TWI787595B

TWI787595B - 雷射加工裝置、雷射加工方法及誤差調整方法

Info

Publication number: TWI787595B
Application number: TW109109927A
Authority: TW
Inventors: 竹内昌裕
Original assignee: 日商三菱電機股份有限公司
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2022-12-21
Also published as: TW202037438A; WO2020202440A1; JPWO2020202440A1; JP6632781B1

Abstract

雷射加工裝置(100)係具備控制裝置(10)，且在要算出修正係數時，係重複進行使攝像機(7A)與加工平台(2A)連動從而測量四處以上的基準標記而算出修正係數的處理；其中，該控制裝置(10)係根據四處以上之基準標記的測量位置而算出加工平台(2A)的定位誤差及修正係數，且根據經修正係數所修正後之加工工件(3A)之對準標記的測量位置而算出驅動修正量，且一面使用驅動修正量而驅動檢流計掃描儀(5A)，一面控制加工工件(3A)的雷射加工。

Description

雷射加工裝置、雷射加工方法及誤差調整方法

本發明係關於一種進行載置於加工平台(table)上之加工工件之雷射加工的雷射加工裝置、雷射加工方法及誤差調整方法。

雷射加工裝置係藉由使載置有加工工件的加工平台移動，而對於加工工件上的各種位置進行雷射加工。由於在此雷射加工裝置中加工平台會有定位誤差，因此雷射加工裝置必須根據定位誤差而修正雷射光的照射位置。

專利文獻1所記載的雷射加工裝置，係藉由可通過檢流計掃描儀(galvano scanner)觀察加工對象面的攝像機，檢測形成於檢流計掃描儀上之玻璃尺(glass scale)之尺度標記(scale mark)的位置，且從尺度標記的位置與檢測結果，而求出用以修正檢流計掃描儀之驅動量的修正值。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開2008-264789號公報

[發明所欲解決之課題]

然而，在上述專利文獻1的技術中，由於檢流計掃描儀未與攝像機連動，因此會有只能夠在可藉由檢流計掃描儀的移動而拍攝加工對象之圖像的範圍內進行修正，對於較檢流計掃描區域更廣範圍之加工平台上的加工對象區域則無法進行修正的問題。

本發明係有鑑於上述問題而研創者，其目的在獲得一種可將較檢流計掃描區域更廣範圍之加工平台上的加工對象區域予以精確度良好地加工的雷射加工裝置。 [用以解決問題的手段]

為了解決上述的問題以達成目的，本發明的雷射加工裝置係具備：加工平台，係載置加工對象物；檢流鏡(galvano mirror)，係對於加工對象物照射雷射光進行掃描；及檢流計掃描儀，係驅動檢流鏡。本發明之雷射加工裝置係具備測量裝置，該測量裝置係於在矩形區域內已配置有四處以上之基準標記的基準板載置於加工平台上時測量四處以上的基準標記，而於加工對象物載置於加工平台上時則測量設於加工對象物之加工面上之對準標記(alignment mark)的位置。本發明之雷射加工裝置係具備控制裝置，該控制裝置係根據四處以上之基準標記的測量位置而算出加工平台的定位誤差及修正定位誤差的修正係數，且使用修正係數而修正對準標記的測量位置，而且根據所修正之對準標記的測量位置，算出用以修正定位誤差之檢流計掃描儀的驅動修正量，並且一面使用驅動修正量驅動檢流計掃描儀一面控制加工對象物的雷射加工。在本發明的雷射加工裝置中，在要算出修正係數之際，係重複進行使測量裝置與加工平台連動從而測量四處以上之基準標記的處理，而控制裝置係以涵蓋加工平台的整個區域之方式算出修正係數。 [發明之功效]

本發明的雷射加工裝置，係可達成將較檢流計掃描區域更廣範圍之加工平台上之加工對象區域予以精確度良好地加工的效果。

以下根據圖式詳細說明本發明之實施型態之雷射加工裝置、雷射加工方法、及誤差調整方法。另外，本發明不限定於此實施型態。

實施型態第1圖係顯示實施型態之雷射加工裝置之構成的圖。雷射加工裝置100係修正用以載置屬於加工對象物之加工工件3A、3B之加工平台2A、2B的定位誤差，同時對於加工工件3A、3B進行雷射開孔加工的裝置。藉由雷射加工裝置100所進行之加工平台2A、2B的位置修正，係對於使檢流計掃描儀5A、5B、及加工平台2A、2B連動以進行加工乙事具有功效。

雷射加工裝置100係將用以測量定位誤差的基準板載置於加工平台2A、2B上，以測量配置於基準板上之基準標記的位置。基準板係在載置於加工平台2A、2B的狀態下供測量基準標記之位置的板。雷射加工裝置100係根據基準標記之實際的位置、與基準標記之測量位置的差分，而算出加工平台2A、2B的定位誤差，且算出用以修正定位誤差的修正係數。基準標記之實際的位置，係基準標記之設計上的位置(設計值)，基準標記的測量位置，係在基準板被載置於加工平台2A、2B的狀態下所測量之基準標記的位置。

