专利名称：激光加工控制装置及激光加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对激光加工中使用的脉冲激光的射出进行控制 的激光加工控制装置及激光加工装置。
背景技术：
短脉冲激光加工装置是一种通过向印刷基板等被加工物脉冲照
射例如1 100微秒宽的脉冲激光，可以在印刷基板上形成直径为数 十pm 数百pm程度的通孔(孔)的工作机械。
在上述激光加工装置中，如果照射在1个加工孔上的激光的能 量(强度)总值偏离规定值，则使印刷基板上形成的孔的品质恶化。 例如在激光的能量总值偏离规定值的情况下，发生所形成的孔直径产 生异常、无法开孔、激光从孔中穿透、及加工屑残留这样的问题。因 此，在现有的激光加工装置中，提取从激光振荡器射出的激光的一部 分，同时，将提取的激光变换为电气参数并由积分电路进行积分，基 于该积分值计算照射在1个加工孔上的激光的能量。而且，在计算出 的能量总值与预先设定的规定值不同的情况下，停止激光加工、或追 加发射的脉冲数。
另外，在专利文献1所述的激光加工装置中，为了准确地计算 照射在印刷基板上的激光的能量，而针对每1发脉冲激光计算照射在 印刷基板上的激光的能量。另外，在与脉冲激光的振荡频率同步的定 时，将积分电路重置，测定各脉冲激光的脉冲能量。
专利文献l:日本特开平11一261146号公报
发明内容
但是，在上述现有技术中，即使将积分电路重置，也无法对激 光功率测定用传感器进行校正。因此，存在下述问题，即，在伴随着激光的射出，激光功率测定用传感器中产生温度漂移的情况下，激光 功率测定用传感器无法准确地测定激光功率。
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，得到一种激 光加工控制装置及激光加工装置，其可以准确地测定激光的激光功 率，并射出具有准确的能量的激光。
为了解决上述课题，达到目的，本发明提供一种激光加工控制 装置，其对从激光振荡器向作为激光加工对象的被加工物照射的脉冲 激光进行射出控制，其特征在于，具有激光功率测定部，其测定所 述脉冲激光的激光功率；偏移量计算部，其基于在没有射出所述脉冲 激光的定时由所述激光功率测定部输出的输出值，计算由所述激光功 率测定部测定的激光功率的偏移量；偏移量输出部，其将由所述偏移 量计算部计算出的偏移量向所述激光功率测定部输出；能量计算部， 其基于由所述激光功率测定部使用所述偏移量而测定出的激光功率， 针对每个激光照射位置计算照射在所述被加工物上的脉冲激光的能 量的总值；以及控制部，其基于由所述能量计算部计算出的总值，对 所述激光振荡器射出的脉冲激光进行射出控制。
发明的效果
根据本发明，由于基于没有射出脉冲激光的定时的激光功率的 输出值，计算激光功率的偏移量，所以具有下述效果，目卩，可以准确 地测定激光的激光功率，并射出具有准确的能量的激光。
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的激光加工装置的概略 构成的图。
图2是表示实施方式l所涉及的积分信号计算装置的结构的图。 图3是表示实施方式1所涉及的激光加工控制装置的结构的功 能框图。
图4是用于说明在红外线传感器中没有发生温度漂移的情况下 的积分信号的图。图5是用于说明在红外线传感器中发生温度漂移的情况下的积 分信号的图。
图6是表示偏移电压的计算处理流程的流程图。 图7是用于说明偏移电压的计算处理流程的图。
图8是用于说明进行脉冲射出数的校正动作的定时的图。 图9是用于说明在脉冲射出和脉冲射出的间隔中进行校正动作 的情况下的激光脉冲的图。
图10是表示实施方式2所涉及的积分信号测定装置的结构的图。
图11是表示实施方式2所涉及的激光加工控制装置的结构的功 能框图。
图12是表示积分信号的计算处理流程的流程图。
具体实施例方式
下面，根据附图详细说明本发明所涉及的激光加工控制装置及 激光加工装置的实施方式。此外，本发明并不限定于该实施方式。 实施方式1
