(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光をガルバノミラーを介して加工対象物に照射するレーザ加工装置であって、
前記加工対象物を担持するテーブルに、前記レーザ光が照射される加工位置に対する位置決めの基準となる第１のマークと、前記テーブルの位置ずれ補正の基準となる第２のマークとを設け、
前記第１のマークに基いて前記レーザ光の加工位置に対する前記テーブルの位置を位置決めし、所定時間経過後に前記第２のマークに基いて前記レーザ光の加工位置に対する前記テーブルの位置ずれを補正することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
レーザ光をガルバノミラーを介して加工対象物に照射するレーザ加工装置であって、
加工対象物を担持するテーブル上に設けられた、加工対象物を位置させる際の基準となる第１のマークと、
前記テーブルの所定の位置を示す第２のマークと、
加工対象物に作成された加工部と前記第１のマークとの第１の相対座標を算出する第１の座標算出手段と、
加工部と前記第２のマークとの第２の相対座標を算出する第２の座標算出手段と、
予め所定の相対座標を記憶する第１の記憶手段と、
前記第２の座標算出手段で算出された前記第２の相対座標を記憶する第２の記憶手段と、を有し、
第１の補正時に、前記第１の相対座標と前記所定の相対座標との差分に基いて前記テーブルの位置を補正し、且つ、前記テーブルの位置を補正後に作成された加工部に関して前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標を前記第２の記憶手段に記憶し、
以降の補正時に、前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている第２の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
２つ以上に分離されたレーザ光を１対１に設けられたガルバノミラーを介して２つ以上の加工対象物へ照射することで、並進して２つ以上の加工対象物を加工するレーザ加工装置であって、
２つ以上の加工対象物を担持するテーブル上に設けられた、加工対象物を各々位置させる際の基準となる２つ以上の第１のマークと、
前記テーブルの所定の位置を示す第２のマークと、
２つ以上の加工対象物に作成された加工部と該２つ以上の加工対象物に１対１で対応する前記第１のマークとの第１の相対座標を各々算出する第１の座標算出手段と、
２つ以上の加工対象物に作成された加工部と前記第２のマークとの第２の相対座標を各々算出する第２の座標算出手段と、
２つ以上の加工対象物に１対１で対応する所定の相対座標を予め記憶する第１の記憶手段と、
前記第２の座標算出手段で算出された２つ以上の前記第２の相対座標を記憶する第２の記憶手段と、を有し、
第１の補正時に、所定の加工対象物に関する第１の相対座標と該所定の加工対象物に関する所定の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正し、また、他の加工対象物に関する第１の相対座標と該他の加工対象物に関する所定の相対座標と前記テーブルの位置の補正による移動量とに基いて前記他の加工対象物へ前記レーザ光を照射するためのガルバノスキャナの制御量に補正値を加え、且つ、前記テーブルの位置を補正後に作成された２つ以上の加工部に関して前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標を前記第２の記憶手段に記憶し、
以降の補正時に、前記第２の座標算出手段で算出された所定の加工対象物に関する第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている前記所定の加工対象物に関する第２の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正し、また、他の加工対象物に関する第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている前記他の加工対象物に関する前記第２の相対座標と前記テーブルの位置の補正による移動量とに基いて前記他の加工対象物へ前記レーザ光を照射するためのガルバノスキャナの制御量に補正値を加えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
加工対象物を担持するテーブル上に設けられた、加工対象物を位置させる際の基準となる第１のマークと、前記テーブルの所定の位置を示す第２のマークと、加工対象物に作成された加工部と前記第１のマークとの第１の相対座標を算出する第１の座標算出手段と、加工部と前記第２のマークとの第２の相対座標を算出する第２の座標算出手段と、予め所定の相対座標を記憶する第１の記憶手段と、前記第２の座標算出手段で算出された前記第２の相対座標を記憶する第２の記憶手段と、を有し、レーザ光をガルバノミラーを介して加工対象物に照射するレーザ加工装置におけるずれ補正方法であって、
