(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードバック・ループを備え、移動体を位置指令データに基づいて位置決めする移動体の位置決め制御装置において、
オーバーシュート量の最大値Ｏｍａｘを測定し、新しい補正量Ｍｎを、前記オーバーシュート量の最大値Ｏｍａｘ、予め定める許容値であるノミナルオーバーシュート量ＮＯｖ、予め記憶していた補正量Ｍ、及び係数ＫＰを用いて、
Ｍｎ＝Ｍ＋（Ｏｍａｘ−ＮＯｖ）・ＫＰ・・・（１）
から求め、
前記求められた補正量Ｍｎに基づいて次回の位置決めに使用するループゲインの係数αを
α＝１＋Ｍｎ・・・（２）
に設定するループゲイン修正手段を備えていること
を特徴とする移動体の位置決め制御装置。
【請求項２】
フィードバック・ループを備え、移動体を位置指令データに基づいて位置決めする移動体の位置決め制御装置において、
オーバーシュート量の最大値Ｏｍａｘ及びアンダーシュート量の最大値Ｕｍａｘを測定し、前記アンダーシュート量の最大値Ｕｍａｘが予め定める許容値であるノミナルアンダーシュート量ＮＵｎ以下の場合、新しい補正量Ｍｎを前記オーバーシュート量の最大値Ｏｍａｘ、予め定める許容値であるノミナルオーバーシュート量Ｎｏｖ、予め記憶していた補正量Ｍ、及び係数ＫＰを用いて、
Ｍｎ＝Ｍ＋（Ｏｍａｘ−ＮＯｖ）・ＫＰ・・・（１）
から、
前記アンダーシュート量の最大値Ｕｍａｘが予め定める許容値であるノミナルアンダーシュート量ＮＵｎより大きい場合、
Ｍｎ＝Ｍ＋（Ｏｍａｘ−ＮＯｖ−Ｕｍａｘ＋ＮＵｎ）・ＫＰ・・・（３）
からそれぞれ求め、
前記求められた補正量Ｍｎに基づいて次回の位置決めに使用するループゲインの係数αを
α＝１＋Ｍｎ・・・（２）
に設定するループゲイン修正手段を備えていること
を特徴とする移動体の位置決め制御装置。
【請求項３】
前記ループゲイン修正手段は、前記移動体が今回移動する距離又は角度に基づいて修正の可否を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体の位置決め制御装置。
【請求項４】
前記移動体がレーザを反射させてワークに穴を加工するガルバノミラーであることを特徴とする請求項１ないし３記載の移動体の位置決め制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の移動体の位置決め制御装置を備えていることを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体の位置を検出し、移動体が指定された目標値に追従するように制御する移動体の位置決め制御装置及びこのような移動体の位置決め制御装置により移動体を制御するレーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体の高速・高精度な位置決め装置は、精密工作機械、コンピュータ用ストレージ装置あるいは半導体製造装置等、産業上広く利用されている。例えば、プリント配線板の製造工程において穴明け加工を行うレーザ加工装置では、被加工物の複数の加工位置にレーザ光を次々と照射するための位置決め制御装置が必要であり、高い加工スループットと高精度な加工を実現するためにガルバノミラー制御装置が多く用いられている。
【０００３】
レーザ加工装置は通常、階層的な制御構造を有する数値制御（ＮＣ）装置であり、ガルバノミラー制御装置はその最下位の階層に含まれる。上位階層の制御装置（以下、「上位制御」と呼ぶ。）では、プリント配線板のＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）データに基づき、高いスループットを実現するように加工順序が最適化され、穴位置座標が加工される順番でＮＣプログラムに記述される。
【０００４】
このようなＮＣプログラムは事前に作られており、加工が始まると、上位制御はプログラム中の穴位置座標を次々と座標変換し、ガルバノミラー制御装置に対して時系列的な角度指令データを送信する。穴を真円に加工するには、ガルバノミラーが角度指令データで指令された角度で静止してからレーザ光を照射する必要がある。このため、角度指令データの送信とレーザ光の照射制御は、上位制御の内部で同期を取って行われる。