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的激光加工装置的概略 构成的图。激光加工装置101是通过向印刷基板等被加工物上脉冲照 射激光而在被加工物上进行开孔加工等的装置，通过激光加工控制装 置IO进行控制。
激光加工装置101具有激光振荡器1、反射镜4、 fe透镜5、电扫 描器6X、 6Y、电扫描镜61X、 61Y、 XY工作台8、部分反射镜(部 分透射镜)31、后述的积分信号计算装置20、以及激光加工控制装置 10。激光振荡器1以例如100 10000Hz的振荡频率脉冲射出例如l 10(Hisec宽的脉冲激光(激光2)，经由部分反射镜31入射至反射镜 4。从激光振荡器1射出的激光2的一部分通过部分反射镜31而输送 至积分信号计算装置20中。积分信号计算装置20与激光加工控制装 置10连接，激光加工控制装置IO与激光振荡器1连接。从积分信号 计算装置20向激光加工控制装置10输送后述的积分信号a3，从激光加工控制装置10向积分信号计算装置20输送后述的积分指令b3及 偏移电压bl。另外，从激光加工控制装置10向激光振荡器1输送后 述的振荡指示b2。
反射镜4反射激光2，并将其引导至光路。激光2通过由多个反 射镜4进行反射而被引导至电扫描镜61X、 61Y。电扫描镜61X、 61Y 反射激光2并将其引导至f6透镜5。 f6透镜5使激光2在XY工作台 8上的被加工物7上聚光。
电扫描器6X、 6Y是使激光2在例如50mm见方的范围内进行扫 描的伺服电动机，通过利用电扫描镜61X、 61Y使激光2摆动，由此 高速地将激光2的照射位置定位在被加工物7的孔位置上。
电扫描器6X使激光在被加工物7上的照射位置沿X方向移动， 电扫描器6Y使激光在被加工物7上的照射位置沿Y方向移动。XY 工作台8载置例如300mm见方的被加工物7，同时，使被加工物7 沿XY方向移动。
激光加工装置101通过反复使XY工作台8移动(向加工位置进 行步进)和向被加工物7照射激光，在被加工物7的多个位置上进 行例如直径为数十 数百|am的孔加工。在激光加工装置101中，在 使XY工作台8移动的期间，停止向被加工物7照射激光，在XY工 作台8到达期望的位置并停止后，向被加工物7照射激光。
在本实施方式中，积分信号计算装置20使用从激光振荡器1射 出的激光2的一部分，测定脉冲激光的积分信号。另外，激光加工 控制装置IO基于停止向被加工物7照射激光的期间内的积分信号， 计算照射在被加工物7上的激光2的能量(激光功率)。激光加工 控制装置IO基于计算出的能量对激光振荡器1进行控制，将与能量 对应的脉冲数的激光照射在被加工物7上。
此外，在激光加工装置101中，也可以在光路中插入除了激光振 荡器1、反射镜4、 f6透镜5、电扫描器6X、 6Y、电扫描镜61X、 61Y、 XY工作台8以外的光学元件等，也可以采用省略某个元件的结构。
在这里，对积分信号计算装置(激光功率测定部)20的结构和 动作进行说明。图2是表示实施方式1所涉及的积分信号计算装置的
8结构的图。积分信号计算装置20构成为包含红外线传感器22、放大 电路23、以及积分电路24，用于计算与脉冲激光的激光功率对应的 积分信号a3。
红外线传感器22是将入射的激光2的光强度变换为电信号al (电压及电阻值等电气参数)并输出的传感器。放大电路23是将从 红外线传感器22发送来的电信号al进行放大的电路，将放大后的信 号向积分电路24发送。本实施方式中的放大电路23，与激光加工控 制装置IO连接，从激光加工控制装置10发送来偏移电压bl (用于消 除红外线传感器22的温度漂移的电压值)。放大电路23将电信号al 和偏移电压bl相加，将相加后的信号作为电信号a2 (修正后的电信 号)向积分电路24发送。
积分电路2 4是以规定的时间对电信号a 2进行积分而计算积分信 号a3的电路。从激光加工控制装置10向积分电路24发送积分指令 b3 (用于指定积分时间的信号)。积分电路24以与积分指令b3对应 的时间对电信号a2进行积分，计算积分信号a3 (与激光功率对应的 信号)，并向激光加工控制装置IO发送。
