期間とセンサ無効期間とを判定する場合について説明したが、パルスレーザ光5の検出信号を基に、センサ有効期間とセンサ無効期間とを判定しても良い。図3の(b)に示されるレーザ出力は、当該検出信号によって模擬的に表すことができる。レーザ発振器4の出射口付近に配置されたビームスプリッタによってパルスレーザ光5の一部を分岐させ、分岐された光を高速なレーザパワーセンサによって検出することによって、制御装置25は、当該検出信号を得ることができる。
実施の形態1によると、レーザ加工装置1は、入射領域22から放射した赤外線を検出することによってfθレンズ15の温度を測定する。レーザ加工装置1は、fθレンズ15にて反射したパルスレーザ光5の影響が除かれた温度情報を求める。レーザ加工装置1は、当該温度情報に基づいて位置指令29を補正する。レーザ加工装置1は、反射光21の影響を受けずに、入射領域22におけるfθレンズ15の温度を瞬時かつ正確に測定することができる。レーザ加工装置1は、fθレンズ15の温度を瞬時かつ正確に測定できることによって、照射位置の高精度な補正が可能となる。これにより、レーザ加工装置1は、加工精度の向上が可能となるという効果を奏する。
実施の形態1では、8μmから12μmの波長域に感度を有する放射温度センサ8を備えるレーザ加工装置1について説明した。かかる波長域は、fθレンズ15の温度が25℃から30℃付近である場合にfθレンズ15から放射される赤外線の強度は最も強くなる。そのため、8μmから12μmの波長域に感度を有する放射温度センサ8は、fθレンズ15から放射される赤外線を検出するセンサとして適している。また、8μmから12μmの波長域に感度を有する放射温度センサ8は、比較的安価で使い易いという利点もある。8μmから12μmの波長域にはCO2レーザの波長域である9.3μmから10.6μmの波長域が含まれるため、実施の形態1では、レーザ加工装置1は、fθレンズ15にて反射したパルスレーザ光5の影響が除かれた温度情報を求めることとした。次の実施の形態2では、9.3μmから10.6μmの波長域以外の波長域に感度を有する放射温度センサを用いることによって、fθレンズ15にて反射したパルスレーザ光5の影響を除く例について説明する。
実施の形態2.
実施の形態2にかかるレーザ加工装置において、放射温度センサは、9.3μmから10.6μmの波長域以外の波長域に感度を有し、かつ25℃から30℃付近のfθレンズ15から放射する赤外線を検出する。実施の形態2では、上記の実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1とは異なる構成について主に説明する。
実施の形態2にかかるレーザ加工装置において、放射温度センサは、9.3μmから10.6μmの波長域以外の波長域に感度を有し、かつ25℃から30℃付近のfθレンズ15から放射する赤外線を検出する。実施の形態2では、上記の実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1とは異なる構成について主に説明する。
ここで、実施の形態2における放射温度センサの測定波長について説明する。図7は、実施の形態2における放射温度センサの測定波長について説明するための図である。図7には、大気における赤外線の透過特性を表すグラフを示している。放射温度センサは、大気を透過する赤外線を検出することによって、fθレンズ15の温度を測定する。このため、放射温度センサの測定波長は、大気における透過率が高い波長であることを要する。
図7によると、8μmから13.5μmの波長域は、大気における透過率が比較的高い。以下の説明では、8μmから13.5μmの波長域を、「10μm波長帯」と称する。10μm波長帯の波長は、放射温度センサの測定波長に適している。一方、14μm以上の波長域と、5.5μmから7.5μmの波長域とにおいて、透過率はゼロである。14μm以上の波長域と、5.5μmから7.5μmの波長域とは、放射温度センサの測定波長に適していない。3.0μmから5.0μmの波長域は、透過率の変動は大きいが透過率が比較的高い波長が含まれている。以下の説明では、3.0μmから5.0μmの波長域を、「4μm波長帯」と称する。4μm波長帯の中では、3.4μmから4.2μmの波長域は、透過率が高い。
