(57)【要約】【課題】３次元に対する位置決め精度を向上させ、高精度な加工対象物の加工を行うためのレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供する。【解決手段】レーザ発振器から出射された加工レーザ光がレーザ加工ヘッドから加工対象物の加工地点に照射されることにより前記加工地点の加工を行うレーザ加工装置において、予め設定された基準加工地点上に移動した前記レーザ加工ヘッドの位置を計測する位置計測手段を有し、前記位置計測手段から出射された光は、前記加工レーザ光と同軸に照射することにより上記課題を解決する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器から出射された加工レーザ光がレーザ加工ヘッドから加工対象物の加工地点に照射されることにより前記加工地点の加工を行うレーザ加工装置において、
予め設定された基準加工地点に移動した前記レーザ加工ヘッドの位置を計測する位置計測手段を有し、
前記位置計測手段から出射された光は、前記加工レーザ光と同軸に照射されることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記基準加工地点を含む領域の画像を撮影する撮像装置を有し、
前記撮像装置からの撮像光は、前記加工レーザ光と同軸に照射されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記位置計測手段と、前記撮像装置は、前記レーザ加工ヘッドに設置することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記位置計測手段と、前記撮像装置とから得られる位置データに基づいて、前記基準加工地点に対する前記レーザ加工ヘッドの位置決め補正を行う位置補正手段を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
レーザ発振器から出射された加工レーザ光がレーザ加工ヘッドから加工対象物の加工地点に照射されることにより前記加工地点の加工を行うレーザ加工方法において、
予め設定された基準加工地点に移動した前記レーザ加工ヘッドの位置を計測する位置計測段階と
前記基準加工地点を含む領域の画像を撮影する撮像段階とを有し、
前記位置計測段階における位置を計測するための光と、前記撮像段階における撮像光とは前記加工レーザ光と同軸に照射することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項６】
前記位置計測段階と、前記撮像段階とから得られる位置データに基づいて、前記基準加工地点に対する前記レーザ加工ヘッドの位置決め補正を行う位置補正段階を有することを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工方法。
【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レーザ加工方法に係り、特に、３次元（Ｘ−Ｙ−Ｚ軸方向）に対する位置決め精度を向上させ、高精度な加工対象物の加工を行うためのレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ加工装置は、光学系を有するレーザ加工ヘッド（ハウジング）をＸ−Ｙ軸方向に移動し、加工対象物の加工地点に対してレーザ発振器からの加工レーザ光を照射することにより加工を行っている。また、最近では、加工対象物が平面でない（凹凸を含む）ものがあるため、高さ方向（Ｚ軸方向）の移動も行いながらの加工が行われている。
【０００３】
ここで、上述に示すような加工を実現するために、３次元（Ｘ−Ｙ−Ｚ軸方向）に対する位置調整を行う方法として、レーザの焦点が加工対象物の加工面上に自動的に調整を行うためのティーチング方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１では、３次元レーザ加工に先立って、レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向から加工対象物を撮影して３次元図形を作り、入力手段からこの図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力して、画像処理装置によりマスタＪＯＢを作成した後、詳細なデータを検出してマスタＪＯＢを補正する補正ＪＯＢを作成してティーチングを行うものである。
【０００５】
ここで、特許文献１に記載の発明に基づくレーザ加工ヘッドの概要について図を用いて説明する。図１は、画像処理装置を含む従来のレーザ加工装置の加工ヘッドの概要図を示す図である。
【０００６】
