凹凸检测装置的制造方法_2

文档序号:9255321阅读:来源:国知局
块32沿着导轨31、31在X轴方向上移动。
[0035] 本实施方式的激光加工设备1具有用于检测上述卡盘台36的X轴方向位置的X 轴方向位置检测构件374。X轴方向位置检测构件374构成为具有沿着导轨31配设的线 位移传感器374a、以及配设于第1滑动块32上且与第1滑动块32 -起沿着线位移传感器 374a移动的读取头374b。该X轴方向位置检测构件374的读取头374b在本实施方式中将 每1 μπι为1脉冲的脉冲信号发送给后述的控制构件。而后述的控制构件对所输入的脉冲 信号计数,从而检测卡盘台36的X轴方向位置。另外,作为上述X轴移动构件37的驱动源 而使用脉冲电动机372的情况下,对向脉冲电动机372输出驱动信号的后述的控制构件的 驱动脉冲进行计数,从而还能够检测卡盘台36的X轴方向位置。此外,作为上述X轴移动 构件37的驱动源而使用伺服电动机的情况下,将由检测伺服电动机的转速的旋转编码器 输出的脉冲信号发送给后述的控制构件,对控制构件输入的脉冲信号进行计数,从而还能 够检测卡盘台36的X轴方向位置。
[0036] 在上述第2滑动块33的下表面设有与设置于上述第1滑动块32的上表面的一对 导轨322、322嵌合的一对被导向槽331、331,将该被导向槽331、331嵌合于一对导轨322、 322中,从而构成为能够在与X轴方向正交的箭头Y所示的Y轴方向上移动。本实施方式的 被加工物保持机构3具有Y轴移动构件38,该Y轴移动构件38用于使第2滑动块33沿着 设置于第1滑动块32上的一对导轨322、322在Y轴方向上移动。Y轴移动构件38具有平 行配设于上述一对导轨322与322之间的外螺纹杆381、以及用于旋转驱动该外螺纹杆381 的脉冲电动机382等的驱动源。外螺纹杆381的一端以自由旋转的方式支撑于在上述第1 滑动块32的上表面固定的轴承块383上,其另一端与上述脉冲电动机382的输出轴传动连 结。另外,外螺纹杆381螺合于贯通内螺纹孔中,该贯通内螺纹孔形成于在第2滑动块33 的中央部下表面突出设置的未图示的内螺纹块上。因此,通过脉冲电动机382正转和反转 驱动外螺纹杆381,从而第2滑动块33沿着导轨322、322在Y轴方向上移动。
[0037] 本实施方式的激光加工设备1具有用于检测上述第2滑动块33的Y轴方向位置 的Y轴方向位置检测构件384。Y轴方向位置检测构件384构成为具有沿着导轨322配设 的线位移传感器384a、以及配设于第2滑动块33且与第2滑动块33 -起沿着线位移传感 器384a移动的读取头384b。该Y轴方向位置检测构件384的读取头384b在图示的实施方 式中将每I ym为1脉冲的脉冲信号发送给后述的控制构件。而后述的控制构件对所输入 的脉冲信号进行计数,从而检测卡盘台36的Y轴方向位置。另外,作为上述Y轴移动构件 38的驱动源而使用脉冲电动机382的情况下,对向脉冲电动机382输出驱动信号的后述的 控制构件的驱动脉冲进行计数,从而还能够检测卡盘台36的Y轴方向位置。此外,作为上 述Y轴移动构件38的驱动源使用伺服电动机的情况下,将由检测伺服电动机的转速的旋转 编码器输出的脉冲信号发送给后述的控制构件,对控制构件输入的脉冲信号进行计数,从 而还能够检测卡盘台36的Y轴方向位置。
[0038] 上述激光光线照射单元4具有配设于上述静止基座2上的支撑部件41、被该支撑 部件41支撑且实际水平延伸的机体壳体42、配设于该机体壳体42上的激光光线照射单元 5、以及检测待激光加工的加工区域的摄像构件6。激光光线照射单元5具有:脉冲激光光 线振荡构件,其配设于机体壳体42内且具有未图示的脉冲激光光线振荡器和重复频率设 定构件;以及加工头51,其会聚由该脉冲激光光线振荡构件振荡出的脉冲激光光线并对保 持于卡盘台36上的被加工物进行照射。
[0039] 上述摄像构件6在X轴方向的同一条线上与加工头51隔开规定的距离配设于机 体壳体42上。该摄像构件6构成为具有通过可见光摄像的通常的摄像元件(CCD),此外还具 有对被加工物照射红外线的红外线照明单元、捕捉通过该红外线照明单元照射的红外线的 光学系统、以及输出对应于被该光学系统捕捉的红外线的电信号的摄像元件(红外线CCD) 等,将摄像得到的图像信号发送给后述的控制构件。