从激光振荡器1射出的激光2向部分反射镜(部分透射镜)31 输送。部分反射镜31对激光2中没有透射的激光2进行反射，而向 电扫描镜61X、 61Y恻输送。另外，部分反射镜31使激光2的一部分 透射，并向积分信号计算装置20 (红外线传感器22)输送。积分信 号计算装置20使用来自部分反射镜31的激光，计算积分信号a3，并 将计算出的积分信号a3向激光加工控制装置IO发送。激光加工控制 装置10基于积分信号a3，计算照射在被加工物7上的激光2的能量。 另外，激光加工控制装置10将与计算出的能量对应的偏移电压bl向 放大电路23发送。
由此，放大电路23将电信号al和偏移电压bl相加，将相加后 的信号作为电信号a2向积分电路24发送。激光加工控制装置10使用 该电信号a2，计算积分信号a3，并将计算出的积分信号a3向激光加 工控制装置10发送。另外，激光加工控制装置10基于使用电信号a2 计算出的积分信号a3，计算照射在被加工物7上的激光2的能量。激光加工控制装置lO将与计算出的能量对应的偏移电压bl向放大电路 23发送，同时，将射出与计算出的能量对应的激光的指示(振荡指示
b2)向激光振荡器1发送。
下面，说明实施方式1中的激光加工控制装置10的结构。激光 加工控制装置IO例如由CPU、 ROM、 RAM、门阵列等构成。图3是 表示实施方式1所涉及的激光加工控制装置的结构的功能框图。激光 加工控制装置IO具有积分信号输入部11、偏移电压计算部(偏移量 计算部)12、偏移电压输出部(偏移量输出部)13、积分指令输出部 14、激光脉冲输出指示部(控制部)15、以及能量计算部16。
积分信号输入部11使从积分电路24发送来的积分信号a3输入， 并向偏移电压计算部12和能量计算部16发送。偏移电压计算部12 通过将积分信号a3与后述的偏移系数k相乘，由此计算向放大电路 23发送的偏移电压M。
偏移电压输出部13将由偏移电压计算部12计算出的偏移电压 bl向放大电路23输出。积分指令输出部14将用于指定积分时间的积 分指令b3向积分电路24输出。在XY工作台8到达期望的位置并停 止后，积分指令输出部14将用于测定偏移值的积分指令b3向积分电 路24输出。
能量计算部16基于积分信号a3，针对每个脉冲计算激光2的能 量。能量计算部16将预先针对每个加工孔设定的能量的总值(将对 各加工孔设定的每个脉冲的能量进行合计后的值)(以下称为能量基 准值)、与计算出的实际的能量(以下称为实际能量)进行比较，并 将比较结果(能量的差)向激光脉冲输出指示部15发送。
激光脉冲输出指示部15基于能量的比较结果，将指示停止射出 激光或者追加射出激光的振荡指示b2向激光振荡器1发送。在实际 能量小于能量基准值的情况下，激光脉冲输出指示部15将以与能量 的差对应的脉冲数追加射出激光的振荡指示b2向激光振荡器1发送。 在判断出实际能量大于能量基准值的时刻，激光脉冲输出指示部15 将停止射出激光的振荡指示b2向激光振荡器1发送。
下面，说明从红外线传感器22输出而由放大电路23进行放大后的激光脉冲(电信号a2)和积分信号a3。图4是用于说明在红外线传 感器中没有发生温度漂移的情况下的积分信号的图，图5是用于说明 在红外线传感器中发生了温度漂移的情况下的积分信号的图。
在红外线传感器22中没有发生温度漂移的情况下，从红外线传 感器22输出无偏移的激光脉冲(电信号al)。在此情况下，在没有 射出激光的定时，从红外线传感器22输出基准值即"0"的激光脉冲al。 另外，如果没有从激光加工控制装置10向放大电路23输入偏移电压 bl，则如图4所示，从放大电路23输出无偏移的激光脉冲(电信号 a2)。