図１のレーザ加工装置は、レーザ加工ヘッド１１と、照射ノズル１２と、撮像手段であるＣＣＤカメラ１３とを有するよう構成されており、ステージ１４上に加工対象物１５が載置されている。特許文献１に記載の発明は、レーザ加工ヘッド１１に設置されているＣＣＤカメラ１３により、加工対象物１５の上面図、正面図、左側面、及び右側面を取得して、加工対象物１５の３次元図形を作成し、高精度な加工を行うためのティーチングを行う。
【０００７】
つまり、３次元におけるレーザ加工に先立って、レーザ加工ヘッドに設けられた撮像手段により加工対象物１５を撮影して三次元図形をつくり、この図形に大まかなティーチングポイントと溶接姿勢を入力してマスタＪＯＢを作成した後、詳細なデータを検出してマスタＪＯＢと作成するので、パーティションの外側において一つの入出力装置でティーチング操作が可能にあり、安全性が確保されると共に作業者の負担を軽減して作業効率を改善することができる。
【０００８】
また、照射ノズル１２から加工対象物１５に対して照射される加工レーザ光の焦点精度を向上させるために、加工対象物１５との距離を計測する距離センサを備えたレーザ加工装置も存在する（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
特許文献２では、距離センサで測定した距離データに基づき、距離データの近似曲線を求めたり、移動平均値を求めたりすることで距離データの測定誤差の補正値を求め、その補正値を用いてｚステージを制御することで、各加工単位でフォーカシングを行って加工レーザ光のフォーカス位置を最適なものにしながらレーザ加工を行う。
【００１０】
ここで、特許文献２に記載の発明に基づく上述の距離センサを有するレーザ加工の概要について図を用いて説明する。図２は、距離センサを有する従来のレーザ加工ヘッド部の一例を示す図である。
【００１１】
図２のレーザ加工ヘッド部には、リレーレンズ２１と、マスク２２と、投影レンズ２３と、距離センサ２４とを有するよう構成されている。
【００１２】
特許文献２では、距離センサ２４が、投影レンズ２３とＸ軸方向に並列して設けられており、距離センサ２４からステージ１４上に載置されている加工対象物１５の加工地点までの距離を計測し、Ｚ軸に対して上下動を行い焦点（フォーカス）位置の調整を行う。これにより、高度なレーザ加工が実現できる。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−１１７４６６号公報
【００１４】
【特許文献２】
特開２００２−１５６３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示すような装置構成の場合、レーザ加工ヘッド１１の側面に加工対象物１５を撮影するための撮像手段を取り付けるため、図１におけるＸ軸方向の幅が大きくなるためレーザ加工ヘッド１１の移動距離が制限されてしまう。例えば、移動空間が狭い場所で加工を行う場合、レーザ加工ヘッド１１の幅が大きいと、移動できないことが頻繁に生じるため、その都度、加工対象物１５を載置したステージ１４を移動させる等の制御が必要になる。また、ＣＣＤカメラ１３により直接加工対象物１５を撮影するために実際のレーザ加工地点とは距離があるため、撮影地点と加工地点とのオフセットの補正が必要となる。
【００１６】
また、距離センサ２４を用いて焦点距離の補正を行う特許文献２においても、距離センサ２４を設置する場所が別途必要になるので、レーザ加工ヘッド部を移動させる場合には距離センサ２４が障害となってしまう。
【００１７】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、レーザ加工ヘッドの構成をコンパクトにすると共に、位置決め精度を向上させ、高精度な加工対象物の加工を行うためのレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１９】
請求項１に記載された発明は、レーザ発振器から出射された加工レーザ光がレーザ加工ヘッドから加工対象物の加工地点に照射されることにより前記加工地点の加工を行うレーザ加工装置において、予め設定された基準加工地点に移動した前記レーザ加工ヘッドの位置を計測する位置計測手段を有し、前記位置計測手段から出射された光は、前記加工レーザ光と同軸に照射されることを特徴とする。
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、加工レーザ光と同軸上に位置計測用の光を照射することにより、平面でない（凹凸のある）加工面に対して、加工地点の位置をより高精度に計測することができる。これにより、レーザ加工ヘッドから照射される加工レーザ光の焦点精度を向上させ、高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００２１】