雷射加工裝置100係重複進行使攝像機7A、7B與加工平台2A、2B連動從而測量基準標記的處理，以涵蓋加工平台2A、2B的整個區域之方式而算出修正係數。修正係數係在要修正加工平台2A、2B的位置時所使用。雷射加工裝置100係藉由以修正係數來修正配置於加工平台2A、2B上之加工工件3A、3B之對準標記的位置，以修正加工平台2A、2B的位置。對準標記係在加工工件3A、3B被載置於加工平台2A、2B的狀態下供測量位置的標記，其在要修正加工工件3A、3B的位置時所使用。關於對準標記的詳細內容將於後陳述。

雷射加工裝置100係具備：加工機構20，係對於屬於被加工物的加工工件3A、3B進行雷射加工處理；及控制裝置10，係控制加工機構20。控制裝置10係依配置有基準標記的每一測量區域使用最小平方近似等而算出修正係數。控制裝置10係作成顯示修正係數與測量區域之對應關係的校準表(calibration table)。校準表係用以修正加工平台2A、2B之定位誤差的表。控制裝置10係在控制雷射加工時，根據校準表，依每一測量區域抽出修正係數，且將所抽出的修正係數應用於各測量區域而修正要照射雷射光1A、1B的位置。

加工機構20係將從雷射振盪器(未圖示)所輸出的雷射光(雷射光束)在光程上分離為雷射光1A、1B，而將加工平台2A、2B上的加工工件3A、3B予以同時進行雷射加工。

加工機構20係具備：第一加工部，係將雷射光1A照射至加工工件3A；及第二加工部，係將雷射光1B照射至加工工件3B。第一加工部係具有：檢流計掃描儀5A、檢流鏡4A、攝像機7A、fθ透鏡6A、及加工平台2A；第二加工部係具有：檢流計掃描儀5B、檢流鏡4B、攝像機7B、fθ透鏡6B、及加工平台2B。

此外，加工機構20係具備驅動加工平台2A、2B的驅動平台21。加工平台2A、2B係可移動於水平面之XY平面內的XY加工平台。加工平台2A、2B係藉由分別朝X軸方向及Y軸方向移動，而使加工工件3A、3B在XY平面內移動，藉此調節雷射光1A、1B照射至加工工件3A、3B上的位置。

加工平台2A係藉由吸附加工工件3A而將加工工件3A固定於加工平台2A上，加工平台2B係藉由吸附加工工件3B而將加工工件3B固定於加工平台2B上。如此，加工機構20係構成為在驅動平台21上安裝有二個加工平台2A、2B，而可同時地將二個加工工件3A、3B進行加工。

加工平台2A、2B雖均載置於驅動平台21上，但加工平台2A之定位誤差與加工平台2B之定位誤差的誤差量有所不同。因此，控制裝置10係分別算出對於加工平台2A的修正係數、及對於加工平台2B的修正係數。

另外，加工機構20係可為無須將雷射光分離，而以一束雷射光將一個加工工件進行雷射加工的加工機構。亦即，加工機構20係可為具有第一加工部及第二加工部之一方的加工機構。第一加工部與第二加工部係以相同的構成執行相同的動作，因此以下針對第一加工部的構成及動作進行說明。

檢流計掃描儀5A係將雷射光1A的照射位置高速地定位於加工工件3A上的加工目標位置。檢流計掃描儀5A係具備：檢流鏡4A；驅動檢流鏡4A的伺服馬達(servo motor)(未圖示)；及進行伺服馬達之驅動控制的驅動控制裝置(未圖示)。在檢流計掃描儀5A中，係由驅動控制裝置驅動檢流鏡4A，且由檢流鏡4A藉由來自雷射振盪器的雷射光1A來掃描加工工件3A。

在檢流計掃描儀5A中，係由驅動控制裝置使例如檢流鏡4A在特定之振盪角的範圍內旋轉。檢流計掃描儀5A係從控制裝置10接受指令，而使雷射光1A的照射位置移動，以使雷射光1A照射至掃描區域內之目標的加工位置。如此，在檢流計掃描儀5A中，係由驅動控制裝置驅動檢流鏡4A，以使雷射光1A照射至加工工件3A之加工面內之各個掃描區域內的特定位置。掃描區域係藉由檢流鏡4A進行掃描的區域。掃描區域係對應於檢流計掃描儀5A之可驅動的區域。檢流計掃描儀5A係重複進行在雷射光1A照射之後，使雷射光1A的照射位置移動至下一個目標位置並停止的動作。

第一加工部係具有：二個檢流計掃描儀5A；及二個檢流鏡4A。在第一加工部中，係藉由使一方之檢流計掃描儀5A的檢流鏡4A旋轉，而使雷射光1A對於加工工件3A的照射位置朝X軸方向移動。此外，在第一加工部中，係藉由使另一方之檢流計掃描儀5A的檢流鏡4A旋轉，而使雷射光1A對於加工工件3A的照射位置朝Y軸方向移動。一方之檢流鏡4A所反射的雷射光1A，係被傳送至另一方的檢流鏡4A，且被另一方的檢流鏡4A所反射。另一方之檢流鏡4A所反射的雷射光1A，係被照射至加工工件3A。

fθ透鏡6A係使雷射光1A聚光於被載置於加工平台2A的加工工件3A上。屬於測量裝置的攝像機7A，係觀察加工平台2A的表面上，且測量各種標記的位置。攝像機7A係在要算出修正係數之際，檢測已配置於加工平台2A上之基準板之基準標記的位置(座標)。攝像機7A係當加工工件3A已被載置於加工平台2A上時，檢測已配置於加工工件3A之對準標記的位置(座標)。