激光加工控制装置IO的积分指令输出部14，在脉冲上升前使积 分指令(用于测定激光的能量的积分指令)(以下称为积分指令bx) 的信号上升。在这里，积分指令bx是与积分指令b3相同的积分指令， 而积分指令b3是用于测定偏移值的积分指令，与此相对，积分指令 bx是用于测定能量的积分指令。积分指令输出部14在脉冲降下后使 积分指令bx的信号降下。上述积分指令bx从积分指令输出部14向 积分电路24发送。积分电路24以积分指令bx处于上升的时间对脉 冲激光进行积分(计算电信号a2的面积)。由此，积分电路24作为 积分结果而得到正常的积分信号a3 (能量)。
另一方面，在红外线传感器22中发生温度漂移的情况下，从红 外线传感器22输出有偏移的激光脉冲al。在此情况下，即使在没有 射出激光的定时，也从红外线传感器22输出小于基准值"O"的激光脉 冲al、或者大于"O"的激光脉冲al。另外，如果没有从激光加工控制 装置10向放大电路23输入偏移电压bl，则如图5所示，从放大电路 23输出具有"+ "偏移的激光脉冲、或具有"一"偏移的激光脉冲。因此， 积分电路24作为积分结果而得到向正侧漂移的积分信号a3、或向负 侧漂移的积分信号a3。
如果使用从正常值向正侧或负侧漂移的积分信号a3，计算照射 在被加工物7上的激光的能量，则无法正确地计算实际的能量。因此， 在本实施方式中，激光加工控制装置10将与积分信号a3对应的偏移 电压bl输入至放大电路23。由此，可以在如果没有将偏移电压bl输入至放大电路23，则会从放大电路23输出具有"+ "偏移或"一"偏移 的激光脉冲的情况下，从放大电路23输出无偏移的激光脉冲。
下面，说明偏移电压bl的计算处理流程。图6是表示偏移电压 的计算处理流程的流程图，图7是用于说明偏移电压的计算处理流程 的图。
激光加工开始后，激光加工装置101通过使XY工作台8移动， 而将被加工物7移动到被加工物7的加工位置(激光照射位置)上。 然后，通过使电扫描器6X、 6Y及电扫描镜61X、 61Y动作，由此调 整被加工物7的加工位置。然后，从激光振荡器1射出激光2。在从 激光振荡器1射出的激光2中，仅一部分从部分反射镜31透射，向 红外线传感器22输送。
红外线传感器22将激光2的光强度变换为电信号al，并向放大 电路23发送。放大电路23将对电信号al进行放大后得到的电信号 a2 (激光脉冲)向积分电路24发送。
另外，激光加工开始后，积分指令输出部14确认是否正在向被 加工物7射出激光(是否处于加工中)(步骤S110)。具体地说，判 断是否处于电扫描器6X、 6Y停止动作，而正在向被加工物7射出激 光的状态(定时)。
如果正在向被加工物7射出激光(步骤S110:是)，则积分指 令输出部14不输出积分指令b3而结束处理。如果没有向被加工物7 射出激光(步骤S110:否)，则积分指令输出部14将例如lOOnsec 期间的积分指令b3向积分电路24输出。积分电路24以积分指令b3 处于上升的时间对各激光脉冲(电信号a2)进行积分，并计算积分信 号a3(步骤S120)。然后，积分电路24将积分信号a3向激光加工控 制装置10发送。该积分信号a3经由积分信号输入部11，向偏移电压 计算部12和能量计算部16发送。
偏移电压计算部12将积分信号a3变换为积分电压d。在这里， 积分电压d是与积分信号a3对应的电压，是积分信号a3的各峰值。 另外，偏移电压计算部12判断积分电压d是否在设定范围内，具体 地说，偏移电压计算部12判断是否满足l积分电压d^合格阈值(步骤S130)。在这里，合格阈值是基于激光加工的加工品质而预先设定的
值，在l积分电压d^合格阈值时，可以进行品质合格的激光加工。合 格阈值是例如从激光振荡器1射出激光时计算出的积分电压的±10%
的范围。
在l积分电压d^合格阈值的情况下(步骤S130:是)，偏移电 压计算部12不计算偏移电压bl而结束处理。在不满足l积分电压 合格阈值的情况下(步骤S130:否)，偏移电压计算部12通过将积 分电压d与偏移系数k相乘，由此计算偏移电压bl (步骤S140)。 偏移电压输出部13将由偏移电压计算部12计算出的偏移电压bl向 放大电路23输出(步骤S150)。然后，放大电路23向积分电路24 发送将电信号al与偏移电压bl相加后得到的电信号a2。
