(57)【要約】【課題】本発明はより精密な焦点制御を高精度に行うことを課題とする。【解決手段】レーザ加工装置１０は、被加工物５０にレーザ光を照射する加工ヘッド２０と、加工ヘッド２０に設けられ、被加工物５０との距離を測定するセンサ２４と、加工ヘッド２０の焦点制御を行う制御装置９０とを有する。制御装置９０は、距離センサ２４により測定された加工面５０ａとの距離データを、Ｚ軸方向オフセット距離及びＺ軸位置検出部１０８から出力されたＺ方向補正距離を加算（補正）され、補正された高さ位置Ｈとして被加工点アドレスに対応させて記憶装置１６０に記憶させる。制御手段２３０は、加工ヘッド２０が移動する被加工点アドレスに対応する距離データを記憶装置１６０から読み出し、記憶装置１６０から読み出された距離データに基づいて加工ヘッド２０の焦点制御を行う。【選択図】図６
2008073699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物にレーザ光を照射する加工ヘッドと、
該加工ヘッドに設けられ、前記被加工物との距離を測定するセンサと、
前記センサにより測定された距離データに基づいて前記加工ヘッドの焦点制御を行う制御手段と、を有するレーザ加工装置において、
前記センサは、前記加工ヘッドが前記被加工物に対して相対移動する方向に設けられており、
前記センサにより測定された前記センサと前記被加工物との距離データを、前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データに対応させるように補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された距離データを前記被加工点アドレスに対応させて記憶する記憶手段と、
前記被加工物の前記被加工点アドレスに対する前記加工ヘッドの位置に応じて、前記記憶手段から前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データを読み出す距離データ読み出し手段と、を有し、
前記制御手段は、前記距離データ読み出し手段により読み出された前記距離データに基づいて前記加工ヘッドが前記被加工点に到着するまでに前記被加工点に対する焦点制御を完了することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
被加工物にレーザ光を照射する加工ヘッドと、
該加工ヘッドに設けられ、前記被加工物との距離を測定するセンサと、
前記センサにより測定された距離データに基づいて前記加工ヘッドの焦点制御を行う制御手段と、を有するレーザ加工装置において、
前記センサは、前記加工ヘッドが前記被加工物に対して相対移動する方向に設けられており、
前記被加工物の被加工点アドレスに応じて前記センサによって測定された前記センサと前記被加工物との距離データを記憶する記憶手段と、
前記被加工物の前記被加工点アドレスに対する前記加工ヘッドの位置に応じて、前記記憶手段から前記センサと前記被加工物の被加工点との距離データを読み出す距離データ読み出し手段と、
前記距離データ読み出し手段により読み出された前記距離データを、前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データに対応させるように補正する補正手段と、を有し、
前記制御手段は、前記補正手段により補正された前記距離データに基づいて前記加工ヘッドが前記被加工点に到着するまでに前記被加工点に対する焦点制御を完了することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記加工ヘッドを前記被加工物に対して往復移動させる場合に、前記加工ヘッドが復路を移動する過程で前記記憶手段から読み出された前記往路の距離データに基づいて前記加工ヘッドの焦点位置が前記被加工物の加工面と一致するように調整することを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、前記距離データが前記往路に対応する被加工点アドレス毎に記憶されており、前記復路のアドレスに対応する距離データが読み出されることを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された距離データに基づき前記加工ヘッドに内蔵されたレンズの位置を移動させて前記加工ヘッドの焦点位置を前記被加工物の加工面と一致させることを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
被加工物にレーザ光を照射する加工ヘッドの前記被加工物に対して相対移動する方向に設けられたセンサにより測定された距離データに基づいて前記加工ヘッドの焦点制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、
前記センサにより測定された前記センサと前記被加工物との距離データを、前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データに対応させるように補正する手順と、
前記補正された距離データを前記被加工点アドレスに対応させて記憶する手順と、
前記被加工物の前記被加工点アドレスに対する前記加工ヘッドの位置に応じて、前記記憶手段から前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データを読み出す手順と、
前記記憶手段から読み出された前記距離データに基づいて前記加工ヘッドが前記被加工点に到着するまでに前記被加工点に対する焦点制御を完了させる手順と、
を有することを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
【請求項７】
被加工物にレーザ光を照射する加工ヘッドの前記被加工物に対して相対移動する方向に設けられたセンサにより測定された距離データに基づいて前記加工ヘッドの焦点制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、
前記被加工物の被加工点アドレスに対応させて前記センサによって測定された前記センサと前記被加工物との距離データを記憶手段に記憶させる手順と、
前記被加工物の前記被加工点アドレスに対する前記加工ヘッドの位置に応じて、前記記憶手段から前記センサと前記被加工物の被加工点との距離データを読み出す手順と、
前記記憶手段から読み出された前記距離データを、前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データに対応させるように補正する手順と、
前記補正された前記距離データに基づいて前記加工ヘッドが前記被加工点に到着するまでに前記被加工点に対する焦点制御を完了させる手順と、