【０００５】
ガルバノミラー制御装置の主な構成要素は、ガルバノミラーを固定する回転軸を備え、回転軸を回転させることによりガルバノミラーの角度を変えるアクチュエータ（ロータリ・アクチュエータ）と、ガルバノミラーの角度をフィードバックする制御回路である。
【０００６】
ロータリ・アクチュエータとしては、電磁気的な原理で駆動トルクを発生する電磁式のロータリ・アクチュエータが多く用いられる。さらにこのロータリ・アクチュエータはガルバノミラーの角度を検出するセンサを内蔵しており、このセンサからの角度検出データは制御回路にフィードバックされる。この制御回路はオペアンプからなるアナログ制御で実現される場合もあるし、マイクロ・プロセッサとプログラムを合わせたディジタル制御ファームウェアで実現される場合もある。特に近年は、後者の構成によって短期間で柔軟に制御プログラムを高性能化して、作業の高能率化が図られている。
【０００７】
ガルバノミラー制御装置は、１つの角度指令データをステップ入力信号として受信し、１回の位置決め動作を行う。すなわち、受信した１つの角度指令データに基づいて、ガルバノミラーを回転させる。ガルバノミラーが回転動作を開始すると、ガルバノミラーの角度を角度指令データに誤差なく一致させるための積分補償が働く。この補償では、角度指令データから角度検出データを引き算した値、すなわち追従誤差信号を時間積分する。さらに、ガルバノミラー制御装置のフィードバック・ループが安定に動作するには、一巡伝達関数の位相余有やゲイン余有を十分大きくする必要がある。このため、角度検出データを微分したり、いわゆる状態オブザーバを用いることで、角速度信号による安定化補償や位相進み補償が作用する。これらの制御方式はフィードバック制御理論の基本として、良く知られている（非特許文献１）。
【０００８】
また、ガルバノミラーの位置決め時間を短縮するために、フィードバック・ループを広帯域化する技術が使われている。前述の電磁式のロータリ・アクチュエータの場合、回転軸に取り付けられたガルバノミラーやセンサ等が慣性負荷として作用するので、高速動作では軸ねじり振動を発生することがある。通常、数ｋＨｚ以上の領域に複数のねじり振動モードが存在するので、従来のガルバノミラー制御装置では、振動モードの安定化補償器によって、フィードバック・ループを広帯域化している。この安定化補償器はねじり振動モードの状態量を推定してフィードバックする（特許文献１、２）。
【０００９】
また、モータの固有振動に対しては角度指令データにフィルタ処理を行い、残留振動を抑制するものもある（特許文献３）。
【００１０】
そして、これらの方式を上述の積分補償や位相進み補償と組み合わせてフィードバック・ループが構成される。フィードバック・ループの特性は、一回の位置決めに要する時間（位置決め時間）が目標仕様を満たし、かつ目標角度近傍での過渡応答（セトリング応答）に含まれるオーバーシュートや残留ねじり振動が許容範囲に収まるように調整される。
【００１１】
ところで、コイルの発熱により電磁アクチュエータの内部温度が上昇すると、アクチュエータの特性は変化する。自己発熱等による温度変化に伴うアクチュエータの特性変化は多くの精密位置決め制御装置に起こり得ることであり、例えばハードディスク装置では、所望のトラックに位置決め（フォロイング）中のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）端子間電圧とＶＣＭ電流をＶＣＭ端子間電圧検出回路とＶＣＭ電流検出回路とで測定し、測定した結果をアナログディジタル(ＡＤ）変換器を介してドライブ制御部に取り込み、コイル抵抗値を算出することによりアクチュエータ内部の温度を推定し、その結果に基づいてループゲインを修正している（特許文献４）。
【００１２】
また、ＶＣＭに一定時間電圧を加えてＶＣＭに流れる電流を検出し、この電流値から算出したＶＣＭ内部の温度と温度センサにより検出したアクチュエータ近傍の環境温度及びＶＣＭから温度検出手段に至る熱勾配を考慮して磁性体の温度を算出し、温度変化が発生した場合には電気系の伝達特性のゲインを変化させるものもある（特許文献５）。
【００１３】