能量计算部16基于积分信号a3，针对每个脉冲计算激光2的能 量。另外，能量计算部16通过将每个脉冲的能量进行合计而计算实 际能量。能量计算部16将对各加工孔预先设定的能量基准值与实际 能量进行比较，将能量的差向激光脉冲输出指示部15发送。
激光脉冲输出指示部15基于能量的差，将指示停止射出激光或 者追加射出激光的振荡指示b2向激光振荡器1发送。在实际能量小 于能量基准值的情况下，激光脉冲输出指示部15将用于指示以与能 量的差对应的脉冲数追加射出激光的振荡指示b2向激光振荡器1发 送。在实际能量大于能量基准值的情况下、或者在判断为接下来计算 出的实际能量大于能量基准值的情况下，激光脉冲输出指示部15将 用于停止射出激光的振荡指示b2向激光振荡器1发送。
在激光加工装置101中，如果没有向被加工物7射出激光(步骤 S110:否)，则反复进行步骤S120 S150的处理(电信号a2的校正 动作)。
在这里，说明进行电信号a2的校正动作的定时。图8是用于说 明进行脉冲射出数的校正动作的定时的图。如上述所示，激光加工装 置101，通过反复移动XY工作台8和向被加工物7照射激光，在被 加工物7的多个位置进行孔加工。激光加工装置101在使XY工作台 8移动的期间，停止向被加工物7照射激光。XY工作台8的移动时间例如设定为300msec。另外，对于向被加工物7的激光照射，设定为 例如每个位置1 10sec，在该1 10sec的期间内，使多发脉冲光进行 激光照射。
本实施方式中的激光加工装置101,在没有照射激光时(移动 XY工作台8的期间)进行校正动作。具体地说，在XY工作台8开 始移动后，经过规定时间(例如比电扫描器6X、 6Y的动作所需的时 间长的时间，例如60msec)后，开始进行校正动作。
激光加工装置101通过进行例如50次图7所说明的校正动作， 而对电信号a2进行校正。在1次的校正动作(计算1个偏移电压bl) 所需的时间为例如lOO)iisec的情况下，通过进行例如50次该校正动作， 从而在合计5msec的时间内完成校正动作。
这样，由于在使XY工作台8移动的期间内进行校正动作，所以 在激光加工处理中不会发生时间浪费。另外，由于在每次使XY工作 台8移动时进行校正动作，所以可以高频度地进行校正。
此外，在这里，虽然说明了进行50次校正动作的情况，但在以 规定次数进行校正动作后，如果l积分电压d^合格阈值，则也可以结 束校正动作。在此情况下，在下次进行激光照射之前，停止校正动作。 另外，如果不满足l积分电压d^合格阈值，则也可以进行大于或等于 50次的校正动作。在此情况下，可以持续进行校正动作直至l积分电 压d^合格阈值，也可以仅在使XY工作台8移动的期间内持续进行校 正动作。在持续进行校正动作直至l积分电压d^合格阈值的情况下， 使下一次的激光照射待机，直至l积分电压d^合格阈值。然后，在满 足l积分电压d^合格阈值后，开始下一次的激光照射。
此外，在本实施方式中，虽然说明了在使XY工作台8移动的期 间内进行校正动作的情况，但也可以在脉冲射出和脉冲射出的间隔内 (图8所示的1 10sec之间等)进行校正动作。在此情况下，在进行 了 1次脉冲射出后至进行下一次脉冲为止的期间(每个脉冲射出间隔) 内，至少进行1次步骤S120 S150的处理(校正动作)。另外，在 进行校正动作后，进行下一次脉冲射出，在直至进行再下一次脉冲射 出为止的期间内，至少进行1次步骤S120 S150的处理。换言之，激光加工装置101按顺序反复进行1次脉冲射出和校正动作。此外， 激光加工装置101也可以以每隔多次脉冲射出执行1次校正动作的比 例进行校正动作。
激光加工装置101在对被加工物7进行激光加工时，射出多发脉 冲光。而且，将该脉冲光连续地输入至红外线传感器22。因此，在脉 冲射出和脉冲射出的间隔内没有进行校正动作的情况下，有时从放大 电路23输出如图9的双点划线所示特性的激光脉冲(电信号a2)。 另一方面，如果在脉冲射出和脉冲射出的间隔内进行了校正动作，则 从放大电路23输出如图9的实线所示特性的激光脉冲(电信号a2)。