請求項２に記載された発明は、前記基準加工地点を含む領域の画像を撮影する撮像装置を有し、前記撮像装置からの撮像光は、前記加工レーザ光と同軸に照射されることを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、基準加工地点を含む画像を撮影することができるので、基準加工地点との誤差を容易に取得することができ、レーザ加工ヘッドの位置決め精度を向上させ、高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００２３】
請求項３に記載された発明は、前記位置計測手段と、前記撮像装置は、前記レーザ加工ヘッドに設置することを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、距離センサ等の位置計測手段と、ＣＣＤカメラ等の撮像装置とが移動領域内に別に設置されていないため、レーザ加工ヘッドの移動範囲を拡大することができ、加工対象物が載置されたステージの移動における制御を削減することができ、加工作業の効率を向上させることができる。
【００２５】
また、位置計測手段における計測用の光を加工レーザ光と同軸上に照射させるよう構成することにより、位置計測手段を含むレーザ加工ヘッドをコンパクトにすることができ、移動範囲を拡大させて加工作業の効率を向上させることができる。
【００２６】
請求項４に記載された発明は、前記位置計測手段と、前記撮像装置とから得られる位置データに基づいて、前記基準加工地点に対する前記レーザ加工ヘッドの位置決め補正を行う位置補正手段を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項４記載の発明によれば、３次元の位置計測に基づく補正を行うことができるため、加工対象物の加工面が平面でない（凹凸がある）場合にも、高精度なレーザ加工を行うことができる。
【００２８】
請求項５に記載された発明は、レーザ発振器から出射された加工レーザ光がレーザ加工ヘッドから加工対象物の加工地点に照射されることにより前記加工地点の加工を行うレーザ加工方法において、予め設定された基準加工地点に移動した前記レーザ加工ヘッドの位置を計測する位置計測段階と、前記基準加工地点を含む領域の画像を撮影する撮像段階とを有し、前記位置計測段階における位置を計測するための光と、前記撮像段階における撮像光とは前記加工レーザ光と同軸に照射することを特徴とする。
【００２９】
請求項５記載の発明によれば、加工レーザ光と同軸上に位置計測用の光を照射することにより、平面でない（凹凸のある）加工面に対して、加工地点の位置をより高精度に計測することができる。これにより、レーザ加工ヘッドから照射される加工レーザ光の焦点精度を向上させ、高精度なレーザ加工を実現することができる。また、基準加工地点を含む画像を撮影することができるので、基準加工地点との誤差を容易に取得することができ、レーザ加工ヘッドの位置決め精度を向上させ、高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００３０】
請求項６に記載された発明は、前記位置計測段階と、前記撮像段階とから得られる位置データに基づいて、前記基準加工地点に対する前記レーザ加工ヘッドの位置決め補正を行う位置補正段階を有することを特徴とする。
【００３１】
請求項６記載の発明によれば、３次元の位置計測に基づく補正を行うことができるため、加工対象物の加工面が平面でない（凹凸がある）場合にも、高精度なレーザ加工を行うことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明は、レーザ加工装置においてレーザ加工ヘッドから照射される加工レーザ光を加工対象物に照射させて加工を行う前段階として、予め設定された基準となる加工地点（基準加工地点）に移動したレーザ加工ヘッドに対して加工対象物が載置されているステージの水平方向（Ｘ−Ｙ軸方向）を測定する撮像装置、加工対象物の高さ方向（Ｚ軸方向）を計測する距離センサを設け、更に、加工地点に照射される加工レーザ光と同軸上に撮像装置を配置することにより、直接加工地点を撮影することができるため、例えば、アライメントマーク等の基準加工地点に対する高精度な位置決めを実現できる。また、距離センサをレーザ加工ヘッドに設置し、レーザ加工ヘッド内から加工地点との距離を計測するよう構成することで、レーザ加工ヘッド部をコンパクトにすることができ、移動空間が狭いエリアにおいても移動を可能にすることができる。これにより、ステージの移動に関する制御を減少させることができ、効率的なレーザ加工を行うことができる。更に、加工対象物の高さ方向の位置決め補正を行うことができ、焦点精度を向上させて高精度なレーザ加工を行うことができる。