また、半導体露光装置のＸＹステージ等に適用される位置決め装置では、テスト信号生成部と制御ゲイン調整部とを持ち、テスト信号生成部から生成される正弦波から制御ゲイン調整部によって自動的に最適制御ゲインを設定するものもある（特許文献６）。
【特許文献１】特開２００２−４０３５７号公報
【特許文献２】特開２００２−４０３５８号公報
【特許文献３】特開２００３−４３４０４号公報
【特許文献４】特開２００２−３６７３０７号公報
【特許文献５】特許第３３５２７１５号公報
【特許文献６】特許第２７２４７８７号公報
【非特許文献１】片山 徹著「フィードバック制御の基礎」、朝倉書店、１９８７年 ５月２０日、６章〜７章
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
レーザ加工装置のスループットを向上するため、角度指令パターンのステップ信号の時間間隔（以下、「指令インターバル」という。）は短縮される傾向にある。指令インターバルを短くするためには、ガルバノミラーのセトリング応答が許容範囲（以下、「整定範囲」と呼ぶ）に入った後、完全に静止する前にレーザ光の照射を行い、その後直ちに次の位置決め動作に移ることが有効である。
【００１５】
しかし、従来のガルバノミラー制御装置を用いた場合、加工条件によっては、ガルバノミラーのセトリング応答が整定範囲に入るまでの時間が長くなることがあった。
【００１６】
また、上記従来技術のいずれにおいても、温度変化に起因するセトリング応答におけるオーバーシュートの増大を抑制する手段は示されていない。
【００１７】
また、上記ハードディスク装置に関する従来技術では、次々とステップ信号的に変化する目標値に追従させる制御に対してループゲインを修正する手段は示されていない。
【００１８】
本発明が解決すべき課題は、温度変化に起因するセトリング応答におけるオーバーシュートの増大を抑制することによって、位置決め精度に優れる移動体の位置決め制御装置及びレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本願発明者は、従来のガルバノミラー制御装置において、ガルバノミラーのセトリング応答を短時間で整定範囲に入れられない場合が発生するのは、加工位置の間隔が特定な範囲にある場合が多いことを見いだした。そして、その原因が、以下の手順で発生することを突きとめた。すなわち、ガルバノミラーの加速時及び減速時にはコイルに大電流を供給する必要があるため、特定な範囲にある加工位置を連続して加工する場合、コイルの発熱量が急激に増大し、これに伴って電磁アクチュエータの内部温度も急激に上昇する。保磁力の高いマグネットは温度変化によりトルク定数が大幅に変化するという特性を持つため、電磁アクチュエータの内部温度が急激に上昇するとセトリング応答におけるオーバーシュートが増大し、ガルバノミラーの位置決め時間が増大する。
【００２０】
以上の知見に基づき、上記課題を解決するために第１の手段は、フィードバック・ループを備え、移動体を位置指令データに基づいて位置決めする移動体の位置決め制御装置において、オーバーシュート量の最大値Ｏｍａｘを測定し、新しい補正量Ｍｎを、前記オーバーシュート量の最大値Ｏｍａｘ、予め定める許容値であるノミナルオーバーシュート量ＮＯｖ、予め記憶していた補正量Ｍ、及び係数ＫＰを用いて、
Ｍｎ＝Ｍ＋（Ｏｍａｘ−ＮＯｖ）・ＫＰ・・・（１）
から求め、前記求められた補正量Ｍｎに基づいて次回の位置決めに使用するループゲインの係数αを
α＝１＋Ｍｎ・・・（２）
に設定するループゲイン修正手段を備えていること
を特徴とする。
【００２１】
第２の手段は、フィードバック・ループを備え、移動体を位置指令データに基づいて位置決めする移動体の位置決め制御装置において、オーバーシュート量の最大値Ｏｍａｘ及びアンダーシュート量の最大値Ｕｍａｘを測定し、前記アンダーシュート量の最大値Ｕｍａｘが予め定める許容値であるノミナルアンダーシュート量ＮＵｎ以下の場合、新しい補正量Ｍｎを前記オーバーシュート量の最大値Ｏｍａｘ、予め定める許容値であるノミナルオーバーシュート量Ｎｏｖ、予め記憶していた補正量Ｍ、及び係数ＫＰを用いて、
Ｍｎ＝Ｍ＋（Ｏｍａｘ−ＮＯｖ）・ＫＰ・・・（１）
から、前記アンダーシュート量の最大値Ｕｍａｘが予め定める許容値であるノミナルアンダーシュート量ＮＵｎより大きい場合、
