激光加工机以及激光加工方法_3

文档序号:9382189阅读:来源:国知局
检测。该温度检测器与对保护玻璃13的温度进行计测的上述温度检测器17不同,不是对一部分光学元件的温度、而是对光学系统15整体的温度进行计测。
[0056]保护玻璃对应修正单元32中的第二焦点变动量计算单元37为,根据光学系统15中离加工点最近的光学元件、在本例中为保护玻璃13的温度的检测值,通过确定的计算公式来计算与该光学元件即保护玻璃13的温度变化相对的焦点位置的变动量。第二焦点变动量计算单元37将计算出的焦点位置的变动量、或者根据该变动量求出的后述的修正量向加工机主体控制装置2发送。保护玻璃13的温度的检测值为上述温度检测器17的检测值。
[0057]这些由第一以及第二焦点变动量计算单元35、37计算出的焦点位置的变动量或修正量,如上述那样向加工机主体控制装置2发送,在加工机主体控制装置2中通过焦点位置修正单元25计算两个焦点位置的变动量之和或者两个焦点位置的修正量之和,根据该和,焦点控制单元22作为修正处理使焦点位置调节机构15进行焦点位置的调节。
[0058]如此,由于对光学系统15整体的焦点位置的变动量和保护玻璃13的焦点位置的变动量进行计算,并使用其和进行焦点位置的修正,因此能够对离加工点最近而容易产生脏污的光学元件即保护玻璃13的起因于由脏污导致的温度上升的变化的焦点位置的变动、以及其他光学部件的起因于温度上升的变化的焦点位置的变动的双方进行适当的修正,能够获得优良的加工质量。
[0059]由于与光学系统15整体的温度相对的焦点位置的变动量,不进行每个光学元件的温度检测而综合地求出焦点位置的变动量,因此能够抑制传感器类的增加和运算的复杂化。由于与保护玻璃13相比,其他光学部件的脏污较少,因此即使如此综合地求出与温度变化相对的焦点位置的变动量,也能够进行在实用上足够的焦点位置的修正。
[0060]对于光学系统15整体的焦点位置的变动量,也可以根据照射激光的照射时间与停止时间的时间差来计算,但由于不是仅根据照射时间、而是根据照射时间与停止时间的时间差来进行计算,因此即使对一个工件W反复进行激光照射的开启、关闭,也能够根据时间来适当地推测温度变化。即,在对于一般的金属板的激光切割加工中,例如每当对部件的外周进行切除或者对开口的内周进行切除等能够通过一次连续的照射来进行的加工结束时,将激光关闭。因此,例如在对工件W进行多次相同形状的切除加工的情况下,在没有焦点位置的修正时,如在图8中例示的那样,每当开启关闭时焦点位置都变动。与此相对,通过使用照射时间与停止时间的时间差来进行计算,由此能够精度良好地求出光学系统15整体的焦点位置的变动量。并且,通过如此根据开启关闭来推测温度变化、焦点位置的变动,由此能够省略温度的检测单元、削减部件数量。计时器36构成为使用运算处理装置所具备的时钟产生单元(未图示)来进行计数,由此不需要专用的设备。
[0061]关于离加工点最近的光学元件即保护玻璃13,由于容易产生脏污而温度变化较大,因此通过与时间无关地将温度的检测值用于焦点位置的修正,由此能够对其较大的温度变化进行适当的焦点位置的修正。
[0062]关于中止修正判定单元38和加工调整指令单元39,基本上如在“用于解决课题的手段”的部分中所述的那样,更具体的处理内容将在之后与图6的流程图一起进行说明。
[0063]使用图5的流程图,对光学系统整体对应修正单元31的具体功能进行说明。
[0064]在过程Ql中,取得阈值等焦点修正所需要的信息,等待激光加工开始的指令(Q2)。此处所述的激光加工开始的指令,是对于一个工件W开始加工的指令,例如是加工程序的开始。
[0065]然后,等待激光照射的开始(Q3)。当存在开始的指令时,开始激光照射并计算焦点位置(Q4),通过焦点位置调节机构16向该焦点位置移动。此时的焦点位置为焦点修正前的位置。