對準標記係用以修正加工工件3A之位置的標記。被載置於加工平台2A的加工工件3A，會有因為翹曲、伸縮等而產生了位置偏移的情形。雷射加工裝置100係檢測對準標記的位置，且根據對準標記的位置及修正係數，而修正加工工件3A內的座標。

攝像機7A係將屬於基準標記之檢測結果之基準標記的位置、及屬於對準標記之檢測結果之對準標記的位置傳送至控制裝置10。

在雷射加工裝置100中，係由來自雷射振盪器的雷射光1A，通過依每一軸安裝的檢流鏡4A、及fθ透鏡6A而照射至加工工件3A的掃描區域內。

由於加工工件3A的面積相對於掃描區域的面積較大，因此雷射加工裝置100係使加工平台2A從掃描區域移動至下一個掃描區域，且藉由檢流計掃描儀5A使掃描區域內之雷射光1A的照射位置移動。亦即，雷射加工裝置100係藉由加工平台2A使雷射光1A的照射位置在掃描區域間移動，且藉由檢流計掃描儀5A使雷射光1A的照射位置在掃描區域內移動。雷射加工裝置100係藉由在各掃描區域照射雷射光1A，而將加工工件3A的整個加工區域進行雷射加工。亦即，雷射加工裝置100係形成為重複進行使加工平台2A移動至各掃描區域的處理、及在各掃描區域照射雷射光1A的處理，而將加工工件3A之所有區域進行加工的構成。

控制裝置10係控制加工機構20的電腦。控制裝置10係控制加工平台2A、雷射振盪器、檢流計掃描儀5A、5B等的驅動。實施型態之控制裝置10，係根據從加工機構20所傳送的資訊而算出校準表，且使用校準表而修正加工平台2A的定位誤差。控制裝置10係使用儲存於校準表中的修正係數而修正加工工件3A的位置，且根據所修正的位置而修正檢流計掃描儀5A的驅動量。控制裝置10係藉由修正檢流計掃描儀5A的驅動量而修正檢流鏡4A的位置，藉此修正雷射光1A的照射位置。

在此說明控制裝置10的構成。第2圖係顯示實施型態之雷射加工裝置所具備之控制裝置之構成的圖。控制裝置10係具備：輸入部11、修正係數算出部12、記憶部13、修正量算出部14、及控制部15。

輸入部11係接受從加工機構20之攝像機7A傳送而來之基準標記的位置而輸入於控制部15。以下，將從攝像機7A傳送而來之基準標記的位置稱為測量位置。輸入部11係接受從加工機構20之攝像機7A傳送而來之對準標記的位置而輸入於修正量算出部14。

修正係數算出部12係從記憶部13讀取顯示已配置於基準板之各測量區域中之基準標記之實際的位置與測量區域之對應關係的資訊。此外，修正係數算出部12係從記憶部13讀取顯示基準標記之測量位置與測量區域之對應關係的資訊。

基準板之測量區域的位置，係對應於加工平台2A的位置。基準標記之實際的位置係設計值。以下，將基準標記之實際的位置稱為實際位置，且將顯示實際位置與測量區域之對應關係的資訊稱為實際位置資訊。此外，將顯示測量位置與測量區域之對應關係的資訊稱為測量位置資訊。

修正係數算出部12係根據實際位置資訊及測量位置資訊，而算出實際位置與測量位置的差分。修正係數算出部12係根據實際位置與測量位置的差分，而算出用以修正測量區域之位置的修正係數。修正係數算出部12係依每一測量區域而算出修正係數，且將顯示修正係數與測量區域之對應關係的資訊傳送至記憶部13。以下，將顯示修正係數與測量區域之對應關係的資訊稱為修正係數資訊。

記憶部13係記憶有實際位置資訊。此外，記憶部13係記憶從控制部15傳送而來的測量位置資訊。此外，記憶部13係記憶從修正係數算出部12傳送而來的修正係數資訊。

修正量算出部14係從記憶部13讀取修正係數資訊。修正量算出部14係使用修正係數資訊而修正對準標記的位置(座標)。具體而言，修正量算出部14係特定對應對準標記之位置的測量區域，且從修正係數資訊抽出經特定後之測量區域所對應的修正係數。修正量算出部14係使用所抽出的修正係數而修正對準標記的位置。使用修正係數所修正之對準標記的位置，即為經考慮過加工平台2A的位置誤差及加工工件3A之位置偏移等的正確的對準標記的位置。因此，修正量算出部14係根據所修正之對準標記的位置，而算出顯示加工平台2A之位置與用以修正檢流計掃描儀5A之驅動量之驅動修正量(以下稱為電流修正量)之對應關係的算式。此算式係藉由代入加工平台2A上的X座標及Y座標，而可求出加工平台2A上之座標所對應之電流修正量的算式。加工平台2A的座標(X座標及Y座標)係檢流計掃描儀5A所進行之掃描區域的中心座標。