第１の補正時に、前記第１の相対座標と前記所定の相対座標との差分に基いて前記テーブルの位置を補正し、且つ、前記テーブルの位置を補正後に作成された加工部に関して前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標を前記第２の記憶手段に記憶し、
以降の補正時に、前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている第２の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正することを特徴とするレーザ加工装置におけるずれ補正方法。
【請求項５】
２つ以上の加工対象物を担持するテーブル上に設けられた、加工対象物を各々位置させる際の基準となる２つ以上の第１のマークと、前記テーブルの所定の位置を示す第２のマークと、２つ以上の加工対象物に作成された加工部と該２つ以上の加工対象物に１対１で対応する前記第１のマークとの第１の相対座標を各々算出する第１の座標算出手段と、２つ以上の加工対象物に作成された加工部と前記第２のマークとの第２の相対座標を各々算出する第２の座標算出手段と、２つ以上の加工対象物に１対１で対応する所定の相対座標を予め記憶する第１の記憶手段と、前記第２の座標算出手段で算出された２つ以上の前記第２の相対座標を記憶する第２の記憶手段と、を有し、２つ以上に分離されたレーザ光を１対１に設けられたガルバノミラーを介して２つ以上の加工対象物へ照射することで、並進して２つ以上の加工対象物を加工するレーザ加工装置におけるずれ補正方法であって、
第１の補正時に、所定の加工対象物に関する第１の相対座標と該所定の加工対象物に関する所定の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正し、また、他の加工対象物に関する第１の相対座標と該他の加工対象物に関する所定の相対座標と前記テーブルの位置の補正による移動量とに基いて前記他の加工対象物へ前記レーザ光を照射するためのガルバノスキャナの制御量に補正値を加え、且つ、前記テーブルの位置を補正後に作成された２つ以上の加工部に関して前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標を前記第２の記憶手段に記憶し、
以降の補正時に、前記第２の座標算出手段で算出された所定の加工対象物に関する第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている前記所定の加工対象物に関する第２の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正し、また、他の加工対象物に関する第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている前記他の加工対象物に関する前記第２の相対座標と前記テーブルの位置の補正による移動量とに基いて前記他の加工対象物へ前記レーザ光を照射するためのガルバノスキャナの制御量に補正値を加えることを特徴とするレーザ加工装置におけるずれ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工装置、及びそれにおけるずれ補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、レーザ光を用いた加工としては溶接作業や除去作業や改質作業等が存在する。中でも、穴あけや切断やトリミングやマーキング等の除去作業では、加工製品が組み込まれる電子機器等の小型化に伴い高精度化が要求されている。
【０００３】
例えば携帯電話機やノートブック型パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等のような携帯性が重視される電子機器では、これに組み込む基板を縮小するために、略±１５μｍ以下の精度が要求される。
【０００４】
従来、高精度が要求される加工では、これを実現するために画像認識装置を設置し、被加工物の画像処理結果に基づいてレーザ光学系の位置を決定するよう構成されていた。
【０００５】
例えば、特開平８−７１７８０号公報が開示するところのレーザ位置決め加工方法及び装置では、被加工物上に画像認識マークを設け、作業開始時に画像認識マークを撮像カメラで撮像し、位置補正を行うことで、被加工物の固定又は停止位置のずれを補正するよう構成されている。（以下、従来技術１という）