[0066]确认是否为激光照射中(Q6),在为加工中的情况下,取得由激光振荡器5振荡的激光输出的值和光学系统15整体的温度信息(Q7)。该温度信息为激光照射的开启时间与关闭时间之差的信息,或者在进行上述光学系统15整体的温度检测的情况下为其温度检测值。根据所取得的该温度信息和激光输出的信息,来计算由光学系统15整体的温度变化导致的焦点变动量(Q8),并计算用于对其焦点变动量进行修正的焦点修正量(Q9)。
[0067]另外,在根据开启时间与关闭时间之差来计算焦点位置的变动量的情况下,例如根据下式来进行计算。
[0068](焦点变动量)=(系数)X激光输出(开启时间-关闭时间)
[0069]上述系数为,例如图9A所示那样是根据时间t而变化的时间函数。
[0070]并且,在上述焦点修正量的计算(Q9)中,如图9B所示那样,当相对于焦点变动量△H而当前的焦点位置为hi时,焦点修正量成为ΔΗ-hl,根据当前的焦点位置而变化。
[0071]在如上述那样计算出焦点变动量之后,根据确定的基准来进行是否应该进行焦点修正的判定(QlO),在应该进行修正时,将焦点修正量向加工机主体控制装置2发送(Qll)。在发送后,将焦点修正量、例如该发送的焦点修正量或上述焦点变动量存储到规定的存储区域(Q12)。关于是否应该进行上述焦点修正的判定(QlO),例如在与修正判定用阈值进行比较的结果为处于变动量过小而不会对加工质量产生影响的状态的情况下,判定为不进行修正。在该情况下,不经过将焦点变动量向加工机主体控制装置2发送的过程(Qll)地进行上述焦点变动量的存储(Q12)。
[0072]在该存储后,返回是否为激光照射中的判定过程(Q6),并反复进行上述处理。SP,在激光照射中,常时反复进行由光学系统15整体的温度变化导致的焦点变动量的计算(Q8)等。
[0073]在是否为激光照射中的判定过程(Q6)中,在判定为不是照射中时,取得焦点变动量(Q13),计算焦点收敛变动量(Q14),在进行了焦点修正量的计算(Q15)之后,判定激光加工是否结束(Q16)。在激光加工结束的情况下,使焦点修正的一系列的计算结束。在激光加工未结束的情况下,返回是否为激光照射开始的判定过程(Q3)。
[0074]在该判定过程(Q3)中判定为激光照射未开始的情况下,转移到上述焦点修正量取得的过程(Q13),并再次进行到过程Q16。如此,等待对于相同工件W的下一部分的加工的开始,并反复进行上述焦点变动量取得(Q13)、焦点收敛变动量计算(Q14)、焦点修正量的计算(Q15)以及上述判定(Q16) ο
[0075]使用图6的流程图,对保护玻璃对应修正单元32的具体功能进行说明。
[0076]在过程Rl中,取得用于对于保护玻璃13的修正的阈值等各种设定值。然后,等待激光照射的开始(R2),当开始时,通过温度检测器17来检测保护玻璃13的温度(R3)。将检测到的保护玻璃温度与中止判定用阈值进行比较(R4)。在超过该阈值的情况下,向加工机主体控制装置2发送加工中止的通知(R16),等待激光加工的中止(R17),向加工机主体控制装置2发送保护玻璃状态确认的通知(R18)。
[0077]在通过上述保护玻璃温度与中止判定用阈值的比较(R4)而判定为能够进行加工时,在进行了基于第二焦点变动量计算单元37的焦点变动量计算(R5)、以及焦点修正量的计算(R6)之后,判断是否进行焦点修正(R7)。该判断与上述过程(图5中的(QlO))相同,为是否为能够调整的移动量的判断,与修正判定用阈值进行比较。在为修正判定用阈值以上的情况下,为进行焦点修正的情况,将焦点修正量向加工机主体控制装置2通知(R8),在不进行焦点修正的情况下,不进行该通知而将保护玻璃温度和焦点变动量向存储装置通知(R9) ο
[0078]通过这些进行上述过程R3?R8以及过程R16的单元,构成图2的中止.判定单元38。
[0079]在该通知(R9)之后,进行对于加工速度的变更判定用的设定条件的判断(
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