修正量算出部14係根據經由加工程式所規定之加工平台2A的位置，而算出與此位置對應的電流修正量。修正量算出部14係將所算出的電流修正量傳送至控制部15。

控制部15係控制加工機構20。控制部15係將驅動指示傳送至檢流計掃描儀5A、加工平台2A等。控制部15係在修正係數資訊被算出時使加工平台2A移動，藉此使攝像機7A的攝像位置移動至已配置於測量區域之基準標記的位置。攝像機7A的攝像位置，係掃描區域的中心位置。控制部15係產生經將攝像機7A之攝像位置所對應的測量區域、與從輸入部11傳送而來的實際位置建立對應關係後的測量位置資訊。從輸入部11傳送而來的實際位置，係在攝像機7A之攝像位置所對應之測量區域所測量到的實際位置。控制部15係將測量位置資訊傳送至記憶部13。

此外，控制部15係在要驅動檢流計掃描儀5A時依屬於加工平台2A之位置的每一平台位置，使用電流修正量而修正檢流計掃描儀5A的驅動量。控制部15係將經修正檢流計掃描儀5A之驅動量後的驅動指示傳送至加工機構20。藉此，檢流鏡4A的振盪角即被修正，因此雷射光1A的照射位置被修正。

如此，實施型態之控制裝置10，係使用基準標記的測量位置而算出用以修正加工平台2A之定位誤差的電流修正量，且使用電流修正量而驅動檢流計掃描儀5A。

接著說明雷射加工裝置100所進行之修正係數的算出處理程序。第3圖係顯示實施型態之雷射加工裝置所進行之修正係數之算出處理程序的流程圖。第4圖係用以說明在實施型態之雷射加工裝置中所使用之基準板之測量區域的圖。第5圖係用以說明實施型態之雷射加工裝置所測量之基準標記的圖。

雷射加工裝置100係在要算出修正係數之際，在設加工平台2A之位置修正為無效的狀態下測量基準標記M的位置，且根據所測量的位置而算出修正係數。此係由於若設位置修正為有效時，即無法測量出基準標記M的位置偏移之故。因此，雷射加工裝置100的控制裝置10，係當加工平台2A的位置修正已為有效的情形下，要設加工平台2A的位置修正為無效(步驟S1)。亦即，雷射加工裝置100係當修正檢流計掃描儀5A之驅動量的設定為有效的情形下，要設修正檢流計掃描儀5A之驅動量的設定為無效。

加工平台2A係供載置成為用以作成校準表之基準的基準板8。基準板8係具有等間隔地列印於基準板8之上面的複數個基準標記M。基準標記M係呈格子狀地配置於可將加工平台2A之整面覆蓋的區域上。另外，基準標記M亦可藉由列印以外的方法而配置於基準板8的上面。此外，基準標記M亦可以格子狀以外的形狀來配置。基準板8係基準標記M之配置精確度良好的石英玻璃板等。在雷射加工裝置100中，係將基準板8設為加工平台2A的主尺度(master scale)，亦即基準尺度。

如第4圖所示，在基準板8中，係全面地設有測量區域30n、測量區域30(n+1)的複數個測量區域。在此之n係自然數。設定於基準板8的各測量區域，係具有相同的形狀及大小，因此以下將就測量區域30n進行說明。測量區域30n係矩形區域，四個頂點各自配置有基準標記M。在第5圖中，係以基準標記P1至P4圖示測量區域30n中的四個基準標記M。基準板8上的測量區域中，區域數愈多，亦即各測量區域愈狹窄，就愈可進行正確的位置偏移修正。

基準板8係例如使用X軸方向為800mm、Y軸方向為600mm的板狀構件而形成。此外，檢流計掃描儀5A之可操作區域所對應之掃描區域之例，係30mm×30mm。

在基準板8中，係由彼此鄰接的測量區域共有二個基準標記M(屬於二個基準標記M間之線段區域的一個邊)。例如，鄰接於測量區域30n的測量區域30(n+1)、與測量區域30n，係共有二個基準標記M。具體而言，基準標記P3、P4係配置於測量區域30n之右邊的基準標記，而且為配置於測量區域30(n+1)之左邊的基準標記。同樣地，測量區域30n的下邊，係被其他測量區域所共有。如此，由鄰接的測量區域共有一個邊，藉此在基準板8中，呈格子狀地設定有測量區域。

雷射加工裝置100係以直至m=1至4為止之方式重複進行：使攝像機7A的攝像位置移動至測量區域30n之基準標記Pm上的處理、測量基準標記Pm之位置的處理、及保存測量資料的處理。具體而言，控制部15係使加工平台2A移動至攝像機7A的攝像位置會成為測量區域30n之基準標記P1上的平台位置。攝像機7A的攝像位置，係攝像機7A所拍攝之基準板8上的位置。亦即，雷射加工裝置100係藉由使載置有基準板8的加工平台2A在平行於加工平台2A之平台面的面內移動，而使攝像機7A的攝像位置移動至測量區域30n的基準標記P1上(步驟S2)。