また、例えば図１に示すレーザ光を用いた穴あけ加工装置では、従来技術１と同様に、作業開始時に撮像カメラ１２ａ，１２ｂにより撮像された画像に基づいて加工位置を調整後、加工対象物であるグリーンシート１ａ，１ｂを担持するＸＹテーブル２０上に設けられた位置決めピン２１に基づいてグリーンシート１ａ，１ｂを固定することで加工精度を維持するよう構成されていた。（以下、従来技術２という）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術１及び２では、数時間、継続的に作業した場合、スキャナ等の光学系における温度ドリフト特性や周囲の環境の変化等によって時間と共にずれが生じ、要求される精度を維持できなくなるという問題が存在する。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、継続的に作業した場合でも十分な加工精度を維持するためのレーザ加工装置、及びそれにおけるずれ補正方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成するために、請求項１記載の発明は、レーザ光をガルバノミラーを介して加工対象物に照射するレーザ加工装置であって、
前記加工対象物を担持するテーブルに、前記レーザ光が照射される加工位置に対する位置決めの基準となる第１のマークと、前記テーブルの位置ずれ補正の基準となる第２のマークとを設け、
前記第１のマークに基いて前記レーザ光の加工位置に対する前記テーブルの位置を位置決めし、所定時間経過後に前記第２のマークに基いて前記レーザ光の加工位置に対する前記テーブルの位置ずれを補正することを特徴としている。
【０００８】
これにより、請求項１記載の発明では、継続的に作業した場合でも十分な加工精度を維持できるレーザ加工装置が提供される。即ち、加工対象物を担持するテーブル側にレーザ光が照射される加工位置に対する位置決めの基準となる第１のマークと、テーブルの位置ずれ補正の基準となる第２のマークとを設け、位置決め時には第１のマークを基準としてテーブルとレーザ光の加工位置とのずれの量を算出し、所定時間経過後には第２のマークを基準としてテーブルとレーザ光の加工位置とのずれの量を算出することで、容易にテーブルとレーザ光の加工位置とのずれの量を特定でき、これに基づきテーブルとレーザ光の加工位置とのずれを容易に補正を行うことが可能となる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、レーザ光をガルバノミラーを介して加工対象物に照射するレーザ加工装置であって、加工対象物を担持するテーブル上に設けられた、加工対象物を位置させる際の基準となる第１のマークと、前記テーブルの所定の位置を示す第２のマークと、加工対象物に作成された加工部と前記第１のマークとの第１の相対座標を算出する第１の座標算出手段と、加工部と前記第２のマークとの第２の相対座標を算出する第２の座標算出手段と、予め所定の相対座標を記憶する第１の記憶手段と、前記第２の座標算出手段で算出された前記第２の相対座標を記憶する第２の記憶手段と、を有し、第１の補正時に、前記第１の相対座標と前記所定の相対座標との差分に基いて前記テーブルの位置を補正し、且つ、前記テーブルの位置を補正後に作成された加工穴に関して前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標を前記第２の記憶手段に記憶し、以降の補正時に、前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている第２の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正することを特徴としている。
【００１０】
これにより、請求項２記載の発明では、継続的に作業した場合でも十分な加工精度を維持できるレーザ加工装置が提供される。即ち、本発明では、作業開始時にずれを解消し、また、この際の位置を基準とし、第２のマークに基づいて以降に生じたずれを算出するよう構成しているため、容易にずれの量を算出することが可能となり、継続して高精度の加工を実現するレーザ加工装置が実現できる。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、２つ以上に分離されたレーザ光を１対１に設けられたガルバノミラーを介して２つ以上の加工対象物へ照射することで、並進して２つ以上の加工対象物を加工するレーザ加工装置であって、２つ以上の加工対象物を担持するテーブル上に設けられた、加工対象物を各々位置させる際の基準となる２つ以上の第１のマークと、前記テーブルの所定の位置を示す第２のマークと、２つ以上の加工対象物に作成された加工部と該２つ以上の加工対象物に１対１で対応する前記第１のマークとの第１の相対座標を各々算出する第１の座標算出手段と、２つ以上の加工対象物に作成された加工部と前記第２のマークとの第２の相対座標を各々算出する第２の座標算出手段と、２つ以上の加工対象物に１対１で対応する所定の相対座標を予め記憶する第１の記憶手段と、前記第２の座標算出手段で算出された２つ以上の前記第２の相対座標を記憶する第２の記憶手段と、を有し、第１の補正時に、所定の加工対象物に関する第１の相対座標と該所定の加工対象物に関する所定の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正し、また、他の加工対象物に関する