実施の形態2において、放射温度センサが感度を有する波長域に、4μm波長帯が含まれる。4μm波長帯の赤外線を測定できる赤外線検出器としては、インジウムアンチモン(InSb)を用いた赤外線検出器が挙げられる。InSbを用いた放射温度センサによりfθレンズ15の温度を測定する実験を行ったところ、CO2レーザの反射光21の影響を受けない良好な測定が可能であることが確認された。InSbを用いた放射温度センサの測定波長は3μmから5μmである。InSbを用いた放射温度センサの測定波長には、9.3μmから10.6μmの波長域は含まれない。実施の形態2では、放射温度センサは、InSbを含む赤外線検出器であることによって、9.3μmから10.6μmの波長域以外の波長域に感度を有するとともに、25℃から30℃付近のfθレンズ15から放射する赤外線を検出することができる。
図8は、実施の形態2にかかるレーザ加工装置1Aの構成を示す図である。実施の形態2にかかるレーザ加工装置1Aは、fθレンズ15の温度を測定してfθレンズ15の温度情報を求めるレンズ温度測定部49を有する。レンズ温度測定部49は、放射温度センサ48を有する。放射温度センサ48は、非接触式の温度センサであって、InSbを含む赤外線検出器である。放射温度センサ48は、3μmから5μmの波長域に感度を有する。放射温度センサ48は、図2に示す入射領域22の上方に配置されている。放射温度センサ48は、入射領域22から放射した赤外線を検出することによって、入射領域22におけるfθレンズ15の温度を測定する。
制御装置45は、温度計算部7が設けられていないことを除いて、実施の形態1の制御装置25と同様である。レンズ温度測定部49は、放射温度センサ48の測定値である温度情報を、ガルバノ指令変換部6へ出力する。レンズ温度測定部49は、時刻tにおけるfθレンズ15の温度情報であるθ(t)として、時刻tにおける放射温度センサ48の測定値を出力する。
次に、図9を参照して、レンズ温度測定部49の動作について説明する。図9は、実施の形態2における、レーザ出力指令28と、レーザ出力と、温度測定結果とについて説明するための図である。
図9の(a)は、指令生成部2からレーザ制御部3へ出力されるレーザ出力指令28である信号の変化を表す。図9の(a)は、図3の(a)と同様である。図9の(b)は、レーザ発振器4によるレーザ出力の変化、すなわちパルスレーザ光5の出力の変化を表す。図9の(b)は、図3の(b)と同様である。
図9の(c)は、放射温度センサ48の出力、すなわち放射温度センサ48の測定値を表す。図9の(d)は、レンズ温度測定部49の出力である温度情報、すなわちレンズ温度測定部49の測定結果を表す。図9の(c)に示す放射温度センサ48の出力と、図9の(d)に示すレンズ温度測定部49の出力とは、同一である。
図9の(c)に示されるように、放射温度センサ48の出力は、反射光21の影響を受けずに、fθレンズ15の時定数に対応するように緩やかに変化する。これは、放射温度センサ48によって、fθレンズ15の温度が正確に測定できていることを示している。したがって、レンズ温度測定部49は、fθレンズ15の正確な温度情報をガルバノ指令変換部6へ出力することができる。
実施の形態2によると、レーザ加工装置1Aは、3μmから5μmの波長域に感度を有する放射温度センサ48を使用してfθレンズ15の温度を測定する。レーザ加工装置1Aは、パルスレーザ光5の波長域には感度を有しない放射温度センサ48を使用することによって、fθレンズ15にて反射したパルスレーザ光5の影響が除かれた温度情報を求める。レーザ加工装置1Aは、反射光21の影響を受けずに、入射領域22におけるfθレンズ15の温度を瞬時かつ正確に測定することができる。レーザ加工装置1Aは、当該温度情報に基づいて位置指令29を補正することによって、照射位置の高精度な補正が可能となる。これにより、レーザ加工装置1Aは、加工精度の向上が可能となるという効果を奏する。
なお、実施の形態2では、放射温度センサ48の材料はInSbであるものと説明したが、放射温度センサ48の材料はインジウムガリウムヒ素(InGaAs)であっても良い。レーザ加工装置1Aは、放射温度センサ48の材料がInGaAsである場合も、放射温度センサ48の材料がIsSbである場合と同様の効果を得ることができる。
実施の形態1では、1つの放射温度センサ8を使用してfθレンズ15の平均温度を測定するレーザ加工装置1について説明した。実施の形態2では、1つの放射温度センサ48を使用してfθレンズ15の平均温度を測定するレーザ加工装置1Aについて説明した。fθレンズ15の平均温度は、複数の放射温度センサを使用することによって測定されても良い。次の実施の形態3では、複数の放射温度センサを使用してfθレンズ15の平均温度を測定する例について説明する。
実施の形態3.