雷射加工裝置100係藉由攝像機7A來測量基準標記P1的位置(步驟S3)。在第5圖中，係以測量位置Q1圖示了屬於基準標記P1之測量結果的測量位置。雷射加工裝置100係將測量位置Q1傳送至控制裝置10。藉此，雷射加工裝置100係保存測量資訊(步驟S4)。具體而言，雷射加工裝置100係將測量區域30n、與基準標記P1的測量位置Q1建立對應關係後藉由記憶部13予以保存。

雷射加工裝置100係判定是否已從基準標記P1至基準標記P4都測量了位置(步驟S5)。當還未測量位置至基準標記P4時(步驟S5：No(否))，雷射加工裝置100係重複步驟S2至步驟S5的處理。亦即，雷射加工裝置100係重複步驟S2至步驟S5的處理直到測量基準標記P4的位置為止(直到m=4為止)。

亦即，雷射加工裝置100係使加工平台2A移動至基準標記P2的位置(步驟S2)，且測量基準標記P2的位置(步驟S3)，及將測量區域30n與屬於基準標記P2之測量結果的測量位置Q2建立對應關係後藉由記憶部13予以保存(步驟S4)。

同樣地，雷射加工裝置100係使加工平台2A移動至基準標記P3的位置(步驟S2)，且測量基準標記P3的位置(步驟S3)，及將測量區域30n與屬於基準標記P3之測量結果的測量位置Q3建立對應關係後藉由記憶部13予以保存(步驟S4)。

同樣地，雷射加工裝置100係使加工平台2A移動至基準標記P4的位置(步驟S2)，且測量基準標記P4的位置(步驟S3)，及將測量區域30n與屬於基準標記P4之測量結果的測量位置Q4建立對應關係後藉由記憶部13予以保存(步驟S4)。如此，加工平台2A係藉由移動使基準標記依序移動至要藉由攝像機7A進行的測量位置。測量區域30n與測量位置Q1至Q4經建立對應關係後的資訊即為測量位置資訊。

當測量位置至基準標記P4時(步驟S5：Yes(是))，修正係數算出部12係從記憶部13讀取實際位置資訊及測量位置資訊，且根據實際位置偏移及測量位置資訊，而算出實際位置與測量位置的差分。修正係數算出部12係根據實際位置與測量位置的差分，而算出每一測量區域的修正係數，且藉由記憶部13予以保存(步驟S6)。此時，修正係數算出部12係使用基準標記P1至P4的四個實際位置、與屬於測量位置的四個測量位置Q1至Q4，藉由最小平方近似來算出修正係數。具體而言，修正係數算出部12係將最小平方近似應用於四個實際位置與四個測量位置Q1至Q4的差分而算出修正係數。此外，修正係數算出部12亦可除算出修正係數外，還藉由進行平行四邊形修正或梯形修正，以算出對於測量區域30n內之平台位置的修正係數。

另外，攝像機7A不限定於在測量區域30n內測量四處之基準標記P1至P4之位置的情形，亦可在五處以上測量基準標記的位置。亦即，在測量區域30n內，可配置有四處以上(至少四處)的基準標記。此時，攝像機7A係測量測量區域30n內之四處以上的基準標記，修正係數算出部12係使用四處以上之基準標記的測量位置資訊而算出修正係數。在此，之所以設定為測量四處以上之基準標記的位置，係因為若得知四處以上之基準標記的位置，就可容易且正確地算出X軸方向及Y軸方向的修正係數之故。

控制部15係判定是否已對於所有的測量區域算出了修正係數(步驟S7)。當有未算出修正係數的測量區域時(步驟S7：No)，雷射加工裝置100係依據來自控制部15的指示，對於未算出修正係數的測量區域，執行步驟S2至步驟S6的處理。雷射加工裝置100係對於各測量區域執行步驟S2至步驟S6的處理，直到對於所有的測量區域算出修正係數為止。當已再無未算出修正係數的測量區域時(步驟S7：Yes)，雷射加工裝置100結束修正係數的算出處理。

修正係數算出部12係使用對於所算出之所有測量區域的修正係數，而作成顯示修正係數與測量區域之對應關係的校準表。修正係數算出部12係在藉由平行四邊形修正或梯形修正而算出在各測量區域內的修正係數的情形下，對於測量區域30n內之基準標記間的平台位置亦能夠以高的精確度作成校準表。

第6圖係用以說明實施型態之雷射加工裝置所取得之基準標記之實際位置與測量位置之關係的圖。在第6圖中，係顯示了配置於基準板8之基準標記M的實際位置AP、與測量位置MQ的對應關係。另外，在第6圖中，係將實際位置AP與測量位置MQ的差分放大1000倍進行圖示。實際位置AP係配置於基準板8的整面，雷射加工裝置100係對於各實際位置AP進行測量位置MQ的測量。重疊於實際位置AP上的測量位置MQ，即為對應實際位置AP的測量位置MQ。另外，當以位於基準板8之全區域中之左上位置的基準點BP為基準將基準板8固定於加工平台2A時，愈遠離基準點BP的位置，基準位置與實際位置之間的差分(誤差)就愈大。