第１の相対座標と該他の加工対象物に関する所定の相対座標と前記テーブルの位置の補正による移動量とに基いて前記他の加工対象物へ前記レーザ光を照射するためのガルバノスキャナの制御量に補正値を加え、且つ、前記テーブルの位置を補正後に作成された２つ以上の加工穴に関して前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標を前記第２の記憶手段に記憶し、以降の補正時に、前記第２の座標算出手段で算出された所定の加工対象物に関する第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている前記所定の加工対象物に関する第２の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正し、また、他の加工対象物に関する第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている前記他の加工対象物に関する前記第２の相対座標と前記テーブルの位置の補正による移動量とに基いて前記他の加工対象物へ前記レーザ光を照射するためのガルバノスキャナの制御量に補正値を加えることを特徴としている。
【００１２】
これにより、請求項３記載の発明では、継続的に作業した場合でも十分な加工精度を維持できるレーザ加工装置が提供される。即ち、本発明では、作業開始時にずれを解消し、また、この際の位置を基準とし、第２のマークに基づいて以降に生じたずれを算出するよう構成しているため、容易にずれの量を算出することが可能となり、継続して高精度の加工を実現するレーザ加工装置が実現できる。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、加工対象物を担持するテーブル上に設けられた、加工対象物を位置させる際の基準となる第１のマークと、前記テーブルの所定の位置を示す第２のマークと、加工対象物に作成された加工部と前記第１のマークとの第１の相対座標を算出する第１の座標算出手段と、加工部と前記第２のマークとの第２の相対座標を算出する第２の座標算出手段と、予め所定の相対座標を記憶する第１の記憶手段と、前記第２の座標算出手段で算出された前記第２の相対座標を記憶する第２の記憶手段と、を有し、レーザ光をガルバノミラーを介して加工対象物に照射するレーザ加工装置におけるずれ補正方法であって、第１の補正時に、前記第１の相対座標と前記所定の相対座標との差分に基いて前記テーブルの位置を補正し、且つ、前記テーブルの位置を補正後に作成された加工穴に関して前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標を前記第２の記憶手段に記憶し、以降の補正時に、前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている第２の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正することを特徴としている。
【００１４】
これにより、請求項４記載の発明では、継続的に作業した場合でも十分な加工精度を維持できるレーザ加工装置が提供される。即ち、本発明では、作業開始時にずれを解消し、また、この際の位置を基準とし、第２のマークに基づいて以降に生じたずれを算出するよう構成しているため、容易にずれの量を算出することが可能となり、継続して高精度の加工を実現するレーザ加工装置が実現できる。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、２つ以上の加工対象物を担持するテーブル上に設けられた、加工対象物を各々位置させる際の基準となる２つ以上の第１のマークと、前記テーブルの所定の位置を示す第２のマークと、２つ以上の加工対象物に作成された加工部と該２つ以上の加工対象物に１対１で対応する前記第１のマークとの第１の相対座標を各々算出する第１の座標算出手段と、２つ以上の加工対象物に作成された加工部と前記第２のマークとの第２の相対座標を各々算出する第２の座標算出手段と、２つ以上の加工対象物に１対１で対応する所定の相対座標を予め記憶する第１の記憶手段と、前記第２の座標算出手段で算出された２つ以上の前記第２の相対座標を記憶する第２の記憶手段と、を有し、２つ以上に分離されたレーザ光を１対１に設けられたガルバノミラーを介して２つ以上の加工対象物へ照射することで、並進して２つ以上の加工対象物を加工するレーザ加工装置におけるずれ補正方法であって、第１の補正時に、所定の加工対象物に関する第１の相対座標と該所定の加工対象物に関する所定の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正し、また、他の加工対象物に関する第１の相対座標と該他の加工対象物に関する所定の相対座標と前記テーブルの位置の補正による移動量とに基いて前記他の加工対象物へ前記レーザ光を照射するためのガルバノスキャナの制御量に補正値を加え、且つ、前記テーブルの位置