(57)【要約】【課題】レーザ出力を精度の高く測定し判定することができるレーザ加工装置を提供することと、短時間で加工ヘッドを校正することを目的とする。【解決手段】本発明のレーザ加工装置は、レーザ照射位置を機械的に制御するアクチュエータと、光学部材を駆動してレーザ照射位置を走査する加工ヘッド部とを備え、被加工物のレーザ加工部分で前記加工ヘッド部による照射位置の走査が予め決められた軌跡を描画するように設定された加工方法を実行するレーザ加工装置であって、レーザ光の光量を測定する光量検知器と、前記軌跡の一部又は全部と相似形状のスリットが形成され、前記光量検知器へのレーザ光の入射を制限するマスクと、前記加工ヘッドを制御し前記マスク上に前記軌跡の一部又は全部を描画する軌跡描画手段とを備えたものである。【選択図】図２
2016022496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ照射位置を機械的に制御するアクチュエータと、
光学部材を駆動してレーザ照射位置を走査する加工ヘッド部とを備え、
被加工物のレーザ加工部分で前記加工ヘッド部による照射位置の走査が予め決められた軌跡を描画するように設定された加工方法を実行するレーザ加工装置であって、
レーザ光の光量を測定する光量検知器と、
前記軌跡の一部又は全部と相似形状のスリットが形成され、前記光量検知器へのレーザ光の入射を制限するマスクと、
前記加工ヘッドを制御し前記マスク上に前記軌跡の一部又は全部を描画する軌跡描画手段とを備えたレーザ加工装置。
【請求項２】
光量検知器が、入射するレーザ光を均一化して出力する積分球を備えてなる請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記スリットの幅が、前記レーザ加工に用いるレーザ光の対エネルギー８６．５％ビーム直径の１．５倍である請求項１または２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記スリットの幅が、前記被加工物のレーザ加工部分の熱影響部幅である請求項１または２に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記軌跡が円軌道である請求項１から４のいずれかに記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のレーザ加工装置の加工ヘッド校正方法であって、
前記加工ヘッドを制御し前記マスク上に前記軌跡の一部又は全部を描画する第１の軌跡描画工程と、
前記スリットからの透過光の光量を測定する第１の光量測定工程と、
前記第１の光量測定工程で測定した光量の測定値に基いて、前記加工ヘッドの位置並びに前記レーザ加工に用いる前記レーザ光の出力を校正する第１の校正工程を備えた
レーザ加工装置の加工ヘッド校正方法。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載のレーザ加工装置の加工ヘッド校正方法であって、
前記加工ヘッドを制御し前記マスク上に前記軌跡の一部又は全部を描画する第２の軌跡描画工程と、
前記スリットからの透過光の光量を測定する第２の光量測定工程と、
前記第２の光量測定工程で測定した光量の測定値に基いて、前記第２の軌跡描画工程の開始時刻と前記光量測定値の立上り時刻との差である開始遅延時間を算出する開始遅延時間算出工程と、
前記開始遅延時間を０乃至所定の値以下となるように、前記マスクと平行な面内で前記加工ヘッドの位置を校正する第２の校正工程を備えた
レーザ加工装置の加工ヘッド校正方法。
【請求項８】
請求項１から５のいずれかに記載のレーザ加工装置の加工ヘッド校正方法であって、
前記加工ヘッドを制御し前記マスク上に前記軌跡の一部又は全部を描画する第２の軌跡描画工程と、
前記スリットからの透過光の光量を測定する第２の光量測定工程と、
前記第２の光量測定工程で測定した光量の測定値に基いて、前記軌跡と前記スリットの形状から算出される終了推定時刻と前記光量測定値の検知終了時刻との差である終了遅延時間を算出する終了遅延時間算出工程と、
前記終了遅延時間を０乃至所定の値以下となるように、前記マスクと平行な面内で前記加工ヘッドの回転角を校正する第３の校正工程を備えた