另外，在本实施方式中，虽然使积分信号计算装置20和激光加 工控制装置IO单独构成，但也可以采用激光加工控制装置IO具有积 分信号计算装置20的结构。
另外，在本实施方式中，虽然说明了使用将电信号a2进行积分 后得到的积分信号a3 (积分电压d)，计算偏移电压bl的情况，但也 可以使用电信号a2计算偏移电压bl。另外，也可以使用电信号a2计 算实际能量。
此外，在本实施方式中，虽然说明了由激光加工控制装置10对 激光振荡器1所射出的激光的脉冲数进行控制的情况，但是激光加工 控制装置IO也可以对激光振荡器l所射出的激光的功率进行控制。
根据如上述所示的实施方式1，由于从放大电路23输出与偏移 电压bl对应的准确的电信号a2，所以可以准确地测定照射在被加工 物7上的激光的激光功率。
另外，由于在使XY工作台8移动的期间内进行电信号a2的校 正动作，所以电信号a2的校正动作不会使激光加工处理发生延迟。另 外，由于在每次使XY工作台8移动时进行电信号a2的校正动作，所 以可以高频度地对电信号a2进行校正。另外，由于在激光2的每个脉 冲射出间隔内进行电信号a2的校正动作，所以可以准确地对电信号 a2进行校正。
实施方式2
下面，参照图10 图12说明本发明的实施方式2。在实施方式2中，激光加工控制装置IO利用软件进行运算，将积分信号a3修正
为正确的积分信号(考虑了温度漂移的积分信号)，使用修正后的积
分信号(后述的积分信号a4)计算脉冲激光的实际能量。
图10是表示实施方式2所涉及的积分信号测定装置的结构的图。 在图10的各构成要素中，对于实现与图2所示的实施方式1中的积 分信号计算装置20相同的功能的构成要素，标注相同标号，省略重 复说明。
积分信号计算装置20构成为包含红外线传感器22、以及积分电 路24。本实施方式中的积分电路24与红外线传感器22连接，以规定 的时间(积分指令b3)对从红外线传感器22输出的电信号al进行积 分，计算积分信号a3。积分电路24将以与积分指令b3对应的时间进 行积分后的电信号al作为积分信号a3，向激光加工控制装置10发送。
下面，说明实施方式2中的激光加工控制装置IO的结构。图11 是表示实施方式2所涉及的激光加工控制装置的结构的功能框图。在 图11的各构成要素中，对于实现与图3所示的实施方式1中的激光 加工控制装置10相同的功能的构成要素，标注相同标号，省略重复 说明。
激光加工控制装置IO具有积分信号输入部11、积分指令输出部 14、激光脉冲输出指示部15、能量计算部16、偏移量存储部17、积 分电压计算部18、以及偏移量计算部19。
本实施方式中的偏移量计算部19，将积分信号a3变换为积分电 压d，同时，基于积分电压d计算偏移量c。在这里，偏移量c是用于 修正由红外线传感器22的温度漂移引起的积分信号a3的偏差量(偏 移)的修正值。偏移量c用于对下一次从积分电路24输入的积分信号 a3进行修正。
偏移量存储部17存储由偏移量计算部19计算出的最新的偏移量 c。积分电压计算部18使用偏移量存储部17中存储的最新的偏移量c， 对下一次从积分电路24输入的积分信号a3进行修正。积分电压计算 部18将使用偏移量c进行修正后的积分信号作为积分信号a4 (未图 示)，向能量计算部16发送。能量计算部16基于积分信号a4，针对每个脉冲计算激光2的能量。
下面，说明积分信号a4的计算处理流程。图12是表示积分信号 的计算处理流程的流程图。在图12所示的处理流程中，对于与根据 图6说明的实施方式1中的激光加工装置101所执行的处理流程相同 的处理流程，省略其说明。
在激光加工装置101中，激光加工开始后，从激光振荡器1射出 激光2。在从激光振荡器1射出的激光2中，仅一部分从部分反射镜 31透射，向红外线传感器22输送。红外线传感器22将激光2的光强 度变换为电信号al (激光脉冲)，并向积分电路24发送。