を補正後に作成された２つ以上の加工穴に関して前記第２の座標算出手段で算出された第２の相対座標を前記第２の記憶手段に記憶し、以降の補正時に、前記第２の座標算出手段で算出された所定の加工対象物に関する第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている前記所定の加工対象物に関する第２の相対座標とに基いて前記テーブルの位置を補正し、また、他の加工対象物に関する第２の相対座標と前記第２の記憶手段に記憶されている前記他の加工対象物に関する前記第２の相対座標と前記テーブルの位置の補正による移動量とに基いて前記他の加工対象物へ前記レーザ光を照射するためのガルバノスキャナの制御量に補正値を加えることを特徴としている。
【００１６】
これにより、請求項５記載の発明では、継続的に作業した場合でも十分な加工精度を維持できるレーザ加工装置が提供される。即ち、本発明では、作業開始時にずれを解消し、また、この際の位置を基準とし、第２のマークに基づいて以降に生じたずれを算出するよう構成しているため、容易にずれの量を算出することが可能となり、継続して高精度の加工を実現するレーザ加工装置が実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
〔本発明の特徴〕
本発明を好適に実施した形態を説明するにあたり、本発明の特徴について先にのべる。
【００１８】
本発明は、継続的な作業により生じる加工精度の低下を補正することで、高精度が要求される製品の歩留りを向上させるためのものである。
【００１９】
これを実現するにために、本発明では定期的又は随時にレーザ加工におけるずれを測定し、これに基づいて補正を行うよう構成している。
【００２０】
以下、本発明を好適に実施した形態について、図面と共に詳細に説明する。
〔第１の実施例〕
・概略構成
図２は本実施例レーザ発振器４０（図３参照）から出力されたパルス状のレーザ光を２つに分離し、同時に２つの加工対象物（グリーンシート１ａ，１ｂ）を加工するよう構成されたレーザ加工装置１００の概略構成を説明するための斜視図である。
【００２１】
図２に示すレーザ加工装置１００において、レーザ発振器４０から出力されたレーザ光は２つのレーザ光に分離され、それぞれレーザヘッド１０ａ，１０ｂに入力される。
【００２２】
また、ＸＹテーブル２０は、図中におけるＸ軸方向及びＹ軸方向及びＺ軸方向に移動することで、レーザ光の照射位置を調整するものである。また、ＸＹテーブル２０には加工対象物であるグリーンシート１ａ，１ｂが担持される。この際、グリーンシート１ａ，１ｂが所定の位置に設置されるように、ＸＹテーブル２０上には目印となる位置決め用穴２５が設けられている。
【００２３】
この構成において、レーザヘッド１０ａ，１０ｂに入力されたレーザ光は、それぞれにおけるガルバノスキャナ１３ａ，１３ｂ及びｆθレンズ１１ａ，１１ｂを介して、ＸＹテーブル２０上に固定されたグリーンシート１ａ，１ｂに照射される。
・光学系構成
ここで、レーザ加工装置１００の光学系の構成を図３を用いて説明する。
【００２４】
図３を参照すると、レーザ加工装置１００は、その光学系構成として、レーザ発振器４０から出力されたレーザ光を同等の強度を持つ２つのレーザ光に分離するための半透過レンズ４２と、入力されたレーザ光がグリーンシート１ａ又は１ｂにおける所定の位置に照射するようにスキャニングを行うガルバノスキャナ１３ａ，１３ｂと、ガルバノスキャナ１３ａ，１３ｂによりスキャニングされたレーザ光をグリーンシート１ａ又は１ｂにおける加工位置に集光させるｆθレンズ１１ａ，１１ｂと、を有して構成されている。
【００２５】
また、レーザ発振器４０は制御部３０より入力されたトリガ信号に基づいてレーザ光を出力し、出力されたレーザ光は所定の光軸に沿って進行するように、ベンディングミラー４１，４３等や半透過レンズ４２によりその進路が屈折される。
【００２６】
この構成により、レーザ発振器４０より出力されたレーザ光は、所定の光路に導かれ、グリーンシート１ａ，１ｂに照射される。
・ずれ補正
次に、本実施例による補正方法について図面を用いて詳細に説明する。
【００２７】
本実施例では、レーザ加工装置１００におけるずれを補正するために、レーザヘッド１０ａ，１０ｂにおけるガルバノスキャナ１３ａ，１３ｂの制御位置（振り角）をスキャニングする振幅の中心位置に固定した状態で、グリーンシート１ａ，１ｂへレーザ光を照射する。
【００２８】
即ち、作業開始時と所定時間継続して稼働させた後とで、同様の条件でグリーンシート１ａ，１ｂ上に加工穴（２ａ，２ｂ：図６（ａ）に示す）を作成し、作業開始時からどの程度のずれが生じたかを検査するよう構成する。また、補正は、この検査により得られたずれに基づいて行う。
【００２９】
更に、本実施例では作業の簡略化のために、ＸＹテーブル２０上に基準マーク２２（請求項１〜５に記載の第２のマークに相当する）を設ける。これにより、この基準マーク２２と加工穴２ａ，２ｂとの相対座標に基づいて補正することが可能となり、大幅に手間が削減される。