Ｍｎ＝Ｍ＋（Ｏｍａｘ−ＮＯｖ−Ｕｍａｘ＋ＮＵｎ）・ＫＰ・・・（３）
からそれぞれ求め、
前記求められた補正量Ｍｎに基づいて次回の位置決めに使用するループゲインの係数αを
α＝１＋Ｍｎ・・・（２）
に設定するループゲイン修正手段を備えていること
を特徴とする。
【００２２】
第３の手段は、第１又は第２の手段において、前記ループゲイン修正手段が前記移動体の今回移動する距離又は角度に基づいて修正の可否を決定することを特徴とする。
【００２３】
第４の手段は、第１ないし第３の手段において、前記移動体がレーザを反射させてワークに穴を加工するガルバノミラーであることを特徴とする。
【００２４】
第５の手段は、第３の手段に係る移動体の位置決め制御装置をレーザ加工装置が備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、温度上昇に起因するセトリング応答におけるオーバーシュートの増大を抑制できるので、移動体の高速・高精度の位置決めが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明をガルバノミラー制御装置に適用した実施形態について、実施例を挙げて具体的に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の実施例１に係るガルバノミラー制御装置のブロック線図である。なお、このガルバノミラー制御装置は、図示を省略するマイクロプロセッサを用いたディジタル制御ファームウェアで実現されており、積分補償器２、比例補償器３、速度オブザーバ４、ねじり振動安定化補償器５、ループゲイン１０、ループゲイン修正器１２及び加算器２０〜２３に関する処理は、前記マイクロ・プロセッサが実行するプログラムの一部に記述されている。そして、一定サンプル周期毎の離散的な時刻(以下、「離散的時刻」と呼ぶ。)において処理演算が実行される。
【００２８】
ロータリ・アクチュエータ１には、図示を省略するガルバノミラーが１つ取り付けられており、ガルバノミラーの角度がこのガルバノミラー制御装置の制御量信号１１である。また、ロータリ・アクチュエータ１は、図示を省略するロータリ・エンコーダを内蔵しており、このエンコーダは離散的時刻毎に角度検出データ９を出力する。
【００２９】
次に、ガルバノミラー制御装置がガルバノミラーを位置決めする手順について説明する。
【００３０】
離散的時刻が開始されると、加算器（減算器）２０は、上位制御から指令された位置指令データである角度指令データ８から角度検出データ９を減算し、その結果を追従誤差１５として積分補償器２及びループゲイン修正器１２に出力する。積分補償器２は追従誤差１５の時間積分を演算し、演算結果を加算器２１に出力する。また、ループゲイン修正器１２は追従誤差１５から補正量Ｍｎを演算し、ループゲイン１０に出力する。なお、ループゲイン修正器１２は本発明の重要な要素であり、後で詳細に説明する。
【００３１】
比例補償器３は角度検出データ９を比例ゲインで係数倍し、その結果を加算器２２に出力する。速度オブザーバ４は加算器２３の出力と角度検出データ９とからガルバノミラーの角速度の推定値を演算し、その結果を加算器２２に出力する。加算器２２は比例補償器３と速度オブザーバ４の出力とを加算し、その和を加算器２１に出力する。加算器２１は、積分補償器２の出力から加算器２２の出力を減算して、加算器２３に出力する。
【００３２】
加算器２３は、加算器２１の出力からねじり振動安定化補償器５の出力を減算し、操作量１３をループゲイン１０に出力する。ここで、ねじり振動安定化補償器５は、ロータリ・アクチュエータ１が有する１つ以上のねじり振動モードに対して、このガルバノミラー制御装置のフィードバック・ループを安定化するためのものである。
【００３３】
ループゲイン１０は、操作量１３をα倍する。係数αはループゲイン修正器１２によって修正が加えられる。
【００３４】
ＤＡ変換器６はループゲイン１０の出力をアナログ値に変換する。このアナログ値は電流指令値であり、電流制御回路７は、この電流指令値に追従するように駆動電流を制御して、ロータリ・アクチュエータ１に供給する。
【００３５】
次に、本発明の重要な構成要素であるループゲイン修正器１２について説明する。