レーザ加工装置の加工ヘッド校正方法。
【請求項９】
請求項１から５のいずれかに記載のレーザ加工装置の加工ヘッド校正方法であって、
前記加工ヘッドを制御し前記マスク上に前記軌跡の一部又は全部を描画する第２の軌跡描画工程と、
前記スリットからの透過光の光量を測定する第２の光量測定工程と、
前記第２の光量測定工程で測定した光量の測定値に基いて、時間軸に対する前記指令信号の出力波形と前記光量測定値の波形の相似度を算出する波形相似度算出工程と、
前記波形の相似度を所定の範囲内となるように、前記マスクと前記加工ヘッドのなす角度を校正する第４の校正工程を備えた
レーザ加工装置の加工ヘッド校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置、及び、レーザ加工装置に備えられる加工ヘッドの校正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ加工が普及している。特に、レーザ光を出射するレーザ加工ヘッドと、レーザ加工を施される被加工物が、互いに移動することなく、ガルバノミラーや、平行平板を用いて自在にレーザの軌跡を描画してレーザ加工できる、レーザトレパニング加工が注目を集めている。
【０００３】
それに伴い、レーザトレパニング加工において、所定の位置に、所定のビームの大きさ（径）の、所定の出力が、到達しうるかを測定し判定することが重要となっており、もし、所定の基準に達しない場合は、校正（加工校正）を行うことが必須となっている。
【０００４】
従来のレーザ加工装置において、その加工モニタ方法、及び、加工ヘッド校正方法には、オフラインで、パワーメータを用いたものや、フォトディテクタを用いたものがある。
【０００５】
図１３は従来技術に係るレーザ加工装置の全体構成図である。
【０００６】
レーザ加工装置は、レーザ発振部３１０と、このレーザ発振部３１０にレーザ発振用の電力を供給するレーザ電源部３１２と、装置内の各部および装置全体の制御を行う制御部３１４と、レーザ出力校正用の光パワーモニタ部３１８とを有している。制御部３１４は、設定部３２０より与えられる所定の設定値にしたがってレーザ電源部３１２を制御するレーザ制御部３２２と、光パワーモニタ部３１８からのモニタ情報に基づいてレーザ生成部３２５のレーザ出力に関係する機能を校正する校正部３２６とを有している。
【０００７】
光パワーモニタ部３１８は、光パワーメータ２８とＰＩＮフォトダイオード３３０とを有している。光パワーモニタ部３１８に入射されるパルスレーザの出力をフィードバックして、レーザ発振部の出力を校正している（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−２３９５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来の加工モニタ方法では、測定開口が１つの点であり、従って１点での測定であり、描画性の高いレーザトレパニング加工においては、計測点が不足し、十分な加工モニタ精度が得られないという課題を有していた。
【００１０】
具体的には、ある１点、通常は、加工開始点、においてレーザ出力の測定、及び、加工校正を行うが、そのままでは、例えば、レーザトレパニング加工に用いるトレパニングヘッドが傾いていても感知できない。仮に、この傾きを感知するには、トレパニングヘッドを上下に移動する必要があるが、その際に焦点位置を固定しておく必要があり、時間のかかるトレパニングヘッド自体の上下動や、あるいは、光路にズームレンズ等の複雑な機構設置が必要になる。さらに、開口の形状が、レーザ加工形状と異なる点、そして、加工モニタに使用するスキャニング軌跡が、レーザ加工に供する軌跡と異なる点から、加工モニタの精度が向上できないという課題も有していた。
【００１１】
そして一方、従来の加工ヘッド校正方法では、ある１つの位置でのトレパニングヘッドから得られる測定値からだけでは、トレパニングヘッドが（水平面内で）位置ずれ（回転ずれを含む）を起こしているのか、傾いているのか、焦点がずれている（すなわち、鉛直面内での位置ずれ）のか判断ができず、トレパニングヘッドの校正に用いるには、トレパニングヘッドの水平、鉛直面内で位置を可変しながら測定を繰り返す必要があり、時間を要していた。