実施の形態3にかかるレーザ加工装置は、複数の放射温度センサを使用してfθレンズ15の平均温度を測定する。実施の形態3では、上記の実施の形態1または2と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1または2とは異なる構成について主に説明する。
実施の形態3にかかるレーザ加工装置は、複数の放射温度センサを使用してfθレンズ15の平均温度を測定する。実施の形態3では、上記の実施の形態1または2と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1または2とは異なる構成について主に説明する。
被加工物16に形成される複数の穴17のパターンによっては、図2に示す入射領域22のうち偏った領域にパルスレーザ光5が入射する場合がある。この場合、入射領域22に温度勾配が生じることがある。fθレンズ15の屈折率は、平均温度の変化のみならず、温度勾配によっても変化する。実施の形態3では、レーザ加工装置は、温度勾配を含めた温度情報を得るために、複数の放射温度センサを使用する。レーザ加工装置は、fθレンズ15の平均温度の変化と入射領域22の温度勾配とに応じた補正を行うことで、照射位置をさらに高い精度で補正することが可能となる。
実施の形態3では、入射領域22に複数の分割領域を設定して、複数の放射温度センサを使用して分割領域ごとの温度を測定する。なお、実施の形態3では、入射領域22を4つの分割領域に分けて、4つの放射温度センサを使用して各分割領域の温度を測定する。分割領域の数と放射温度センサの数とは、適宜変更しても良い。
図10は、実施の形態3にかかるレーザ加工装置1Bの構成を示す図である。実施の形態3にかかるレーザ加工装置1Bは、fθレンズ15の温度を測定するレンズ温度測定部59を有する。レンズ温度測定部59は、4つの放射温度センサ58A,58B,58C,58Dを有する。
放射温度センサ58A,58B,58C,58Dの各々は、実施の形態2の放射温度センサ48と同様に、4μm波長帯に感度を有する。放射温度センサ58A,58B,58C,58Dの各々は、非接触式の温度センサであって、InSbを含む赤外線検出器である。放射温度センサ58A,58B,58C,58Dの各々は、3μmから5μmの波長域に感度を有する。放射温度センサ58A,58B,58C,58Dは、4つの分割領域の各々から放射した赤外線を分担して検出することによって、fθレンズ15の温度を測定する。レンズ温度測定部59は、入射領域22に含まれる複数の分割領域の各々について個別に温度を測定し、分割領域ごとの温度情報を求める。
制御装置55は、ガルバノ指令変換部6の代わりにガルバノ指令変換部56が設けられていることを除いて、実施の形態2の制御装置45と同様である。レンズ温度測定部59は、各放射温度センサ58A,58B,58C,58Dの測定値である温度情報を、補正部であるガルバノ指令変換部56へ出力する。
ガルバノ指令変換部56は、レンズ温度測定部59から出力される温度情報に基づいて位置指令29を補正する。ガルバノ指令変換部56は、複数の分割領域の各々についての温度情報に基づいて位置指令29を補正する。ガルバノ指令変換部56は、位置指令29を補正することによって、補正後の位置指令29である位置指令29aを出力する。ガルバノ指令変換部56は、位置指令29を補正しない場合、補正されていない位置指令29である位置指令29aを出力する。
図11は、実施の形態3においてfθレンズ15の入射領域22に設定される複数の分割領域62A,62B,62C,62Dを示す図である。図12は、実施の形態3におけるレンズ温度測定部59による温度測定の対象である測定領域63A,63B,63C,63Dについて説明するための図である。図11および図12には、レンズフレーム14に固定されているfθレンズ15を鉛直上方から見た様子を示している。
図11に示すように、入射領域22は、2×2の4つの分割領域62A,62B,62C,62Dに分けられている。各分割領域62A,62B,62C,62Dの面積は、いずれも同等である。
図12には、図11に示す分割領域62A,62B,62C,62Dと、測定領域63A,63B,63C,63Dとを示している。測定領域63Aは、分割領域62A内の領域である。測定領域63Bは、分割領域62B内の領域である。測定領域63Cは、分割領域62C内の領域である。測定領域63Dは、分割領域62D内の領域である。
放射温度センサ58Aは、測定領域63Aを対象とする温度測定によって、測定領域63Aにおけるfθレンズ15の平均温度を測定する。放射温度センサ58Bは、測定領域63Bを対象とする温度測定によって、測定領域63Bにおけるfθレンズ15の平均温度を測定する。放射温度センサ58Cは、測定領域63Cを対象とする温度測定によって、測定領域63Cにおけるfθレンズ15の平均温度を測定する。放射温度センサ58Dは、測定領域63Dを対象とする温度測定によって、測定領域63Dにおけるfθレンズ15の平均温度を測定する。