雷射加工裝置100係在算出修正係數資訊之後算出電流修正量，且使用電流修正量而執行加工工件3A的雷射加工。在此，說明雷射加工裝置100所進行之電流修正量的算出處理程序。

第7圖係顯示實施型態之雷射加工裝置所進行之電流修正量之算出處理程序的流程圖。雷射加工裝置100係在基準板8從加工平台2A拆下，加工工件3A被載置於加工平台2A的狀態下，開始加工工件3A的加工。

雷射加工裝置100係設加工平台2A的位置修正為有效(步驟S11)。雷射加工裝置100係使攝像機7A的攝像位置移動至加工工件3A之對準標記的位置(步驟S12)。亦即，雷射加工裝置100係藉由使加工平台2A移動而使攝像機7A的攝像位置移動至對應對準標記的平台位置。攝像機7A係測量對準標記的位置(步驟S13)。

第8圖係用以說明實施型態之雷射加工裝置所使用之對準標記的圖。在第8圖中，係顯示了從上面側觀看被載置於加工平台2A之加工工件3A時的加工工件3A。在加工工件3A之四個頂點的位置或頂點的位置附近，係分別配置有對準標記9。

攝像機7A係將屬於對準標記9之測量結果之對準標記9的位置傳送至控制裝置10。控制裝置10的修正量算出部14，係根據對準標記9的位置及修正係數資訊而算出對準修正量，且應用於對準標記9之位置的修正(步驟S14)。對準修正量係用以修正對準標記9之位置的修正量。

控制部15係判定是否已對於所有對準標記9算出了對準修正量(步驟S15)。當有未算出對準修正量的對準標記9時(步驟S15：No)，雷射加工裝置100係依據來自控制部15的指示，對於未算出對準修正量的對準標記9，執行步驟S12至步驟S14的處理。雷射加工裝置100係對於各測量區域執行步驟S12至步驟S14的處理，直至對於所有的對準標記9算出對準修正量為止。當已再無未算出對準修正量的對準標記9時(步驟S15：Yes)，修正量算出部14即根據所算出的複數個對準修正量，而算出各平台位置之雷射加工時的電流修正量(步驟S16)。

如此，控制裝置10係根據基準標記的測量位置MQ而算出各測量區域中之加工平台2A的定位誤差，且根據定位誤差而算出要修正定位誤差的修正係數，及使用修正係數而修正對準標記9的位置，且根據所修正之對準標記9的位置而算出電流修正量。

修正量算出部14係依每一平台位置而算出電流修正量，控制部15係依每一平台位置使用電流修正量而修正檢流計掃描儀5A的驅動量，同時執行雷射加工。藉此，由於檢流鏡4A的振盪角依每一平台位置被修正，因此雷射光1A的照射位置依每一平台位置被修正。此雷射光1A之照射位置的修正，係對應於加工平台2A之定位誤差的修正，因此雷射加工裝置100係可在依每一平台位置修正加工平台2A之定位誤差後的狀態下，執行加工工件3A的雷射加工。

依據本實施型態，加工平台2A的定位精確度，從13.33μm被改善為6.46μm。亦即，相對於未修正加工平台2A之定位誤差的情形的定位誤差為13.33μm，雷射加工裝置100使用基準板8而修正加工平台2A之定位誤差的情形的定位誤差已成為6.46μm。

此外，依據本實施型態，加工平台2B的定位精確度，從11.65μm被改善為7.62μm。亦即，相對於未修正加工平台2B之定位誤差的情形的定位誤差為11.65μm，雷射加工裝置100使用基準板8而修正加工平台2B之定位誤差的情形的定位誤差已成為7.62μm。

在加工平台2A中，存在有取決於加工平台2A本身之加工精確度的垂直度或平直度。因此，在使加工平台2A移動之際，不僅會產生每一移動軸的一維偏移，還會產生二維偏移(旋轉偏移)。在本實施型態中，係由於對於測量區域30n，使用基準標記P1至P4的四個實際位置、及四個測量位置Q1至Q4，藉由最小平方近似而算出修正係數，因此可修正加工平台2A之移動的二維偏移。

此外，在本實施型態中，由於在不驅動檢流計掃描儀5A下使加工平台2A移動，而作成了用以修正加工平台2A之定位誤差的校準表。因此，能夠藉由表的一次作成即獲得可使基準標記M之實際位置AP中之加工平台2A的定位誤差接近零的修正係數。因此，可削減校準表的作成時間，並且可提升定位誤差的修正精確度，因此可效率良好地實現高精確度的雷射加工。