【００１２】
本発明は、レーザ出力を精度の高く測定し判定することができるレーザ加工装置を提供することと、短時間で加工ヘッドを校正することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明に係るレーザ加工装置は、レーザ照射位置を機械的に制御するアクチュエータと、光学部材を駆動してレーザ照射位置を走査する加工ヘッド部とを備え、被加工物のレーザ加工部分で前記加工ヘッド部による照射位置の走査が予め決められた軌跡を描画するように設定された加工方法を実行するレーザ加工装置であって、レーザ光の光量を測定する光量検知器と、前記軌跡の一部又は全部と相似形状のスリットが形成され、前記光量検知器へのレーザ光の入射を制限するマスクと、前記加工ヘッドを制御し前記マスク上に前記軌跡の一部又は全部を描画する軌跡描画手段とを備えたものである。
【００１４】
また、本発明に係るレーザ加工装置の加工ヘッド校正方法は、加工ヘッドを制御しマスク上に軌跡の一部又は全部を描画し、前記スリットからの透過光の光量を測定し、測定した光量の測定値に基いて、加工ヘッドの位置等を校正する方法である。
【発明の効果】
【００１５】
上記の構成により、本発明に係るレーザ加工装置、及び、レーザ加工装置の加工ヘッド校正方法は、加工ヘッドの位置ずれ、焦点ズレを検出することができ、良好なレーザ加工を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の全体構成を示す図
【図２】本発明の実施形態に係るレーザ出力を検出する部位の構成を示す概念図
【図３】本発明の実施の形態１におけるレーザ出力を測定し判定する方法の第１の説明図
【図４】本発明の実施の形態１におけるレーザ出力を測定し判定する方法の第２の説明図
【図５】本発明の実施の形態１におけるレーザ出力を測定し判定する方法の第３の説明図
【図６】本発明の実施形態に係る加工ヘッド校正方法の手順を示すフローチャート
【図７】本発明の実施の形態２におけるレーザ出力を測定し判定する方法の第１の説明図
【図８】本発明の実施の形態２におけるレーザ出力を測定し判定する方法の第２の説明図
【図９】本発明の実施の形態２におけるレーザ出力を測定し判定する方法の第３の説明図
【図１０】本発明の実施の形態２におけるレーザ出力を測定し判定する方法の第４の説明図
【図１１】本発明の実施の形態２におけるレーザ出力を測定し判定する方法の第５の説明図
【図１２】本発明の実施の形態２におけるレーザ出力を測定し判定する方法の第６の説明図
【図１３】従来技術に係るレーザ加工装置の全体構成図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。
【００１８】
（実施の形態１）
（実施の形態１）
図１は本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の全体構成を示す図である。図２は本発明の実施形態に係るレーザ出力を検出する部位の構成を示す概念図である。図３、図４、図５は、本発明の実施の形態１における説明図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明のレーザ加工装置は、レーザ照射位置を機械的に制御するアクチュエータ２２と、光学部材を駆動してレーザ照射位置を走査する加工ヘッド部としてトレパニングヘッド２１を備えている。トレパニングヘッド２１には光ファイバ２３で加工に用いるレーザ光が導光され、被加工物２４のレーザ加工部分でトレパニングヘッド２１による照射位置の走査が予め決められた描画軌跡２５を描画するように設定されている。本図では円軌道を描いている。
【００２０】
次に、図２で、本発明のレーザ出力を検出する部位の構成を説明する。
【００２１】
マスク１１は、銅製で、直径３０ミリメートル、厚さ５ミリメートル、曲率半径２０ミリメートルの球面を持つ形状である。その表面には、その曲率半径が７．５ミリメートルの、アルファベットのＣ字型、あるいはランドルト環型、の貫通スリットを、そのＣ字の曲率中心がマスク１１の直径３０ミリメートルに対する中心と一致するように設けている。