レンズ温度測定部59は、放射温度センサ58Aの測定値である温度情報と、放射温度センサ58Bの測定値である温度情報と、放射温度センサ58Cの測定値である温度情報と、放射温度センサ58Dの測定値である温度情報とをガルバノ指令変換部56へ出力する。
次に、ガルバノ指令変換部56による処理について説明する。ガルバノ指令変換部56には、指令生成部2からの位置指令29と、レンズ温度測定部59からの温度情報とが入力される。ガルバノ指令変換部56は、温度情報に基づいて温度変換パラメータを求める。ガルバノ指令変換部56は、求めた温度変換パラメータに基づいて位置指令29を補正する。ガルバノ指令変換部56は、温度に基づいた補正後の位置指令29である位置指令29aをガルバノ制御部10へ出力する。
ガルバノ指令変換部56には、ガルバノスキャナ13Xに対する位置指令29であるXg(k)と、ガルバノスキャナ13Yに対する位置指令29であるYg(k)とが入力される。ガルバノ指令変換部56には、fθレンズ15の温度情報であるθA(t),θB(t),θC(t),θD(t)が入力される。θA(t)は、時刻tにおける放射温度センサ58Aの測定値である温度情報とする。θB(t)は、時刻tにおける放射温度センサ58Bの測定値である温度情報とする。θC(t)は、時刻tにおける放射温度センサ58Cの測定値である温度情報とする。θD(t)は、時刻tにおける放射温度センサ58Dの測定値である温度情報とする。
ガルバノ指令変換部56は、次に示す手順によって、温度情報に基づく補正量であるΔXg(k),ΔYg(k)を求める。なお、実施の形態3において示す計算方法は1つの例であって、計算方法は適宜変更しても良い。
ガルバノ指令変換部56は、分割領域62Aについて、θ0からの温度変化量であるΔθA(t)を求める。ΔθA(t)は、次の式(5)により表される。ガルバノ指令変換部56は、分割領域62Bについて、θ0からの温度変化量であるΔθB(t)を求める。ΔθB(t)は、次の式(6)により表される。ガルバノ指令変換部56は、分割領域62Cについて、θ0からの温度変化量であるΔθC(t)を求める。ΔθC(t)は、次の式(7)により表される。ガルバノ指令変換部56は、分割領域62Dについて、θ0からの温度変化量であるΔθD(t)を求める。ΔθD(t)は、次の式(8)により表される。
ガルバノ指令変換部56は、次の式(9)を用いて、分割領域62Aについての温度変換パラメータであるPgAを求める。ガルバノ指令変換部56は、次の式(10)を用いて、分割領域62Bについての温度変換パラメータであるPgBを求める。ガルバノ指令変換部56は、次の式(11)を用いて、分割領域62Cについての温度変換パラメータであるPgCを求める。ガルバノ指令変換部56は、次の式(12)を用いて、分割領域62Dについての温度変換パラメータであるPgDを求める。
a0A,a1A,a2A,b0A,b1A,b2A,a0B,a1B,a2B,b0B,b1B,b2B,a0C,a1C,a2C,b0C,b1C,b2C,a0D,a1D,a2D,b0D,b1D,b2Dの各々は、補正係数とする。補正係数は、レーザ加工装置1Bを使用してアクリル板などの試験基板に穴あけ加工を行うことによってあらかじめ求められる。試験基板に形成された穴17の位置と指令位置とのずれ量と、加工時にレンズ温度測定部59によって得られたfθレンズ15の温度情報とに基づいて、加工誤差が最小になるように調整された各補正係数が求められる。
ガルバノ指令変換部56は、上記式(9)から(12)を用いることによって、次の式(13)に示すΔXg(k),ΔYg(k)を求める。
ガルバノ指令変換部56は、上記式(13)と、位置指令29であるXg(k),Yg(k)とを用いることによって、温度に基づいた補正後の位置指令29であるXgout(k),Ygout(k)を求める。Xgout(k),Ygout(k)は、次の式(14)により表される。ガルバノ指令変換部56は、位置指令29aとして、Xgout(k),Ygout(k)を出力する。
なお、fθレンズ15の平均温度は、θA(t),θB(t),θC(t),θD(t)の平均値である。fθレンズ15の平均温度の変化量は、ΔθA(t),ΔθB(t),ΔθC(t),ΔθD(t)の平均値である。fθレンズ15の温度勾配は、分割領域62A,62B,62C,62D間における平均温度の変化量の差によって求まる。温度勾配は、例えば、θA(t)-θB(t),θA(t)-θC(t),θA(t)-θD(t),θB(t)-θC(t),θB(t)-θD(t),θC(t)-θD(t)と表される。
ガルバノ指令変換部56は、Xgout(k),Ygout(k)を求めることによって、位置指令29を補正する。レーザ加工装置1Bは、ガルバノ指令変換部56において位置指令29を補正することによって、正確な位置に穴17を形成することができる。ガルバノ指令変換部56は、分割領域62A,62B,62C,62Dの各々の温度情報を基に、fθレンズ15の平均温度の変化と入射領域22の温度勾配とに応じた補正を行うことができる。これにより、レーザ加工装置1Bは、照射位置をさらに高い精度で補正することが可能となる。