を有することを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工ヘッドから照射されるレーザ光の焦点が被加工物の加工面の位置と一致するように焦点距離を制御するレーザ加工装置及びレーザ加工装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工物にレーザ光を照射して加工（孔開け加工や溶接やアニール処理など）を行う場合、加工ヘッドから照射されるレーザ光の焦点位置を被加工物の加工面に一致させることが重要である。従来のレーザ加工装置では、例えば、加工ヘッドの先端付近に距離センサ（高さセンサ）を取り付け、この距離センサにより測定された距離データに基づいて加工ヘッドをＺ軸方向に昇降させて加工ヘッド先端と被加工物との距離が一定（焦点距離）となるように制御している（例えば、特許文献１参照）。また、この特許文献１のものでは、加工ヘッドの先端付近に２個の距離センサを設け、２個の距離センサから得られた２つのデータの平均値を求め、この平均値に基づいて加工ヘッドの高さ位置を制御している。
【０００３】
また、別のレーザ加工装置では、加工ヘッドのレーザ光を被加工物に照射し、その反射した光が距離センサで受光されるまでの時間から被加工物と加工ヘッドとの距離を測定し、ＣＣＤカメラにより得られた位置データと上記距離センサからの距離データとを位置補正部に入力して補正データを求め、この補正データに基づいて焦点制御を行っている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭５９−２２３１８９号公報
【特許文献２】特開２００４−２４３３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたレーザ加工装置では、被加工物の表面形状に対応させて距離センサにより測定された距離データに基づいて加工ヘッドの高さ位置を制御する際の精度を高めるため、距離センサを加工ヘッドの移動方向の前後に配置し、２つの距離センサから得られたデータの平均値を求め、この平均値に基づいて加工ヘッドの高さ位置を制御することになるので、厳密にはこの平均値化によってずれが生じ、より精密な焦点制御が行えないという問題がある。
【０００５】
また、上記引用文献２に記載されたレーザ加工装置では、ＣＣＤカメラにより得られた位置データと上記距離センサからの距離データとを位置補正部に入力して補正データを演算するため、加工ヘッドが被加工物の被加工ポイントに光を照射してから距離を測定することになり、それから補正演算処理を行って焦点制御を行うように構成されている。従って、特許文献２では、加工ヘッドが被加工物の被加工ポイントに移動してから距離を測定し、それから焦点制御を完了するまでに時間がかかる。そのため、例えば、加工ヘッドと被加工物とが相対的に移動する場合には、焦点制御が遅れてしまい、移動速度を上げると焦点制御が完了する前に加工ヘッドが被加工ポイントを移動することになるので、厳密にはより精密な焦点制御が行えないばかりか、送り速度の高速化に対応することが難しいという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したレーザ加工装置及びレーザ加工装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【０００８】
本発明は、被加工物にレーザ光を照射する加工ヘッドと、該加工ヘッドに設けられ、前記被加工物との距離を測定するセンサと、前記センサにより測定された距離データに基づいて前記加工ヘッドの焦点制御を行う制御手段と、を有するレーザ加工装置において、前記センサは、前記加工ヘッドが前記被加工物に対して相対移動する方向に設けられており、前記センサにより測定された前記センサと前記被加工物との距離データを、前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データに対応させるように補正する補正手段と、前記補正手段により補正された距離データを前記被加工点アドレスに対応させて記憶する記憶手段と、前記被加工物の前記被加工点アドレスに対する前記加工ヘッドの位置に応じて、前記記憶手段から前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データを読み出す距離データ読み出し手段と、を有し、前記制御手段は、前記距離データ読み出し手段により読み出された前記距離データに基づいて前記加工ヘッドが前記被加工点に到着するまでに前記被加工点に対する焦点制御を完了することにより、上記課題を解決するものである。
【０００９】
本発明は、被加工物にレーザ光を照射する加工ヘッドと、該加工ヘッドに設けられ、前記被加工物との距離を測定するセンサと、前記センサにより測定された距離データに基づいて前記加工ヘッドの焦点制御を行う制御手段と、を有するレーザ加工装置において、前記センサは、前記加工ヘッドが前記被加工物に対して相対移動する方向に設けられており、前記被加工物の被加工点アドレスに応じて前記センサによって測定された前記センサと前記被加工物との距離データを記憶する記憶手段と、前記被加工物の前記被加工点アドレスに対する前記加工ヘッドの位置に応じて、前記記憶手段から前記センサと前記被加工物の被加工点との距離データを読み出す距離データ読み出し手段と、前記距離データ読み出し手段により読み出された前記距離データを、前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データに対応させるように補正する補正手段と、を有し、前記制御手段は、前記補正手段により補正された前記距離データに基づいて前記加工ヘッドが前記被加工点に到着するまでに前記被加工点に対する焦点制御を完了することにより、上記課題を解決するものである。
【００１０】
前記制御手段は、前記加工ヘッドを前記被加工物に対して往復移動させる場合に、前記加工ヘッドが復路を移動する過程で前記記憶手段から読み出された前記往路の距離データに基づいて前記加工ヘッドの焦点位置が前記被加工物の加工面と一致するように調整することが望ましい。
【００１１】
前記記憶手段は、前記距離データが前記往路に対応するアドレス毎に記憶されており、前記復路のアドレスに対応する距離データが読み出されることが望ましい。
【００１２】
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された距離データに基づき前記加工ヘッドに内蔵されたレンズの位置を移動させて前記加工ヘッドの焦点位置を前記被加工物の加工面と一致させることが望ましい。
【００１３】