【００２２】
Ｃ字型スリットの幅は１ミリメートルで、時計の文字盤を用いて表現すると、１時から、反時計方向に５時まで設けている。Ｃ字型スリット端、すなわち１時と５時部分は、そのＣ字型スリット端曲率中心が、各１時と５時の位置に一致する半径０．５ミリメートルの円弧形状である。マスク１１は、積分球１２の入射ポートに設置し、入射光を制限するように設ける。
【００２３】
積分球１２は、アルミ製の、内径１００ミリメートル、外径１２７ミリメートルの球形で、使用するレーザ光の波長に対して９５パーセントの反射率を持つ内面コーティングを施しており、入射するレーザ光の強度分布を均一化し、減衰する。
【００２４】
積分球１２の出射ポートには、直径０．５ミリメートルの開口を備える銅製のアパーチャ１３を設けており、積分球１２から出射するレーザ光を制限する。
【００２５】
アパーチャ１３の、積分球１２の反対側にはフォトディテクタ１４を設置し、アパーチャ１３からの出射光を計測する。フォトディテクタ１４の検出器は、インジウムガリウムヒ素の検出器であり、その立ち上がりは１０ナノ秒である。
【００２６】
また、レーザ加工を行う加工ヘッドであるトレパニングヘッド２１は、別図で図示するロボット手首に設置しており、波長１０６４ナノメートルのレーザ光を、内蔵する機構、望ましくは、傾斜した２枚の平行平板を回転する機構、により、レーザ光を出射して自由にレーザの軌跡を描く。
【００２７】
これにより、ロボット本体、ロボット手首、トレパニングヘッド２１内蔵機構を用いることで、所望の位置で、所望のレーザ光を、所望の方向に出射でき、連続して照射することで自在に所望のレーザ光の軌跡で描画でき、その描画に従って、被加工物である加工材、望ましくはて鉄板をレーザ加工、例えば、トレパニング加工、できる。
【００２８】
以上のように構成されたレーザ加工装置におけるレーザ出力を測定し判定する方法について、レーザトレパニング加工を例にその動作を説明する。
【００２９】
まず、鉛直下方に直立するトレパニングヘッド２１は、マスク１１に対して、基準の位置で正対する。トレパニングヘッド２１からの出射するレーザ光は、そのレーザ光を制御する指令信号に従い、集光しながらマスク１１に達し、その一部、あるいは全部がマスク１１のＣ字型スリットを透過し（透過光）、積分球１２で減衰、均一化され、更にアパーチャ１３により減衰し、フォトディテクタ１４に達する。フォトディテクタ１４は、受光するレーザ光の光量に応じて電圧を出力する。
【００３０】
その電圧の波形、つまり、経時的な出力電圧の変化は、図示略の波形解析装置、例えば、オシロスコープ、で記録する。前記波形解析装置では、前記指令信号波形も記録する。前記波形解析装置はトレパニングヘッド２１にレーザ光を供給する図示略のレーザ発振器の制御機器、トレパニングヘッド２１を保持、移動する図示略のロボットの制御機器に接続しており、前記波形解析装置からの信号により、各制御機器を制御する。
【００３１】
まず、最初の例として、レーザ加工点において、その加工位置、そのビーム径、そのレーザ出力が正常である場合を例に、図３を用いて説明する。
【００３２】
トレパニングヘッド２１は、マスク１１に対して、基準の位置で正対する。トレパニングヘッド２１からの出射するレーザ光は、そのレーザ光を制御する指令信号に従い、低出力（望ましくは１ワット）で、マスク１１上に、加工に供するビーム径（例えば、対エネルギー８６．５％ビーム直径０．６ミリメートル）と同じビーム径で、直径１５ミリメートルの円のレーザの軌跡を、その中心が、マスクの中心と一致するように、２４０ミリ秒を要して、加工に供する軌跡、つまり、Ｃ字型の軌跡、を描く。
【００３３】
そのときの前記レーザの軌跡と、前記波形解析装置における波形を図３に記す。図３において、レーザ光は、黒点で示すレーザ照射開始点から照射を開始する。そのとき前記波形解析装置が記録するフォトディテクタ１４の出力電圧は、指令信号とほぼ同時に立ち上がり、指令信号オン時間２４０ミリ秒でオフする。つまり、出力電圧のオン時間は２４０ミリ秒である。
【００３４】