【００３６】
ループゲイン修正器１２は、記憶部、タイマ部、比較部、判断部及び演算部等を備えている。記憶部には、ノミナルオーバーシュート量ＮＯｖ、後述する係数ＫＰ及び補正量Ｍが記憶されている。ここで、ノミナルオーバーシュート量ＮＯｖは目標仕様を満足するのに十分なオーバーシュート量であり、セトリング応答の整定範囲を±Ｗとすると、例えば±０．３Ｗのオーバーシュート量である。また、補正量Ｍは回転する方向毎に設けられており、ガルバノミラーを時計回りさせる場合の補正量はＭｃｗ、反時計回りさせる場合の補正量はＭｃｃｗである。
【００３７】
次に、図２を参照しながら、ループゲイン修正器１２の動作を説明する。なお、実際のオーバーシュート量Ｏｖを測定するための期間ｔを予め定めておく。また、ガルバノミラーは中心値を基準にして左右に回転されるものとする。
【００３８】
図２は、ループゲイン修正器１２の動作を説明するフローチャートである。
【００３９】
図１におけるＤＡ変換器６から電流指令が出力されると、角度指令データ８の絶対値ｓと予め定められた第１の判定値ｈとを比較し（手順Ｓ１０）、ｓ≧ｈの場合は手順Ｓ２０の処理を行い、その他の場合は処理を終了する。手順Ｓ２０では絶対値ｓと第２の判定値Ｈとを比較し、Ｈ≧ｓの場合（すなわち、Ｈ≧ｓ≧ｈの場合）は手順Ｓ３０の処理を行い、の他の場合は処理を終了する。
【００４０】
そして、ガルバノミラーが回動されるのを待ち、期間ｔにおける実際のオーバーシュート量の最大値Ｏｍａｘを測定する（手順Ｓ３０）。次に、測定されたオーバーシュート量Ｏｍａｘの絶対値とＮＯｖの絶対値及び記憶していた補正量Ｍ（Ｍｃｗ又はＭｃｃｗ）とから、式１により補正量Ｍｎを求め、求めた結果を記憶する（手順Ｓ４０、Ｓ５０）。
Ｍ＝Ｍｎ＋（Ｏｍａｘ−ＮＯｖ）・ＫＰ      ・・・（１）
なお、Ｍ（Ｍｃｗ又はＭｃｃｗ）の初期値は０であり、ＫＰは係数である。
次に、新しい補正量Ｍｎを用いて、ループゲイン１０の係数αを式２により演算した係数αに置き換える。
【００４１】
α＝１＋Ｍｎ  ・・・（２）
なお、αの初期値は１である。
【００４２】
以下、上記の動作を離散的時刻毎に繰り返す。  
ここで、実際のオーバーシュート量Ｏｖを測定するための期間ｔとしては、ガルバノミラーがセトリング応答の整定範囲に入る予定時刻から例えば２００μｓ程度とすれば十分である。
【００４３】
また、係数ＫＰを大きくすればするほどＯｖをＮＯｖにより短時間で近付けることができるが、大きくしすぎると補正量Ｍｎが一定値に収束しない。したがって、ＫＰは０．０１〜１程度とするのが実用的である。
【００４４】
また、係数ＫＰを以下のようにして定めると、補正量Ｍｎを速やかに収束させることができる。すなわち、式１において、初期状態における右辺のＭは０、また、ＮＯｖは一定値であるから、近似式Ｍｎ≒Ｏｍａｘ・ＫＰが得られる。すなわち、ＫＰ≒Ｍｎ／Ｏｍａｘであるので、実際にＯｍａｘを測定し、その場合の補正量Ｍｎを決定することにより、係数ＫＰを短時間で適切な値に定めることができる。
【００４５】
ここで、ｓ＜ｈ及びｓ＞Ｈの場合には補正量Ｍｎを変更しない理由を説明する。  
すなわち、指令値の絶対値ｓが第１の判定値ｈよりも小さい場合（すなわち回転角度が小さい場合）、コイルに大電流を供給する必要がないためにコイルの発熱量は小さく、コイルの温度上昇は僅かである。また、絶対値ｓが第２の判定値Ｈよりも大きい場合、ガルバノミラーを急速に回転させるよりもゆっくり回転させた方がトータルの位置決め時間が短くなるので、コイルに小電流を供給するためにコイルの発熱量は小さく、コイルの温度上昇は僅かである。これに対して、絶対値ｓがＨ≧ｓ≧ｈである場合、ガルバノミラーの加速時及び減速時にコイルに大電流を供給する必要があるため、コイルの発熱量が急激に増大しこれに伴って電磁アクチュエータの内部温度は急激に上昇する。
【００４６】
図３は、電磁アクチュエータの内部温度が上昇した場合の偏差応答波形の一例を示す図であり、実線は本発明の場合、点線は従来の場合である。なお、ＮＯｖは整定範囲±Ｗの３０％とした。
【００４７】
