激光加工设备制造技术

改善校准精度的激光加工设备，其包括：激光输出部，其发出激光；第一扫描器和第二扫描器，其在工件的表面上扫描激光；距离测量光发出部，其发出距离测量光；基准构件，其在第一和第二扫描器处于特定旋转姿势的状态下配置于作为修正光路的另一端的位置，其中距离测量光发出部作为修正光路的一端，并且基准构件被配置成使得修正光路的光路长度是预定的基准距离；距离测量光接收部，其接收被工件或基准构件反射的距离测量光；距离测量部，其基于距离测量光接收部中的光接收位置通过三角测量法测量距工件或基准构件的距离；以及距离修正部，其将距基准构件的距离的测量结果与预先储存的基准距离进行比较，以修正通过距离测量部获得的测量结果。

【技术实现步骤摘要】
激光加工设备
本文公开的技术涉及通过向工件照射激光来执行加工的诸如激光打标设备等的激光加工设备。
技术介绍
传统上，能够测量距工件的距离的激光加工设备是已知的。例如，日本特开2006-315031号公报(专利文献1)公开了一种激光加工设备，其包括：对物聚光透镜(objectivecondensinglens)，其使从激光源发出的激光(脉冲激光)聚集；距离测量传感器，其测量对物聚光透镜与工件(加工对象)之间的距离；以及致动器，其基于通过距离测量传感器获得的测量结果调整激光的焦点位置。日本特开2008-215829号公报(专利文献2)公开了如在日本特开2006-315031号公报(专利文献1)中说明的距离测量传感器(位移传感器)以及用于校准距离测量传感器的夹具(校准用夹具)。夹具是与激光加工设备分离的构件，并且待由操作者从外部带入和安装。具体地，在校准距离测量传感器时，将在日本特开2008-215829号公报(专利文献2)中公开的夹具安装在放置工件(加工对象)的台上。通过向如此安装好的夹具照射来自位移传感器的距离测量光(测量用激光)和适当地检测反射光，来校准距离测量传感器。
技术实现思路
然而，当采用日本特开2008-215829号公报(专利文献2)的构造时，为了校准距离测量传感器，需要准备单独的夹具。因此，这花费时间且不方便。另外，为了使用该夹具，需要以其它方式预先测量从激光加工设备到夹具的距离。另外，由于日本特开2008-215829号公报(专利文献2)中公开的夹具从外部带入并安装在台上，所以存在校准精度可能因台周围的环境光和夹具的表面状况而降低的可能性。鉴于以上情况作出了本文公开的技术，其目的是改善校准精度。具体地，本专利技术的第一方面涉及激光加工设备，其包括：激发光生成部，其生成激发光；激光输出部，其基于通过激发光生成部生成的激发光生成激光并发出该激光；激光扫描部，其包括第一扫描器和第二扫描器，第一扫描器沿第一方向扫描从激光输出部发出的激光，第二扫描器沿与第一方向大致正交的第二方向扫描被第一扫描器扫描过的激光，并且激光扫描部向工件照射被第二扫描器扫描过的激光；以及壳体，至少激光输出部和激光扫描部设置在壳体中。根据本专利技术的第一方面，激光加工设备包括：距离测量光发出部，其设置在壳体中，并且向激光扫描部发出用于测量从激光加工设备到工件的表面的距离的第一距离测量光，或者距离测量光发出部发出用于修正由所述第一距离测量光测量的测量结果的第二距离测量光；基准构件，其在第一扫描器和第二扫描器中的至少一者处于特定旋转姿势的状态下配置于作为经由激光扫描部形成的修正光路的另一端的位置，其中距离测量光发出部作为修正光路的一端，并且基准构件被配置成使得修正光路的光路长度是预定的基准距离；距离测量光接收部，其设置在壳体中，并且经由激光扫描部接收被工件反射的第一距离测量光和被基准构件反射的第二距离测量光中的任一者；距离测量部，其基于第一距离测量光在距离测量光接收部中的光接收位置通过三角测量法测量从激光加工设备到工件的表面的距离，并且基于第二距离测量光在距离测量光接收部中的光接收位置通过三角测量法测量距基准构件的距离；基准距离储存部，其预先储存基准距离；以及距离修正部，其在已经通过使用修正光路测量了距基准构件的距离时，将测量结果与储存在基准距离储存部中的基准距离进行比较，以修正通过距离测量部获得的测量结果。“距离测量光发出部”和“距离测量光接收部”等同于本专利技术中的距离测量传感器。根据该构造，当测量从激光加工设备到工件的表面的距离时，距离测量光发出部发出第一距离测量光。从距离测量光发出部发出的第一距离测量光经由激光扫描部照射到工件。照射到工件的第一距离测量光在被工件反射之后向激光扫描部返回并到达距离测量光接收部。距离测量部基于第一距离测量光在距离测量光接收部中的光接收位置测量距工件的表面的距离。当修正通过距离测量部获得的测量结果时，距离测量光发出部发出第二距离测量光。在这种情况下，通过使第一扫描器和第二扫描器中的至少一者处于特定旋转姿势，经由激光扫描部形成连接距离测量光发出部和基准构件的修正光路。