【００３０】
次に、本実施例におけるずれを補正する際の手順について、以下に図４及び図５に示すフローチャート並びに図６を用いて詳細に説明する。
・・稼働開始時の補正
本実施例では、作業開始時にまず、図４のフローチャートに示す動作を実行し、この時点でのずれの補正と、以降に補正を行う際に基準とする値の確保と、を行う。
【００３１】
図４を参照すると、作業開始時の動作としては、まず、Ｘ位置撮像カメラ２３及びＹ位置撮像カメラ２４を用いてＸＹテーブル２０上に設けられた基準マーク２２を撮像する（ステップＳ１０１）。但し、撮像された画像データは、図７における画像処理装置３４に設けられたメモリ等に保存される。
【００３２】
また、レーザ加工装置１００におけるＸＹテーブル２０にグリーンシート１ａ，１ｂを位置決め用穴２５に基づいてセットし（ステップＳ１０２）、且つ、ガルバノスキャナ１３ａ，１３ｂの制御位置を振り角の中心に維持しておき（ステップＳ１０３）、この状態で、レーザ発振器４０より出力されたレーザ光をグリーンシート１ａ，１ｂへ照射する（ステップＳ１０４）。この際、使用するグリーンシート１ａ，１ｂは、試し用のものであってよい。
【００３３】
その後、ステップＳ１０４において作成された加工穴２ａ，２ｂとその周辺とを撮像カメラ１２ａ，１２ｂを用いて撮像する（ステップＳ１０５）。
【００３４】
次に、ＸＹテーブル２０にセットされているグリーンシート１ａ，１ｂを取り外し（ステップＳ１０６）、撮像カメラ１２ａ，１２ｂを用いて位置決め用穴２５ａ，２５ｂ（請求項１〜５に記載の第１のマークに相当する：図６（ｃ）参照）及びその周辺を撮像する（ステップＳ１０７）。但し、位置決め用穴２５ａ，２５ｂは、図６に示すように、ＸＹテーブル２０に設けられた位置決め用穴２５の内、ａ側，ｂ側それぞれにおける任意のものであってよい。この際、何れの位置決め用穴２５を選択するかは予め設定しておく。また、グリーンシート１ａ，１ｂと取り外す前後でＸＹテーブル２０（位置決め用穴２５ａ，２５ｂの位置は変化しない。また、グリーンシート１ａ，１ｂを取り外す理由は、一般的にグリーンシートは平坦で、ＸＹテーブル２０上の位置決め用穴２５を覆い隠してしまうためである。
【００３５】
その後、ステップＳ１０５で撮像した加工穴２ａ，２ｂ及びその周辺の画像と、ステップＳ１０６で撮像した位置決め用穴２５ａ，２５ｂ及びその周辺の画像とに対して所定の画像処理を施すことで、位置決め用穴２５ａ，２５ｂを基点とした加工穴２ａ，２ｂの相対座標を算出する（ステップＳ１０８）。但し、所定の画像処理により相対座標を算出する動作は周知であるため、ここでは説明を省略する。また、この際求められた相対座標を図６（ｄ）に示すように（Ｘａ，Ｙａ），（Ｘｂ，Ｙｂ）とする。
【００３６】
このように基準とした位置決め用穴２５ａ，２５ｂに対する相対座標が求まると、次に、本実施例ではａ側，ｂ側の何れか一方、例えばａ側の加工穴２ａの相対座標が、予め登録しておいた座標、例えば設計時の座標（Ｘａ０，Ｙａ０）となるように、ＸＹテーブル２０を移動する（ステップＳ１０９）。これにより、ａ側のずれが補正される。即ち、理想値である設計値での座標データ（Ｘａ０，Ｙａ０）が、図７における制御部３０内のメモリ等に格納されており、ステップＳ１０９の処理において、制御部３０が算出された相対座標（Ｘａ，Ｙａ）と設計値の座標（Ｘａ０，Ｙａ０）との差分（Ｘａ０−Ｘａ，Ｙａ０−Ｙａ）を解消するように、制御部３０が、又は人手により、ＸＹテーブル２０の位置を移動させる。
【００３７】
次に、ｂ側のずれを補正するために、ステップＳ１０９によるＸＹテーブル２０の移動後の加工穴２ｂの相対座標（Ｘｂ−（Ｘａ０−Ｘａ），Ｙｂ−（Ｙａ０−Ｙａ））と、予め登録しておいた座標、例えば設計時の座標（Ｘｂ０，Ｙｂ０）との差分を算出し（ステップＳ１１０）、制御部３０がこの差分（Ｘｂ０−（Ｘｂ−（Ｘａ０−Ｘａ）），Ｙｂ０−（Ｙｂ−（Ｙａ０−Ｙａ）））をオフセットとして図７におけるスキャナコントローラ３３ｂに登録する（ステップＳ１１１）。これにより、ｂ側のずれが補正される。但し、ガルバノスキャナ１３ｂを制御するスキャナコントローラ３３ｂに関しては、以下に図７を用いて詳細に説明する。
【００３８】
更に本実施例では、ステップＳ１０１で取得された画像と、ステップＳ１０４で撮影した加工穴２ａ，２ｂ及びその周辺の画像とに対して所定の画像処理を施すことで、基準マーク２２を基点とした加工穴２ａ，２ｂの相対座標（ＸＧａ１，ＹＧａ１），（ＸＧｂ１，ＹＧｂ１）を算出する（ステップＳ１１２）。また、ステップＳ１１２で算出した相対座標（ＸＧａ１，ＹＧａ１），（ＸＧｂ１，ＹＧｂ１）は、所定時間経過後の補正の際に基準として使用するために、例えば図７における制御部３０に設けられたメモリ等に保存しておく（ステップＳ１１３）。
【００３９】
以上のように動作することで、作業開始時点でのずれの補正と、基準マーク２２に対する加工穴２ａ，２ｂの相対位置が特定される。また、図４に示す動作を複数回実行することで、加工精度に、より信頼性を持たせることができる。