此外，由於藉由進行平行四邊形修正或梯形修正，對於測量區域30n內的平台位置亦可獲得修正係數，因此對於基準標記M間亦可以高精確度修正加工平台2A的定位誤差。

在此說明控制裝置10的硬體構成。第9圖係顯示實施型態之控制裝置之硬體構成例的圖。控制裝置10係可藉由第9圖所示的處理器(processor)301、記憶體302、及介面(interface)電路303來實現。處理器301、記憶體302、及介面電路303係可藉由匯流排(bus)而彼此進行資料的傳送接收。處理器301之例係CPU(Central　Processing　Unit，亦稱中央處理裝置、處理裝置、演算裝置、微處理器(micro processor)、微電腦(micro computer)、處理器、DSP(Digital　Signal　Processor，數位處理器))或系統LSI(Large　Scale　Integration，大型積體電路)。記憶體302之例係RAM(Random　Access　Memory，隨機存取記憶體)或ROM(Read　Only　Memory，唯讀記憶體)。

控制裝置10係藉由由處理器301讀取並執行記憶體302中所記憶之用以執行控制裝置10之動作的程式來實現。此外，此程式亦可稱為是使電腦執行控制裝置10的程序或方法者。記憶體302亦被使用於由處理器301執行各種處理時的暫時記憶體。

處理器301所執行的程式，亦可為具有可由電腦所執行之包含用以進行資料處理之複數個命令之可由電腦讀取而且為非暫態(non-transitory)記錄媒體的電腦程式產品。處理器301所執行的程式，係使電腦執行由複數個命令進行資料處理。

此外，亦可藉由專用的硬體來實現控制裝置10。此外，關於控制裝置10的功能，可設為一部份藉由專用的硬體來實現，一部份藉由軟體或韌體(firmware)來實現。

另外，在本實施型態中，雖已說明了加工機構20將雷射光分離為二個雷射光1A、1B，且藉由二個加工平台2A、2B同時地進行二個加工工件3A、3B之雷射加工的情形，但加工機構20的構成不限定於此構成。加工機構20亦可為藉由一個加工平台將複數個加工工件進行加工的構成，亦可為將複數個加工平台安裝於複數個驅動系統而將複數個加工工件進行加工的構成。

如此，依據實施型態，由於根據四處以上之基準標記的測量位置而算出加工平台2A的定位誤差，且重複進行使攝像機7A與加工平台2A連動從而測量基準標記的處理，且以涵蓋加工平台2A的整個區域之方式而算出定位誤差，因此可對於檢流計掃描儀5A所可對應的範圍(可藉由檢流計掃描儀5A的移動而拍攝加工對象之圖像的範圍)，亦即較檢流計掃描區域更大的加工對象區域，算出對於定位誤差的電流修正量。因此，可將較檢流計掃描儀5A可對應的範圍更大的加工對象區域予以精確度良好地加工。此外，由於根據四處以上之基準標記M的測量位置MQ而算出加工平台2A的定位誤差，且根據定位誤差而算出電流修正量，因此可在短時間內算出對應於加工平台2A之定位誤差之精確度高的電流修正量。因此，可在短時間內實現精確度高的加工。

以上實施型態所示的構成，係顯示本發明之內容的一例，亦可與其他公知的技術組合，在不脫離本發明之要旨的範圍內，亦可省略、變更構成的一部分。

1A、1B:雷射光 2A、2B:加工平台 3A、3B:加工工件 4A、4B:檢流鏡 5A、5B:檢流計掃描儀 6A、6B:fθ透鏡 7A、7B:攝像機 8:基準板 9:對準標記 10:控制裝置 11:輸入部 12:修正係數算出部 13:記憶部 14:修正量算出部 15:控制部 20:加工機構 21:驅動平台 30n、30(n+1):測量區域 100:雷射加工裝置 301:處理器 302:記憶體 303:介面電路 AP:實際位置 BP:基準點 M、P1至P4:基準標記 MQ、Q1至Q4:測量位置

第1圖係顯示實施型態之雷射加工裝置之構成的圖。第2圖係顯示實施型態之雷射加工裝置所具備之控制裝置之構成的圖。第3圖係顯示藉由實施型態之雷射加工裝置所進行之修正係數之算出處理程序的流程圖。第4圖係用以說明在實施型態之雷射加工裝置中所使用之基準板之測量區域的圖。第5圖係用以說明實施型態之雷射加工裝置所測量之基準標記的圖。第6圖係用以說明實施型態之雷射加工裝置所取得之基準標記之實際位置與測量位置之關係的圖。第7圖係顯示藉由實施型態之雷射加工裝置所進行之電流修正量之算出處理程序的流程圖。第8圖係用以說明實施型態之雷射加工裝置所使用之對準標記的圖。第9圖係顯示實施型態之控制裝置之硬體構成例的圖。