修正光路是以距离测量光发出部为一端以基准构件为另一端的光路，并且修正光路在距离测量光发出部与基准构件之间的途中穿过激光扫描部。因此，从距离测量光发出部发出的第二距离测量光经由激光扫描部照射到基准构件。照射到基准构件的第二距离测量光在被基准构件反射之后向激光扫描部返回并到达距离测量光接收部。距离测量部基于第二距离测量光在距离测量光接收部中的光接收位置测量距基准构件的距离。通过与储存在基准距离储存部中的基准距离进行比较，来修正通过距离测量部获得的测量结果。在这里，由于预先设置了基准构件，所以不需要单独准备与基准构件等同的构件。以这种方式，可以节省校准时的劳动，甚至可以改善校准精度。另外，基准构件被配置成使得与基准构件有关的修正光路的光路长度是预定的基准距离。基准距离通过基准距离储存部被预先储存。这在节省校准距离测量传感器时的劳动方面也是有效的。另外，根据该构造，由于第二距离测量光经由激光扫描部照射，所以可以在考虑到由第一扫描器和第二扫描器中的至少一者导致的误差的影响的情况下进行校准。结果，能够改善校准精度。根据本专利技术的第二方面，基准构件可以被配置成使得当第一扫描器和第二扫描器两者均处于特定旋转姿势时形成修正光路，并且第一扫描器和第二扫描器在修正光路中依次配置在距离测量光发出部与基准构件之间。根据该构造，可以在考虑到由第一扫描部和第二扫描器两者导致的误差的影响的情况下进行校准。这在改善校准精度方面是有效的。根据本专利技术的第三方面，激光加工设备可以包括反射镜，反射镜在修正光路中配置在第二扫描器与基准构件之间，并且使被第二扫描器扫描过的第二距离测量光指向基准构件。根据该构造，通过在第二扫描器与基准构件之间设置反射镜，可以根据需要使修正光路弯折。结果，可以提高壳体中的布局自由度。根据本专利技术的第四方面，由第一扫描器和第二扫描器中的至少一者形成的特定旋转姿势是工件的表面上的通过激光扫描部对激光的扫描范围外的旋转姿势。当特定旋转姿势包括在激光加工期间使用的姿势(在激光的扫描范围内的旋转姿势)时，第一扫描器和第二扫描器能够扫描到的区域将受限。另一方面，根据该构造，特定旋转姿势是在激光的扫描范围外的旋转姿势，进而可以确保第一扫描器和第二扫描器能够扫描到宽的区域。根据本专利技术的第五方面，激光加工设备可以包括汇合机构，汇合机构在壳体内设置在从激光输出部到激光扫描部的光路的途中，并且使从距离测量光发出部发出的第一距离测量光或第二距离测量光与光路汇合，并且汇合机构可以引导被工件反射的第一距离测量光向激光扫描部返回或者引导被基准构件反射的第二距离测量光向激光扫描部返回，到达距离测量光接收部。根据该构造，从激光输出部到激光扫描部的光路与修正光路共用连接汇合机构和激光扫描部的区间。这在以紧凑的方式构造激光加工设备方面是有利的。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光加工设备，其包括：/n激发光生成部，其生成激发光；/n激光输出部，其基于通过所述激发光生成部生成的激发光生成激光并发出该激光；/n激光扫描部，其包括第一扫描器和第二扫描器，所述第一扫描器沿第一方向扫描从所述激光输出部发出的激光，所述第二扫描器沿与所述第一方向大致正交的第二方向扫描被所述第一扫描器扫描过的激光，并且所述激光扫描部向工件照射被所述第二扫描器扫描过的激光；以及/n壳体，至少所述激光输出部和所述激光扫描部设置在所述壳体中，/n其中，所述激光加工设备包括：/n距离测量光发出部，其设置在所述壳体中，并且向所述激光扫描部发出用于测量从所述激光加工设备到所述工件的表面的距离的第一距离测量光，或者所述距离测量光发出部发出用于修正由所述第一距离测量光测量的测量结果的第二距离测量光；/n基准构件，其在所述第一扫描器和所述第二扫描器中的至少一者处于特定旋转姿势的状态下配置于作为经由所述激光扫描部形成的修正光路的另一端的位置，其中所述距离测量光发出部作为所述修正光路的一端，并且所述基准构件被配置成使得所述修正光路的光路长度是预定的基准距离；/n距离测量光接收部，其设置在所述壳体中，并且经由所述激光扫描部接收被所述工件反射的所述第一距离测量光和被所述基准构件反射的所述第二距离测量光中的任一者；/n距离测量部，其基于所述第一距离测量光在所述距离测量光接收部中的光接收位置通过三角测量法测量从所述激光加工设备到所述工件的表面的距离，并且基于所述第二距离测量光在所述距离测量光接收部中的光接收位置通过三角测量法测量距所述基准构件的距离；/n基准距离储存部，其预先储存所述基准距离；以及/n距离修正部，其在已经通过使用所述修正光路测量了距所述基准构件的距离时，将测量结果与储存在所述基准距离储存部中的基准距离进行比较，以修正通过所述距离测量部获得的测量结果。/n...