また、ビーム径に比較してＣ字型スリット幅が大きいので、レーザ光の全エネルギーがマスクを通過する。このときのフォトディテクタ１４の出力電圧を基準電圧とする。同様に、高出力、望ましくは４キロワットの場合に得られるフォトディテクタ１４の出力電圧を基準電圧大とする。これら出力電圧の波形、遅れ、オン時間、基準電圧、基準電圧大は前記波形解析装置に記憶され、随時測定値と比較できる。
【００３５】
次に、トレパニングヘッド２１が、その傾きは正常で、鉛直下方に直立はしているが、トレパニングヘッド２１が回転ずれを起こし、加工位置がずれている例を、図４を用いて説明する。
【００３６】
トレパニングヘッド２１は、マスク１１に対して、基準の位置で、そのレーザ光を制御する指令信号に従い、１ワットのレーザ光、をマスク１１上に、加工に供するビーム径と同じである、対エネルギー８６．５％ビーム直径０．６ミリメートルで、Ｃ字型のレーザの軌跡で、２４０ミリ秒を要して照射、描画する。
【００３７】
そのときの前記レーザの軌跡と、前記波形解析装置における波形を図４に記す。図４においてレーザ光は、黒点で示すレーザ照射開始点から照射を開始するが、位置ずれを生じているため、指令信号に対して遅れを生じている。また、同様に、加工終了位置についても位置ずれを生じているため、指令信号に対して終了時刻で差異を生じている。さらに、Ｃ字型のレーザの軌跡の一部が、Ｃ字型スリットに入射しないため、フォトディテクタ１４出力電圧波形は１つの矩形ではなく、２つの小さな矩形となる。これらを正常時の値と比較して、正常であるか異常であるかを判断する。
【００３８】
さらに、異なる位置ずれの例として、トレパニングヘッド２１が、加工開始点の位置ずれは起こしていないが、その傾きが異常で、鉛直下方に対して直立していない場合を、図５を用いて説明する。
【００３９】
トレパニングヘッド２１は、マスク１１に対して、基準の位置で、そのレーザ光を制御する指令信号に従い、１ワットのレーザ光、をマスク１１上に、加工に供するビーム径と同じである、対エネルギー８６．５％ビーム直径０．６ミリメートルで、Ｃ字型のレーザの軌跡で、２４０ミリ秒を要して照射、描画する。
【００４０】
そのときの前記レーザの軌跡と、前記波形解析装置における波形を図５に記す。図５においてレーザ光は、黒点で示すレーザ照射開始点から照射を開始するが、位置ずれを生じていないため、指令信号に対して遅れは生じていない。また、同様に、加工終了位置についても位置ずれを生じていないため、指令信号に対して終了時刻で差異を生じていない。一方、Ｃ字型のレーザの軌跡の一部が、Ｃ字型スリットに入射しないため、フォトディテクタ１４出力電圧波形は１つの矩形ではなく、２つの矩形となる。これらを正常時の値と比較して、正常であるか異常であるかを判断する。
【００４１】
なお、マスク１１スリット形状はＣ字型としたが、レーザ加工に合わせて十字型、半円型、らせん型、直線型としても良い。また、スリット幅は１ミリメートルとしたが、ビーム径に合わせて変更して良いし、被加工物の加工幅（例えば、熱影響部幅）に合わせても良い。
【００４２】
さらに、マスク１１の肉厚は、要求するトレパニングヘッド２１の倒れ角の分解能により、マスク１１の曲率半径は、要求するマスク１１からトレパニングヘッド２１への戻り光の許容量により定めて良い。
【００４３】
以上のように、スリットを備えるマスク上にレーザの軌跡を描き、その透過光を測定、解析、比較することにより、レーザトレパニングヘッドの位置ずれ、傾きを、分別して知ることができる。さらに、レーザ出力を測定し判定する対象としてレーザ加工に使用しているレーザ光の軌跡と同一の軌跡を解析しているので、加工に供している加工ヘッドの位置ずれ、倒れ、焦点ずれを精度良く把握することができ、レーザ出力を測定し判定する精度が高い。また、マスクが球面であるので、マスクからの戻り光が、レーザトレパニングヘッドに戻りにくい。
【００４４】
（実施の形態２）
本実施形態において、第１の実施形態と説明が重複する点については簡略化、あるいは省略し、異なる箇所について説明するものとする。また、符号については同一構成については同一の番号を付している。
【００４５】