另外，激光加工开始后，积分指令输出部14确认是否正在向被 加工物7射出激光(步骤S210)。如果正在向被加工物7射出激光(步 骤S210:是)，则积分指令输出部14不输出积分指令b3而结束处理。 如果没有向被加工物7射出激光(步骤S210:否)，则积分指令输出 部14将例如10(Hisec期间的积分指令b3向积分电路24输出。积分电 路24以积分指令b3处于上升的时间对各激光脉冲(电信号al)进行 积分，并计算积分信号a3 (步骤S220)。然后，积分电路24将积分 信号a3向激光加工控制装置10发送。该积分信号a3经由积分信号输 入部ll，向偏移量计算部19和积分电压计算部18发送。
偏移量计算部19将积分信号a3变换为积分电压d。偏移量计算 部19判断积分电压d是否在设定范围内，具体地说，偏移量计算部19 判断是否满足l积分电压d^合格阈值(步骤S230)。
在l积分电压d^合格阈值的情况下(步骤S230:是)，偏移量计 算部19不计算偏移量c而结束处理。在不满足l积分电压d^合格阈值 的情况下(步骤S230:否)，偏移量计算部19基于积分电压d计算偏 移量c。
偏移量计算部19将例如积分电压d的大小作为偏移量c的大小 (积分电压d-偏移量c)。此时，使积分电压d的符号和偏移量c的 符号相反(将积分电压dx ( — l)作为偏移量c)。偏移量存储部17 存储由偏移量计算部19计算出的偏移量c (步骤S240)。
然后，如果没有向被加工物7射出激光，则积分指令输出部14
17将积分指令b3向积分电路24输出，积分电路24计算积分信号a3，并 向激光加工控制装置IO发送。
该积分信号a3经由积分信号输入部11，向偏移量计算部19和积 分电压计算部18发送。积分电压计算部18将偏移量存储部17中存储 的最新的偏移量c与积分信号a3相加，计算修正后的积分信号a4 (对 由红外线传感器22的温度漂移引起的积分信号al、a3的偏差量进行修 正后的积分信号a4)(步骤S250)。
另外，积分电压计算部18将计算出的积分电压d向能量计算部 16发送。能量计算部16基于积分电压d，针对每个脉冲计算激光2的 能量。然后，激光加工控制装置IO通过与实施方式1相同的处理，对 激光振荡器1进行控制。
另外，偏移量计算部19将积分信号a3变换为积分电压d。然后， 如果不满足l积分电压d^合格阈值，则偏移量计算部19基于积分电压 d计算新的偏移量c。偏移量存储部17存储由偏移量计算部19计算出 的新的偏移量c。
然后，激光加工装置101反复进行步骤S210 S250的处理。具 体地说，如果没有向被加工物7射出激光，则积分指令输出部14将与 第n (n为自然数)个脉冲的脉冲光对应的积分指令b3向积分电路24 输出，积分电路24计算第n个脉冲的脉冲光的积分信号a3，并向激光 加工控制装置IO发送。
偏移量计算部19将第n个脉冲的脉冲光的积分信号a3变换为积 分电压d。另外，积分电压计算部18从偏移量存储部17中提取照射第 (n—l)个脉冲的脉冲光后计算出的偏移量c (最新的偏移电信号)。 积分电压计算部18通过将提取的偏移量c与积分信号a3相加，计算第 n个脉冲的脉冲光的积分信号a4。
此外，将计算积分信号a4的定时设为与实施方式1中说明的进行 电信号a2的校正动作的定时相同的定时。目卩，可以在使XY工作台8 移动的期间内计算积分信号a4 ，也可以在激光2的每个脉冲射出间隔 内计算积分信号a4。
根据如上述所示的实施方式2，由于通过将照射第(n—l)个脉冲的脉冲光后计算出的偏移量c与第n个脉冲的脉冲光的积分信号a3 相加，由此计算第n个脉冲的脉冲光的积分信号a4，所以可以准确地 测定照射在被加工物7上的激光的激光功率。
工业实用性
如上述所示，本发明所涉及的激光加工控制装置及激光加工装 置，适用于激光加工中使用的脉冲激光的射出控制。
权利要求