【技术特征摘要】
20181228 JP 2018-2469731.一种激光加工设备，其包括：
激发光生成部，其生成激发光；
激光输出部，其基于通过所述激发光生成部生成的激发光生成激光并发出该激光；
激光扫描部，其包括第一扫描器和第二扫描器，所述第一扫描器沿第一方向扫描从所述激光输出部发出的激光，所述第二扫描器沿与所述第一方向大致正交的第二方向扫描被所述第一扫描器扫描过的激光，并且所述激光扫描部向工件照射被所述第二扫描器扫描过的激光；以及
壳体，至少所述激光输出部和所述激光扫描部设置在所述壳体中，
其中，所述激光加工设备包括：
距离测量光发出部，其设置在所述壳体中，并且向所述激光扫描部发出用于测量从所述激光加工设备到所述工件的表面的距离的第一距离测量光，或者所述距离测量光发出部发出用于修正由所述第一距离测量光测量的测量结果的第二距离测量光；
基准构件，其在所述第一扫描器和所述第二扫描器中的至少一者处于特定旋转姿势的状态下配置于作为经由所述激光扫描部形成的修正光路的另一端的位置，其中所述距离测量光发出部作为所述修正光路的一端，并且所述基准构件被配置成使得所述修正光路的光路长度是预定的基准距离；
距离测量光接收部，其设置在所述壳体中，并且经由所述激光扫描部接收被所述工件反射的所述第一距离测量光和被所述基准构件反射的所述第二距离测量光中的任一者；
距离测量部，其基于所述第一距离测量光在所述距离测量光接收部中的光接收位置通过三角测量法测量从所述激光加工设备到所述工件的表面的距离，并且基于所述第二距离测量光在所述距离测量光接收部中的光接收位置通过三角测量法测量距所述基准构件的距离；
基准距离储存部，其预先储存所述基准距离；以及
距离修正部，其在已经通过使用所述修正光路测量了距所述基准构件的距离时，将测量结果与储存在所述基准距离储存部中的基准距离进行比较，以修正通过所述距离测量部获得的测量结果。


2.根据权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，
所述基准构件被配置成使得当所述第一扫描器和所述第二扫描器两者均处于特定旋转姿势时形成所述修正光路，并且
所述第一扫描器和所述第二扫描器在所述修正光路中依次配置在所述距离测量光发出部与所述基准构件之间。


3.根据权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于，
所述激光加工设备还包括反射镜，所述反射镜在所述修正光路中配置在所述第二扫描器与所述基准构件之间，并且使被所述第二扫描器扫描过的所述第二距离测量光指向所述基准构件。


4.根据权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，
由所述第一扫描器和所述第二扫描器中的至少一者形成的所述特定旋转姿势是所述工件的表面上的通过所述激光扫描部对激光的扫描范围外的旋转姿势。


5.根据权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，
所述激光加工设备还包括汇合机构，所述汇合机构在所述壳体内设置在从所述激光输出部到所述激光扫描部的光路的途中，并且使从所述距离测量光发出部发出的所述第一距离测量光或所述第二距离测量光与所述光路汇合，并且
所述汇合机构引导被所述工件反射的所述第一距离测量光向所述激光扫描部返回或者引导被所述基准构件反射的所述第二距离测量光向所述激光扫描部返回，到达向所述距离测量光接收部。


6.一种激光加工设备，其包括：
激发光生成部，其生成激发光；
激光输出部，其基于通过所述激发光生成部生成的激发光生成激光并发出该激光；
激光扫描部，其包括第一扫描器和第二扫描器，所述第一扫描器沿第一方向扫描从所述激光输出部发出的激光，所述第二扫描器沿与所述第一方向大致正交的第二方向扫描被所述第一扫描器扫描过的激光，并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：山川英树，根桥加寿马，高畠优，
申请(专利权)人：株式会社基恩士，
类型：发明
国别省市：日本;JP