【００３３】
次に、本発明における実施の形態について、図を用いて説明する。図３は、本発明におけるレーザ加工ヘッド部の一構成例を示す立体斜視図である。
【００３４】
図３のレーザ加工ヘッド部は、レーザ加工ヘッド３１と、照射ノズル３２と、ＣＣＤカメラ３３と、距離センサ３４とを有するよう構成されている。なお、レーザ加工ヘッド３１の内部には、加工レーザ用ミラー３５と、加工レンズ３６と、距離センサ用ミラー３７とを有するよう構成されている。
【００３５】
図３において、レーザ光は、加工レーザ用ミラー３５を介して加工レンズ３６で結像されて、照射ノズル３２から加工対象物１５の加工点に照射されて加工が行われる。この時、ＣＣＤカメラ３３と距離センサ３４とをレーザ加工ヘッド３１に設置され、ＣＣＤカメラ３３は、ステージ１４上に載置されている加工対象物１５の加工地点に対して照射される加工レーザ光と同軸上に設置することにより、予め設定されている基準となる加工地点を含む領域を撮影し、移動完了後のレーザ加工ヘッド３１と、基準加工地点との軸方向に対する位置を容易に取得することができ、位置決め誤差を補正して高精度なレーザ加工を行うことができる。ここで、加工レーザ光には、可視光を通すＹＡＧレーザを用いる。また、ＣＣＤカメラ３３は、加工地点を含む領域の画像を撮影するための撮影光を加工レーザ光と同軸に照射して撮影を行う。なお、画像の領域は、設置されるＣＣＤカメラが撮影可能な縦横幅とし、領域の中心に基準加工地点が位置決めされるよう調整する。
【００３６】
更に、距離センサ３４は、図３における加工対象物１５に対して直接測定用の光を照射して加工地点の距離を測定するのではなく、レーザ加工ヘッド３１の内部から距離センサ用ミラー３７を介して距離を測定することで、例えば、加工対象物１５の表面が、平面でない場合でも、レーザ加工を行う加工地点の位置を測定することができるので、焦点距離を高精度に補正することができ、レーザ加工精度を向上させることができる。
【００３７】
なお、加工レーザ用ミラー３５は、例えば、図３において、Ｘ軸方向からのレーザ光については反射を行い、Ｚ軸方向からの光については、透過するよう構成されている。更に、距離センサ３４においては、距離センサ３４から位置計測用の光を距離センサ用ミラー３７に照射し、その光が、距離センサ用ミラー３７で反射して、加工対象物１５に対して照射される。その後、加工対象物１５により反射された光が、距離センサ用ミラー３７で反射されて、距離センサ３４で検知するまでの時間を計測する。つまり、距離センサ３４からレーザを出射してから、加工対象物１５で反射されて距離センサ３４に戻ってくるまでの時間を計測し、出射した光の波長と時間から距離を求めることができる。
【００３８】
更に、距離センサ用ミラー３７は、Ｚ軸方向からの光に対して、光の波長により、通過又は反射が可能な構成とし、距離センサからの光は、加工レーザ光とは異なる波長の光とする。
【００３９】
また、加工レーザ用ミラー３５、結像レンズ３６、及び距離センサ用ミラー３７は透明であり、ＣＣＤカメラからの加工地点の計測について、支障をきたすことはない。
【００４０】
上述したようにＣＣＤカメラ３３及び距離センサ３４により加工対象物１５の加工位置をＸ−Ｙ−Ｚ軸の３軸（３次元）で計測することにより、レーザ加工ヘッドの位置の計測を高精度に行うことができ、更に、加工目的に応じて多様な加工を実現することができる。
【００４１】
更に、ＣＣＤカメラ３３と距離センサ３４をレーザ加工ヘッド３１に設置し、ヘッド内部から計測を行うため、大きな装置を設置させる必要がなく、ヘッド部の総体積を小さくすることができるので、レーザ加工ヘッド部の移動範囲を拡大させることができ、その分ステージ１４を移動させる必要がなくなるため、効率的なレーザ加工を実現することができる。
【００４２】
なお、図３に示すレーザ加工ヘッド部の構成については、上述の限りではなく、例えば、ＣＣＤカメラ３３及び距離センサ３４の位置を交換してもよく、また、ＣＣＤカメラ３３及び距離センサ３４をレーザ加工ヘッド部の内側面に設置してもよい。
【００４３】
次に、上述のレーザ加工ヘッド部を有するレーザ加工装置について図を用いて説明する。
【００４４】
図４は、本発明におけるレーザ加工装置の一構成例を示す図である。
【００４５】