実施の形態3では、入射領域22を任意の数の分割領域に分けることができる。レーザ加工装置1Bには、入射領域22における分割領域の数と同じ数の放射温度センサが設けられる。これにより、レーザ加工装置1Bは、fθレンズ15の平均温度の変化と入射領域22の温度勾配とに応じた照射位置の補正が可能となる。
実施の形態3にかかるレンズ温度測定部59は、複数の放射温度センサが設けられることを除いて、実施の形態2におけるレンズ温度測定部49と同様である。実施の形態3の応用として、レンズ温度測定部59は、実施の形態1と同様のレンズ温度測定部9に複数の放射温度センサが設けられたものであっても良い。この場合、レンズ温度測定部59は、複数の放射温度センサと温度計算部7とを有する。複数の放射温度センサの各々は、実施の形態1の放射温度センサと同様に、10μm波長帯に感度を有する。
実施の形態3によると、レーザ加工装置1Bは、入射領域22に含まれる複数の分割領域の各々について個別に温度を測定し、分割領域ごとの温度情報を求める。レーザ加工装置1Bは、複数の分割領域の各々についての温度情報に基づいて位置指令29を補正する。レーザ加工装置1Bは、fθレンズ15の平均温度の変化と入射領域22の温度勾配とを含めた補正を行うことができる。これにより、レーザ加工装置1Bは、加工精度の向上が可能となるという効果を奏する。
次に、実施の形態1から3にかかる制御装置25,45,55が有するハードウェア構成について説明する。図13は、実施の形態1から3にかかるレーザ加工装置1,1A,1Bが有する制御装置25,45,55のハードウェア構成例を示す図である。図13には、プログラムを実行するハードウェアを用いることによって制御装置25,45,55の機能が実現される場合におけるハードウェア構成を示している。
プロセッサ71は、CPU(Central Processing Unit)である。プロセッサ71は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はDSP(Digital Signal Processor)であっても良い。メモリ72は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)またはEEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)である。
記憶装置73は、HDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Drive)である。コンピュータを制御装置25,45,55として機能させるプログラムは、記憶装置73に格納される。プロセッサ71は、記憶装置73に格納されているプログラムをメモリ72に読み出して実行する。
プログラムは、コンピュータシステムによる読み取りが可能とされた記憶媒体に記憶されたものであっても良い。制御装置25,45,55は、記憶媒体に記録されたプログラムをメモリ72へ格納しても良い。記憶媒体は、フレキシブルディスクである可搬型記憶媒体、あるいは半導体メモリであるフラッシュメモリであっても良い。プログラムは、他のコンピュータあるいはサーバ装置から通信ネットワークを介してコンピュータシステムへインストールされても良い。
指令生成部2、レーザ制御部3、ガルバノ指令変換部6,56、温度計算部7、ガルバノ制御部10およびXYテーブル制御部20の各機能は、プロセッサ71とソフトウェアの組み合わせによって実現される。当該各機能は、プロセッサ71およびファームウェアの組み合わせによって実現されても良く、プロセッサ71、ソフトウェアおよびファームウェアの組み合わせによって実現されても良い。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、記憶装置73に格納される。
インタフェース回路74は、ハードウェアに接続される機器である放射温度センサ8,48,58A,58B,58C,58Dからの信号を受信する。インタフェース回路74は、ハードウェアに接続される機器である、レーザ発振器4、ガルバノスキャナ13X,13YおよびXYテーブル18へ、信号を送信する。
以上の各実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。各実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。各実施の形態の構成同士が適宜組み合わせられても良い。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態の構成の一部を省略または変更することが可能である。