本発明は、被加工物にレーザ光を照射する加工ヘッドの前記被加工物に対して相対移動する方向に設けられたセンサにより測定された距離データに基づいて前記加工ヘッドの焦点制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記センサにより測定された前記センサと前記被加工物との距離データを、前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データに対応させるように補正する手順と、前記補正された距離データを前記被加工点アドレスに対応させて記憶する手順と、前記被加工物の前記被加工点アドレスに対する前記加工ヘッドの位置に応じて、前記記憶手段から前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データを読み出す手順と、前記記憶手段から読み出された前記距離データに基づいて前記加工ヘッドが前記被加工点に到着するまでに前記被加工点に対する焦点制御を完了させる手順と、を有することにより、上記課題を解決するものである。
【００１４】
本発明は、被加工物にレーザ光を照射する加工ヘッドの前記被加工物に対して相対移動する方向に設けられたセンサにより測定された距離データに基づいて前記加工ヘッドの焦点制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記被加工物の被加工点アドレスに対応させて前記センサによって測定された前記センサと前記被加工物との距離データを記憶手段に記憶させる手順と、前記被加工物の前記被加工点アドレスに対する前記加工ヘッドの位置に応じて、前記記憶手段から前記センサと前記被加工物の被加工点との距離データを読み出す手順と、前記記憶手段から読み出された前記距離データを、前記加工ヘッドと前記被加工物の被加工点との距離データに対応させるように補正する手順と、前記補正された前記距離データに基づいて前記加工ヘッドが前記被加工点に到着するまでに前記被加工点に対する焦点制御を完了させる手順と、を有することにより、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、センサが、加工ヘッドが被加工物に対して相対移動する方向に設けられており、センサにより測定されたセンサと被加工物との距離データを、加工ヘッドと被加工物の被加工点との距離データに対応させるように補正する補正手段と、補正手段により補正された距離データを前記被加工点アドレスに対応させて記憶する記憶手段と、被加工物の被加工点アドレスに対する加工ヘッドの位置に応じて、記憶手段から加工ヘッドと被加工物の被加工点との距離データを読み出す距離データ読み出し手段と、を有し、制御手段は、距離データ読み出し手段により読み出された距離データに基づいて加工ヘッドが被加工点に到着するまでに前記被加工点に対する焦点制御を完了することにより、加工ヘッドが被加工点に到着したときは、加工ヘッドの焦点距離が被加工点と一致するように制御されており、より精密な焦点制御が可能なると共に、演算処理に要する時間を短縮することができるので、送り速度の高速化に対応することが可能になる。
【００１６】
本発明によれば、センサが、加工ヘッドが被加工物に対して相対移動する方向に設けられており、被加工物の被加工点アドレスに応じて前記センサによって測定されたセンサと被加工物との距離データを記憶する記憶手段と、被加工物の被加工点アドレスに対する加工ヘッドの位置に応じて、記憶手段からセンサと被加工物の被加工点との距離データを読み出す距離データ読み出し手段と、距離データ読み出し手段により読み出された距離データを、加工ヘッドと被加工物の被加工点との距離データに対応させるように補正する補正手段と、を有し、制御手段は、補正手段により補正された距離データに基づいて加工ヘッドが被加工点に到着するまでに被加工点に対する焦点制御を完了することにより、加工ヘッドが被加工点に到着したときは、加工ヘッドの焦点距離が被加工点と一致するように制御されており、より精密な焦点制御が可能なると共に、演算処理に要する時間を短縮することができるので、送り速度の高速化に対応することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明によるレーザ加工装置の一実施例を示す斜視図である。図１に示されるように、レーザ加工装置１０は、レーザ光を照射する加工ヘッド２０と、レーザ光を発生させるレーザ光発生器３０と、レーザ光発生器３０からのレーザ光３２を加工ヘッド２０に導く光学系４０と、加工ヘッド２０からのレーザ光３２を照射される被加工物５０を保持する保持部６０と、保持部６０をＸ方向に移動させるＸステージ７０、Ｘステージ７０をＹ方向に移動させるＹステージ８０と、制御装置９０とを有する。
【００１９】
加工ヘッド２０は、円筒形状の本体２２の内部に複数の集光レンズ（図１では隠れて見えない）が収納されており、これらの集光レンズをＺ軸方向に移動させるモータを制御することで被加工物５０に対する焦点制御が行われる。また、加工ヘッド２０の先端外周には、被加工物５０との距離(高さ)ｈを測定する距離センサ（高さセンサ）２４が取り付けられている。
【００２０】
さらに、加工ヘッド２０の外周には、加工ヘッド２０をＺ軸方向に昇降させるＺ軸駆動装置２６が取り付けられている。尚、図１において、加工ヘッド２０は、被加工物５０に近接対向する下端にレーザ光を出射する出射口を有しており、支持機構（図示せず）により被加工物５０の上方で垂直方向に延在する向きに支持されている。
【００２１】
光学系４０は、レーザ光発生器３０からのレーザ光３２を反射させて進行方向を変更する折り返しミラー４２，４４を有する。レーザ光発生器３０からのレーザ光３２は、折り返しミラー４２，４４により反射して進行方向を変更されて加工ヘッド２０に導かれる。
【００２２】
図２Ａは加工ヘッド２０の構成を模式的に示す正面図である。図２Ｂは加工ヘッド２０の構成を模式的に示す平面図である。図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、加工ヘッド２０は、本体２２の内部にレーザ光が通過するための通路２２ａが垂直方向に貫通しており、通路２２ａの出射口となる下端開口２２ｂには集光レンズ２８がＺ軸方向に移動可能（焦点制御可能）に保持されている。
【００２３】
そして、加工ヘッド２０の外周に取り付けられた距離センサ２４は、加工ヘッド２０の進行方向（相対的な移動方向）に突出するアーム２５により支持されている。この距離センサ２４は、例えば、超音波センサまたは光センサなどからなり、被加工物５０に向けて送信された超音波または光が反射して受信されるまでに要する時間（送信から受信までの時間差）から加工ヘッド２０の先端部と被加工物５０との距離を測定する。
【００２４】