10:控制裝置

11:輸入部

12:修正係數算出部

13:記憶部

14:修正量算出部

15:控制部

20:加工機構

Claims

一種雷射加工裝置，係具備：加工平台，係載置加工對象物；檢流鏡，係對於前述加工對象物照射雷射光而進行掃描；檢流計掃描儀，係驅動前述檢流鏡；測量裝置，係於在矩形區域內配置有四處以上之基準標記的基準板載置於前述加工平台上時測量前述四處以上的基準標記，而於前述加工對象物載置於前述加工平台上時則測量設於前述加工對象物之加工面上之對準標記的位置；及控制裝置，係根據前述四處以上之基準標記的測量位置而算出前述加工平台的定位誤差及修正前述定位誤差的修正係數，且使用前述修正係數而修正前述對準標記的測量位置，而且根據所修正之前述對準標記的測量位置，算出用以修正前述定位誤差之前述檢流計掃描儀的驅動修正量，並且一面使用前述驅動修正量驅動前述檢流計掃描儀一面控制前述加工對象物的雷射加工；於前述基準板，複數個前述基準標記係於能夠覆蓋前述加工平台的整面之區域，以等間隔配置成格子狀；前述矩形區域係於前述基準板的全面設有複數個；在要算出前述修正係數時係重複進行使前述測量裝置與前述加工平台連動從而測量前述四處以上之基準標記的處理，且由前述控制裝置以涵蓋前述加工平台的整個區域之方式算出前述修正係數。
如申請專利範圍第1項所述之雷射加工裝置，其中，前述控制裝置係使用前述定位誤差中之前述對準標記之位置所對應之矩形區域的定位誤差而算出前述驅動修正量。
如申請專利範圍第1項或第2項所述之雷射加工裝置，其中，前述控制裝置係將最小平方近似應用於前述基準標記之實際位置與前述測量位置的差分，而算出前述矩形區域的前述定位誤差。
如申請專利範圍第3項所述之雷射加工裝置，其中，前述控制裝置係藉由平行四邊形修正或梯形修正，而算出前述矩形區域內的定位誤差。
如申請專利範圍第1項所述之雷射加工裝置，其中，前述矩形區域係與相鄰的矩形區域鄰接且共有所鄰接的邊。
一種雷射加工方法，係包含下列步驟：載置步驟，係對於雷射加工裝置，將在矩形區域內配置有四處以上之基準標記的基準板載置於加工平台上的步驟，該雷射加工裝置係具備有：前述加工平台，係載置加工對象物；檢流鏡，係對於前述加工對象物照射雷射光而進行掃描；檢流計掃描儀，係驅動前述檢流鏡；測量裝置，係觀察前述加工平台的面上；及控制裝置，係控制前述加工對象物的雷射加工；第一測量步驟，係由前述測量裝置測量前述四處以上的基準標記；第一算出步驟，係由前述控制裝置根據前述四處以上之前述基準標記的測量位置，而算出前述加工平台的定位誤差及要修正前述定位誤差的修正係數；第二測量步驟，係在前述加工對象物被載置於前述加工平台的狀態下，由前述測量裝置測量被設於前述加工對象物之加工面上之對準標記的位置；修正步驟，係由前述控制裝置使用前述修正係數而修正前述對準標記的測量位置；第二算出步驟，係由前述控制裝置根據所修正之前述對準標記的測量位置，而算出用以修正前述定位誤差之前述檢流計掃描儀的驅動修正量；及控制步驟，係由前述控制裝置一面使用前述驅動修正量而驅動前述檢流計掃描儀，一面控制前述加工對象物的雷射加工；於前述基準板，複數個前述基準標記係於能夠覆蓋前述加工平台的整面之區域，以等間隔配置成格子狀；前述矩形區域係於前述基準板的全面設有複數個；在要算出前述修正係數時係重複進行使前述測量裝置與前述加工平台連動從而測量前述基準標記的處理，且由前述控制裝置以涵蓋前述加工平台的整個區域之方式算出前述修正係數。
一種誤差調整方法，係包含下列步驟：載置步驟，係對於雷射加工裝置，將在矩形區域內配置有四處以上之基準標記的基準板載置於加工平台上的步驟，該雷射加工裝置係具備有：前述加工平台，係載置加工對象物；檢流鏡，係對於前述加工對象物照射雷射光而進行掃描；檢流計掃描儀，係驅動前述檢流鏡；測量裝置，係觀察前述加工平台的面上；及控制裝置，係控制前述加工對象物的雷射加工；第一測量步驟，係由前述測量裝置測量前述四處以上的基準標記；第一算出步驟，係由前述控制裝置根據前述四處以上之前述基準標記的測量位置，而算出前述加工平台的定位誤差及要修正前述定位誤差的修正係數；第二測量步驟，係在前述加工對象物被載置於前述加工平台的狀態下，由前述測量裝置測量被設於前述加工對象物之加工面上之對準標記的位置；修正步驟，係由前述控制裝置使用前述修正係數而修正前述對準標記的測量位置；第二算出步驟，係由前述控制裝置根據所修正之前述對準標記的測量位置，而算出用以修正前述定位誤差之前述檢流計掃描儀的驅動修正量；及控制步驟，係由前述控制裝置一面使用前述驅動修正量而驅動前述檢流計掃描儀，一面控制前述加工對象物的雷射加工；於前述基準板，複數個前述基準標記係於能夠覆蓋前述加工平台的整面之區域，以等間隔配置成格子狀；前述矩形區域係於前述基準板的全面設有複數個；在要算出前述修正係數時係重複進行使前述測量裝置與前述加工平台連動從而測量前述基準標記的處理，且由前述控制裝置以涵蓋前述加工平台的整個區域之方式算出前述修正係數；前述控制裝置係在控制前述加工對象物之雷射加工時，以前述修正係數修正前述定位誤差。