本发明专利技术公开一种光束扫描装置、激光加工装置、测试方法和激光加工方法。用于扫描光束的装置包括被配置为使入射光束反射的反射镜；被配置为使反射镜旋转以改变被反射镜反射的光束行进的方向的马达；被配置为检测反射镜的被检测区域相对于反射镜旋转角的倾斜的检测器；以及被配置为基于反射镜的旋转角和检测器所检测到的被检测区域的倾斜，计算反射镜相对于沿马达旋转轴的方向的倾斜量的处理器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光束扫描装置、包括该光束扫描装置的激光加工装 置、用于测试光束扫描装置的测试方法、和激光加工方法。
技术介绍
光束扫描装置(扫描设备(galvano apparatus ))被用于诸如激 光钻孔装置、激光修整(trimmer)装置和激光修理装置的加工工具 中。扫描设备具有安装在马达的旋转轴上的反射镜(mirror)，并在控制反射镜的旋转角的同时使得该反射镜将激光向目标位置反射。为 了将激光的照射位置精确地设置到目标位置，有必要精确地控制反射 镜的旋转角。可使用静电电容传感器、或者光或磁编码器来检测反射 镜的旋转角。因为也要求高速地操作加工工具，所以有必要高速地旋转/驱动 扫描设备的反射镜。然而，如果反射镜和马达的旋转轴之间的动态平 衡差、或者由马达的磁体和线圏产生的力包含除旋转方向以外的分量， 则沿相对于马达的旋转轴的倾斜方向在马达中激发振动。传统上已知 对于旋转轴执行动态平衡调整，以抑制马达中的振动(日本专利公开 No. 61-116632 )。检测传统光束扫描装置的反射镜的旋转角的检测器不能检测倾 斜方向的振动。结果，在存在振动的情况下加工产品，并且因此可出 现加工不合格。
技术实现思路
本专利技术抑制由例如反射镜的倾斜引起的处理光的定位精度和产品的处理精度的劣化。本专利技术的第一方面提供一种用于扫描光束的装置，该装置包括 反射镜，被配置为使入射光束反射；马达，被配置为使反射镜旋转， 以改变被反射镜反射的光束行进的方向；检测器，被配置为检测反射 镜的被检测区域相对于反射镜的旋转角的倾斜；以及处理器，被配置 为基于反射镜旋转角和检测器所检测到的被检测区域的倾斜，计算反 射镜相对于沿马达旋转轴的方向的倾斜量。本专利技术的第二方面提供一种激光加工装置，包括本专利技术的第一 方面所定义的装置；以及被配置为用激光照射该装置的反射镜的激光 装置，其中通过反射镜的旋转角控制要加工的工件(work)上的激光 照射位置。本专利技术的第三方面提供一种用于扫描光束的装置的测试方法，该 装置包括反射镜，被配置为使入射光束反射；以及马达，被配置为 使反射镜旋转，以改变被反射镜反射的光束行进的方向，该方法包括 下述步骤测量反射镜的旋转角；检测反射镜的被检测区域相对于该 旋转角的倾斜；以及基于反射镜的旋转角和被检测区域的倾斜，获取 反射镜相对于沿马达旋转轴的方向的倾斜量。本专利技术的第四方面提供一种激光加工方法，包括下述步骤通过 本专利技术的第三方面所定义的测试方法获取反射镜的倾斜量；以及在反 射镜的倾斜量落入允许值内之后，通过用激光照射要加工的工件来加 工该工件。从参照附图对示例性实施例的以下描述，本专利技术的进一步的特征 将变得明显。附图说明图1是示意性地示出根据本专利技术的第 一 实施例的光束扫描装置的 布置的视图2是用于解释在本专利技术的第 一 实施例中检测反射镜的倾斜角的 原理的视图；图3是用于解释在本专利技术的第一实施例中检测反射镜的倾斜角的 原理的浮见图4是用于解释在本专利技术的第一实施例中检测反射镜的倾斜角的 原理的视图5是示出根据本专利技术的优选实施例的激光加工装置的布置的视图6是示意性地示出根据本专利技术的第二实施例的光束扫描装置的 布置的视图7是示出一般的迈克耳逊(Michelson)干涉仪的布置的视图； 图8是用于解释在本专利技术的第二实施例中检测反射镜的倾斜角的 原理的视图9是用于解释在本专利技术的第二实施例中检测反射镜的倾斜角的 原理的视图10是用于解释在本专利技术的第二实施例中检测反射镜的倾斜角 的原理的—见图11是示意性地示出根据本专利技术的第三实施例的光束扫描装置 的布置的视图12是用于解释在本专利技术的第三实施例中检测反射镜的倾斜角 的原理的^f见图13是用于解释在本专利技术的第三实施例中检测反射镜的倾斜角 的原理的视图；以及图14是示意性地示出本专利技术的第四实施例的激光加工装置的布 置的视图。