図３は被加工物５０に対する加工ヘッド２０の移動軌跡を模式的に示す平面図である。図３に示されるように、加工ヘッド２０は、Ｚ軸回りに回動可能に支持されており、距離センサ２４を進行方向（Ｘ方向）に突出させた向きに回動された状態で相対的に移動する。本実施例では、被加工物５０が、Ｘステージ７０によるＸ方向の移動、及びＹステージ８０によるＹ方向の移動するように保持されている。よって、被加工物５０がＸ方向及びＹ方向に移動することにより、加工ヘッド２０は、相対的にスタート位置（Ｐ１）から終点位置（Ｐ３０）に往復移動する。例えば、Ｐ１からＰ２に右方(図３参照)へ移動する場合は、距離センサ２４を加工ヘッド２０の右側に位置するようにセットしてＸステージ７０をＸ方向に移動させる。また、これとは逆にＰ３からＰ４へ左方(図３参照)移動する場合は、距離センサ２４の向きを１８０度反転させて距離センサ２４を加工ヘッド２０の左側に位置するようにセットする。そして、Ｐ５からＰ６へ右方(図３参照)移動する場合は、距離センサ２４の向きを再度１８０度反転させて距離センサ２４を加工ヘッド２０の右側に位置するようにセットする。
【００２５】
上記被加工点アドレスは、Ｘステージ７０に設けられたＸ方向リニアスケール及びＹステージ８０に設けられたＹ方向リニアスケールによって測定されたＸＹ座標位置によって表される位置データである。
【００２６】
このように、加工ヘッド２０が被加工物５０から外れた非加工領域に移動すると、距離センサ２４の向きを反転させながらＹ方向にシフトさせ、加工ヘッド２０に対して被加工物５０をＸ方向に往復移動させることで、被加工物５０の加工面５０ａの全面にレーザ光３２を照射することができる。
【００２７】
距離センサ２４は、加工ヘッド２０の進行方向に突出しているので、被加工物５０がＸ方向に移動する過程における被加工物５０の被加工点は、距離センサ２４の下方を通過した後、所定時間後（Ｘステージ７０の移動速度によって異なる）に加工ヘッド２０の下方を通過する。従って、本実施例では、距離センサ２４によって測定された距離センサ２４と加工面５０ａとの距離データを各移動位置（被加工点アドレス）に対応させて記憶装置１６０(図６参照)に記憶させる。そして、制御装置９０は、距離センサ２４が通過した所定位置（被加工点アドレス）を加工ヘッド２０が通過するまでに、記憶装置１６０に記憶された距離データを読み出して加工ヘッド２０の集光レンズ２８をＺ軸方向に移動させてレーザ光の焦点範囲が加工面５０ａと一致するように焦点制御を行う。
【００２８】
すなわち、制御装置９０は、上記距離データを記憶させる書き込み制御処理と、記憶された距離データを各被加工点アドレス毎に読み出す読み出し制御処理と、上記集光レンズ２８の焦点制御処理は、Ｘステージ７０の移動速度に連動して並列処理されており、各被加工点アドレスに対応する距離データを記憶させると共に、加工ヘッド２０が通過する直前の被加工点アドレスに対応する距離データを読み出しながら焦点制御を行う。
【００２９】
図４は被加工物５０の加工面５０ａが傾斜している場合の位置関係を示す図である。図４に示されるように、距離センサ２４は、加工ヘッド２０の進行方向（相対的な移動方向）に突出するアーム２５により水平方向に距離Ｏｆｄずれた位置に支持されている。距離センサ２４の被加工物５０に対向する送受信面２４ａは、被加工物５０から距離ｈの位置にあり、集光レンズ２８の高さ位置Ｈよりオフセット距離Ｏｆｈだけ低い位置にある（Ｈ＝ｈ＋Ｏｆｈ）。
【００３０】
また、集光レンズ２８は、Ｚ軸方向の中心から焦点位置までの焦点距離（高さ）Ｆを有する。集光レンズ２８の焦点位置は、焦点深度によって決まる焦点範囲Ｗｏｆを有する。そして、焦点範囲はＷｏｆ＝Ｆ−ｆとなる。
【００３１】
距離センサ２４は、本体２２の外周より進行方向に突出した位置にあるので、被加工物５０の加工面５０ａに傾きやうねり（波形の凹凸）があると、距離センサ２４が測定した距離ｈから得られる高さ位置Ｈが、集光レンズ２８の焦点距離Ｆと異なる値になり、図４に示すように加工面５０ａが進行方向（相対移動方向）に傾いている場合には、Ｆ＞Ｈとなる。
【００３２】
また、図５に示すように加工面５０ａにうねり（波形の凹凸）がある場合には、移動する位置によってＦ＞Ｈ、またはＦ＜Ｈとなる。そのため、集光レンズ２８の焦点距離Ｆと高さ位置Ｈとが一致しないことがあるので、本実施例では、集光レンズ２８のＺ軸方向の焦点制御を行うことで、集光レンズ２８をＺ軸方向（上下方向）に変位させて集光レンズ２８の焦点範囲に加工面５０ａが入るように焦点位置の調整を行う。
【００３３】
図６は本発明の要部を示す制御系のブロック図である。図６に示されるように、集光レンズ２８は、Ｚ軸送り機構１００によりＺ軸方向に移動可能に微動制御され、Ｘ軸送り機構１１０によりＸ軸方向に移動可能に微動制御される。尚、本実施例では、前述したＸステージ７０及びＹステージ８０により被加工物５０がＸ方向及びＹ方向に粗動制御され、Ｚ軸送り機構１００及びＸ軸送り機構１１０により集光レンズ２８がＺ軸方向及びＸ軸方向に微動制御されるように構成されている。
【００３４】
Ｚ軸送り機構１００は、集光レンズ２８を保持するレンズ保持部１０２に螺合するＺ軸ボールネジ１０４と、Ｚ軸ボールネジ１０４を回転駆動するＺ軸モータ１０６と、Ｚ軸モータ１０６の回転量を検出するＺ軸位置検出部１０８とを有する。また、Ｘ軸送り機構１１０は、Ｚ軸モータ１０６を保持するモータ保持部１１２と、モータ保持部１１２に螺合するＸ軸ボールネジ１１４と、Ｘ軸ボールネジ１０４を回転駆動するＸ軸モータ１１６と、Ｘ軸モータ１１６の回転量を検出するＸ軸位置検出部１１８とを有する。
【００３５】
本実施例の制御装置９０は、Ｘ軸送り機構１１０を制御するＸ軸モータ駆動装置１２０と、Ｚ軸送り機構１００を制御するＺ軸モータ駆動装置１３０と、Ｘ軸モータ駆動装置１２０及びＺ軸モータ駆動装置１３０に位置指令を出力する制御部１４０とを有する。
【００３６】
制御部１４０は、動作指令を出力する動作指令出力部１５０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）などからなる記憶装置（記憶手段）１６０とを有する。記憶装置１６０は、被加工点アドレス（座標位置ｎ）に対応した距離センサ２４の測定値(Ｚ方向の距離データＨまたはＺ方向の高さ位置ｈ)を格納するデータテーブルを有する。
【００３７】
距離センサ２４により測定された加工面５０ａとの距離データｈ(図４参照)は、Ｚ軸方向センサオフセット部１７０により設定されたオフセット距離Ｏｆｈ及びＺ軸位置検出部１０８から出力されたＺ方向調整距離を加算（補正手段）され、補正された高さ位置の距離データＨ(＝ｈ＋Ｏｆｈ)として被加工点アドレス（座標位置ｎ）に対応させて記憶装置１６０のデータテーブル（図示せず）に格納される。
【００３８】
Ｚ軸モータ駆動装置１３０には、Ｚ軸位置検出部１０８により測定されたＺ軸方向の位置フィードバック信号（ＰＦＺ）及び後述する制御手段２３０により生成されたＺ軸方向の位置指令が入力される。
【００３９】