図６において、トレパニングヘッド２１の加工ヘッド校正方法をフローチャートで示す。図７、図８、図９、図１０、図１１、図１２は、前記フローチャート内で示す一例を説明する本発明の実施の形態２における説明図であり、各図とも、上から順に、マスク１１上面図とレーザの軌跡、レーザの指令電圧の波形、前記指令電圧に対応するフォトディテクタ１４の出力電圧の波形を記し、黒点は、レーザ照射開始点を示す。
【００４６】
実施の形態１との違いは、レーザの軌跡がＣ字型ではなく、円としている点である。円を１周描くに要する時間が３６０ミリ秒であるので、指令電圧のオン時間は３６０ミリ秒であるが、フォトディテクタ１４の出力電圧は、レーザ光がスリットを透過する時間、すなわち、３６０ミリ秒の３分の２の２４０ミリ秒が終了時刻に関する規定値となる。
【００４７】
以上のように構成されたレーザ加工装置のレーザ出力を測定し判定する方法について、その動作を説明する。
【００４８】
まず、トレパニングヘッド２１は、マスク１１に対して正対する基準点に移動する。規定低出力、望ましくは１ワット未満、で所定のレーザの軌跡を描画する。その結果、レーザの指令電圧の開始に対する、フォトディテクタ１４出力電圧の開始の遅れが規定値以内であるか否かを判断する。
【００４９】
前記規定値以内でない場合、トレパニングヘッド２１は少なくとも水平面内で位置ずれを生じていると考えられるので、その水平面内の位置を変え、再度、規定低出力で所定のレーザの軌跡を描画、判断のループを前記規定値以内になるまで繰り返す。
【００５０】
例えば仮に、図７のフォトディテクタ１４出力電圧の波形が得られたと仮定する。レーザの指令電圧の開始に対する、フォトディテクタ１４出力電圧の開始の遅れが規定値以内にないことから、トレパニングヘッド２１の水平面内位置ずれを生じていると考えることができる。
【００５１】
図６遅れ判断ループを完了したときの説明図が図８である。図８において、前記遅れが規定値以内であるので、トレパニングヘッド２１の水平面内位置ずれは生じていないと考えることができる。
【００５２】
次に、図６フローチャート終了の判断に従い、レーザの指令電圧の開始に対する、フォトディテクタ１４出力電圧の終了時刻が規定値以内の差異であるか否かを判断する。
【００５３】
前記規定値以内でない場合、トレパニングヘッド２１は水平面内回転ずれを生じていると考えられるので、その水平面内回転角度を、そのマスク１１上への狙い位置を維持した状態で、変え、再度、規定低出力で所定のレーザの軌跡を描画、遅れ、終了判断のループを前記規定値以内になるまで繰り返す。図６フローチャート終了判断ループを完了したときの説明図が図９である。図９において、前記遅れが規定値以内であるので、トレパニングヘッド２１の水平面内回転ずれは生じていないと考えることができる。
【００５４】
次に、図６フローチャート矩形の判断に従い、フォトディテクタ１４出力電圧の波形が１つの、つまり、そのピーク電圧が平坦である矩形になっているか否かを判断する。
【００５５】
前記出力電圧波形が矩形でなく、例えば２つ以上の矩形である場合、マスク１１スリットを２回以上横切っていることからレーザの軌跡が楕円であると考えることができ、例えば１つの台形、つまり、そのピーク電圧が一意的に増減する波形、である場合、マスク１１を通過するレーザ光が斜入射であると考えることができ、例えば１つのＭ字型波形、つまり、そのピーク電圧が一意的に減少後に増加する波形、である場合、斜入射でスリットを２回通過していると考えることがでる。
【００５６】
これらより、指令電圧の波形が矩形であるのに、フォトディテクタ１４出力電圧の波形が矩形でない場合、即ち、波形相似度が規定範囲内でない場合、トレパニングヘッド２１には、倒れが生じていると考えることができるので、その倒れを、そのマスク１１上への狙い位置を維持した状態で、変え、再度、規定低出力で所定のレーザの軌跡を描画し、遅れ、終了、矩形判断のループを前記規定値以内になるまで繰り返す。
【００５７】
前記ループの途上にある状態を示したのが図１０であり、トレパニングヘッド２１の倒れを修正することでレーザの軌跡が、より円に近付いている様子を示している。
【００５８】
図６矩形判断ループを完了したときの説明図が図１１である。図１１において、フォトディテクタ１４出力電圧のピーク電圧が基準電圧に達していなことから、トレパニングヘッド２１の焦点位置がずれていると考えることができる。