[0040] 在本实施方式的激光加工设备1上配设有凹凸检测装置7,该凹凸检测装置7用 于检测对保持于卡盘台36上的被加工物实施加工的加工状态。凹凸检测装置7以能够在 Z轴方向上移动的方式被配设于机体壳体42上的Z轴移动构件9所支撑。如图2所示,凹 凸检测装置7具有检测光照射构件70,其构成为具有:频率例如为IOkHz的脉冲点亮光源 72,其配设于在Z轴移动构件9上支撑的装置外壳71上且具有规定的波段(例如400nm~ 800nm);第1集束透镜73,其集束由该脉冲点亮光源72发出的光;半透半反镜74,其使被该 第1集束透镜73集束后的光进行分支;以及色差透镜75,其会聚被该半透半反镜74分支 后的光而对保持于卡盘台36上的被加工物W进行照射。另外,作为上述脉冲点亮光源72, 可以使用氙闪光灯或脉冲点亮白色LED等。此外,如图3所示,上述色差透镜75按照使聚 光点位置根据所进入的光的波长不同而不同的方式发挥功能,例如波长为400nm的光会聚 于P1,波长为600nm的光会聚于P2,波长为800nm的光会聚于P3。另外,从聚光点Pl到P3 的距离例如被设定为100 μ m。
[0041] 返回图2继续进行说明,本实施方式的凹凸检测装置7具有:第1聚光透镜76,其 通过构成上述检测光照射构件70的第1集束透镜73而被照射检测光,且会聚被半透半反 镜74反射而引导至色差透镜75的检测光被保持于卡盘台36上的被加工物W反射并通过 了色差透镜75和半透半反镜74得到的返回光;掩模77,其配设于该第1聚光透镜76的聚 光点位置处,且仅使被会聚的返回光通过;第2集束透镜78,其集束通过了该掩模77的返 回光;衍射光栅79,其与由该第2集束透镜78集束后的返回光的波长对应地进行分光;第 2聚光透镜80,其会聚由该衍射光栅79分光后的返回光;以及配设于第2聚光透镜80的聚 光点位置处的摄像元件81。另外,在上述掩模77中形成有在Y轴方向上延伸的缝771。该 缝771在图示的实施方式中被设定为宽度(与Y轴方向正交的X轴方向)为0. 5mm、长度 (Y轴方向)为10mm〇
[0042] 接着,参照图4说明以能够在Z轴方向上移动的方式支撑上述凹凸检测装置7的Z 轴移动构件9。Z轴移动构件9被构成为具有以能够在箭头Z所示的Z轴方向(垂直于卡 盘台36的保持面的方向)上移动的方式支撑上述凹凸检测装置7的装置外壳71的支撑壳 体91、以及使支撑于该支撑壳体91上的装置外壳71在箭头Z所示的Z轴方向上移动的工 作构件92。支撑壳体91由上壁911、底壁912、两侧壁913、914和后壁(未图示)构成,两 侧壁913、914向前侧突出而构成导轨913a、913b。上述工作构件92具有平行配设于支撑壳 体91的两侧壁913、914之间且以能够旋转的方式轴支撑于上壁911和底壁912上的外螺 纹杆921、以及配设于上壁911且与外螺纹杆921传动连结的脉冲电动机922等的驱动源。 在如上构成的工作构件92的外螺纹杆921上螺合有形成于在上述装置外壳71的后壁配设 的内螺纹块711上的贯通内螺纹孔711a。因此,通过脉冲电动机922来对外螺纹杆921进 行正转和反转驱动,从而使得安装有内螺纹块711的装置外壳71沿着导轨913a、913b在Z 轴方向上移动。
[0043] 本实施方式的Z轴移动构件9具有用于检测凹凸检测装置7的Z轴方向位置的Z 轴方向位置检测构件90。Z轴方向位置检测构件90被构成为具有配设于上述导轨913a上 的线位移传感器90a、以及安装于上述凹凸检测装置7的装置外壳71上且与装置外壳71 - 起沿着线位移传感器90a移动的读取头90b。如上构成的Z轴方向位置检测构件90的读取 头90b在图示的实施方式中,将每1 μπι为1脉冲的脉冲信号发送给后述的控制构件。
[0044] 本实施方式的凹凸检测装置7具有根据从上述摄像元件81输出的图像信号生成 图像信息的图5所示的控制构件10。另外,控制构件10除了控制凹凸检测装置7的结构构 件以外,还控制激光加工设备1的各结构构件。控制构件10由计算机构成,其具有按照控 制程序进行运算处理的中央处理装置(CPU) 101、存储控制程序等的只读存储器(ROM) 102、 存储运算结果等的可读写随机存取存储器(RAM) 103、输入接口 104和输出接口 105。控制 构件10的输入接口 104被输入来自上述X轴方向位置检测构件374、Y轴方向位置检测构 件384、摄像构件6、摄像元件81、Z轴方向位置检测构件90的读取头90b等的检测信号。 而且,由控制构件10的输出接口 105向上述X轴移动构件37的脉冲电动机372、Y轴移动 构件38的脉冲电动机382、激光光线照射单元5、上述Z轴移动构件9的脉冲电动机922、脉 冲点亮光源72、显示构件和打印机等的输出构件100等输出控制
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