また、Ｘ軸モータ駆動装置１２０は、Ｘ軸位置検出部１１８により測定された位置フィードバック信号（ＰＦＸ）及び動作指令出力部１５０により生成されたＸ軸方向の位置指令が入力される。さらに、Ｘ軸位置検出部１１８により測定されたＸ軸位置データは、Ｘ軸方向オフセット部１９０により設定されたオフセット距離Ｏｆｄを加算（補正手段）され、補正されたＸ軸方向の被加工点アドレス（座標位置ｎ）として記憶装置１６０に記憶される。
【００４０】
また、加工ヘッド２０の被加工点アドレス（座標位置ｎ）のデータがＸ位置検索部２００に入力されると、記憶装置１６０に格納されたＺ軸の高さ位置データＨのうち当該被加工点アドレスに対応する距離データがデータ取り出し部（距離データ読み出し手段）２１０により取り出される。データ取り出し部２１０により取り出された高さ位置データＨは、補間処理部２２０により各計測ポイント間をつなぐ補間処理を行って得られたアナログデータに変換されてＺ軸モータ駆動装置１３０に入力される。
【００４１】
制御部１４０は、Ｘ位置検索部２００、データ取り出し部２１０、補間処理部２２０からなる焦点位置の制御手段２３０を有しており、制御手段２３０は上記加工ヘッド２０によるレーザ光照射行程における移動位置に応じた距離データを記憶装置１６０から読み出し、記憶装置１６０から読み出された距離データに基づいて加工ヘッド２０の焦点制御を行う。
【００４２】
上記のように距離センサ２４により測定された加工面５０ａとの距離データｈは、被加工点アドレスに対応させて記憶装置１６０に記憶される。この被加工点アドレスは、Ｐ１〜Ｐ３０の各ポイント間の行程のＸＹ座標に対応させて設定されており、被加工物５０に対する加工ヘッド２０の相対位置に相当する。従って、距離センサ２４により測定された加工面５０ａとの高さ位置ｈのデータは、後述するようにＺ方向の補正された距離データＨとして、各被加工点アドレス毎に記憶装置１６０に記憶されており、各被加工点アドレスに対応する距離データＨをデータ取り出し部２１０より読み出してＺ軸モータ駆動装置１３０に距離データＨを供給する。
【００４３】
従って、レーザ加工を行う際は、Ｘ方向の送り速度に応じて移動した各被加工点アドレス位置に対応する距離データＨをデータ取り出し部２１０が記憶装置１６０から読み出し、この距離データＨに基づいて集光レンズ２８の焦点制御が行われる。よって、加工ヘッド２０が所定のアドレス位置に移動するまでに当該アドレス位置に対応する距離データＨに基づいて集光レンズ２８の焦点制御を正確に行うことができる。
【００４４】
そのため、加工ヘッド２０の相対的な移動位置が加工面５０ａのどの位置であっても加工面５０ａの表面形状（凹凸やうねり等）に応じて集光レンズ２８の焦点範囲を加工面５０ａの位置に一致させることが可能になり、より精密な焦点制御が可能なると共に、演算処理に要する時間を短縮することができるので、送り速度の高速化に対応することが可能になる。
【００４５】
制御装置９０では、距離データ書込制御と距離データ読出制御とを同時に並列処理しており、距離センサ２４による加工面５０ａとの高さ位置ｈの測定と、距離データＨに基づく集光レンズ２８の焦点制御が加工ヘッド２０の相対移動に先行して行われる。すなわち、本実施例では、距離センサ２４が任意のアドレス位置の高さ位置ｈを測定した後、所定時間（ステージ移動速度によって決まる）遅れて加工ヘッド２０の軸線が上記アドレス位置に達するため、距離センサ２４が当該アドレス位置を通過した時点で当該アドレス位置に対応して測定された高さ位置ｈを補正した距離データＨを記憶し、加工ヘッド２０の軸線が当該アドレス位置に至るまでの時間内に記憶された距離データＨを読み出して焦点制御を行う。
【００４６】
図７Ａは実施例１の距離データ書込制御の手順を示すフローチャートである。図７Ａに示されるように、制御装置９０は、加工ヘッド２０が被加工物５０に対してＸ方向へ移動する場合、ＳＡ１１でＸ方向の移動位置の座標位置を読み込む。ＳＡ１２では、移動位置の座標位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致する否かをチェックする。ＳＡ１２において、移動位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致しない場合は、上記ＳＡ１１に戻り、上記ＳＡ１１、ＳＡ１２の処理を繰り返す。
【００４７】
また、上記ＳＡ１２において、移動位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致した場合は、ＳＡ１３で距離センサ２４により測定された加工面５０ａとの高さ位置ｈを読み込む。そして、ＳＡ１４に進み、距離センサ２４により測定された距離データにＺ軸方向センサオフセット部１７０により設定されたオフセット距離Ｏｆｈ及びＺ軸位置検出部１０８から出力されたＺ方向調整距離を加算して補正する（補正手段）。
【００４８】
続いて、ＳＡ１５に進み、Ｘ軸位置検出部１１８により測定されたＸ軸位置データに、Ｘ軸方向オフセット部１９０により設定されたオフセット距離Ｏｆｄを加算（補正手段）して、補正されたＸ軸方向の被加工点アドレス（座標位置ｎ）に対応させて上記補正されたＺ方向の距離データＨを記憶装置１６０のデータテーブル（図示せず）に書き込む（記憶）。制御装置９０は、上記ＳＡ１１〜ＳＡ１５を所定時間毎（移動速度によって決まる）に繰り返す。
【００４９】
加工ヘッド２０が被加工物５０に対してＸ方向へ移動する場合、距離センサ２４が加工ヘッド２０の軸線から進行方向に距離Ｏｆｄずれた位置に支持されているので、加工ヘッド２０の軸線が距離センサ２４の測定したアドレス位置に移動するのに所定時間（ステージ移動速度によって決まる）を要する。そのため、制御装置９０は、加工ヘッド２０の軸線が所定時間遅れて距離センサ２４の測定したアドレス位置に達するまでに集光レンズ２８の焦点制御を随時行うことにより集光レンズ２８の焦点範囲を常に加工面５０ａと一致させるように制御することができる。この焦点制御の手順について、以下図７Ｂを参照して説明する。
【００５０】
図７Ｂは実施例１の焦点制御の手順を示すフローチャートである。図７Ｂに示されるように、制御装置９０は、ＳＢ１１において、加工ヘッド２０がこれから移動するＸ方向の移動位置（座標位置）の被加工点アドレスを読み込む。
【００５１】
ＳＢ１２では、上記被加工点アドレスに対応する距離データＨを記憶装置１６０のデータテーブル（図示せず）で検索する。
【００５２】
ＳＢ１３では、当該被加工点アドレスに対応して記憶装置１６０のデータテーブル（図示せず）に記憶された距離データＨ（ＳＡ１５で補正された距離データ）を読み出す。
【００５３】
そして、ＳＢ１４では、データテーブル（図示せず）から読み出した距離データＨに基づいて集光レンズ２８の焦点制御を行う。これにより、所定のアドレス位置に加工ヘッド２０が移動するまでに集光レンズ２８の焦点制御を正確に行うことができる。この焦点制御（ＳＢ１１〜ＳＢ１４）は、距離センサ２４が当該アドレス位置を通過してから加工ヘッド２０の軸線が当該アドレス位置に至るまでの時間内に行うことができる。制御装置９０は、上記ＳＢ１１〜ＳＢ１４を所定時間毎（移動速度によって決まる）に繰り返す。