1,1A,1B レーザ加工装置、2 指令生成部、3 レーザ制御部、4 レーザ発振器、5 パルスレーザ光、6,56 ガルバノ指令変換部、7 温度計算部、8,48,58A,58B,58C,58D 放射温度センサ、9,49,59 レンズ温度測定部、10 ガルバノ制御部、11X,11Y ガルバノミラー、12X,12Y モータ、13X,13Y ガルバノスキャナ、14 レンズフレーム、15 fθレンズ、16 被加工物、17,17a,17b,17c 穴、18 XYテーブル、19 トップテーブル、20 XYテーブル制御部、21 反射光、22 入射領域、23,63A,63B,63C,63D 測定領域、25,45,55 制御装置、26 加工ヘッド、27,29,29a 位置指令、28 レーザ出力指令、30 センサ状態判定部、31 センサ出力記憶部、32 温度推定部、33 温度情報切換部、34 温度計算パラメータ、35 センサ状態フラグ、40,41 位置、62A,62B,62C,62D 分割領域、71 プロセッサ、72 メモリ、73 記憶装置、74 インタフェース回路。
Claims (7)
- パルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、
ガルバノミラーを有し、前記ガルバノミラーでの前記パルスレーザ光の反射によって前記パルスレーザ光を偏向させるとともに位置指令に従った制御により前記ガルバノミラーを回転させるガルバノスキャナと、
前記ガルバノスキャナにおいて偏向した前記パルスレーザ光が入射する入射領域を有し、前記入射領域へ入射した前記パルスレーザ光を集光するレンズと、
前記入射領域から放射した赤外線を検出することによって前記レンズの温度を測定し、前記レンズの温度情報を求めるレンズ温度測定部と、
前記温度情報に基づいて前記位置指令を補正する補正部と、を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記レーザ発振器を制御するためのレーザ出力指令を生成し、前記レーザ出力指令を出力する指令生成部を備え、
前記レンズ温度測定部は、前記レーザ出力指令がオンからオフに切り換わった後においてあらかじめ設定された期間が経過したときから、前記レーザ出力指令の出力がオンになるまでの期間をセンサ有効期間と判定し、前記センサ有効期間における前記温度情報を求めることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記レンズ温度測定部は、前記センサ有効期間において測定された温度に基づいて、前記センサ有効期間以外の期間であるセンサ無効期間における前記温度情報を推定することを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工装置。
- 前記レーザ発振器は、二酸化炭素レーザであって、
前記レンズ温度測定部は、9.3μmから10.6μmの波長域に感度を有する放射温度センサを有することを特徴とする請求項2または3に記載のレーザ加工装置。 - 前記レーザ発振器は、二酸化炭素レーザであって、
前記レンズ温度測定部は、3μmから5μmの波長域に感度を有する放射温度センサ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。 - 前記放射温度センサは、インジウムアンチモンを含む赤外線検出器であることを特徴とする請求項5に記載のレーザ加工装置。
- 前記レンズ温度測定部は、前記入射領域に含まれる複数の分割領域の各々について個別に温度を測定し、前記分割領域ごとの前記温度情報を求め、
前記補正部は、複数の前記分割領域の各々についての前記温度情報に基づいて前記位置指令を補正することを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202080098150.4A CN115243824B (zh) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | 激光加工装置 |
JP2020565913A JP6861918B1 (ja) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | レーザ加工装置 |
KR1020227030287A KR102533457B1 (ko) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | 레이저 가공 장치 |
PCT/JP2020/026271 WO2022003978A1 (ja) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | レーザ加工装置 |
TW110116214A TWI756125B (zh) | 2020-07-03 | 2021-05-05 | 雷射加工裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2020/026271 WO2022003978A1 (ja) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2022003978A1 true WO2022003978A1 (ja) | 2022-01-06 |
Family