1.一种激光加工控制装置，其对从激光振荡器向作为激光加工对象的被加工物照射的脉冲激光进行射出控制，其特征在于，具有激光功率测定部，其测定所述脉冲激光的激光功率；偏移量计算部，其基于在没有射出所述脉冲激光的定时由所述激光功率测定部输出的输出值，计算由所述激光功率测定部测定的激光功率的偏移量；偏移量输出部，其将由所述偏移量计算部计算出的偏移量向所述激光功率测定部输出；能量计算部，其基于由所述激光功率测定部使用所述偏移量而测定出的激光功率，针对每个激光照射位置计算照射在所述被加工物上的脉冲激光的能量的总值；以及控制部，其基于由所述能量计算部计算出的总值，对所述激光振荡器射出的脉冲激光进行射出控制。
2. —种激光加工控制装置，其对从激光振荡器向作为激光加工 对象的被加工物照射的脉冲激光进行射出控制，其特征在于，具有激光功率测定部，其测定所述脉冲激光的激光功率； 偏移量计算部，其基于在没有射出所述脉冲激光的定时由所述激光功率测定部输出的输出值，计算由所述激光功率测定部测定的激 光功率的偏移量；能量计算部，其基于由所述激光功率测定部测定出的激光功率、 和由所述偏移量计算部计算出的偏移量，针对每个激光照射位置计算 照射在所述被加工物上的脉冲激光的能量的总值；以及控制部，其基于由所述能量计算部计算出的总值，对所述激光 振荡器射出的脉冲激光进行射出控制。
3. 根据权利要求1或2所述的激光加工控制装置，其特征在于， 所述偏移量计算部在所述被加工物向规定的加工位置移动的期间内，计算所述激光功率的偏移量。
4. 根据权利要求1或2所述的激光加工控制装置，其特征在于，所述偏移量计算部在所述脉冲激光的脉冲射出间隔内，计算所 述激光功率的偏移量。
5. —种激光加工装置，其对从激光振荡器向被加工物照射的脉冲激光进行射出控制，对所述被加工物迸行激光加工，其特征在于，具有激光振荡器，其射出所述脉冲激光；以及 激光加工控制装置，其对所述脉冲激光进行射出控制， 所述激光加工控制装置具有激光功率测定部，其测定所述脉冲激光的激光功率；偏移量计算部，其基于在没有射出所述脉冲激光的定时由所述 激光功率测定部输出的输出值，计算由所述激光功率测定部测定的激 光功率的偏移量；偏移量输出部，其将由所述偏移量计算部计算出的偏移量向所 述激光功率测定部输出；能量计算部，其基于由所述激光功率测定部使用所述偏移量而 测定出的激光功率，针对每个激光照射位置计算照射在所述被加工物 上的脉冲激光的能量的总值；以及控制部，其基于由所述能量计算部计算出的总值，对所述激光 振荡器射出的脉冲激光进行射出控制。
6. —种激光加工装置，其对从激光振荡器向被加工物照射的脉 冲激光进行射出控制，对所述被加工物进行激光加工，其特征在于，具有激光振荡器，其射出所述脉冲激光；以及激光加工控制装置，其对所述脉冲激光进行射出控制， 所述激光加工控制装置具有激光功率测定部，其测定所述脉冲激光的激光功率； 偏移量计算部，其基于在没有射出所述脉冲激光的定时由所述激光功率测定部输出的输出值，计算由所述激光功率测定部测定的激 光功率的偏移量；能量计算部，其基于由所述激光功率测定部测定出的激光功率、 和由所述偏移量计算部计算出的偏移量，针对每个激光照射位置计算 照射在所述被加工物上的脉冲激光的能量的总值；以及控制部，其基于由所述能量计算部计算出的总值，对所述激光 振荡器射出的脉冲激光进行射出控制。
全文摘要
本发明得到一种对脉冲激光的射出进行控制的激光加工控制装置及激光加工装置。该激光加工控制装置具有激光功率测定部，其测定脉冲激光的激光功率；偏移电压计算部(12)，其基于在没有射出脉冲激光的定时由激光功率测定部输出的输出值，计算由激光功率测定部测定的激光功率的偏移量；偏移电压输出部(13)，其将由偏移电压计算部(12)计算出的偏移量向激光功率测定部输出；能量计算部(16)，其基于激光功率测定部使用偏移量而测定出的激光功率，针对每个激光照射位置计算照射在被加工物上的脉冲激光的能量总值；以及激光脉冲输出指示部(15)，其基于由能量计算部(16)计算出的总值，对激光振荡器射出的脉冲激光进行射出控制。
文档编号B23K26/00GK101585111SQ200910203228
公开日2009年11月25日 申请日期2009年5月25日 优先权日2008年5月23日
发明者池见笃 申请人:三菱电机株式会社