【００５４】
従って、焦点制御を行う際は、記憶装置１６０のデータテーブルに記憶された補正済みの距離データＨを読み出し、その距離データＨをそのまま使用して集光レンズ２８の焦点制御を行えるので、焦点制御に要する時間がより短縮される。
【実施例２】
【００５５】
実施例２においては、上記図７ＡのＳＡ１４の補正処理を焦点制御の過程で行うことを特徴としており、上記実施例１と共通部分についての説明は省略する。
【００５６】
図８Ａは実施例２の距離データ書込制御の手順を示すフローチャートである。図８Ａに示されるように、制御装置９０は、加工ヘッド２０が被加工物５０に対してＸ方向へ移動する場合、ＳＡ２１でＸ方向の座標位置を読み込む。ＳＡ２２では、移動位置の座標位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致する否かをチェックする。ＳＡ２２において、移動位置の座標位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致しない場合は、上記ＳＡ２１に戻り、上記ＳＡ２１、ＳＡ２２の処理を繰り返す。
【００５７】
また、上記ＳＡ２２において、移動位置の座標位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致した場合は、ＳＡ２３で距離センサ２４により測定された加工面５０ａとの高さ位置（測定値）ｈを読み込む。
【００５８】
そして、ＳＡ２４に進み、Ｘ軸位置検出部１１８により測定されたＸ軸位置データに、Ｘ軸方向オフセット部１９０により設定されたオフセット距離Ｏｆｄを加算して、補正されたＸ軸方向の被加工点アドレス（座標位置ｎ）に対応させて上記距離センサ２４により測定された高さ位置（測定値）ｈをそのまま記憶装置１６０のデータテーブル（図示せず）に書き込む（記憶）。制御装置９０は、上記ＳＡ２１〜ＳＡ２４を所定時間毎（移動速度によって決まる）に繰り返す。
【００５９】
従って、上記のように実施例２においては、距離データを記憶装置１６０のデータテーブルに書き込む際、距離センサ２４により測定された高さ位置ｈをそのまま記憶装置１６０のデータテーブル（図示せず）に書き込むため、実施例１よりも短時間で書き込むことが可能になる。
【００６０】
図８Ｂは実施例２の焦点制御の手順を示すフローチャートである。図８Ｂに示されるように、制御装置９０は、ＳＢ２１において、加工ヘッド２０がこれから移動するＸ方向の移動位置（座標位置）の次の被加工点アドレスを読み込む。
【００６１】
ＳＢ２２では、上記被加工点アドレスに対応する距離データを記憶装置１６０のデータテーブル（図示せず）で検索する。
【００６２】
ＳＢ２３では、当該被加工点アドレスに対応して記憶装置１６０のデータテーブル（図示せず）に記憶されたＺ方向距離データ（ＳＡ２４で記憶された高さ位置ｈ）を読み出す。
【００６３】
そして、ＳＢ２４では、記憶装置１６０のデータテーブルから読み出された高さ位置ｈにＺ軸方向センサオフセット部１７０により設定されたオフセット距離Ｏｆｈ及びＺ軸位置検出部１０８から出力されたＺ方向調整距離を加算して補正する（補正手段）。
【００６４】
ＳＢ２５では、上記のように補正された距離データＨに基づいて集光レンズ２８の焦点制御を行う。これにより、所定のアドレス位置に加工ヘッド２０が移動するまでに集光レンズ２８の焦点制御を正確に行うことができる。この焦点制御（ＳＢ２１〜ＳＢ２５）は、距離センサ２４が当該アドレス位置を通過してから加工ヘッド２０の軸線が当該アドレス位置に至るまでの時間内に行うことができる。制御装置９０は、上記ＳＢ２１〜ＳＢ２５を所定時間毎（移動速度によって決まる）に繰り返す。
【００６５】
このように、制御装置９０は、加工ヘッド２０の軸線が所定時間遅れて距離センサ２４の測定したアドレス位置に達するまでに集光レンズ２８の焦点制御を随時行うことにより集光レンズ２８の焦点範囲を常に加工面５０ａと一致させるように制御することができる。
【実施例３】
【００６６】
実施例３の制御方式は、加工ヘッド２０が被加工物５０に対してＸ方向に往復移動する際に往路で測定された距離センサ２４により測定されたＺ方向の高さ位置（測定値）ｈを上記実施例１，２と同様に被加工点アドレスに対応させて記憶装置１６０のデータテーブルに記憶させ、加工ヘッド２０が次のアドレス位置に移動するまでに記憶装置１６０のデータテーブルから読み出したＺ方向の距離データＨに基づいて焦点制御を行う。さらに、加工ヘッド２０が被加工物５０に対してＸ方向の復路を移動する際は、Ｘ方向の被加工点アドレスに対応する往路で測定された距離データを記憶装置１６０のデータテーブルから読み出し、往路で測定された距離データに基づいて焦点制御を行う。
【００６７】
図９Ａは実施例３の距離データ書込制御の手順を示すフローチャートである。図９Ａに示されるように、制御装置９０は、加工ヘッド２０が被加工物５０に対してＸ方向へ移動する場合、ＳＡ３１で加工ヘッド２０の移動行程が往路（図３において、右方向）である場合にＳＡ３２に進み、Ｘ方向の移動位置（座標位置）を読み込む。ＳＡ３３では、移動位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致する否かをチェックする。ＳＡ３３において、移動位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致しない場合は、上記ＳＡ３２に戻り、上記ＳＡ３２、ＳＡ３３の処理を繰り返す。
【００６８】
また、上記ＳＡ３３において、移動位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致した場合は、ＳＡ３４で距離センサ２４により測定された加工面５０ａとの高さ位置(測定値)ｈを読み込む。そして、ＳＡ３５に進み、距離センサ２４により測定された距離データにＺ軸方向センサオフセット部１７０により設定されたオフセット距離Ｏｆｈ及びＺ軸位置検出部１０８から出力されたＺ方向調整距離を加算して補正する（補正手段）。
【００６９】
続いて、ＳＡ３６に進み、Ｘ軸位置検出部１１８により測定されたＸ軸位置データに、Ｘ軸方向オフセット部１９０により設定されたオフセット距離Ｏｆｄを加算（補正手段）して、補正されたＸ軸方向の被加工点アドレス（座標位置ｎ）に対応させて上記補正された高さ位置Ｈ(＝ｈ＋Ｏｆｈ)の距離データを記憶装置１６０のデータテーブル（図示せず）に書き込む。制御装置９０は、上記ＳＡ３１〜ＳＡ３６を所定時間毎（移動速度によって決まる）に繰り返す。
【００７０】