具体实施例方式将在下面参照附图描述本专利技术的优选实施例。 [第一实施例图1是示意性地示出根据本专利技术第 一 实施例的扫描光束的光束扫 描装置的布置的视图。根据本专利技术第一实施例的光束扫描装置GM1包括反射镜2、马达(旋转马达)1、检测器DT1、和处理器50。 马达1使反射镜2旋转，以改变被反射镜2反射的光束行进的方向。 检测器DT1检测反射镜2的被检测区域6相对于反射镜2旋转角的倾 斜。处理器50基于检测器DT1所检测到的被检测区域6的倾斜和反 射镜2的旋转角，计算反射镜2相对于沿马达1旋转轴的方向的倾斜 角(倾斜量)。反射镜2安装在马达1的旋转轴9上。反射镜2将从激光装置(未 示出)照射的激光束向要加工的工件或另一个反射镜反射。马达l沿 旋转方向3使反射镜2旋转。旋转编码器(旋转检测器)8检测反射 镜2的旋转角。反射镜2沿轴倾斜方向4倾斜。倾斜是指相对于马达 1的旋转轴方向的偏斜。在该实施例中，处理器50也用作控制反射镜2的旋转角的控制 单元，并且基于来自旋转编码器8的输出(旋转角)反馈控制马达l， 以便将反射镜2相对于基准表面的旋转角设置为目标旋转角。在该实施例中，检测器DT1包括用检测光照射反射镜2的照射 单元5、以及具有接收被反射镜2反射的检测光的光接收表面的传感 器7。检测器DT1基于检测光入射光接收表面的位置，检测反射镜2 的被检测区域6的倾斜。作为传感器7，合适地使用例如PSD (位置 灵敏检测器)，其可以基于光接收表面上的检测光的光接受位置来检 测被检测区域6的倾斜。图2是用于解释检测反射镜2的倾斜角(倾斜量)的原理的视图。 在该实施例中，在反射镜2的上部上形成平坦反射表面作为被检测区 域6。例如，假设其中作为被检测区域6的反射表面垂直于马达1的 旋转轴9的情况。假设传感器7是一维PSD。传感器7被放置为垂直于马达1的旋 转轴9和用于激光加工的反射镜2的反射表面6r。设9 为从照射 单元5发射的检测光相对于被检测区域6的入射角，被检测区域6以 反射角6 反射检测光，并且检测光入射传感器7。设Z为传感器7的光接收表面与马达1的旋转轴9的延长线相交的位置，以及R为传感器7的光接收表面和被检测区域6之间的距离， 则检测光在传感器7上的入射位置与点Z分隔开R*tane。图3是示出在反射镜2中已出现对应于角度et [rad的倾斜的状 态的视图。旋转轴9可以被轴承10支持。轴承10支持径向的负载。 轴承10的内环安装在马达1的旋转轴(所谓的转子侧)上，轴承10 的外环安装在马达l的外壳侧(所谓的定子侧)。由该布置中出现的倾斜导致的振动的主导振动模式源自以轴承 10用作固定端的旋转轴9和反射镜2的倾斜。被检测区域6上的检测 光的入射角为e + et，且光的反射角为e + et [rad。此时，传感 器7的光接收表面上的检测光的入射位置与点Z分隔开R4an(e +2et)。图4是示出图3所示的状态中的反射镜2被马达l旋转经过em 的状态的视图。当反射镜2被旋转经过em 时，被检测区域 6上的检测光的入射角变为9 + 9t'cos(6m) 。检测光以反射角0 + et.cos(em) [rad被反射，并入射传感器7。此时，传感器7上的入射 位置与点Z分隔开R'tan(e + 2et'cos(9m))。在该情况下，R和e为i殳计值，因此是已知的。可通过^走转编码器8检测本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于扫描光束的装置，该装置包括： 反射镜，被配置为使入射光束反射； 马达，被配置为使所述反射镜旋转，以改变被所述反射镜反射的光束行进的方向； 检测器，被配置为检测所述反射镜的被检测区域相对于所述反射镜的旋转角的倾斜；以 及 处理器，被配置为基于所述反射镜的旋转角和所述检测器所检测到的所述被检测区域的倾斜，计算所述反射镜相对于沿所述马达的旋转轴的方向的倾斜量。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：上田伸治，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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