ID=75520977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2020/026271 WO2022003978A1 (ja) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | レーザ加工装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6861918B1 (ja) |
KR (1) | KR102533457B1 (ja) |
CN (1) | CN115243824B (ja) |
TW (1) | TWI756125B (ja) |
WO (1) | WO2022003978A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115903940A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-04-04 | 成都莱普科技股份有限公司 | 应用于激光退火***的温度控制方法和激光退火*** |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01122688A (ja) * | 1987-11-05 | 1989-05-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レーザ加工用レンズの焦点距離自動調整装置 |
JP2612311B2 (ja) * | 1988-06-22 | 1997-05-21 | 住友電気工業株式会社 | レーザ加工ヘッド装置 |
WO2012137579A1 (ja) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
JP2013130856A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-07-04 | Mitsubishi Electric Corp | レンズユニットおよびレーザ加工装置 |
JP2017196639A (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | ビアメカニクス株式会社 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19782307T1 (de) * | 1997-12-26 | 2001-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | Laserbearbeitungsgerät |
JP4320524B2 (ja) | 2002-04-04 | 2009-08-26 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
JPWO2014171245A1 (ja) * | 2013-04-17 | 2017-02-23 | 村田機械株式会社 | レーザ加工機およびレーザ加工方法 |
US9925715B2 (en) * | 2014-06-30 | 2018-03-27 | General Electric Company | Systems and methods for monitoring a melt pool using a dedicated scanning device |
CN106583927B (zh) * | 2016-12-13 | 2018-03-02 | 苏州大学 | 一种激光‑电弧复合焊接在线监测方法 |
CN110394546A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-01 | 苏州迅镭激光科技有限公司 | 一种具有实时监控检测各组镜片温度的激光切割头 |
-
2020
- 2020-07-03 CN CN202080098150.4A patent/CN115243824B/zh active Active
- 2020-07-03 JP JP2020565913A patent/JP6861918B1/ja active Active
- 2020-07-03 KR KR1020227030287A patent/KR102533457B1/ko active IP Right Grant
- 2020-07-03 WO PCT/JP2020/026271 patent/WO2022003978A1/ja active Application Filing
-
2021
- 2021-05-05 TW TW110116214A patent/TWI756125B/zh active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01122688A (ja) * | 1987-11-05 | 1989-05-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レーザ加工用レンズの焦点距離自動調整装置 |
JP2612311B2 (ja) * | 1988-06-22 | 1997-05-21 | 住友電気工業株式会社 | レーザ加工ヘッド装置 |