制御装置９０は、加工ヘッド２０の軸線が所定時間遅れて距離センサ２４の測定したアドレス位置に達するまでに集光レンズ２８の焦点制御を行うことにより集光レンズ２８の焦点範囲を常に加工面５０ａと一致させるように制御することができる。この焦点制御の手順について、以下図９Ｂを参照して説明する。
【００７１】
図９Ｂは実施例３の焦点制御の手順を示すフローチャートである。図９Ｂに示されるように、実施例３の焦点制御は、前述した実施例１の制御手順（図７Ｂ参照）と同様であるので、その説明は省略する。但し、ＳＢ３３において、記憶装置１６０のデータテーブルから読み出す距離データは、往路で記憶された距離データである。
【００７２】
例えば、図３において、加工ヘッド２０がＸ方向に往復移動する際、Ｐ１〜Ｐ２の往路行程では、距離センサ２４に測定されたＺ方向の高さ位置ｈを補正した距離データＨを被加工点アドレスに対応させて記憶装置１６０のデータベースに書き込み、次の被加工点アドレスに対応する距離データをデータテーブルから読み出して焦点制御を行う。そして、加工ヘッド２０がＰ２に到着して被加工物５０を通過し終わると、Ｘ方向の移動を停止しながらＹ方向に移動させて、Ｐ２からＰ３へ移動する。また、Ｐ３からＰ４へ移動する復路行程では、前回の往路行程で記憶装置１６０に記憶された距離データＨを移動するＸ方向のアドレス位置に対応して読み出し、この読み出された距離データＨに基づいて焦点制御が行われる。
【００７３】
従って、実施例３のように各Ｘ方向に移動する行程の間隔（Ｙ方向ピッチ）が小さい場合には、往路と復路との距離データＨが近似値として扱えるので、往路で測定された距離データＨを復路の距離データとして用いることが可能である。そのため、図１０に示すように往路行程から復路行程に移行する過程で距離センサ２４の向きを反転させずに済み、距離センサ２４を往路方向に向けた状態のまま復路での焦点制御が可能になる。
【００７４】
従って、実施例３では、往路行程で測定された距離センサ２４に測定された距離データ(高さデータ)を記憶装置１６０に記憶し、復路行程での焦点制御は記憶装置１６０から読み出した往路の測定データＨに基づいて焦点制御を行う。
【００７５】
従って、距離センサ２４による測定は、往路行程のみ行えば良いので、記憶装置１６０のデータテーブルに記憶された距離データのデータ量を半分に削減して記憶領域の負荷を減らすことができる。
【００７６】
さらに、復路行程では、距離センサ２４により測定された加工面５０ａとの距離データＨを補正演算して記憶させる処理が不要になると共に、距離センサ２４を進行方向に反転させる動作が不要になる。よって、往路から復路に切り替わる際に、加工ヘッド２０の反転動作または距離センサ２４の回動動作を不要にできるので、往復動作を簡素化することができる。
【実施例４】
【００７７】
実施例４においては、上記図９ＡのＳＡ１４の補正処理を焦点制御の過程で行うことを特徴としており、上記実施例３と共通部分についての説明は省略する。
【００７８】
図１１Ａは実施例４の距離データ書込制御の手順を示すフローチャートである。図１１Ａに示されるように、制御装置９０は、ＳＡ４１で加工ヘッド２０の移動行程が往路（図３において、右方向）である場合にＳＡ４２に進み、Ｘ方向の移動位置（座標位置）のデータを読み込む。ＳＡ４３では、移動位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致する否かをチェックする。Ｓ４３３において、移動位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致しない場合は、上記ＳＡ４２に戻り、上記ＳＡ４２、ＳＡ４３の処理を繰り返す。
【００７９】
また、上記ＳＡ４３において、移動位置が予め設定された被加工点アドレス（座標位置ｎ）と一致した場合は、ＳＡ４４で距離センサ２４により測定された加工面５０ａとの高さ位置ｈを読み込む。
【００８０】
そして、ＳＡ４５に進み、Ｘ軸位置検出部１１８により測定されたＸ軸位置データに、Ｘ軸方向オフセット部１９０により設定されたオフセット距離Ｏｆｄを加算して、補正されたＸ軸方向の被加工点アドレス（座標位置ｎ）に対応させて上記距離センサ２４により測定された高さ位置ｈをそのまま記憶装置１６０のデータテーブル（図示せず）に書き込む(記憶)。制御装置９０は、上記ＳＡ４１〜ＳＡ４５を所定時間毎（移動速度によって決まる）に繰り返す。
【００８１】
従って、上記のように実施例４においては、距離データを記憶装置１６０のデータテーブルに書き込む際、距離センサ２４により測定された高さ位置ｈをそのまま記憶装置１６０のデータテーブル（図示せず）に書き込むため、実施例１よりも短時間で書き込むことが可能になる。
【００８２】
図１１Ｂは実施例４の焦点制御の手順を示すフローチャートである。図１１Ｂに示されるように、実施例４の焦点制御は、前述した実施例３の制御手順（図８Ｂ参照）と同様であるので、その説明は省略する。但し、ＳＢ４３において、記憶装置１６０のデータテーブルから読み出す距離データは、前述した実施例３と同様に、往路で記憶された距離データＨである。
【００８３】
従って、前述した、図３において、加工ヘッド２０がＸ方向に往復移動する際、Ｐ１〜Ｐ２の往路行程では、距離センサ２４に測定された高さ位置ｈを補正した距離データＨを被加工点アドレスに対応させて記憶装置１６０のデータベースに書き込み、次の被加工点アドレスに対応する距離データＨをデータテーブルから読み出して焦点制御を行う。そして、加工ヘッド２０がＰ３からＰ４へ移動する復路行程では、前回の往路行程で記憶装置１６０に記憶された距離データＨをＸ方向の被加工点アドレスに対応して読み出し、この読み出された距離データＨに基づいて焦点制御が行われる。
【００８４】
従って、実施例４のように各Ｘ方向に移動する行程の間隔（Ｙ方向ピッチ）が小さい場合には、往路と復路との距離データＨが近似値として扱えるので、往路で測定された距離データＨを復路の距離データとして用いることが可能である。
【００８５】
従って、実施例４では、距離センサ２４による高さ位置ｈの測定は、往路行程のみ行えば良いので、記憶装置１６０のデータテーブルに記憶された距離データＨのデータ量を半分に削減して記憶領域の負荷を減らすことができる。
【００８６】
図１２は加工ヘッド２０の変形例１の構成を模式的に示す図である。図１２に示されるように、加工ヘッド２０の内部には、複数のレンズ２８ａ〜２８ｎを組み合わせたレンズユニット３００が収納されている。この変形例１では、複数のレンズ２８ａ〜２８ｎのうちの数枚（任意の数）を個別にＺ方向に移動させることで、焦点調整を行う。
【００８７】
この変形例１の場合、復路行程で本発明の制御装置９０により記憶装置１６０に記憶された距離データを読み出して複数のレンズ２８ａ〜２８ｎのうちの数枚（任意の数）を個別に焦点制御することができる。
【００８８】