・・継続稼働後の補正
次に、本実施例では、レーザ加工装置１００を数時間等の予め定めておいた時間（所定時間）、継続して稼働させた後、図５に示すフローチャートを実行することで、所定時間後まで生じたずれを算出し、これに基づいて加工精度を補正する。この際の動作を図５を用いて説明する。
【００４０】
図５を参照すると、本実施例では、まず、Ｘ位置撮像カメラ２４及びＹ位置撮像カメラ２４を用いて基準マーク２２及びその周辺を撮像する（ステップＳ２０１）。
【００４１】
次に、レーザ加工装置１００におけるＸＹテーブル２０にグリーンシート１ａ，１ｂを位置決め用穴２５に基づいてセットし（ステップＳ２０２）、且つ、ガルバノスキャナ１３ａ，１３ｂの制御位置を振り角の中心に維持しておき（ステップＳ２０３）、この状態で、レーザ発振器４０より出力されたレーザ光をグリーンシート１ａ，１ｂへ照射する（ステップＳ２０４）。この際、使用するグリーンシート１ａ，１ｂは、試し用のものであってよい。
【００４２】
その後、ステップＳ２０４において作成された加工穴２ａ，２ｂとその周辺とを撮像カメラ１２ａ，１２ｂを用いて撮像する（ステップＳ２０５）。
【００４３】
このように、基準マーク２２及びその周辺の画像と、加工穴２ａ，２ｂ及びその周辺の画像とを取得すると、本実施例では、これらの画像に対して所定の画像処理を施すことで、基準マーク２２を基点とした加工穴２ａ，２ｂの相対座標（ＸＧａ２，ＹＧａ２），（ＸＧｂ２，ＹＧｂ２）を算出する（ステップＳ２０６）。
【００４４】
このように今回の相対座標が特定されると、次に、図４に示す作業開始時の動作において保存しておいた相対座標（ＸＧａ１，ＹＧａ１）とステップＳ２０６で特定された相対座標（ＸＧａ２，ＹＧａ２）との差分を算出し（ステップＳ２０７）、この算出された差分（（ＸＧａ２−ＸＧａ１），（ＹＧａ２−Ｙａ１））に基づいてＸＹテーブル２０を移動し（ステップＳ２０８）、加工穴２ａを座標（ＸＧａ１，ＹＧａ１）に位置させる。これにより、ａ側のずれが補正される。
【００４５】
次に、図４に示す動作において保存しておいた相対座標（ＸＧｂ１，ＹＧｂ１）と、移動後の加工穴２ｂの相対座標（ＸＧｂ２−（ＸＧａ２−ＸＧａ１），ＹＧｂ２−（ＹＧａ２−Ｙａ１））との差分を算出し（ステップＳ２０９）、この算出された差分（ＸＧｂ１−（ＸＧｂ２−（ＸＧａ２−ＸＧａ１）），ＹＧｂ１−（ＹＧｂ２−（ＹＧａ２−Ｙａ１）））をガルバノスキャナ１３ｂのオフセットとして、図７におけるスキャナコントローラ３３ｂに登録する（ステップＳ２１０）。これにより、ｂ側のずれが補正される。
【００４６】
以上のように動作することで、所定時間継続して稼働させることにより生じたずれが補正される。また、継続的な稼働後の補正の際に要する手間を簡略化し、補正作業を容易なものとすることが可能となる。
・制御系構成
次に、図７を用いて、レーザ加工装置１００を構成する各ブロックの各々の動作を説明する。
【００４７】
図７において、制御部３０は、レーザ加工装置１００全体を制御するものである。従って、本実施例において、まず、ガルバノスキャナ１３ａ，１３ｂの振り角を振幅の中心に位置させるために、制御部３０はスキャナコントローラ３３ａ，３３ｂに対してこのための命令を入力する。
【００４８】
このようにしてレーザ発振器４０より出力されたレーザ光をグリーンシート１ａ，１ｂへ照射させたのち、制御部３０は、撮像カメラコントローラ３２ａ，３２ｂを介して撮像カメラ１２ａ，１２ｂを制御し、加工穴２ａ，２ｂ及びその周辺を撮像させる。また、これにより取得された画像データ（グリーンシート１ａ画像，グリーンシート１ｂ画像）は、画像処理装置３４に入力され、これにおけるメモリ等に一時保持される。
【００４９】
次に制御部３０は、ユーザによりＸＹテーブル２０上のグリーンシート１ａ，１ｂが除かれ、位置決め用穴２５ａ，２５ｂの撮像が入力されると、撮像カメラコントローラ３２ａ，３２ｂを介して撮像カメラ１２ａ，１２ｂを制御し、位置決め用穴２５ａ，２５ｂ及びその周辺を撮像させる。また、これにより取得された画像データ（ａ側ＸＹテーブル画像，ｂ側ＸＹテーブル画像）は、画像処理装置３４に入力され、これにおけるメモリ等に一時保持される。
【００５０】
その後、図４に示す動作と同様に、画像処理装置３４において位置決め用穴２５ａ，２５ｂを基点とした加工穴２ａ，２ｂの相対位置が算出され、これに基づいてＸＹテーブル２０の位置が制御され、且つガルバノスキャナ１３ｂの制御量にオフセットが与えられる。
【００５１】
また、制御部３０はＸＹテーブル２０を移動させる前に基準マーク２２及びその周辺を、撮像カメラコントローラ３３を介してＸ位置撮像カメラ２３，Ｙ位置撮像カメラ２４により撮像させる。これにより撮像された画像データ（基準マーク２２画像（Ｘ座標検出用，Ｙ座標検出用））は、画像処理装置３４へ入力され、これにおけるメモリ等に一時保持される。
【００５２】