同図に示されているように、本発明を適用することにより、オーバーシュート量Ｏｖが直ちに整定範囲内に収まるので、レーザを直ちに照射することができ、加工能率を向上させることができる。一方、従来の場合は、オーバーシュート量Ｏｖが一度整定範囲を超えるので、オーバーシュート量Ｏｖが整定範囲に入るのを待たなければならず、位置決め時間が長くなる。
【００４８】
ところで、補正量Ｍｎあるいは係数ＫＰの設定が不適切であった場合、上記の構成では実用上不具合が発生することがある。以下、この不具合について説明する。
【００４９】
図４は電磁アクチュエータの内部温度が上昇した場合の偏差応答波形の一例を示したものであり、点線は従来技術の場合を、実線は本発明の場合である。また、図中の一点鎖線は整定範囲を示している。
【００５０】
同図に示されているように、従来技術では整定範囲を外れるオーバーシュートが発生している。一方、本発明の場合、ループゲイン修正手段により、オーバーシュート量の最大値Ｏｍａｘは整定範囲内にあるものの、その後、オーバーシュートと反対の方向に整定範囲を外れている。以下、目標位置に近づいて、また戻る波形をアンダーシュートと呼び、その大きさをアンダーシュート量という。
【００５１】
例えば、１個のガルバノミラーでレーザの光路を偏向する場合、アンダーシュートが発生する場合であっても、レーザの位置決めに支障を来すことは少ない。しかし、レーザ加工機のように、レーザをＸ方向に偏向させるガルバノミラーとＹ方向に偏向させるガルバノミラーを用いてレーザをＸＹ方向に位置決めする場合、両者の移動距離は異なるため、アンダーシュートが発生すると、位置決め時間が増加する。また、アンダーシュートを無視すると、レーザの位置決め精度が低下する。
【実施例２】
【００５２】
次に、オーバーシュート量だけでなく、アンダーシュート量も抑制することができるループゲイン修正手段を備える移動体の位置決め制御装置について説明する。なお、この実施例２に係るガルバノミラー制御装置のブロック線図は実質的に図１と同じであるので、図示を省略する。
【００５３】
実施例２におけるループゲイン修正器１２は、実施例１の場合と同様に、記憶部、タイマ部、比較部、判断部及び演算部等を備えている。そして、記憶部には、ノミナルオーバーシュート量ＮＯｖ、ノミナルアンダーシュート量ＮＵｖ、係数ＫＰ及び補正量Ｍが記憶されている。ここで、ノミナルオーバーシュート量ＮＯｖ及びノミナルアンダーシュート量ＮＵｎは目標仕様を満足するのに十分なオーバーシュート量及びアンダーシュート量であり、セトリング応答の整定範囲を±Ｗとすると、例えば±０．３Ｗのオーバーシュート量及びアンダーシュート量である。なお、ガルバノミラー制御装置がガルバノミラーを位置決めする手順については実施例１と同じである。
【００５４】
次に、図５を参照しながら、ループゲイン修正器１２の動作を説明する。
【００５５】
図５は、ループゲイン修正器１２の動作を説明するフローチャートである。
【００５６】
実施例１の場合と同様に、ＤＡ変換器６から電流指令が出力されると、角度指令データ８の絶対値ｓと予め定められた第１の判定値ｈとを比較し（手順Ｓ１０）、ｓ≧ｈの場合は手順Ｓ２０の処理を行い、その他の場合は処理を終了する。手順Ｓ２０では絶対値ｓと第２の判定値Ｈとを比較し、Ｈ≧ｓの場合（すなわち、Ｈ≧ｓ≧ｈの場合）は手順Ｓ３０の処理を行い、その他の場合は処理を終了する。
【００５７】
そして、ガルバノミラーが回動されるのを待ち、期間ｔにおける実際のオーバーシュート量の最大値Ｏｍａｘを測定する（手順Ｓ３０）。また、Ｏｍａｘの測定後、アンダーシュート量の最大値Ｕｍａｘを測定する（手順Ｓ３１）。
【００５８】
次に、測定されたオーバーシュート量ＯｍａｘとＮＯｖ、測定されたアンダーシュート量ＵｍａｘとＮＵｎ及び記憶していた補正量Ｍとから、式１により補正量Ｍｎを求め、求めた結果を記憶する。
【００５９】
ＵｍａｘはＮＵｎ以下であれば補正式に反映しないとする。すなわちＵｍａｘ≦ＮＵｎである場合には式１を、Ｕｍａｘ＞ＮＵｎである場合には式３とする（手順Ｓ３２、Ｓ４０、Ｓ４１、Ｓ５０）。
Ｍｎ＝Ｍ＋（Ｏｍａｘ−ＮＯｖ−Ｕｍａｘ＋ＮＵｎ）・ＫＰ  ・・・（３）
次に、新しい補正量Ｍｎを用いて、ループゲイン１０の係数αを式２により演算した係数αに置き換える。なお、αの初期値は１である。
α＝１＋Ｍｎ  ・・・（２）