【００５９】
図６フローチャート基準電圧の判断に従い、フォトディテクタ１４出力電圧のピーク電圧が基準電圧に達しているか否かを判断する。
【００６０】
フォトディテクタ１４出力電圧のピーク電圧が基準電圧に達していない場合、トレパニングヘッド２１を鉛直方向上下に移動し、その都度レーザの軌跡を描写し、その度に遅れ、終了、矩形、基準電圧判断のループを前記規定値以内になるまで繰り返す。但し、その回数が、既定の回数、望ましくは１０回、を超過しても基準電圧に達しない場合、加工に供するレーザ出力が低下していると考えることができ、前記ループを終了し、異常である旨の表示をし、本実施の形態２の校正を完了する。
【００６１】
図６フローチャート基準電圧の判断に従い、フォトディテクタ１４出力電圧のピーク電圧が基準電圧に達している場合、加工に供している規定の高出力、例えば４０００ワットの高出力で、低出力と同一のレーザの軌跡を描画する。そして、フォトディテクタ１４出力電圧のピーク電圧が基準電圧大に達しているか否かを判断する。
【００６２】
フォトディテクタ１４出力電圧のピーク電圧が基準電圧大に達していない場合、トレパニングヘッド２１を、マスクに対して鉛直面内で鉛直上下方向に移動し、その都度レーザの軌跡を描写し、その度にフォトディテクタ１４出力電圧のピーク電圧が基準電圧大に達するまで繰り返す。但し、その回数が、既定の回数、例えば１０回、を超過しても基準電圧に達しない場合、加工に供するレーザ出力が低下していると考えることができ、前記ループを終了し、異常である旨の表示をし、本実施の形態２の校正を完了する。
【００６３】
フォトディテクタ１４出力電圧のピーク電圧が基準電圧大に達した場合は、その位置を校正位置とし、正常である旨の表示をし、本実施の形態２の校正を完了する。この時の説明図が図１２である。
【００６４】
なお、終了判断ループに変えて、終了時刻の最大値が得られるまでのループであってもよい。さらに、判断基準として、基準電圧、あるいは、基準電圧大を用いず、最大電圧を与えるヘッド上下位置を求めるループでも良い。
【００６５】
また、本実施の形態では、基準電圧、あるいは、基準電圧大に、規定回数以内に達しない場合、異常として校正を完了したが、ある制限下で出力を増加して基準電圧、あるいは、基準電圧大に到達させる加工ヘッド校正方法や、ある条件下で出力を増加して基準電圧、あるいは、基準電圧大に達するか否かを判断する加工ヘッド校正方法でもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、開始遅延時間から加工ヘッドの位置を校正する工程、終了遅延時間から加工ヘッドの回転角を校正する工程、波形の相似度から加工ヘッドのなす角度を校正する工程の順に行う校正方法を説明したが、それぞれの校正工程は独立して実施してもよい。
【００６７】
以上のように、  スリットを備えるマスク上にレーザの軌跡を描き、その透過光の遅れ、終了時刻差異、指令電圧との相似度合いを、測定、解析、比較することにより、レーザトレパニングヘッドの位置ずれ、傾きを、分別して知ることができ、さらに、遅れ、終了時刻差異、指令電圧との相似度合いの各々に対応して加工ヘッド位置ずれを各々校正でき、その後に焦点ズレを検出、校正することでマスクからの不要な反射を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明にかかるレーザ加工装置、及び、レーザ加工装置の加工ヘッド校正方法は、レーザ出力を精度の高く測定し判定することができ、短時間で加工ヘッドを校正することができるものであり、レーザ加工装置等において有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１０    レーザ加工装置
１１    マスク
１２    積分球
１３    アパーチャ
２１    トレパニングヘッド
２２    アクチュエータ
２３    光ファイバ
２４    被加工物
２５    描画軌跡
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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