その後、図４及び図５に示す動作と同様に、画像処理装置３４において基準マーク２２を基点とした加工穴２ａ，２ｂの相対位置が算出される。但し、この相対位置（ＸＧａ，ＹＧａ），（ＸＧｂ，ＹＧｂ）は、図４及び図５に示すフローチャートにおける（ＸＧａ１，ＹＧａ１），（ＸＧａ２，ＹＧａ２），（ＸＧｂ１，ＹＧｂ１），（ＸＧｂ２，ＹＧｂ２）に対応するものである。
【００５３】
相対位置（ＸＧａ１，ＹＧａ１），（ＸＧｂ１，ＹＧｂ１）は、制御部３０へ入力され、所定時間経過後の補正の際に基準とするために制御部３０におけるメモリ等に保存され、保持される。また、相対位置（ＸＧａ２，ＹＧａ２），（ＸＧｂ２，ＹＧｂ２）は、制御部３０へ入力され、予め保持されている相対位置（ＸＧａ１，ＹＧａ１），（ＸＧｂ１，ＹＧｂ１）との比較に基づいてずれが算出される。
【００５４】
このようにずれを算出すると、制御部３０は、算出されたずれに基づいてＸＹテーブル２０の位置を補正し、且つガルバノスキャナ１３ｂを制御するスキャナコントローラ３３ｂの制御量にオフセットを付加する。これにより、経時的作業において生じたレーザ加工装置１００のずれを補正し、高精度を維持することが可能となる。
〔他の実施例〕
また、上記した実施例は、本発明を好適に実施した形態の一例に過ぎず、本発明は、その主旨を逸脱しない限り、種々変形して実施することが可能なものである。
【００５５】
更に、上記実施例では、レーザ光を２つに分割し、並進して２つのグリーンシート１ａ，１ｂに対して加工を行うレーザ加工装置１００について例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば同時に１つのグリーンシートしか加工を行わないものや、３つ以上のグリーンシートに対して並進して加工を行う者に対しても適用可能なものである。
【００５６】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１記載の発明によれば、継続的に作業した場合でも十分な加工精度を維持できるレーザ加工装置が提供される。即ち、加工対象物を担持するテーブル側にレーザ光が照射される加工位置に対する位置決めの基準となる第１のマークと、テーブルの位置ずれ補正の基準となる第２のマークとを設け、位置決め時には第１のマークを基準としてテーブルとレーザ光の加工位置とのずれの量を算出し、所定時間経過後には第２のマークを基準としてテーブルとレーザ光の加工位置とのずれの量を算出することで、容易にテーブルとレーザ光の加工位置とのずれの量を特定でき、これに基づきテーブルとレーザ光の加工位置とのずれを容易に補正を行うことが可能となる。
【００５７】
また、請求項２から５の何れか１項に記載の発明によれば、継続的に作業した場合でも十分な加工精度を維持できるレーザ加工装置が提供される。即ち、本発明では、作業開始時にずれを解消し、また、この際の位置を基準とし、第２のマークに基づいて以降に生じたずれを算出するよう構成しているため、容易にずれの量を算出することが可能となり、継続して高精度の加工を実現するレーザ加工装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術２によるレーザ加工装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるレーザ加工装置１００の概略構成を示す斜視図である。
【図３】レーザ加工装置１００の光学系の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例における作業開始時に行う補正動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例における継続的な稼働後に行う補正動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施例においてレーザ加工装置１００により作成された加工穴２ａ，２ｂと基準マーク２２又は位置決め用穴２５ａ，２５ｂとの相対座標を説明するための図である。
【図７】レーザ加工装置１００の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ  グリーンシート
２ａ、２ｂ  加工穴
１０ａ、１０ｂ  レーザヘッド
１１ａ、１１ｂ  ｆθレンズ
１２ａ、１２ｂ  撮像カメラ
１３ａ、１３ｂ  ガルバノスキャナ
２０  ＸＹテーブル
２１  位置決めピン
２２  基準マーク
２３  Ｘ位置撮像カメラ
２４  Ｙ位置撮像カメラ
２５、２５ａ、２５ｂ  位置決め用穴
３０  制御部
３２ａ、３２ｂ、３３  撮像カメラコントローラ
３３ａ、３３ｂ  スキャナコントローラ
４０  レーザ発振器
４１、４３  ベンディングミラー
４２  半透過レンズ
【図１】
0003662542.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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