図４のレーザ加工装置４０は、レーザ発振器４１と、レーザ加工ヘッド４２と、照射ノズル４３と、ＣＣＤカメラ４４と、距離センサ４５と、位置補正部４６と、駆動部４７と、ステージ４８と、制御部４９とを有するよう構成されている。また、レーザ加工ヘッド４２の内部には、加工レーザ用ミラー５０と、加工レンズ５１と、距離センサ用ミラー５２とを有するよう構成されている。ここで、制御部４９は、レーザ発振器４１によるレーザ光の出射タイミングと、駆動部４７によるレーザ加工ヘッド４２のＸ−Ｙ−Ｚ軸方向への基準加工地点への移動タイミングと、ステージ４８のＸ−Ｙ−Ｚ軸方向への移動タイミングを制御している。また、制御部４９における制御は、予め設定された基準となる加工地点への移動において、ＣＣＤカメラ４４から撮影されたＸ−Ｙ軸方向への位置計測データと、距離センサ４５から計測されるＺ軸方向の位置（距離）計測データとを位置補正部４６に入力し、位置補正部４６は、入力された計測データに基づいて基準加工地点とのＸ−Ｙ軸方向に関する誤差、及びＺ軸方向に関する焦点誤差に対応した補正データを算出し制御部４９へ出力する。制御部４９は、位置補正部４６の補正データに基づいて、駆動部４７と、ステージ４８の補正に関する移動制御信号を駆動部４７及びステージ４８に出力して移動位置の位置決め補正を行う。
【００４６】
なお、移動については、駆動部４７又はステージ４８の何れかでもよく、両方でもよい。また、レーザ加工ヘッド４２及びステージ４８は、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸方向への移動が可能であり、制御部４９は移動距離が最小限になるように駆動部４７とステージ４８に対して制御信号を出力する。これにより、加工地点間の移動を迅速に行うことができ、レーザ加工の作業効率を向上させることができる。
【００４７】
なお、基準加工地点との誤差に関する補正値算出方法については、上述した特許文献１及び２に記載の方法を用いることにより求めることができる。例えば、距離データの近似曲線を求めたり、移動平均値を求めたりすることで補正値を算出することができる。補正値は、予め設定された基準加工地点に対して移動したレーザ加工ヘッドの位置を計測し、その計測値と基準加工地点との誤差から算出される。また、位置決め誤差をＸ−Ｙ軸方向だけでなく、加工レンズ５１で結像されるレーザ光の焦点が加工対象物５３の加工地点に位置決めされるように補正することにより、高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００４８】
次に、本発明におけるレーザ加工手順について、フローチャートを用いて説明する。なお、レーザ加工手順は、図４におけるレーザ加工装置の構成に基づいて説明するが、本発明におけるレーザ加工装置の構成については、この限りではない。
【００４９】
図５は、本発明におけるレーザ加工手順の流れを示す一例のフローチャートである。ここで、加工対象物５３は、既にステージ４８上に載置されているものとする。
【００５０】
図５において、まず、制御部４９は、予め設定されている加工位置への移動を行うためにステージ４８に制御信号を出力し、ステージ４８を加工地点の加工ができる位置に移動を行う（Ｓ０１）。次に、予め設定されているの加工対象物５３の基準加工地点に移動させるために、駆動部４７に対して制御信号を出力し、駆動部４７は、加工ヘッド４２を加工位置にＸＹＺ方向を含めて位置決めを行う（Ｓ０２）。なお、本発明において、Ｓ０１及びＳ０２の順序を逆にしてもよく、また、Ｓ０１とＳ０２を同時に行ってもよい。
【００５１】
次に、ＣＣＤカメラ４４を用いて、移動したレーザ加工ヘッドのＸ−Ｙ軸方向の位置の計測を行う（Ｓ０３）。計測は、ＣＣＤカメラ４４からの撮像光により、加工地点を含む領域の画像を撮影し、その画像から予め設定されている基準加工地点のＸ−Ｙ軸上の点と、移動した後のＸ−Ｙ軸上の点とをステージ４８上に対応付けられたＸ−Ｙ軸座標に基づき位置座標を求め、位置補正部４６に出力する。
【００５２】
また、距離センサ４５を用いて加工地点のＺ軸方向の位置を計測し、結像レンズから照射される加工レーザ光の焦点が加工地点に位置決めされるよう調整を行うための位置の計測を行う（Ｓ０４）。距離センサ４５による距離の計測については、上述したように、距離センサ４５から加工レーザ光を距離センサ用ミラー５０に照射し、その光が距離センサ用ミラー５０を介して、加工対象物５３に照射され、加工対象物５２から反射された光が、距離センサ用ミラー５０で反射されて、距離センサ４５で検知するまでの時間を計測し、距離センサから出射したレーザ光の波長と時間から距離を求める。なお、本実施例においては、距離センサ４５と距離センサ用ミラー５０との間隔は一定とし、また、距離センサ用ミラー５０から加工レンズ５１までの間隔を一定とすることで、加工レンズ５１から加工地点までの距離を容易に算出することができる。算出した距離（位置）データを位置補正部４６に出力する。
【００５３】
次に、位置補正部４６は、ＣＣＤカメラ４４により得られるＸ−Ｙ軸方向の位置データと、距離センサ４５により得られるＺ軸方向の位置データに基づき、基準となる加工地点及び加工レンズ５１からの焦点距離との誤差を算出し、その補正データを求めて制御部４９へ出力する。制御部４９は、位置補正部４６より入力した補正データに基づき、駆動部４７及びステージ４８に位置決め補正を行うための移動を行う（Ｓ０５）。