以下、上記の動作を離散的時刻毎に繰り返す。
【００６０】
ここで、ｓ＜ｈ及びｓ＞Ｈの場合には補正量Ｍｎを変更しない理由は実施例１と同様である。  
図６は、電磁アクチュエータの内部温度が上昇した場合の偏差応答波形の一例を示す図であり、実線は本発明の場合、点線は従来の場合である。なお、ＮＯｖ及びＮＵｎは整定範囲±Ｗの３０％とした。
【００６１】
同図に示されているように、本発明を適用することにより、オーバーシュート量Ｏｖが直ちに整定範囲内に収まるので、レーザを直ちに照射することができ、加工能率を向上させることができる。一方、本発明を実施しない従来のガルバノミラー制御装置では、オーバーシュート量Ｏｖが一度整定範囲を超えるので、オーバーシュート量Ｏｖが整定範囲に入るのを待たなければならず、位置決め時間が長くなる。
【実施例３】
【００６２】
次に、以上のようなループゲインの修正を行うガルバノミラー制御装置を備えたプリント配線板加工用のレーザ加工装置について説明する。
【００６３】
図７は上記実施例１又は２に係るガルバノ制御装置を備えたレーザ加工装置の概略を示す図である。
【００６４】
レーザ光源３０１は、レーザを発振させて、レーザ光を照射する。レーザ光の照射は上位制御からの指令によって制御されている。ガルバノスキャナ装置３０２は、レーザ光源３０１から照射されたレーザ光を加工位置に照射するため、ガルバノミラー３０２ａを角度指令データで指令された角度で位置決めする。ガルバノスキャナ装置３０３は、ガルバノミラー３０２ａで反射されたレーザ光を加工位置に照射するために、ガルバノミラー３０３ａを角度指令データで指令された角度で位置決めする。ｆθレンズ３０４は、ガルバノミラー３０３ａで反射されたレーザ光を集光し、プリント配線板３０６の加工位置に照射する。ここで、ガルバノスキャナ装置３０２、３０３は、実施例１で説明した機能を備えている。Ｘ−Ｙテーブル３０５は、プリント配線板３０６を保持して移動する。
【００６５】
次に、このレーザ加工機の動作を説明する。  
ｆθレンズ３０４の中心軸をガルバノスキャナ装置３０２及びガルバノスキャナ装置３０３で決まる任意の加工領域の中心に位置決めし、従来の場合と同様に、ガルバノスキャナ装置３０２及びガルバノスキャナ装置３０３によりレーザ光を位置決めして加工領域内の加工を行い、当該加工領域内の加工が終了すると、Ｘ−Ｙテーブル３０５を移動させて次の加工領域をｆθレンズ３０４に対して位置決めする。以下、プリント配線板３０６の加工が終了するまで、上記の動作を繰り返す。ガルバノスキャナ装置３０２及びガルバノスキャナ装置３０３は、温度上昇によるオーバーシュートを抑えることができるので、加工能率に優れる加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係るガルバノミラー制御装置のブロック線図である。
【図２】本発明に係るループゲイン修正器の動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明による偏差応答波形の一例を示す図である。
【図４】アンダーシュートを説明する図である。
【図５】本発明に係るループゲイン修正器の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明による偏差応答波形の一例を示す図である。
【図７】本発明に係るレーザ加工装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６７】
８  角度指令データ
ｓ  角度指令データ８の絶対値
ｈ  第１の判定値
Ｈ  第２の判定値
１２  ループゲイン修正器
Ｍｎ  補正量
Ｍ  記憶された補正量
Ｏｖ  オーバーシュート量
ＮＯｖ  オーバーシュート量の許容値
α  ループゲイン
【図１】
0004630853.tif 000002
【図２】
0004630853.tif 000003
【図３】
0004630853.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004630853.tif 000007
【図７】
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