図１３は加工ヘッド２０の変形例２の構成を模式的に示す平面図である。図１３に示されるように、加工ヘッド２０の移動方向（Ｘ方向）の前後方向に２つの距離センサ２４ａ，２４ｂが１８０度間隔で取り付けられている。一方の距離センサ２４ａは、往路用センサで、他方の距離センサ２４ｂは、復路用センサである。この変形例２では、２つの距離センサ２４ａ，２４ｂが夫々往路と復路の距離データを測定することができる構成である。
【００８９】
よって、加工ヘッド２０の回動が不要になる。また、例えば、２つの距離センサ２４ａ，２４ｂのうち何れか一方が故障または何らかの異常が発生してＺ方向の距離データが測定できなくなった場合に、前述した本発明の制御装置９０により記憶装置１６０に記憶された距離データを読み出して使用できなくなった一方の距離センサに代わって焦点制御に供給されることで、通常の場合と同様なレーザ加工を行うことが可能になる。
【００９０】
図１４は加工ヘッド２０の変形例３の構成を模式的に示す平面図である。図１４に示されるように、加工ヘッド２０の外周には異なる方向に２つの距離センサ２４ａ，２４ｂが所定角度で取り付けられている。例えば、一方の距離センサ２４ａは、Ｘ方向移動用センサで、他方の距離センサ２４ｂは、Ｘ方向に対して所定角度傾斜した方向へ移動する場合のセンサである。
【００９１】
この変形例３では、２つの距離センサ２４ａ，２４ｂが夫々Ｘ方向、斜め方向の距離データを測定することができる構成である。よって、異なる方向に２つの距離センサ２４ａ，２４ｂを有する変形例３によれば、斜め方向の加工が行えるので、加工の自由度が増える。また、例えば、２つの距離センサ２４ａ，２４ｂのうち何れか一方が故障または何らかの異常が発生してＺ方向の距離データが測定できなくなった場合に、正常な距離センサの方向を進行方向として移動させると共に、前述した本発明の制御装置９０により記憶装置１６０に記憶された距離データを読み出して使用できなくなった一方の距離センサに代わって焦点制御に供給されることで、通常の場合と同様なレーザ加工を行うことが可能になる。
【００９２】
図１５は加工ヘッド２０の変形例４の構成を模式的に示す平面図である。図１５に示されるように、加工ヘッド２０の外周に対して距離センサ２４が周方向に回動可能に設けられている。また、この変形例４では、距離センサ２４を支持するアーム２５がアクチュエータ（図示せず）により所定角度回動させることにより、進行方向がＸ方向と異なる角度の方向に変更された場合にも対応することができる。よって、距離センサ２４が周方向に回動可能に設けられた変形例４によれば、加工の自由度が増える。
【００９３】
また、距離センサ２４が周方向に回動可能に設けられた加工ヘッド２０の場合も、本発明の制御装置９０により記憶装置１６０に記憶された距離データを読み出して焦点制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明によるレーザ加工装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２Ａ】加工ヘッド２０の構成を模式的に示す正面図である。
【図２Ｂ】加工ヘッド２０の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】被加工物５０に対する加工ヘッド２０の移動軌跡を模式的に示す平面図である。
【図４】被加工物５０の加工面５０ａが傾斜している場合の位置関係を示す図である。
【図５】被加工物５０の加工面５０ａにうねりがある場合の位置関係を示す図である。
【図６】本発明の要部を示す制御系のブロック図である。
【図７Ａ】実施例１の距離データ書込制御の手順を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】実施例１の焦点制御の手順を示すフローチャートである。
【図８Ａ】実施例２の距離データ書込制御の手順を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】実施例２の焦点制御の手順を示すフローチャートである。
【図９Ａ】実施例３の距離データ書込制御の手順を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】実施例３の焦点制御の手順を示すフローチャートである。
【図１０】加工ヘッド２０の往路行程及び復路行程の動作状態を示す図である。
【図１１Ａ】実施例４の距離データ書込制御の手順を示すフローチャートである。
【図１１Ｂ】実施例４の焦点制御の手順を示すフローチャートである。
【図１２】加工ヘッド２０の変形例１の構成を模式的に示す図である。
【図１３】加工ヘッド２０の変形例２の構成を模式的に示す平面図である。
【図１４】加工ヘッド２０の変形例３の構成を模式的に示す平面図である。
【図１５】加工ヘッド２０の変形例４の構成を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０  レーザ加工装置
２０  加工ヘッド
２４  距離センサ
２６  Ｚ軸駆動装置
２８  集光レンズ
３０  レーザ光発生器
４０  光学系
５０  被加工物
６０  保持部
７０  Ｘステージ
８０  Ｙステージ
９０  制御装置
１００  Ｚ軸送り機構
１０６  Ｚ軸モータ
１０８  Ｚ軸位置検出部
１１０  Ｘ軸送り機構
１１６  Ｘ軸モータ
１１８  Ｘ軸位置検出部
１２０  Ｘ軸モータ駆動装置
１３０  Ｚ軸モータ駆動装置
１４０  制御部
１５０  動作指令出力部
１６０  記憶装置
１７０  Ｚ軸方向センサオフセット部
２００  Ｘ位置検索部
２１０  データ取り出し部
２２０  補間処理部
２３０  制御手段
【図１】
2008073699.tif 000003
【図２Ａ】
2008073699.tif 000004
【図２Ｂ】
2008073699.tif 000005
【図３】
2008073699.tif 000006
【図４】
2008073699.tif 000007
【図５】
2008073699.tif 000008
【図６】
2008073699.tif 000009
【図７Ａ】
2008073699.tif 000010
【図７Ｂ】
2008073699.tif 000011
【図８Ａ】
2008073699.tif 000012
【図８Ｂ】
2008073699.tif 000013
【図９Ａ】
2008073699.tif 000014
【図９Ｂ】
2008073699.tif 000015
【図１０】
2008073699.tif 000016
【図１１Ａ】
2008073699.tif 000017
【図１１Ｂ】
2008073699.tif 000018
【図１２】
2008073699.tif 000019
【図１３】
2008073699.tif 000020
【図１４】
2008073699.tif 000021
【図１５】
2008073699.tif 000022