【００５４】
Ｓ０５における補正が終了後、制御部４１は、レーザ発振器４１に加工レーザを発振するよう制御信号を出力し、レーザ発振器４１は、入力されたレーザ発振指示に基づいてレーザ光を出射してレーザ加工を行う（Ｓ０６）。
【００５５】
Ｓ０６が終了後、制御部４９は、加工対象物５３に対する全ての加工地点の加工が終了したかを判断し（Ｓ０７）、終了している場合は（Ｓ０７において、ＹＥＳ）、処理を終了する。また、加工していない加工地点がある場合は（Ｓ０７において、ＮＯ）、Ｓ０１に戻り次の加工地点の移動を行い、Ｓ０２からＳ０６の処理を行う。
【００５６】
上述したレーザ加工手順により、３次元におけるレーザ加工ヘッドの位置決め精度を向上させることができ、レーザ加工を高精度に行うことができる。
【００５７】
上述したように本発明によれば、加工レーザ光と同軸上に位置計測用の光を照射することにより、従来のオフセット距離を有する位置計測を比較して平面でない加工面に対して、加工地点の位置をより高精度に計測することができる。これにより、レーザ加工ヘッドの位置決め精度を向上させ、高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００５８】
また、前記加工対象物の加工地点を含む領域の画像の撮影を行うＣＣＤカメラ（撮像装置）からの撮像光は、前記加工レーザ光と同軸に照射されることにより、加工地点をそのまま撮像することができるため、基準点との比較を容易に行うことができ、レーザ加工ヘッドの位置決め精度を向上させ、高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００５９】
また、距離センサとＣＣＤカメラをレーザ加工ヘッドに設置させることにより、距離センサとＣＣＤカメラの設置領域を別途設ける必要がなく、レーザ加工ヘッダの移動領域を拡大することができるため、加工対象物が載置されたステージの移動の制御を減少させることができ、加工作業の効率を向上させることができる。また、加工レーザ光と同軸上に計測用の光を出射させるよう設置されているため、レーザ加工ヘッドをコンパクトにすることができ、移動範囲を拡大させ加工作業の効率を向上させることができる。
【００６０】
更に、距離センサと、前記撮像装置とから得られる位置データに基づいて、予め設定された基準加工地点及び加工レンズからの焦点距離に対する補正データを求める位置補正部を設けることで、３軸方向（３次元）の位置計測に基づく補正を行うことができる。これにより、加工対象物の加工面が平面でない（凹凸を有する）場合にも、高精度なレーザ加工を行うことができる。
【００６１】
なお、本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求した本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形例や実施例が考えられる。
【００６２】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、３次元におけるレーザ加工ヘッドの位置決め精度を向上させることができ、レーザ加工を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像処理装置を含む従来のレーザ加工装置の加工ヘッドの概要図を示す図である。
【図２】距離センサを有する従来のレーザ加工ヘッド部の一例を示す図である。
【図３】本発明におけるレーザ加工ヘッド部の一構成例を示す立体斜視図である。
【図４】本発明におけるレーザ加工装置の一構成例を示す図である。
【図５】本発明におけるレーザ加工手順の流れを示す一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１１，３１  レーザ加工ヘッド
１２，３２，４３  照射ノズル
１３，３３，４４  ＣＣＤカメラ
１４，４８  ステージ
１５，５３  加工対象物
２１  リレーレンズ
２２  マスク
２３  投影レンズ
２４，３４，４５  距離センサ
３５，５０  レーザ光用ミラー
３６，５１  加工レンズ
３７，５２  距離センサ用ミラー
４０  レーザ加工装置
４１  レーザ発振器
４６  位置補正部
４７  駆動部
４９  制御部
【図１】
2004243383.tif 000003
【図２】
2004243383.tif 000004
【図３】
2004243383.tif 000005
【図４】
2004243383.tif 000006
【図５】
2004243383.tif 000007