WO2012137579A1 (ja) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
JP2013130856A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-07-04 | Mitsubishi Electric Corp | レンズユニットおよびレーザ加工装置 |
JP2017196639A (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | ビアメカニクス株式会社 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI756125B (zh) | 2022-02-21 |
KR20220127348A (ko) | 2022-09-19 |
KR102533457B1 (ko) | 2023-05-26 |
CN115243824B (zh) | 2024-02-06 |
CN115243824A (zh) | 2022-10-25 |
JPWO2022003978A1 (ja) | 2022-01-06 |
JP6861918B1 (ja) | 2021-04-21 |
TW202202261A (zh) | 2022-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5994807B2 (ja) | レーザ加工装置、制御方法、及びプログラム | |
CN112888526B (zh) | 用于激光束的机器内分布的***、方法和装置 | |
JP6288280B2 (ja) | 表面形状測定装置 | |
CN108581182A (zh) | 激光加工装置及方法 | |
WO2022003978A1 (ja) | レーザ加工装置 | |
JP5197649B2 (ja) | ガルバノスキャナ装置とその制御方法 | |
JP2010274267A (ja) | レーザー加工機 | |
US20140355005A1 (en) | System and Method for Calibrating Laser Processing Machines | |
JP2000098271A (ja) | ガルバノミラー駆動装置 | |
WO2013054445A1 (ja) | レーザ加工制御装置およびレーザ加工制御方法 | |
US20230137623A1 (en) | Laser processing monitoring device, laser processing monitoring method, and laser processing device | |
US20210114139A1 (en) | Controller, control system, and recording medium storing program | |
JP4497985B2 (ja) | ガルバノスキャナの制御方法及びガルバノスキャナの制御装置並びにレーザ加工機 | |
KR100363563B1 (ko) | 가공재료의 표면온도 측정에 의한 레이저 출력의 실시간 제어 방법 | |
JP4580600B2 (ja) | ガルバノスキャナの制御方法、装置、及び、ガルバノスキャナ | |
JP2001198690A (ja) | レーザ加工装置 | |
WO2019065533A1 (ja) | ガラス基板の切断装置、切断方法、プログラム、及び記憶媒体 | |
JPH0791930A (ja) | 三次元スキャナー | |
JP2005262260A (ja) | レーザ加工装置及びレーザ加工制御プログラム | |
WO2015145681A1 (ja) | レーザ加工装置 | |
JP2009101382A (ja) | 照射位置検出装置、照射位置補正用具セット及びレーザ加工装置 | |
JP2017196639A (ja) | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 | |
JP7203479B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
JP2003236692A (ja) | ガルバノスキャナの制御方法及び装置 | |
JP4987891B2 (ja) | ガルバノスキャナ用制御装置及びレーザ加工機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2020565913 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20943619 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20943619 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |